林火預測預報課程創新能力培養探析

楊光 張雨 邸雪穎

摘要 針對目前農林院校林火預測預報課程教學中存在的創新能力不足、教學手段單一化問題，對林火預測預報教學中培養學生創造性思維能力的研究與實踐。

關鍵詞 林火預測預報;創新能力;教學改革

中圖分類號 S-01;G643.2 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）33-11902-02

Study on Cultivating Innovation Ability of Forest Fire Forecast Course

YANG Guang， ZHANG Yu， DI Xue-ying*

（School of Forestry， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract Aiming at the problems of insufficient creativeness and unvaried teaching means in Forest Fire Forecast course teaching in agriculture and forestry colleges， creativity thinking ability of students in forest fire forecast teaching was studied and practiced.

Key words Forest fire forecast; Innovation ability; Educational reform

基金項目 黑龍江省高等教育教學改革項目（JG2014010590）;中國博士后科學基金（2013M541083）。

作者簡介 楊光（1980- ），女，遼寧朝陽人，副教授，博士，從事森林防火研究。*通訊作者，教授，從事森林防火的研究。

收稿日期 2014-10-09

林火預測預報是來自實踐并在實踐中不斷發展和完善的一門綜合科學[1]，相比于其他課程而言，林火預測預報課程貼近森林防火業務需求分外突出，對大學生的要求，不僅僅需要掌握理論知識和前沿知識，而更需要培養學生創新能力和實踐能力。全球每年近4%的森林受到各種災害的影響，其中受森林火災影響的面積較大，占26.7%[2]。我國是受森林火災影響較為嚴重的國家之一，“十五”期間，全國年均發生森林火災9 097次，受害森林面積17.2萬hm2，分別比1988～1999年12年均值上升了34.5%和248.2%，分別比“九五”期間上升了84.5%和146.4%，是1987年以來火災最為嚴重的5年。黑龍江省是我國森林火災人員傷亡較嚴重的省份之一[3]，僅 1987 年 5 月 6 日發生在大興安嶺的森林火災死亡就達 213 人，2006 年 5 月發生在我國黑龍江省黑河嘎拉山火場 31 人受傷。由于森林火源發生的不確定性，森林火災危害變化的不確定性及林火管理決策的不確定性，林火預測預報要從森林防火工作的整體上當好參謀，為林火管理部門的決策提供輔助，為森林火災撲救調度和指揮提供輔助，目前還存在諸多的風險[4-5];同時教學實踐表明，我國農林院校林火預測預報課程的教學的現狀不容樂觀，學生除具備扎實的林火預測預報知識和技能外，創新能力有待提高。東北林業大學地處黑龍江省，是最早開展林火預測預報研究的單位之一，森林防火專業一直是學校的特色專業，是我國最早成立的林火預測預報研究方向，基礎理論和應用領域取得了大量創新科研成果，故該研究從林火預測預報課程入手，從森林經營和保護管理的角度出發，重點討論林火預測預報課程創新能力培養問題。

1 林火預測預報課程的性質、作用與特點

1.1 課程性質

我國《森林防火條例》中明確指出森林防火的工作方針是“預防為主、積極消滅”。預防是森林防火的前提和關鍵，消滅是被動手段挽救措施，只有把預防工作做好了，才有可能不發生森林火災或少發生森林火災。“預防為主，積極消滅”不僅是我國森林防火的總方針，也體現了當今世界各國森林防火對策的主流意識。這一點已從世界上許多林業發達國家在林火預測預報領域所投入研發資金的逐漸加大得以印證。因此，林火預測預報在各國森林防火工作中占有首要地位，在高等林業教育中，林火預測預報課程也是森林防火專業的專業必修課，是指導森林防火的應用性課程。通過幾十年的實踐，林火預測預報課程已經成為森林防火專業的核心課程，在培養學生專業知識和技能上具有重要作用。該課程主要學習林火預測預報的主要概念、主要預報因子、主要類型等基本概念、掌握森林可燃物類型劃分、可燃物燃燒性判斷、可燃物含水率測定、林火行為模擬等基本方法，熟悉國際上主流的林火預測預報系統的原理、結構、計算方法和工作流程，其前導課程為高等數學、物理學、計算機科學、統計學、樹木學、氣象學、生態學等。

1.2 課程作用

林火預測預報課程旨在通過系統的理論學習和實踐鍛煉，使學生在熟悉必要的林火預測預報的基本知識和技能的基礎上，能具備簡單森林火險預報方法的設計能力，能因地制宜地對林火預測預報系統進行操作和維護，促進科學防火，為森林火災預防和撲救提供參考;并在此過程中，逐步培養學生的自主學習能力、創新鉆研能力、團結協作和組織領導能力，有效提升和完善學生的綜合能力，以適應林火管理的行政管理和技術管理工作。

1.3 課程特點

①具有季節性。林火預測預報多用于各國各類林區的森林防火期的當日、次日和短期趨勢的森林火險等級的預測預報。所謂森林防火期，是指一年中具備森林火災發生條件（主要是氣候和植被）需要進行有組織地防火的各時期，森林防火期亦指森林火災季節。在我國，不同的氣候區，森林防火期的長短有很大差異。以我國黑龍江省為例，由于受大氣環流和季風的影響，在一年四季中，出現春季和秋季兩次干燥的氣候條件。因此黑龍江省防火期分為春秋二季，即每年3月15日至6月15日為春季防火期，9月15日至11月15日為秋季防火期。因此教學組織必須以森林防火期為依據，以林火預測預報的不同時期為主線來開展教學活動。②森林火災發生發展具有一定時間和空間特性，組織教學的過程中，學生必須深入森林防火部門，參與森林火災典型案例的分析討論以及林火案件調查、處理和評價。③林火的預測預報過程中，經驗知識占有很大比重，雖然森林火險氣象因子可以借助森林火險監測站、小型自動氣象臺站等先進儀器進行測定，但在實際的預測預報過程中森林可燃物溫度和濕度更多的是利用經驗來做出決定，學生只有通過親身體驗才能獲得這些知識，因此在組織教學過程中，學生應該是教學主體，教學環境應該是真實的森林防火的工作環境，通過前沿動態和實踐教學鍛煉學生刻苦鉆研精神，激發學生的求知欲望，使學生在邊做邊學中掌握書本上的知識，也領悟經驗知識。

2 林火預測預報課程教學與實踐

林火預測預報課程教學組織方式為課堂講授、實驗、實習3個教學環節。理論課總學時為48學時，其中課堂教學40學時，實驗課8學時;野外實習為8學時。課堂講授主要為林火預測預報的主要概念、預報方法、預報歷史、預報方式，以及國際上主流林火預測預報的方法，實驗課和課堂教學結合并相互驗證，主要使學生掌握林火預測預報的分析技術和操作能力，野外實習主要使學生掌握基本的林火預測預報的儀器的使用和基本技能。

合理分配教授內容和教學過程，加強多媒體課件建設，圖文并茂，充實信息量，形成了合理、科學、分工明確的教學模式。例如，通過對國外研究發現，發達國家十分重視對學生開展科普活動，通過科學博物館等科普設施以及教學實驗課和實驗設施的建設增強專業技能培養，因此課程選定我國森林防火的教育基地——大興安嶺“五·六”火災紀念館，課程將紀念館現場錄像加入課件建設，將12個展廳全景搬到課堂，全面展示了“五·六”大火從起火、成災、撲火、救災、重建家園以及生態建設的全過程，使學生深入了解“五·六”火災真實場景，吸取歷史教訓，時刻不忘“森林防火是林區頭等大事”，起到了積極的警示作用，從而達到強化林火預測預防的意識，又如課程結合教師公派出國留學和國際會議交流經歷，將加拿大火險等級預報系統、韓國國家火險等級預報系統等系統應用和完善等最新研究內容整理到教學的內容和過程中，豐富教學資料。

改變實驗、實習為已知領域的知識驗證和重復，增強實驗技術、實驗設計、實驗方法和獨立從事實驗工作能力的培養和訓練，強化學生創新實驗研究能力。例如，燃燒實驗室是高水平基礎研究和應用基礎研究的重要基地，也是現代化林火生態和管理的重要組成部分，世界林火研究先進國家，如美國、加拿大都已形成了1個或多個科學化、綜合化的燃燒實驗室，在氣候變化與林火領域開展了相關關鍵問題的研究，課程教學依托林業公益性行業科研專項“氣候變化對東北林火的影響及防控技術研究”研建的我國首個林業行業的燃燒實驗室，要求學生利用所學專業知識進行可燃物含水率的分析理解，然后查閱相關文獻，通過閱讀文獻了解相關背景和國內外研究進展，在自我思考的基礎上提出可燃物含水率推測火險等級的方法，并通過燃燒實驗室儀器設備進行相關實驗，最后撰寫實驗報告。

引入森林防火學科前沿課題，并借鑒國外的教學模式，通過設置大學生科研訓練項目，把科研融入教學中，著重體現教學的主動和互動，強化培養學生的創新意識和創新能力。例如，在教學過程中，不只是簡單地進行林火預測預報基礎知識傳授，而是緊密圍繞國家首個森林防火中長期發展規劃以及承擔的“十二五”國家科技支撐計劃項目和自然科學基金項目的應用需求進行課程設置，突出面向科學研究的特點，并借助項目資助，設置一定數量的大學生科研訓練項目，如“一種草原地表可燃物載量快速查算方法與裝置的研究”等，使學生在參與項目的過程中，承擔一定的科研小任務，在實踐中了解森林防火學科和林火預測預報課題的前沿內容，掌握最新技術方法，提高創新能力。

遵循林火預測預報課程教學內容，以形成性的學習考核思想為指導，對考試進行革新，提出課程行之有效的對學生知識、能力的考核辦法。如針對課程特點，通過開卷考試，將2009年1月1日頒布實施的“森林防火條例”中關于火險預測預報等內容引入考試內容，使理論課程更加貼近防火業務工作;將學生參觀黑龍江省林業廳森林防火指揮辦公室等森林防火部門，變成深入森林防火部門，直接參與黑龍江省森林火災典型案例的分析討論以及林火案件調查、處理和評價，并在此過程中考核學生綜合運用知識的能力。

3 林火預測預報課程教材的統編

教材是教育實施過程中的重要載體。作為林火預測預報的主要試用教材，東北林業大學主編的《林火預測預報》在1993年東北林業大學出版社出版，歷經20余年，在林業人才培養教育過程中起到了重要作用。隨著新世紀的到來，《林火預測預報》教材急需在內容和形式上更新，應該對教材內容進行梳理，對教材的編寫質量提出了更高的目標和要求。一方面派出教師赴加拿大北方林業中心了解林火預測預報前沿內容，通過國際交流，提升教材起點，特別介紹世界各國林火預測預報最新的研究進展，對主流的林火預測預報系統的進展部分進行了著重介紹，真正代表國際水平，保證教材的先進性;另一方面在保持原有教材特點的基礎上，在編寫中應用最新并且得到公認的概念，提法及基本理論，并應用新的科技成果對某些經典內容加以創新處理，使教材富有時代氣息，緊跟林火預測預報科學和技術的發展，及時反映新學說、新知識和新技術，同時適度預見理論的發展，做到真正內容新穎，體現21世紀林火預測預報的最新進展。

4 結論

創新能力培養在林火預測預報教學中具有相當重要的地位，林火預測預報課程依托“十二五”國家科技支撐計劃項目和自然科學基金項目，以創新性培養為重點，通過教材建設合理分配教學內容和教學過程，引入森林防火學科前沿課題，通過設置大學生科研訓練項目，把科研融入教學中，

以形成性的學習考核思想為指導，對考試進行革新，提出課程行之有效地的對學生知識、能力的考核辦法，強化培養學生的創新意識和創新能力，提高學生的自主學習能力，取得了良好的教學效果。

參考文獻

[1]邸雪穎， 王宏良. 林火預測預報[M]. 哈爾濱：東北林業大學出版社， 1993.

[2] 舒立福，張小羅，戴興安，等.林火研究綜述（2）-林火預測預報[J].世界林業研究，2003，16（4）： 34-37.

[3] 黑龍江年鑒社. 黑龍江省年鑒， 2008[M].北京：中國統計出版社，2008.

[4] 楊光，舒立福，邸雪穎. 氣候變化影響下大興安嶺地區21世紀森林火險等級變化預測[J]. 應用生態學報，2012（12）：3236-3242.

[5] 楊光，舒立福，邸雪穎. 氣候變化背景下黑龍江大興安嶺林區夏季火險變化趨勢[J]. 應用生態學報，2012（11）：3157-3163.