PBL教學(xué)法在《天氣學(xué)分析》課程中的應(yīng)用

摘要：針對(duì)《天氣學(xué)分析》課程教學(xué)質(zhì)量參差不齊、達(dá)不到教學(xué)目的的情況，對(duì)多年來(lái)實(shí)踐教學(xué)工作所得經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，提出了該課程應(yīng)采取PBL（以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法）教學(xué)法，以學(xué)生為主體，以問(wèn)題為核心，強(qiáng)理論，重實(shí)踐，并對(duì)課程設(shè)置給出了具體建議。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法；氣象學(xué)；天氣學(xué)分析；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2016）09022802

1 引言

PBL教學(xué)法是一套設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境的完整方法（Problem-Based Learning，簡(jiǎn)稱PBL），也稱作問(wèn)題式學(xué)習(xí)。最早起源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育，是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式[1]。PBL教學(xué)法最早用于醫(yī)學(xué)教育，近年來(lái)在其他領(lǐng)域中，尤其是實(shí)踐教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用[2～5]。

《天氣學(xué)分析》課程作為各高校大氣科學(xué)專業(yè)的實(shí)踐課程（必修），傳統(tǒng)的教學(xué)方式教學(xué)效果較差。對(duì)于該課程的調(diào)研結(jié)果表明：首先，現(xiàn)在很多臺(tái)站不再手繪天氣圖，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)本課程的重視度不夠。其次，教師對(duì)《天氣學(xué)分析》中所涉及的天氣分析規(guī)范不能及時(shí)更新。最后，課程的教學(xué)個(gè)例以20世紀(jì)70年代為主，教學(xué)個(gè)例陳舊。學(xué)生的代入感不強(qiáng)，導(dǎo)致教學(xué)效果不好，且存在不同的老師教學(xué)質(zhì)量參差不齊的情況。PBL教學(xué)法作為一種以學(xué)生為主體、以問(wèn)題為核心的教學(xué)方法，在《天氣學(xué)分析》課程教學(xué)中有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。本文詳細(xì)介紹在天氣分析教學(xué)環(huán)節(jié)中針對(duì)課程重點(diǎn)和難點(diǎn)PBL教學(xué)法的應(yīng)用。

2 課程概況

教育部于2015年明確提出需適度擴(kuò)大氣象人才招生規(guī)模，加快氣象事業(yè)發(fā)展急需的人才培養(yǎng)，并成立“中國(guó)氣象人才培養(yǎng)聯(lián)盟”，明確高校需要在課程體系建設(shè)、實(shí)踐課程、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)方面有所提高。《天氣學(xué)分析》作為氣象學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課（必修課），首先是使學(xué)生掌握天氣圖分析的基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法，建立預(yù)報(bào)思路，為本科生走上工作崗位打下基礎(chǔ)。目前南京信息工程大學(xué)、成都信息工程大學(xué)、中山大學(xué)、南京大學(xué)、蘭州大學(xué)、云南大學(xué)以及北京大學(xué)大氣科學(xué)相關(guān)專業(yè)都已開(kāi)設(shè)本課程，且該課程也為南京信息工程大學(xué)氣象類專業(yè)的考研課程，教材為壽紹文老師主編的《天氣學(xué)分析》[6]。

《天氣學(xué)分析》作為一門(mén)實(shí)踐課程，包括兩個(gè)部分，一部分是《天氣學(xué)分析基礎(chǔ)》，一部分是《典型天氣過(guò)程分析》，一般在兩個(gè)學(xué)期相繼開(kāi)課。分別可以當(dāng)作《天氣學(xué)原理》和《中國(guó)天氣》的實(shí)習(xí)，旨在加深學(xué)生對(duì)天氣學(xué)以及天氣過(guò)程的直觀理解。

《天氣學(xué)分析基礎(chǔ)》主要注重天氣分析基本技能的訓(xùn)練，并通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，鞏固天氣學(xué)原理中的理論知識(shí)、了解天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并達(dá)到天氣系統(tǒng)和鋒面分析的能力，能夠較快、較準(zhǔn)確地分析高空天氣圖和地面天氣圖。

《典型天氣過(guò)程分析》使學(xué)生所學(xué)中國(guó)天氣知識(shí)得到加深理解和鞏固，熟練掌握天氣圖分析方法和各項(xiàng)技術(shù)要求，掌握《中國(guó)天氣》各章節(jié)中天氣系統(tǒng)生、消演變規(guī)律，理解各種典型天氣過(guò)程的分析著眼點(diǎn)。典型天氣過(guò)程包括北方氣旋、寒潮天氣過(guò)程、梅雨天氣過(guò)程以及臺(tái)風(fēng)過(guò)程。

3 PBL方法在天氣學(xué)分析基礎(chǔ)中的實(shí)踐應(yīng)用——以槽線為例

《天氣學(xué)分析基礎(chǔ)》的重點(diǎn)包括天氣分析規(guī)范，槽線、切變線分析以及鋒面分析等。其中槽線、切變線以及鋒面分析也是難點(diǎn)[7]。

這里以槽線為例介紹PBL教學(xué)法的應(yīng)用。在給出槽線的定義后，應(yīng)該讓學(xué)生首先去思考一個(gè)問(wèn)題，即為什么要分析槽線？教師在提出問(wèn)題的同時(shí)，給出上課當(dāng)日的天氣圖，包括500 hPa，850 hPa（或者700 hPa）以及地面天氣圖作為參考（可在中央氣象臺(tái)網(wǎng)站http：//www.nmc.cn/、韓國(guó)氣象中心網(wǎng)站http：//web.kma.go.kr/chn/index.jsp下載天氣圖），稱作這個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)“今日天氣”環(huán)節(jié)。教師逐步引導(dǎo)同學(xué)將地面的天氣與高空的槽脊形勢(shì)相聯(lián)系，從而讓學(xué)生明確分析槽線的必要性。采用上課當(dāng)日天氣圖的原因是為了讓學(xué)生有更直觀的認(rèn)識(shí)，并能在一定程度上提高學(xué)習(xí)興趣。接下來(lái)就是以學(xué)生為主體進(jìn)行槽線的確定。槽線是從氣壓場(chǎng)定義，而由于氣壓場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)的關(guān)系，會(huì)更多從風(fēng)場(chǎng)去定槽線。在給出一個(gè)槽線示例之后，應(yīng)該就由學(xué)生來(lái)定槽線。在槽線第一次課中，應(yīng)該以提問(wèn)的方式，鼓勵(lì)學(xué)生敢于定槽。按照經(jīng)驗(yàn)，兩個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間能夠和學(xué)生共同完成等壓面初步分析500 hPa（范圍為歐亞大陸）槽線的分析。槽線第一次課后要進(jìn)行作業(yè)批改，把學(xué)生槽線中出現(xiàn)的問(wèn)題在下一次課中集中講述，同時(shí)讓學(xué)生自己完成對(duì)應(yīng)的700 hPa槽線的分析。第二次課后作業(yè)批改之后對(duì)于個(gè)別同學(xué)確實(shí)存在困難的，則除集中講述之外，還要進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。槽線分析應(yīng)該有6～8個(gè)學(xué)時(shí)（3～4次課），因此學(xué)生至少可以分析4～5組不同等壓面及其與地面系統(tǒng)的配置情況，其中包括學(xué)生繪制的一組，以及上課當(dāng)日的天氣形勢(shì)和高低空配置情況（共計(jì)3～4組）。經(jīng)過(guò)這些實(shí)踐和訓(xùn)練，學(xué)生也基本能夠掌握槽線以及槽線分析。

4 PBL方法在典型天氣過(guò)程中的實(shí)踐應(yīng)用——以梅雨天氣為例

典型天氣過(guò)程課程包括4個(gè)，由于篇幅的關(guān)系，這里以梅雨天氣為例介紹如何做到以學(xué)生為主體，以問(wèn)題為核心（PBL教學(xué)法）進(jìn)行教學(xué)。由于此時(shí)，學(xué)生已經(jīng)基本掌握天氣分析基本技能，在進(jìn)行梅雨典型天氣過(guò)程分析時(shí)，應(yīng)該首先提出的問(wèn)題是：影響梅雨的關(guān)鍵天氣系統(tǒng)是什么？如何預(yù)報(bào)？而學(xué)生的工作就是去認(rèn)識(shí)這些系統(tǒng)，并揭示系統(tǒng)生消演變的原因，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)報(bào)。在中國(guó)天氣課程中，學(xué)生已經(jīng)得知典型梅雨的環(huán)流形勢(shì)，包括對(duì)流層上層的南亞高壓，對(duì)流層中層的阻塞高壓、長(zhǎng)波淺槽、西太平洋副熱帶高壓以及引起降水的短波槽，還包括對(duì)流層下層的西南渦、切變線以及低空急流，地面圖上則表示為梅雨鋒和氣旋波動(dòng)。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，需要繪制梅雨期一次暴雨過(guò)程中500 hPa，850 hPa以及地面的天氣圖。因此首先教師可以提供對(duì)應(yīng)的100或者200 hPa天氣圖，讓學(xué)生從中找出影響大范圍降水的關(guān)鍵系統(tǒng)-南亞高壓，并討論南亞高壓為何會(huì)對(duì)江淮梅雨進(jìn)行影響。在繪制完畢的天氣圖上，讓學(xué)生找到關(guān)鍵系統(tǒng)，并討論不同層面、不同尺度系統(tǒng)對(duì)此次梅雨暴雨的作用。

相對(duì)于天氣分析基礎(chǔ)，典型天氣過(guò)程分析更加以學(xué)生為主體。通常會(huì)以5人左右為1組，進(jìn)行討論（包括課上和課后討論），在本次過(guò)程全部天氣圖繪制完畢之后，每組同學(xué)完成關(guān)于本次過(guò)程的幻燈片制作，由一位同學(xué)主講，在課堂上進(jìn)行匯報(bào)。教師則可根據(jù)學(xué)生匯報(bào)情況進(jìn)行補(bǔ)充。每位學(xué)生在每次過(guò)程分析結(jié)束之后提交實(shí)習(xí)報(bào)告一次。

和天氣分析基礎(chǔ)類似，在進(jìn)行典型天氣過(guò)程分析的時(shí)候，可結(jié)合當(dāng)日天氣進(jìn)行分析（天氣圖獲取方法同上），實(shí)踐表明，“今日天氣”環(huán)節(jié)可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可提高學(xué)生的綜合能力。

5 結(jié)語(yǔ)

《天氣學(xué)分析》是氣象學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，重理論，強(qiáng)實(shí)踐是其特色，通過(guò)PBL教學(xué)法可充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位，調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)《天氣學(xué)原理》和《中國(guó)天氣》的理解。教師需要通過(guò)提出問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生去解決問(wèn)題，并在解決問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，縮短理論與實(shí)踐的距離，使得學(xué)生順利走上工作崗位。為做到《天氣學(xué)分析》課程理論與實(shí)踐的更好結(jié)合，在此強(qiáng)調(diào)《天氣分析基礎(chǔ)》應(yīng)與《天氣學(xué)原理》同時(shí)開(kāi)課，而《典型天氣過(guò)程分析》與《中國(guó)天氣》同時(shí)開(kāi)課。

參考文獻(xiàn)：

[1]Diana F Wood.ABC of leaning and teaching in medicine： Problem based leaning[J].BMJ，2003（326）：328～330.

[2]陳春燕，郭曉奎.傳統(tǒng)教學(xué)法與PBL結(jié)合在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].微生物學(xué)通報(bào)，2008（9），35（9）：1494～1496.

[3]李莎瀾，朱四如.問(wèn)題教學(xué)法在軍校數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，26（1）：65～67.

[4]馬 真.美國(guó)PBL 教學(xué)模式及在我國(guó)高校研究生教學(xué)中應(yīng)用研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2011（6）.

[5]景慧麗，王正元，趙偉舟.軍校《高等數(shù)學(xué)》課程實(shí)施PBL 教學(xué)法的模塊設(shè)置探討[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，31（2）：14～17.

[6]壽紹文，勵(lì)申申，王善華，等.天氣學(xué)分析[M].北京：氣象出版社，2006.

[7]姚素香.《天氣學(xué)分析》課程中封面分析討論[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，24（3）：105～106.