大氣科學類研究生校內實踐基地的建設與探索

華 維

(成都信息工程大學 大氣科學學院, 四川 成都 610225)

近年來,教育部等多家部委先后發(fā)布了關于研究生教育改革的一系列重要文件,明確要求研究生培養(yǎng)要強化實踐基地建設,突出創(chuàng)新實踐,突出科教融合和產學結合。相關文件的出臺勢必對大氣科學類研究生的培養(yǎng)工作起到重要促進作用[1-2]。據統(tǒng)計,我國開展大氣科學類研究生培養(yǎng)的高等院校和科研院所已超過20所,大氣科學類研究生年招生規(guī)模已接近千人,且大部分畢業(yè)后進入氣象部門就業(yè)[3]。氣象院校應更加重視應用型人才實踐能力的培養(yǎng),以適應氣象行業(yè)的快速發(fā)展[4-7]。

成都信息工程大學前身為成都氣象學院,是原中國氣象局直屬的三所氣象院校之一。學校現為四川省和中國氣象局共建、四川省重點發(fā)展的省屬普通本科院校,氣象行業(yè)特色鮮明。為使培育的大氣科學類研究生具有較強的實踐能力和創(chuàng)新本領,實現學校與行業(yè)、教學與業(yè)務的無縫銜接,將氣象業(yè)務和科學研究全鏈條融入教學實踐環(huán)節(jié),我們依托局校合作和校企合作平臺,建設了符合行業(yè)和企業(yè)需求、氣象特色顯著的大氣科學類研究生校內實踐基地[8-11]。

1 大氣科學類研究生的培養(yǎng)方向和定位

正確的培養(yǎng)方向、準確的定位和合理的交叉融合是培養(yǎng)高素質氣象人才的基礎。氣象院校應根據大氣科學類研究生所服務的氣象行業(yè)和企業(yè)的需求,采用“面向行業(yè)需求、適應行業(yè)特點、適合行業(yè)發(fā)展”的原則,對大氣科學類相關專業(yè)研究生應具備的業(yè)務能力和研發(fā)能力要求進行梳理和分析,確定其培養(yǎng)方向和定位。我校按照“依托行業(yè),局校一體,交叉融合,突出特色”的發(fā)展思路,以及原部委直屬高校時期中國氣象局對我校提出的“氣電結合,以電為主”的學科布局特點,形成了以大氣科學為基礎,信息與通信工程、計算機科學與技術、軟件工程、環(huán)境科學與工程和網絡空間安全等多學科交叉融合的學科群體系,成為培養(yǎng)覆蓋從氣象數據觀測、大氣科學基礎理論和氣象業(yè)務研發(fā)全流程的高層次應用型人才的重要基地。在分析大氣科學學科群各學科的交叉性、獨立性和相同性基礎上,提出以“面向行業(yè)、聚焦業(yè)務、立足學生、夯實基礎、強化應用、激發(fā)創(chuàng)新”為特色的實踐教育理念,凝練了大氣科學類研究生的基礎能力和核心能力要求(表1)。

表1 大氣科學類研究生能力分析表

2 大氣科學類研究生實踐基地建設目標和組成

實踐基地的建設和實踐項目以培育大氣科學類研究生創(chuàng)新實踐能力、滿足行業(yè)需求、勝任崗位需要為目標,具體包括：

(1) 以培養(yǎng)氣象業(yè)務相關崗位基本能力作為研究生實踐教學基地的基礎功能,以培養(yǎng)創(chuàng)新意識和提升研發(fā)能力為中心目標。根據以氣象業(yè)務為牽引、以鍛煉能力為宗旨、局校校企聯動的培養(yǎng)理念,合理構建實踐教學體系,力求實踐實訓內容體現行業(yè)性、針對性和實效性。實踐基地根據研究生未來發(fā)展方向分3個培養(yǎng)層次,分別為氣象部門的一線業(yè)務人員、具備較強研發(fā)能力的業(yè)務骨干人員和行業(yè)持續(xù)發(fā)展所需的優(yōu)秀創(chuàng)新人才。

(2) 學科群各專業(yè)畢業(yè)生采用崗位資格認證制和培訓相結合的實踐體系。要求大氣科學專業(yè)畢業(yè)生參加中國氣象局組織的新任預報員上崗資格考試,要求相關專業(yè)畢業(yè)生參加氣象觀測崗位培訓、天氣雷達標定原理與技術培訓及雷達組網協同觀測培訓等。

(3) 將氣象部門的現代化業(yè)務體系和業(yè)務系統(tǒng)引入實踐教學。近年來通過中國氣象局,引進了強對流天氣短時臨近預報系統(tǒng)、氣象風險預警服務平臺、中國氣象局衛(wèi)星數據廣播系統(tǒng)、氣象信息綜合分析處理系統(tǒng),購置了地基多要素氣象數據觀測儀、大氣邊界層觀測儀、地氣通量觀測儀、大氣環(huán)境與污染觀測儀、小型移動性氣象站、輻射觀測儀、SGI和曙光服務器等。這些系統(tǒng)和平臺,作為實踐能力培養(yǎng)的載體,較好地滿足了學校教學實踐的硬件需求,同時也符合氣象部門對畢業(yè)生實踐能力的期望。

在學科群實踐基地建設中,依托四川省氣象預報實驗教學示范中心、四川省氣象預報虛擬仿真實驗教學中心和成都信息工程大學氣象科技(普)文化園(全國氣象科普教育基地)等,組建了氣象預報實踐中心；整合大氣探測技術國家級實驗教學示范中心、中國氣象局大氣探測重點開放實驗室、大氣探測技術四川省虛擬仿真實驗教學中心和四川省氣象探測技術及裝備工程技術研究中心,組建了大氣探測技術實踐中心；以中國氣象局氣象信息技術聯合研究中心、四川省信息化應用支撐軟件工程技術研究中心、軟件自動生成與智能服務四川省重點實驗室、氣象信息與信號處理四川省高校重點實驗室和氣象信息共享與數據挖掘四川省高校重點實驗室,設置了氣象信息化實踐中心；以圖形圖像智能系統(tǒng)四川省協同創(chuàng)新中心為基礎,組建了氣象圖形處理實踐中心；以高原大氣與環(huán)境四川省重點實驗室和大氣環(huán)境模擬與污染控制四川省高校重點實驗室為基礎,組建了大氣污染防控實踐中心。通過相關平臺實踐教育,培養(yǎng)學生的專業(yè)技能、管理能力、研發(fā)能力和創(chuàng)新能力,并依托研究生教務數據平臺,對實踐教學過程進行信息化管理,實現了實踐基地利用效率的最優(yōu)化和最大化。

3 學科群實踐基地的具體功能

3.1 氣象預報暨氣象公共基礎實踐中心

氣象預報實踐中心主要用于大氣科學專業(yè)研究生的實踐教學,核心在于培養(yǎng)學生的基本專業(yè)素養(yǎng)和崗位技能,相關實踐教學任務主要由大氣科學學院承擔。該實踐平臺充分利用引進的與氣象部門同步更新的業(yè)務體系和業(yè)務系統(tǒng),輔以虛擬仿真實驗等手段,實現了學生預報實踐與氣象部門預報業(yè)務相結合,力求在氣象預報實踐環(huán)節(jié)中,鍛煉學生對強對流天氣過程分析能力和預報思路快速構建能力,一定程度上克服了過去傳統(tǒng)實踐項目內容與氣象部門業(yè)務要求脫節(jié),導致用人單位滿意度不高的問題。通過實踐,絕大部分學生達到中國氣象局預報員上崗考試要求。平臺還承擔了學科群相關專業(yè)研究生基礎課程實踐環(huán)節(jié)教學任務,著重關注非大氣科學專業(yè)研究生涉及的天氣學和動力氣象等大氣科學基礎課程中的實踐內容,促進了非大氣科學專業(yè)研究生對氣象學基礎知識的更好掌握。學科群氣象預報實踐中心的主要實踐項目如表2所示。

表2 氣象預報實踐中心實踐項目

表2(續(xù))

3.2 大氣探測技術實踐中心

大氣探測技術實踐中心主要用于氣象探測技術專業(yè)研究生的實踐教學,使他們掌握相關專業(yè)知識和專業(yè)技能,熟悉氣象部門中涉及的地面觀測系統(tǒng)、探空系統(tǒng)以及氣象雷達與衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的檢測與運維崗位,相關實踐教學任務主要由大氣探測學院承擔。為達到畢業(yè)生“畢業(yè)零培訓上崗”的學習效果,實踐中心走訪了中國氣象局綜合觀測司、大氣探測中心、人工影響天氣辦公室、裝備中心等主要業(yè)務部門,對崗位需求進行了大量調研和分析,提出“整合校內探測裝備資源+中央支持地方新建探測設備”的建設思路,以氣象部門現役先進大氣探測裝備作為實踐教學載體進行實踐教學。學科群大氣探測技術實踐中心實踐項目見表3。

表3 大氣探測技術實踐中心實踐項目

3.3 氣象信息化實踐中心

氣象信息化實踐中心主要承擔信號與信息處理和信息安全專業(yè)研究生的實踐教學,側重于氣象雷達信號處理、氣象信息傳輸及安全防控等領域。通過實踐,學生能夠熟悉氣象部門中涉及的氣象雷達檢測與運維、氣象信息處理、氣象網絡安全等崗位,相關實踐教學任務主要由大氣探測學院和網絡空間安全學院共同承擔。為了更好地滿足氣象部門對學生信息化能力的要求,學校進一步突出了氣象信息處理特色,開展氣象雷達回波算法、氣象雷達信號質量算法改進和多通道信號處理誤差標定算法等實踐內容。同時及時追蹤大數據領域和網絡空間安全領域發(fā)展趨勢,設置了氣象大數據集成系統(tǒng)實踐系統(tǒng)和網絡安全攻防實踐系統(tǒng)等。學科群氣象信息化實踐中心實踐項目詳見表4。

表4 氣象信息化實踐中心實踐項目

3.4 氣象圖形處理實踐中心

氣象圖形處理實踐中心主要承擔計算機專業(yè)研究生的實踐教學,使他們掌握相關氣象圖形智能識別領域的專業(yè)知識和技能,熟悉氣象部門中涉及的天氣系統(tǒng)自動化識別、氣象大數據圖像融合分析、衛(wèi)星氣象圖像同化、探測成像等崗位,相關實踐教學任務主要由計算機學院承擔。我校已建設了圖形圖像智能系統(tǒng)四川省協同創(chuàng)新中心等平臺,目前正積極爭取中國氣象局無縫隙精細化智能化氣象預報業(yè)務系統(tǒng)建設項目的支持,希望進一步擴大實踐場地,并深化實踐內容,使之與最新業(yè)務發(fā)展相結合。學科群氣象圖形處理實踐中心實踐項目詳見表5。

表5 氣象圖形處理實踐中心實踐項目

3.5 大氣污染防控實踐中心

大氣污染防控實踐中心主要承擔3S集成與氣象應用專業(yè)研究生的實踐教學,使他們掌握大氣污染防控領域的專業(yè)知識和技能,熟悉氣象部門中涉及的大氣污染預報預警、大氣環(huán)境容量評估、大氣污染監(jiān)測等崗位,相關實踐教學任務主要由資源環(huán)境學院和大氣科學學院共同承擔。我校建設了城市氣象與環(huán)境觀測站等平臺,可以很好地為相關專業(yè)學生提供實踐條件。學科群大氣污染防控實踐中心實踐項目詳見表6。

表6 大氣污染防控實踐中心實踐項目

3.6 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中心

為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和實踐能力,學科群相關學院均設置了大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中心,通過科技學術與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽活動,形成了“課堂教學—基地實踐—行業(yè)參與”三位一體的實踐模式,有利于提高學生的社會實踐能力、團隊協作能力、獨立的科學研究能力和創(chuàng)新能力。以大氣科學學院為例,近年來共獲“共享杯”“高教社杯”“蘭景杯”和“創(chuàng)青春”等國家級學科競賽獎項12項；獲得“挑戰(zhàn)杯”“蜂云谷杯”“互聯網+”等省級獎項 31項。

4 結語

成都信息工程大學大氣科學類研究生校內實踐基地建設,圍繞國家氣象現代化和國民經濟發(fā)展對高層次應用型氣象人才培養(yǎng)的需求,將不同專業(yè)的研究生作為大氣科學類研究生進行綜合培養(yǎng)。開展了以行業(yè)需求為導向的實踐教學改革,在實踐教學理念、學科交叉融合、實踐項目設置、學生科學研發(fā)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面取得了顯著成績,特別是凝練了以“面向行業(yè)、聚焦業(yè)務、立足學生、夯實基礎、強化應用、激發(fā)創(chuàng)新”為特色的實踐教育理念,為培養(yǎng)理論基礎扎實，業(yè)務熟練，具有創(chuàng)新精神和科技研發(fā)能力，能夠適應大氣科學未來發(fā)展的高層次人才,奠定了良好的基礎。