農業氣象學實驗教學內容與方法的探索

張璐陽 劉志華 孫彥坤 周東興

[摘 要]農業氣象學是高等農林院校多專業的一門必修專業基礎課程。開設配套的農業氣象學實驗課程，對提高學生的專業技能、增強學生的學習興趣以及提升實際操作能力都有著重要的意義。本文從如何提高實驗課程教學效果這一關鍵環節， 針對實驗教學內容、教學方法和教學考核三個方面的工作進行了簡明扼要的闡述， 供同行參考。

[關鍵詞]農業氣象學實驗;教學內容;教學方法;考核標準

[中圖分類號]S16-4 [文獻標識碼]A

農業氣象學是生態學、農學、園林、園藝等專業的必修專業基礎課程。農業氣象學的知識覆蓋面廣，既是基礎學科又是交叉學科，并且與實踐結合緊密，所以為了更好地實現教學效果，我校還單獨配合開設了農業氣象學的實驗課程。農業氣象學實驗是農業氣象學課程的重要組成部分。針對學生的需要和本門課程理論的特點，開設了輻射、溫度、濕度、蒸發、降水、風、氣候資料統計以及云與天氣現象觀測等實驗內容。農業氣象學實驗的教學目的主要是使學生掌握云、能見度和天氣現象的目測方法;掌握各種氣象要素儀器的原理、讀數方法和誤差解讀;并能進行氣候資料的整理、統計和氣候調查。農業氣象學實驗旨在培養學生的實踐動手能力和分析解決問題的能力。

1 農業氣象學實驗課程存在的問題

在多年的教學中我們發現傳統農業氣象學實驗教學主要存在一下三點問題。第一點，實驗內容多，時間短，效率低。農業氣象學實驗課程多屬于驗證性實驗，教學方式多以“講授—演示—模仿”形式開展。在以往的教學中，農業氣象學實驗課程大部分時間用于教師對實驗儀器操作和原理的介紹和演示。學生自己動手操作時間短，學生也沒有足夠的時間消化思考大量的實驗過程。第二點，教學內容過于單一，忽視了不同專業背景對農業氣象知識的需求。農業氣象學是農業院校的基礎課程，全校有十多個專業都需要進行學習，但傳統的教學對不同專業背景的學生教學內容并沒有進行區分。第三點，對于實驗成績的評判標準過于單一。以往教學一般都是以課堂出勤和實驗報告的書寫來判斷學生成績的優劣。但是實驗報告只能呈現實驗的最終結果，在實驗過程中學生的參與度很難得以呈現。

為了提升教學質量，解決傳統教學中存在的不足，我校對農業氣象學實驗課程進行了多方面探索和改進。具體的改革措施主要圍繞在實驗教學內容的創新設計、教學方法更新和制定靈活的考核方式這三個方向。在改革后，經過我們的實踐，學生對知識掌握的熟練度和技能純熟應用能力都得到了提升。另外，學生學習的主動性和課堂活躍度也都有所改善。

2 農業氣象學實驗課程教學內容改革

學生進行各種常規觀測儀器的操作和實踐是加深理論認識的最佳手段。實驗課程內容設計重點在于使學生熟悉氣象探測手段、農業氣象研究資料的獲取和分析研究方法，提高學生對農業氣象學科整體的認知，加深學生對農業氣象學理論的全面理解。為了注重每個實驗課程設計的方向性，實驗課程被分成四部分進行。我們把云、能見度和天氣現象的觀測設計為一個實驗;輻射、溫度和濕度設計為實驗二;蒸發、降水、風和氣壓設置為實驗三;另外，氣候資料統計單獨為一個實驗。

其次，注重實驗設計的層次性。根據我們的教學經驗把農業氣象學涉及的實驗歸納為如下三個層次：1.基礎性操作：主要指在農業氣象中涉及“光溫水氣”實驗的一些基本技能和基本操作訓練，熟悉相關儀器的基本功能和操作注意事項，以及對數據誤差的避免和判斷，學生在多次反復操作中增強對最基本技能的掌握，為進一步提高綜合能力，完成更加復雜任務，甚至科研項目打下堅實的基礎。2.綜合性實驗：在掌握了基礎性操作后，完成具有綜合性質的復雜實驗以及解決具有應用特點的操作項目。例如，利用觀測到的輻射數據，對照判斷農田內部的輻射規律變化等情況。雖然在課程上完成的綜合性實驗尚比較簡單，但是其思維原理是和科研觀測相一致的。3.創新性實踐：在具體實驗操作中，為學生提供一定的發揮空間，鼓勵學生獨立思考，發揮不同觀點。實驗的設置不應該千篇一律，應該在完成基本性操作的同時有一定的留白，讓學生們自己思考來解決出現的問題，或者設計不同的操作。這樣不僅提高了學生學習可能的趣味性，同時也能夠拉開學生之間的檔次，便于老師因材施教，取得更好的教學效果。以上三大層次中，只有基礎性操作需要教師花較多的時間進行教授引導，其他兩大層次都可以更大程度地發揮學生的自主性，是可以根據不同專業背景進行合理配置的主要部分。

3 農業氣象學實驗課程的教學方法改革

教學方法會明顯影響教學質量，好的教學方法可以達到事半功倍的效果。在以往的教學中，農業氣象學的實驗儀器的操作演示較多，學生對知識的接受是被動的，學習效果較差，往往在理論課和實驗課結束后就忘記了大部分內容，在實習時還是不能熟練掌握這些實際操作技能。針對這些問題和局限性我們提出了以下改革。

強調以團隊形式完成實驗內容。團隊形式完成任務更加符合實際的工作情況和科研情況。所以，我們的實驗操作要求全部以團隊形式完成。在操作中，學生們不僅僅提高了對儀器的熟悉情況和觀測能力，同時還體會了團隊間的合作分工，切身感受到氣象工作的復雜性不是一個人可以完成的。團隊的協調程度會影響到最終的實驗結果和實驗效率，如何克服團隊中出現的異常以及自己不能控制的因素也都是實驗中需要學習和體會的重要內容。另外，當和同學一起學習和實踐時也會增強每個個體的學習動力，在完成既定任務后也能夠體會到團隊榮譽感，提升學習樂趣。

利用多媒體助力教學。多媒體教學的特點是圖文并茂、動靜結合，多方位形象化呈現教學內容。尤其在云和天氣現象觀測和氣候資料統計兩個實驗中，多媒體教學的優勢表現尤為突出。不同的云狀以及云的生消變化都可以通過圖片和動畫進行直觀的演示。另外，在氣候資料統計實驗中各種圖形統計方法也可以快速有效的進行展示。利用多媒體進行儀器觀測的演示說明可以大大提高教學效率，有利于學生們對知識的理解和掌握。

4 農業氣象學實驗課程成績考核標準改革

根據不同實驗內容設置不同的考核方式。農業氣象學的教學內容覆蓋面廣范，每一個實驗課程之間的差別也較大，我們根據不同的實驗內容調整了過去單一以實驗報告作為評判標準的模式。實驗成績的考核是學生學習的重要動力因素，所以適當的考核方式可以有效提升教學效果。另外，合理的考核方式也會更好地體現出學生間的差異性，達到公平公正。我們認為云和天氣現象的觀測需要較長的操作時間，教師不可能隨時隨地進行考察，所以我們以學生制作幻燈片，集體匯報的形式來考核，同時也要撰寫實驗報告。溫濕度等數據的觀測更重要的是考核觀測的準確性和對誤差的處理，這類實驗在課上完成和實驗報告已經可以反映出他們的成績了，就不要求匯報了。而涉及便攜式儀器的實踐應側重考察學生自己根據理論知識設計觀測的形式，比如，利用通風干濕表測量不同下墊面的溫濕度情況，具體位置等主要因素應該由學生自己完成。因為便攜式儀器一般操作較為簡單，更重要的是讓學生們通過實驗課程掌握如何利用這些儀器得到他們想要獲得的數據，而這些數據又可以進一步支持理論知識的驗證。

總之，實驗課程的教學方法與評判標準的改革創新是近年來我們不斷探索和嘗試的重要課題之一。學生獲取知識多少與能力的提高，能否調動學生的主動性取決于教學實驗計劃方案和評判標準是否合理。因此，對于教師來說，在教學中不斷摸索、調整是必須要堅持的一項原則。我們必須繼續堅持改革創新的思路，在保證基本教學要求和教學內容的前提下，增加自主性和創新性內容，既保證了實驗課程體系的完整，也保證了學生實驗能力的培養，同時提高了實驗室和實驗設備的使用效率。另外，本文中提到的原則也可以作為其他大氣科學類相似科目實驗的參考依據。

[參考文獻]

[1] 梅旭榮.農業氣象學發展現狀及展望[J].農學學報，2018（01）.

[2] 吳麗姬，謝利，胡飛，等.農業氣象實驗課程的教學改革[J].安徽農學通報，2014（20）.