“普通水文氣象學”研究性學習的實踐模式探討

尹義星

【摘 要】研究性學習是我國高等學校在經過多次教學改革的基礎上形成的一個理念。普通水文氣象學課程是大氣科學專業（水文氣象方向）的一門專業基礎課，本文針對普通水文氣象學課程的研究性學習進行探討。首先，探討了研究性學習的內涵，其次，剖析了在大學開展研究性學習實踐的困難，再次，重點闡述在普通水文氣象學課程中進行研究性學習的方法和途徑，最后，分析在該課程中順利開展研究性學習的保障措施。

【關鍵詞】普通水文氣象學;研究性學習;實踐模式

中圖分類號： G64 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）34-0073-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.030

1 研究性學習的內涵

研究性學習是我國在改革開放以后高等學校在經過多次教學改革的基礎上形成的一個理念。根據前面四次（1978年-至今）教學改革的歷程可以看出，研究性學習的理念一直貫穿在其中，在開始階段研究性學習的思想剛剛萌芽，繼而在這方面的教學要求逐漸明確，到今天研究性學習已經發展成為高校教學改革中的一個必然趨勢，而且在不久的未來，研究性學習必將成為我國高等學校教學改革的主旋律之一。

大學研究性學習是指在高校教師的指導下，大學生以一個具有探索性的問題或課題作為學習內容，確定研究的主題、設計研究策略與方法，進一步進行資料的收集與整理、分析和研究等從而提高認識、得出結論的學習過程或學習方式。大學研究性學習的根本目標在于培養大學生提出問題、分析問題、研究問題和解決問題的能力，并促進老師和學生之間、學生和學生之間的相互探討與交流，培養大學生的創新精神、探究精神、實踐能力、科學道德和社會責任感，讓學生初步掌握科學研究的基本方法，并逐步轉變學生的學習方式和教師的教學方式?，F代大學制度提倡教學和研究并重，推進研究型教學的改革有助于教師將科研與教學相融合，促進其科研創新，并達到教學相長。

2 實踐中存在的困難

在高等學校實施研究性學習，其重點在于實現教學手段和教學方式的創新。這就要求在教師的指導下，學生通過與理論學習相結合的專業技能方面的實踐、探索和實習，自主獲取專業知識并形成專業技術方面的能力、品質和態度。當前大學教學模式所存在的問題，主要在于它缺乏研究和探索的氛圍，缺乏對知識的聯系和運用方面的足夠的實踐和訓練，缺乏可供教師操作的創新和實踐教學的條件，缺乏學生創新學習的實踐平臺。另一方面，研究性、實踐性已經成為現代高校本科教學的重要特點，這方面亟需加強。

“普通水文氣象學”課程是大氣科學專業（水文氣象方向）的一門專業基礎課，對于培養學生在水文學和氣象學交叉融合方面的綜合知識和能力，具有重要的意義。針對該課程的教學，應該根據自身特色，積極探索適合創新人才培養的研究性學習模式。

3 普通水文氣象學的研究性學習

3.1 課程特點

近年來，氣象、水利和環境等業務部門對高質量水文氣象人才的需求較大，國際上出現一些以水文氣象學為研究對象的實驗室。歐美高校和科研院所在水文和氣象學科交叉方面已經展開深入研究，實施了多個能量水分循環和生態水文觀測計劃，積極推進建立研究水文-土壤-植被-大氣連續體相互作用的模型，探求全球變化背景下水文氣象過程與生態系統相互作用機理，建立理論結合實際、服務于流域水資源管理和水環境治理的學科體系。

水文氣象學是研究陸面和對流層大氣在水分循環中水的產生、存在、運動和轉化以及能量相互轉換的科學，著重應用氣象學和水文學的原理和方法，研究水文循環和水分平衡、能量平衡中同降水、蒸發有關問題的一門學科。該課程的目的在于討論和分析氣象學在水文問題上的應用，培養學生通過氣象學與水文學相結合的手段來解決水文與氣象交叉學科中的科學問題。通過本課程的學習，學生應該熟悉常用的一些水文氣象耦合模型，并理解當前迫切需要解決的與國民經濟、生產實際密切相關的實際應用問題，學生還應能夠利用氣象學的基本理論和方法來解決一些常見的水文與氣象交叉的科學問題。

3.2 研究性學習的實踐途徑

由于該課程在國內尚屬新課程，因此研究性學習方面的相關經驗也較少，需要進行充分的研究，積累相關資料、總結經驗和教訓。學生在研究性學習的實踐中還可能會出現很多困難和障礙，這些需要教師在教學過程中積極應對，采取合適的策略和途徑，加以解決。

首先，筆者認為在該課程的教學中，可以主要通過如下途徑實現研究性學習：（1）通過對問題進行引申來開展研究性學習。例如，教師可以先給學生解釋什么是蒸發悖論，它是如何提出的，然后提出問題：該理論可以解釋什么現象，實際應用還存在什么問題或困難？讓學生通過查閱文獻進行研討。（2）通過對某個方法進行探討來開展研究性學習。例如，讓學生針對當前設計暴雨和洪水計算方法的優缺點進行探討，分析如何針對不同情況選擇合適的計算方法。（3）通過對某個科學問題進行數學建模來開展研究性學習。例如，讓學生收集南京地區的大氣環境資料，建立數學模型，進行大氣污染狀況的研究，了解PM2.5對人體健康的影響。

其次，教育部關于高校的人才培養方案中要增加課程的相應實踐環節，普通水文氣象學的教學形式上，除了理論課的講授以外，將加強實踐教學。通過課堂上學生的實習和討論，提高學生的興趣和培養實際解決問題的能力。考核方法上，采用多種形式結合，避免單一考核方式的簡單化處理。最終成績采用平時成績、作業、課堂提問和討論、課程論文與筆試等相結合的方式。要求學生提交論文或學習感想一篇。通過考核方式的多樣化，增強學生學習的自主性、提高學習興趣，從而改進教學效果。

具體來說，強化實踐課的教學包括，學習R語言的基本語法以及基本數據處理方法，結合實際的水文氣象觀測數據進行常見的統計數據分析和檢驗，并借助R語言的軟件包進行地區線性矩（包括線性矩和地區分析兩部分）的實習訓練。課堂上，學生攜帶筆記本電腦跟隨老師的講解進行操作。同時，每次實習課課后均安排1次學生作業，要求學生提供程序命令和計算結果、繪制的圖表等。