動力氣象學課程教學改革探討

陳樟 華維 楊澤粟

[摘 要] 文章針對動力氣象學教學實踐中遇到的問題，從課堂教學內容、教學模式、考核方式三方面進行優化。希望通過教學改革，增加教學容量，提高教學質量，激發學生學習興趣。

[關鍵詞] 動力氣象學;混合式教學模式;開放性考核模式

[基金項目] 國家自然科學基金（41705051）;成都信息工程大學科研基金（KYTZ201726）

[作者簡介] 陳 樟（1989—），女，四川巴中人，博士，成都信息工程大學大氣科學學院講師，研究方向為氣候動力學。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）42-0131-02? ? [收稿日期] 2020-03-04

動力氣象學是大氣科學的重要分支學科，是現代大氣科學各學科方向的理論基礎。該課程應用物理定律、流體力學原理及數學方法，從理論上研究大氣的動力、熱力過程和大氣運動的基本規律[1-2]。其具有信息量大、理論性強、內容抽象晦澀、概念公式繁雜、數理知識要求高等特點，導致教學過程中普遍存在“教師難教、學生恐學”的現象。本文基于筆者近幾年從事該課程教學的經驗與思考，對課堂教學內容、教學模式、考核設計等三方面進行教學改革探討。

一、優化課堂教學內容，實現課堂效益最大化

動力氣象學教學內容多，涉及范圍廣，需要通過教學內容的優化來提高教學效果并實現課堂效益最大化。第一，課堂上沒有必要涉及教材中的所有內容，應重點選擇最基本的、具有普遍意義的經典動力學核心內容進行講解。同時，根據內容的難易度、重要性，合理分配課堂教學時間。第二，課堂上重視公式推導過程的闡述。動力氣象學屬于數理性質學科，課程涉及大量數學公式的推導及物理概念的理解和建立。數學基礎薄弱嚴重影響了學生對該門課程的學習熱情和信心，對教學效果有著關鍵性的影響。因此，在教學過程中，應當對重要的公式推導做完整講解，對其余公式的關鍵推導步驟做提示，對引用的數學知識點做相關說明。第三，及時地將大氣動力學領域相關的科研成果引入教學。目前高校常用的動力氣象學本科教材的主要內容以經典動力氣象學為主，動力氣象學研究的最新進展在教材中的體現仍顯不足[3]。實際教學過程中適當地增加有關的科研成果或實例，充實和豐富教學內容，使教學內容能夠反映本學科的最新水平，幫助學生了解學科發展的新動態。第四，注重課堂板書。當前高校教學中普遍以多媒體課件講解為主，多媒體為課堂教學提供了一種現代化的教學手段，在對傳統課堂教學各種資源的合理調控方面顯示出了巨大的優勢。它的高度集成性使得動畫、仿真、聲音、文字等多種信息能夠從容自如地過渡和切換，使復雜抽象的知識變得具體化、形象化，有效地改善了課堂教學氛圍，激發了學生的學習興趣[4]。然而，動力氣象學課程內容中涉及大量的公式推導，此時采用傳統的板書教學方式，既可以幫助教師講清推導步驟，又可加強學生對推導過程的思考和理解。因此，教學過程中不應過分夸大和一味依賴多媒體課件的作用，應當將多媒體課件與黑板板書相結合，從而提高課堂教學效果?？傊ㄟ^精練課堂教學內容，任課教師可以在有限的學時內，給學生講解更深更廣的內容，幫助學生加強基礎理論，拓寬專業知識。

二、優化教學方式，提高教學效率

目前動力氣象學普遍采用線下教學，即傳統意義上的課堂教學。課堂教學可高效地傳遞知識，形成系統的理論體系，方便師生溝通。但由于內容多、學時少，傳統課堂很容易變為“填鴨式”教學，學生只是被動地接受知識，缺乏自主探究和思考，缺少師生互動及討論。隨著信息化的深入發展，線上教學成為當前的發展熱點，其中翻轉課堂這種新的教學模式受到廣泛關注。所謂翻轉課堂，即教師為學生提供在線教學資源，學生課前通過自主學習完成知識傳授;教師課上針對性點撥、升華教學內容，并通過互動討論等幫助學生完成知識內化。翻轉課堂使學生成了學習過程的主體，提升了學生學習的自主性，培養了學生獨立探究學習的能力，彌補了傳統課堂教學的不足。但馬秀麟指出，翻轉課堂不適應于推理性較強、系統性很強的課程。對數學、物理課程中的復雜推理、復雜原理等教學內容，采用傳統的課堂教授和演示，效果更佳[5]。因此，動力氣象學不能單純地采用翻轉課堂模式?；趧恿庀髮W課程內容的性質和特點，整合了線上課堂和線下課堂各自優勢的混合式教學，可成為教學改革的新思路和新方法。

線上課堂可以將動力氣象學課程的一部分學習內容挪到課外，教師可以在有限的課堂教學中對核心的重難點知識進行更從容、更深入地講解，從而增加整體教學容量，提高教師的教學效率以及學生的學習效果。在混合式教學過程中應當注意以下三點：第一，根據課程內容靈活轉變線上線下課堂的主次地位。某些適合學生自學的章節以線上學習為主，線下學習為輔，如概念講解較多的熱帶大氣動力學基礎，數理過程較簡單的自由大氣中的平衡運動。另一些公式推導復雜、理論抽象晦澀的章節則以課堂教學為主，線上自學為輔。如大氣長波、大氣行星邊界層。通過傳統的課堂教學，學生可深入理解公式的推導過程，強化抽象概念的建立。第二，與線上教學相對應，教師必須建立豐富的學習資源庫，包括教學視頻、課件PPT、數理知識文檔、案例集及習題集等。教學視頻可由任課教師親自錄制，也可有效利用各類優質在線課程教學資源，如中國大學MOOC平臺上南京大學開設的動力氣象學慕課。數理知識文檔歸納了數學、物理學、流體力學等先修課程的相關知識點，幫助學生夯實數理基礎，從而有利于新內容的學習。如在講解邊界層中風隨高度的變化規律前，應對洛必達法則、歐拉公式、分部積分法等知識進行回顧。在介紹大氣波動前，引導學生溫習高中物理中的振動和波動。案例集提供了理論知識的實際運用案例，形式可為參考文獻和動畫演示等，既激發了學生的學習興趣，又加深了學生對抽象理論知識的消化理解。如大氣邊界層一章可簡單介紹邊界層結構對空氣污染的影響，大氣長波一節可引入大氣遙相關。第三，充分利用其他信息化手段加強師生線上互動。除了線上教學資源庫，教師可借助多種網絡互動工具，如QQ群、釘釘、網絡視頻會議、電子郵件等，建立師生之間暢通無阻的溝通渠道，及時了解學生學習情況并給予相應指導。

三、優化考核設計，以實踐促學習

課程考核是教學活動的重要環節之一，是評價學生掌握所學知識、檢查教學效果的重要手段，也是評定學生學習成績的主要方法。動力氣象學課程現行的考核方式主要為閉卷考試，期中期末考試成績占到總評成績比重的80%。因而，許多學生“重結果，輕過程”，平時不理解性深入學習，考前死記硬背搞突擊，停留在一味追求高分的應試教育層面。動力氣象學作為專業基礎課，具有理論與實踐并重的特點，教學中應當堅持理論與實踐相結合，通過實踐促進學習。另一方面，根據本科畢業設計的指導情況來看，學生雖然學習了編程和繪圖相關課程，但普遍存在無法熟練地進行氣象數據處理與分析的現象。結合上述情況，建議減少動力氣象學閉卷考試成績的比重，如在考試內容上取消或減少記憶性題型，增加小論文或文獻綜述撰寫的開放式考核。教師可給定某個主題或問題，學生根據動力氣象學所學理論知識，借助編程繪圖軟件及其他專業知識，對該話題進行討論分析并完成小論文撰寫。如計算全球的緯向平均的質量流函數，一次降水過程分析等。目標是前進的最大動力，在小論文的撰寫過程中，學生通過發現問題，解決問題，深化了理論知識的理解，發展了思維的靈活性，考核了綜合運用知識的能力。另外，論文的完成可讓學生獲得成就感，進而對學習該門課程更有信心和興趣。

特別值得指出的是，為了確保學生獨立完成論文，杜絕抄襲現象，教師首先應注意論文題目設置的多樣性，可讓學生從題庫中選擇或自擬題目，盡量避免全班一個題目。其次，規范學生學術誠信。如發現雷同論文，該次考核一律判為零分。抄襲達到一定次數，直接取消該門課程的考試資格。最后，教師在評判開放性考核作業成績時，應重點考查學生的邏輯性、創新思考能力和學習態度，不將準確率作為最重要的標準[6]。

四、結語

教學改革中應始終秉持“以學生為中心，以教師為主導”的基本原則。作為教學活動的設計者和管理者，教師需要不斷探索與思考，根據教學效果適時地優化教學設計。同時，學生必須明確自己在教學過程中的角色定位，有意識地提高自己的自主能動性，培養自己大膽質疑和積極探索的能力。只有教師和學生各司其職，才能真正達到最優教學效果。

參考文獻

[1]李國平.新編動力氣象學[M].第2版.北京：氣象出版社，2014.

[2]呂美仲，等.動力氣象學[M].北京：氣象出版社，2004.

[3]華維，等.氣象類院校動力氣象學課程教學改革研究[J].教育現代化，2017，4（36）：64-66.64

[4]張有錄.大學課堂教學中多媒體應用的問題與對策[J].電化教育研究，2006（5）：38-39.

[5]馬秀麟.翻轉課堂教學模式應以學生為中心[N].中國社會科學網，2014-10-22.

[6]肖東，等.大學課程考核評價體系的改革與實踐——以工程流體力學教學為例[J].教育教學論壇，2017（38）：116-117.

Exploration on the Teaching Reform of Dynamic Meteorology Course

CHEN Zhang，HUA Wei，YANG Ze-su

（School of Atmospheric Sciences，Chengdu University of Information Technology，Chengdu，Sichuan 610225，China）

Abstract：Based on the current problems encountered in the teaching practice of Dynamic Meteorology course，this study optimizes the reform measures from three aspects：course content，teaching models and assessment methods.It is hoped that through the teaching reform，the teaching capacity will be enhanced，the teaching quality will be improved，and the interest in learning of students will be stimulated.

Key words：Dynamic Meteorology;mixed teaching model;open assessment model