基于“四合四聯”的氣象學與氣候學課程教學創新研究

陳紅翔，李亞屏

（寧夏師范學院 資源環境與生命科學學院，寧夏固原 756000）

1 課程基本信息

1.1 課程概況

氣象學與氣候學是地理科學專業在大學一年級第二學期開設的專業核心課程（學位課程），共計3 學分、48 學時。該課程于2018 年開始建設在線學習資源，2020 年被認定為校級線上線下混合式一流課程。目前，其已完成5 輪混合式教學實踐，實現了“教學嚴起來，課堂活起來，學生忙起來”的教學改革要求。

1.2 課程內容

氣象學與氣候學課程內容體系包括氣象篇、天氣篇、氣候篇，如圖1 所示。

圖1 氣象學與氣候學課程內容體系

1.3 課程目標

氣象學與氣候學課程制定了4項目標，具體如表1所示。

表1 氣象學與氣候學課程目標

2 學情分析

在大一第二學期，學生的觀察能力、閱讀能力、思維能力等有了一定的提高。在學習本節課之前，學生已經對大氣運動知識有了一定的了解，且在日常生活中能接觸到各種天氣變化，所以印象較深刻。在這一階段，學生對于天氣變化的成因有較強的探索欲，大部分學生在初中、高中學習過天氣與氣候的區別，對天氣變化有一定的認識，但推理能力、空間想象能力相對較差，面對復雜問題，認識上還存在一定的局限性，需要教師進行引導[1-2]。具體學情分析如表2 所示。

表2 上課班級（2022 級地理科學）學情分析

3 課程教學存在的問題

隨著信息化進程的推進，知識的更新加快，傳統的課堂已經很難適應時代的發展，在高校課堂，大部分教師依然處在主導地位，教師重教，學生輕學，在一定程度上阻礙了學生的發展。通過梳理，主要存在以下問題：

3.1 與專業教育缺乏聯系

氣象學與氣候學課程面向地理科學與科學教育專業學生開設，學生的地理基礎和認知能力參差不齊，不同專業的后續課程對氣象學與氣候學知識需求各有側重。氣象學與氣候學作為專業核心課，應該適應不同層次學生的個性化需求，幫助學生有針對性地解決實際問題[3-4]，打破不同學科之間的壁壘，實現核心課與專業課的有機融合，將課程教學與現代教育技術接軌，體現“金課”“兩性一度”標準。

3.2 與課程思政缺乏聯系

在傳統氣象學與氣候學課程教學中，教師注重知識傳授和學生能力培養，忽略了課程育人功能，課程育人效果不明顯[5]。如何圍繞課程教學大綱和教案，挖掘氣象學與氣候學課程中蘊含的思政元素，發揮課程育人的功能，將“三全育人”有效融入知識傳授和能力培養，實現課程與思政育人有機結合，是教學中值得深思的問題。

3.3 與實踐創新缺乏聯系

現行的課堂教學活動內容只包括理論講授與考試，未能激發學生的學習興趣和發揮氣象學與氣候學課程的實踐作用[6]。教師需在現有的教學資源中增加實踐環節，鼓勵學生解決實際問題，開展實踐創新。

3.4 評價方式單一，與過程性考核缺乏聯系

一些高校課程評價重結果、輕過程，在以往的氣象學與氣候學的考核中，平時成績（考勤+作業）占30%，期末考試占70%，評價只注重結果，而忽視了過程性評價。這樣的評價方式導致部分學生對平時學習的投入不夠，對課堂教學活動不感興趣，參與度不高，對課程的學習還停留在知識記憶的階段，缺少對學生綜合分析、解決問題的高階能力的培養[7-9]。

4 課程教學創新的思路與舉措

4.1 創新的理念和思路

（1）創新理念：針對氣象學與氣候學課程教學中長期存在的問題，本文采用“整合教學資源、融合教學模式、結合思政育人、混合教學形態”的“四合”改革舉措，實現課程教學與專業教育、特色育人、實踐創新、個性發展緊密聯系的“四聯”目標，全面解決氣象學與氣候學課程教學中存在的問題[10]，如圖2 所示。

圖2 氣象學與氣候學課程教學創新理念

（2）創新思路：在新工科、新醫科、新農科、新文科建設背景下，本文創新設計課程三階學習環節，調整課程教學計劃，合理安排教學內容，滿足后續課程的教學需求。將每個專題教學內容按難易程度設計為三階，合理制定每階的培養目標（如圖3 所示），使知識傳授、能力培養、價值塑造體現在教學過程中[11]。

圖3 創新設計課程三階學習環節

4.2 創新舉措

本文以學校新工科、新農科、新文科建設和師范專業認證為導向，以地理師范專業人才培養質量提升為改革目標，通過優化氣象學與氣候學課程體系、整合教學資源、融合教學模式、結合思政育人、混合教學形態等途徑，探索改革氣象學與氣候學教學創新機制，把科學精神、思想道德素質、實踐能力和人文素養的培養貫穿氣象學與氣候學課程教學的全過程[12]。

4.2.1 整合教學資源，形成多維度知識結構體系

根據學科的發展和學生的需要，本文重構了課程的知識體系，加強了學科的融合，拓展了課程的廣度與深度，根據教育部對課堂教學“高階性、創新性、挑戰度”的要求，對課程資源進行了重組、豐富和提升。在教學內容上，教師增設了前沿的研究成果，充分利用網絡教學資源，對網絡教學資源進行篩選，讓優質的網絡教學資源豐富教學內容，在每一章，都會加入一些社會熱點問題，讓學生進行主題討論，達到創新性及高階性的目標。教學資源整合后，課程教學能夠滿足OBE 理念下的地理科學專業人才培養需求，有效解決教學內容問題[13]，如圖4 所示。

圖4 氣象學與氣候學課程知識體系

4.2.2 融合教學模式，實現多模式互融共促

課程的教學模式基于產出導向OBE理念，體現“學生發展為中心、產出導向、持續改進”的思想，強調高階能力以及情感價值的課程目標。本文以學生發展為中心，優化教學設計，完成教學任務，如圖5 所示。

圖5 氣象學與氣候學課程線上線下混合式教學設計

在此模式中，學生是主體，教師是主導，體現以學生發展為中心的思想，學生和教師通過溝通、交流、分享、協作等方式相互作用、相互影響、相互促進，組成了學習共同體。課前，教師根據教學目標遴選優質的教學資源，發放學習任務單，學生以小組合作的形式進行課前的學習；課中，教師以學生的學習反饋及時調整教學策略，通過學生展示、問題提出、討論反思、答疑解惑、總結提升等環節，促進知識的內化、能力的形成、思維的訓練，通過知識講授、設置問題、引導探究，組織課堂教學；課后，學生通過分享教學視頻、測試、困惑反思、知識的應用、評價創新，達到高階學習的目的[14]。

4.2.3 結合思政育人，深化特色思政教育

本文以提升課程“兩性一度”為著力點，融合“知識要點—實際應用—課程思政—前沿熱點”，構建“四位一體”思政強化模式，對教材進行“再加工”“再創造”，深挖課程思政元素，適時將課程思政教育融入教學中，提高課程思政教學的有效性，達到立德樹人和“三全育人”的效果[13-14]，如圖6 和表3 所示。

表3 氣象學與氣候學思政融合一覽表

圖6 氣象學與氣候學課程“四位一體”思政強化模式

4.2.4 “線上線下+BOPPPS”混合教學形態，全面提升學生實踐創新能力

經過多年教學改革，課程組構建了基于學習通教學平臺的課程教學資源，形成較為成熟的“線上線下+BOPPPS”的混合教學模式，為整合教學資源、融合教學模式、結合教學育人提供了強有力的平臺支撐和運行動力。全新的教學模式改變了傳統的課堂講授教學模式，增加了實踐教學環節。“線上線下+BOPPPS”授課模式下的線上自學取代了大班授課，線下面授采用翻轉課堂形式。學生在線上提前完成各階知識點的自主學習和預習，線下課堂教學采用BOPPPS 六步教學法。在第三步“前測”過程中，教師與學生參與學情診斷，運用翻轉教學解決學生線上自主學習中的問題，實現當堂持續改進。第四步“參與式學習”主要用于實踐教學。基于小組學習、問題學習、案例學習、探究學習等先進的教學方法，在小班討論和翻轉課堂中采用參與式學習。學生可以圍繞專題進行分析、研討、展示等高階學習活動，通過高階學習，學生獲得知識與能力的全方位提升。教師在教學上的創新慢慢轉變為學生自我驅動、自主學習、勤于思考、善于發問的創新，如圖7 所示。

圖7 野外實習混合教學活動的成效

4.2.5 構建多維度、多層次、多形式、全過程的課程考核評價體系

氣象學與氣候學課程的教學注重過程性評價，注重學生的學習過程，通過學習通、雨課堂平臺的數據分析，對學生的參與度進行直觀量化，在課程的考核中，從知識—能力—素養三維出發，以過程性評價與終結性評價相結合的方式進行，使評價標準多元化、考核方式多樣化、考核結果動態化，如圖8 所示。

圖8 多維度、多層次、多形式、全過程的課程考核評價體系

課程組在對學生進行過程性考核的同時，也對教師開展教學過程性評價，構建“四位一體”評教形式（學生打分、同行評價、督導評價、個人教學反思等），以評促教，以評促改，同時，通過網絡反饋、問卷調查的形式，了解教學中一些具體的問題，促進教學方式的持續改進。

5 教學創新效果評價

5.1 學生學習效果全面提升

教學平臺數據顯示，學生發帖數19 712 條，參與互動人數1 825 人。通過調查發現，有97.2%的學生認為個人自主學習能力得到加強。

從期末考試卷面成績對比發現，教改班的及格率、平均分和優秀比例明顯高于非教改班，如圖9、圖10 所示。

圖9 教改班學生成績對比分析

圖10 非教改班學生成績對比分析

5.2 教師的科研成果轉化為教學資源，教學創新能力不斷提高

教師團隊承擔國家自然科學基金及省部級科研項目10 余項。教師注重科研反哺教學，將自身科研成果轉化為教學案例110 項，有效激發了學生的創新思維，授課效果得到學生的普遍認可與高度肯定。近5 年，通過創新教學模式的推廣和實踐，教師團隊教學科研能力不斷提高，教學團隊受聘寧夏卓越教師發展人才小高地專家5 人，共出版教材2 部，主持教改項目20項，發表教改論文16 篇，獲校級教學比賽獎一等獎1項、創新教學比賽二等獎2 項、自治區教學創新大賽三等獎1 項。

5.3 學生的創新成果凸顯，創新能力增強

注重學科融合，保證人才培養的復合性和應用性；賽教融合，鼓勵學生積極參與社會實踐；創教融合，保證學生多樣性發展；學生的學年論文、“雙創”訓練、學科競賽、畢業論文選題均源自專業教師科研項目中的科學問題，從而鍛煉了學生解決實際問題的能力，提高了學生的綜合分析能力，培養了學生的科技創新能力。教師團隊成員2020—2022 年指導學生申請各級“大創項目”30 余項：“三下鄉”活動16 項，學生的科研能力明顯提高。教師團隊指導學生參加全國師范生微課大賽，獲得國家級特等獎1 項、國家級二等獎1 項，中國大學生計算機設計大賽西北賽區一等獎1 項、三等獎1 項，在中國自然資源學會“國地杯”第四屆全國大學生自然資源科技作品大賽入圍決賽1 項。

6 結語

氣象與氣候學課程經過多年“四合四聯”創新的探索和實踐，實現了從傳統課堂向智慧課堂、知識課堂向能力課堂、理論課堂向實踐課堂、封閉課堂向開放課堂的轉變。教學改革需要持續進行，創新教學需要進一步提煉、深挖和實踐，促進學生全面發展。通過教學改革，課程組更清楚地認識到作為創新教學改革的教師，需要在不同的教學階段，采取不同的教學策略，促進學生從低階的知識記憶轉變為對高階知識的綜合應用。