“農業氣象學”課程及內容優化改革初探

［摘 要］ “農業氣象學”是農業科學專業基礎課程之一，在高等農林院校廣泛開設。結合多年教學實踐，提出了對“農業氣象學”課程及內容的優化建議，為“農業氣象學”課程教學優化提供理論借鑒。針對目前“農業氣象學”課程教學過程中存在內容繁多、概念抽象、前沿和熱點知識較為缺乏、課程安排偏早、課時偏少等主要問題，建議從教學模式改變、熱點研究內容加入、思政元素有機融入和結合實踐等方面進行優化，以提高學生的學習興趣、創新能力及對課程的系統理解。

［關鍵詞］ 農業氣象學；教學改革；教學內容；教學方法

［基金項目］ 2022年度海南大學教育教學改革研究項目“‘農業氣象學’課程體系開發與內容優化研究”（hdjy2268）

［作者簡介］ 楊 秋（1981—），女，河南項城人，博士，海南大學生態學院副教授，主要從事農業氣象學研究；劉文杰（1981—），男，湖北仙桃人，博士，海南大學生態學院教授（通信作者），博士生導師，主要從事生態系統生態學研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2025）02-0073-04 ［收稿日期］ 2023-09-18

公元前4世紀亞里士多德編著的《氣象匯論》，開創了氣象科學發展的先河。農業氣象學是一門研究農業生產與氣象條件相互作用及其規律的科學，在農學和氣象學的基礎上已從描述性的定性學科發展成為定性與定量交叉的學科［1］。農業生產是在自然多變的氣候環境下進行的，是把農業生產對象與天氣及氣候聯系在一起的科學體系。農業生產對象包括農作物、園藝植物和食用菌等，因此，農業氣象學是涉農專業重要的專業基礎科學。長期以來，“農業氣象學”一直作為高等院校農學、種子科學、設施農業與工程、農業資源與環境、植物保護、園藝、林學、中藥學、草業科學等農林類專業的專業基礎課［2-3］，其目的在于讓農林類學生通過本門課程的學習，為解決在農林生產中遇到的氣象問題提供重要的知識儲備和理論依據。

一、“農業氣象學”課程的特點和教學中存在的主要問題

（一）應用面廣、實踐性強

“農業氣象學”學科理論復雜深奧，如農業氣象要素之間的相互作用，教學內容需要及時更新，傳統的以教師為中心的教學模式，以及較少的理論學時，難以讓學生在有限的課堂教學學時內完全熟練系統地掌握課程內容，不利于學生獲取知識和自主學習能力的培養。

（二）內容繁多、概念抽象，不利于學生理解

“農業氣象學”基礎理論知識的教學重點是氣象要素時空分布、變化特征及規律的講解，包括輻射、溫度、水分、氣壓和風等氣象要素。從教學內容上來看，教學過程中過分強調這些氣象要素的定義、時空變化規律、特點、計算等理論知識。例如，《輻射》一章的講授重點在于影響太陽輻射強弱的因素，如太陽高度角、太陽方位角和晝長等的計算上；《溫度》一章的重點是講授基本概念，如土壤表面溫度、深層土壤溫度和空氣溫度的基本概念和特點等；《氣壓》一章的學習多集中在不同氣壓系統性分析及壓高公式的計算等。這些教學重點導致學生運用理論知識時脫離了農業生產和生活實際，學生難以將所學的基礎理論知識應用到農業生產實踐中。

（三）前沿和熱點知識較為缺乏

“農業氣象學”學科理論復雜深奧，如農業氣象要素光照、空氣溫度與空氣濕度之間的相互作用，且氣象要素內容繁多、概念抽象，前沿的科學成果及新的前沿動態，如深化農業氣象學基礎理論、氣候變化適應機制、農業固碳減排、農業氣候資源高效利用理論與技術、農業小氣候理論與技術及氣候智慧型農業［4］等并沒有在教材和教學中體現，一定程度上降低了學生學習“農業氣象學”理論知識的興趣。

（四）理論學習安排時間不合理

“農業氣象學”是研究農業生產與氣象條件相互作用及其規律的科學。課程的學習既要求有一定的“高等數學”和“大學物理”等課程的基礎，也要求有一定的如“植物學”“作物學”“植物栽培學”“植物生理學”“植物生態學”“植物生理生態學”等農學相關專業課的基礎。但“農業氣象學”課程大多安排在大二第二學期，此階段往往相關的專業基礎課還未開設。學科基礎知識的缺乏，使得“農業氣象學”知識點講授方面存在一定的挑戰，需要花時間解釋一些專業術語，加之“農業氣象學”課程的學時有限，因此，對于學生系統學習和理解農業氣象學知識的時間無法得到保障。

（五）授課內容未能與農業生產中遇到的實際問題有機結合

具體的專業方向缺少與氣象學理論知識的結合，沒有過多地涉及農業生產過程中具體的內容與氣象要素之間關系的理論內容。同時，教學內容缺乏針對性。“農業氣象學”課程的學習旨在幫助學生系統地掌握各種基本氣象要素及其時空變化規律和天氣學、氣候學、農業小氣候等方面的基礎理論知識，熟悉與生物環境密切相關的氣象條件的形成、演變規律，以及我國的主要天氣、氣候狀況，并能夠將所學知識與生產和生活實際相結合，綜合分析，靈活應用。而目前教學內容廣而大，缺乏針對性。

二、“農業氣象學”課程教學改革的主要內容

（一）轉變教學模式，順應時代發展

目前，高校“農業氣象學”課程的教學主要是以PPT講授為主的傳統課堂教學，以教師為中心，采取“灌輸式”的教學講述教材內容，學生對課堂的專注力和積極性不高，對“農業氣象學”的認知能力和學習興趣不高。隨著線上教學的發展，以知識傳授為中心的教育手段和方式的改革迎來了契機。通過智慧樹、雨課堂、超星學習通等現代教學手段，以教師為主導、學生為中心的教育思想，依據課程標準及應用型人才培養目標，確定教學目標、教學方法和學生預期學習效果，建立知識點、作業庫、輔助材料、相關文獻等學習資源，應用多媒體技術和互聯網資源，采用現代教育技術手段制作課件、視頻等，建設課內與課外、線上與線下相結合的混合教學模式。以筆者在2019—2020學年第二學期講授的“農業氣象學”課程為實際案例，利用超星學習通，教師和學生只需下載教師端和學生端并安裝App到手機上，或在電腦上直接搜索打開網頁，即可不受時間和地點的限制通過網絡進行教學和自學，教師可提前把錄好的課件音頻、PPT上傳至超星學習通的章節模塊中，通過設置任務點的形式監督學生自主學習，學生可隨時打開學習和回放，且教師可在統計模塊中看到學生的完成情況。課上先利用15分鐘播放本次課程音頻，然后進行15分鐘的教師與學生互動環節，用這一環節檢測學生自學的情況，可設置不同的模塊，如以選人、投票、搶答等形式進行互動。教師也可發布一些討論專題，如水汽在環境中的作用和意義、以二氧化碳與全球變暖為話題談談你的觀點、土壤溫度對空氣溫度的影響、土壤水分蒸發的影響因素、空氣濕度的不同表示方法等，學生可發言或留言。最后15分鐘是作業時間，可設置限時作業，學生必須在規定的時間內完成，否則無法提交，且不得分。系統可對客觀題進行自動判分，作為平時成績的重要依據，同時為教師批改作業節省了大量的時間。另外，還可在資料區放置與本節課知識點相關的實例、前沿知識、文獻等資料，供學生根據自己的專業背景、學習進度及興趣愛好進行自學和復習。通知模塊一般是教師用來發布上課信息或課堂計劃表，學生可在課前先看通知中的相關事宜，了解本次課的計劃安排。總體來看，利用網絡平臺進行教學，可不受課時時間限制，所錄音頻一般是以一個知識點為一個任務點，一個章節有若干個知識點，就可以設置為若干個任務點；同時，能夠監督學生的學習情況，在統計模塊中可看到教師上傳的任務點的數量，以及學生的章節學習次數、成績統計、成績積分等情況。作為移動教學的有效手段，網絡教學能夠基本實現基于音頻、視頻、圖像、文字等信息交互和共享，是傳統課堂線下教學的有效延展，為課堂教學注入了新的活力。另外，可以嘗試教學內容課堂講授與課后自學相結合的新的教學模式，課堂上講授理論基礎，課后自學章節其他部分，即上課時前半個小時講理論基礎，后面15分鐘時間通過提問、作業、討論等檢查學生的自學情況。這也是一種新的教學模式的嘗試，能夠使學生充分參與，大大提高學生的自學能力和參與度。

（二）更新教學內容，課程思政元素有機融入

課程思政于2014年首次提出，興起于2016年習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的重要講話［5］。2020年教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，標志著課程思政從自發階段走向自覺階段、從政策引導推進到課程建設實踐［6］。授課期間可通過思想政治意識的引導和價值觀的宣講及思政元素的有機融入，使農科專業學生真正愛上農業，喜歡自己的專業，掌握氣象要素與農林業生產的關系，在農業生產中能充分合理地利用氣候資源，戰勝不利氣象因素，提出促進農林業生產“高產、優質、高效”的可持續發展氣象條件和氣象保障措施［7］。

與理工科專業教學相比，思政教育作為人文科學教育，能夠極大地調動學生情感，促進學生產生學習動力。如在“農業氣象學”緒論部分講述我國農業氣象之路，我國古人發明的測風速風向的“相風銅烏”比歐洲的“候風雞”早1 000多年［8］。通過講述先輩的發明創造，增強學生的民族自豪感與愛國主義情懷，發揮英雄人物教育作用，為學生樹立追求真理的精神榜樣，激發其克服困難的決心和勇氣，提供解決問題的方法。在第一章《大氣》內容中，講授大氣的成分二氧化碳在環境中的作用和意義時介紹節能減排、碳達峰碳中和等有關我國對大氣保護的相關政策等，激發學生的使命感與責任感，意識到自己的學習與研究不僅與自身相關，而且與國家、民族的興盛相關，從主觀上產生更大的學習動力。在第二章《輻射》講述太陽輻射時，介紹我國光能資源分布及利用。第四章《水分》討論天氣形成的原因及如何節約水資源等。在課堂教學中采用課堂分組討論，讓學生在課堂上分析對水資源可持續發展取得的成績和面臨的問題，促使學生在生活中能積極參與水資源保護實踐，注重學以致用，在實踐中落實思政教育。在講述第五章《空氣的運動模式》時，介紹我國古代在有關風的認識及應用等方面取得的成績，激勵學生將所學知識應用于實踐。同時，在講解對風的利用時，可結合涿鹿之戰、赤壁之戰等古代經典戰爭中對風的運用，一方面加強學生對風在日常生活中的作用的理解，另一方面可宣傳中華優秀傳統文化。理論學習的目的在于實踐，而思政教育是鏈接科技發展與道德、倫理、價值觀的橋梁，促使學生思考、認同，將課程思政的內容內化為自身思想，從而塑造高尚的人格和崇高的理想。

近年來，氣象學與其他學科（如農學、園藝、農業設施與工程及農業資源與環境）的交叉融合發展非常快速，出現了一系列的科研成果，提升了科技工作者對氣象學本質的認識。在授課期間教師通過思想政治意識的引導和價值觀的培育，以及思政元素的有機加入，使學生對這些前沿動態有了較好的把握。在講授第三章《溫度》時討論溫度分布和變化對我國文化和社會結構等形成的影響。第二章與第三章相結合，講授如何解決糧食農業生產，通過光能資源利用分析得出，農業生產潛力主要在我國西部，東部受光、水等很多限制，而西部農業大開發，熱量和水分是限制因子，以及農業氣象災害如高溫干旱、暴雨洪澇、低溫冷害、雷電冰雹、大風、臺風、冰雪凍害等對我國農業的影響及應對措施，這也是影響我國農業發展的重要因素。第四章《水分》討論天氣如何影響水資源及如何節約水資源等。第五章講述《空氣的運動模式》時穿插介紹我國古代有關風的認識及應用等。在教學過程中融入課程思政元素、國內外農業氣象領域的新進展及新科研成果，對“農業氣象學”課程的教學內容理論結合實踐，并適時融入思政元素，實現價值塑造、知識傳授和能力培養的人才培養目標。

（三）加強生態文明教育

黨的十七大報告首次提出生態文明建設［9］。2012年11月，黨的十八大從新的歷史起點出發，做出“大力推進生態文明建設”的戰略決策，走向生態文明新時代，建設美麗中國，是實現中華民族偉大復興的中國夢的重要內容。習近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”理念［10］。

大氣作為地球表層系統主要的組成成分之一，有著非常重要的資源屬性以及環境屬性。農業氣象條件是農業生產發展尤為重要的一環。高校師生要深刻領會時代賦予的歷史使命，面對氣候資源要素如水資源約束趨緊、土壤環境污染嚴重、農業生態系統退化的嚴峻形勢，農業典型氣象災害如旱災、冰雹、洪水、颶風、霜凍等對生態環境造成直接的不利影響，這些影響不僅會對農產品造成直接的影響，而且給生態環境造成了嚴重的損害。在課程教學過程中引導學生掌握農業氣象學的基礎理論知識，為國家提出的實施鄉村振興戰略提升氣象為農業服務的能力、加強農業防災減災救災的能力，并將生態文明建設的內容融入其中，引導學生樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念。

（四）與應用實踐和前沿熱點相結合

“農業氣象學”課程內容主要是為人類的農業生產生活實踐服務的。因此，高校教師一方面，應積極開展教學研究，提高教學質量；另一方面，教師要在廣泛閱讀大量文獻并結合自身的研究實踐的基礎上，講解當前農業氣象研究前沿和熱點，如“3S”技術在農業氣象觀測中的應用，農作物生長和產量預報模型，全球氣候變化與作物適應性問題，環境脅迫和調控，災害監測預警及信息與“3S”技術應用等。還可利用先進的氣象預測手段和設備，對可能的病蟲害發生進行預警判斷，在一定程度上對于降低氣象災害和病蟲害對農作物的影響有很大的作用，為學生及時掌握國內外農業氣象研究前沿和動態提供了較好的基礎，也為學生在未來從事“農業氣象學”相關專業研究工作奠定了一定的理論基礎。

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，2018，8（1）：61-66.

［2］袁卉馥，牛瑞明，李衛欣.農業氣象學教學方法初探［J］.學周刊C版，2010（10）：52.

［3］申雙和，景元書，張建新.農業氣象學課程教學的理論思考［J］.高等農業教育，2011（10）：71-73.

［4］潘志華.新階段農業氣象學發展面臨的形勢與研究展望［J］.中國農業氣象，2023，44（4）：327-332.

［5］習近平在全國高校思想政治工作會議上強調 把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

［6］教育部.關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知：教高〔2020〕3號［A/OL］.（2020-06-01）［2023-08-18］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

［7］段若溪，姜會飛.農業氣象學（修訂版）［M］.北京：氣象出版社，2013：2-9.

［8］周京平，陳正洪.中國古代天文氣象風向儀器：相風鳥：起源、文化歷史及哲學思想探析［J］.氣象科技進展，2012，2（6）：55-59.

［9］王盛輝，高鳳敏.論黨的十七大的重大理論貢獻［J］.淮海工學院學報（社會科學版），2008（1）：1-5.

［10］習近平在哈薩克斯坦納扎爾巴耶夫大學發表重要演講［EB/OL］.（2013-09-07）［2023-08-18］.https：//www.gov.cn/guowuyuan/2013-09/07/content_2584772.htm.

A Preliminary Exploration of Curriculum and Content Optimization Reform

in Agricultural Meteorology

YANG Qiu， HE Chun-sheng， YU Rui， LIU Wen-jie

（School of Ecology， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China）

Abstract： Agrometeorology is one of the most basic courses in agricultural studies and is widely offered in colleges and universities of agriculture and forestry. Combined with teaching practice， an optimization of teaching content was put forward， which provided a theoretical reference for optimization of teaching. There were several problems of the course， such as the content being too extensive， concepts being abstract， a lack of cutting-edge and hot knowledge， the course being scheduled too early， and the number of class hour being insufficient. Suggestions were made from four aspects： change of teaching mode， addition of hot research content， integration with ideological politic elements and focus on practice. Through the reform of practical teaching links， the students’ study interests， innovation ability and systematical understanding were strengthened.

Key words： agricultural meteorology; teaching reform; teaching content; teaching methods