《气象学与气候学》课程的实践教学改革初探

2022-11-15

随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高, 人们不仅满足于物质生活条件的改善, 对自然环境状况、人体健康、文化生活条件等各方面都提出了更高的要求, 自然环境状况与气象条件密切相关, 尤其是大气环境质量直接受到气象因子的影响。随着气象科学技术的迅猛发展和在环境保护领域应用范围的不断拓宽, 环境气象的发展和研究越来越成为学术界的热点和焦点[1]。

《气象学与气候学》是我校环境科学与环境工程两个专业开设的一门专业基础必修课, 与地理专业、气象专业等都使用周淑贞编写的《气象学与气候学》教材, 教材主要介绍大气物理属性、大气运动、天气系统、气候形成与划分、气候变化及人类活动影响等方面的基础理论知识[2]。在环境专业开设《气象学与气候学》课程与地理专业、气象专业等有较大差别, 在讲授该课程时从内容和方式上都必须与本专业其他课程的内容紧密结合。尤其在实践教学环节应在大学科知识体系的思想指导下, 与环境保护、生态学等开展交流与合作, 为后续专业知识的学习打下良好的知识和技能基础。

1 实践教学内容的创新

与《气象学与气候学》课程配套实践教学教材《气象学与气候学实验实习》的主要内容包括空气温度和地面温度的观测、日照观测、云的观测、降水、蒸发和能见度观测、湿度观测、气压和风的观测、天气预报及天气图认读与分析等内容[3], 更符合地理专业、气象专业的学科建设要求, 与环境专业的其他课程没有形成知识体系的有机结合。从专业建设的角度和知识体系的发展方向综合考虑。

可以从实践教学内容方面尝试以下几点创新。

1.1 基础实验内容的调整

对于环境专业, 与《气象学与气候学》课程内容结合较紧密的有《环境影响评价》、《生态学》、《大气污染控制工程》等课程, 因此该课程的基础实验可以开设能为后续专业课程学习打下基础铺垫的如气象要素的综合观测、主要气象要素的统计这两个实验。

1.2 专业实验内容的创新

结合环境专业特点, 可以增设大气稳定度的观测与判别、城市气候考察、气候与植被相关性调查、风与大气污染物扩散调查等几个专业实验, 一方面能使该课程为本专业其他课程的后续学习打下理论和实践基础, 另一方面能将本专业的课程进行知识大贯通, 以符合学科体系以高度综合和跨学科研究为主的整体化趋势。

1.3 与热点研究课题的结合

发生在大气层中的几大热门环境问题如全球气候变化、酸沉降、臭氧层损耗已经引起了全世界的关注, 为了增加学生的科学研究兴趣, 在指导该课程的实践环节时可以尝试初步探索如大气中颗粒物浓度与降水PH值观测、降水量与地表水水质关系调查、人类活动改变大气组分对气候的影响分析等研究课题, 既拓宽了学生的知识面又加深了对知识的理解和掌握, 同时还能激发起学生对气象、气候、环境三者之间相关问题的探讨和思考。

2 实践教学方式的改革

传统的实践环节教学方式都是教师先讲授《气象学与气候学实验实习》教材的内容再指导学生按照实验步骤重复操作, 这种教学方式只能教会学生基本的操作过程, 对于如何应用于其他相关专业课程和改革创新能力的培养有很大的限制。为了提高该课程的实践环节教学效果, 可以从以下几方面进行教学方式的改革初探。

2.1 计算机及多媒体技术的应用

随着计算机及多媒体技术的快速发展, 改变了传统的板书教学, 利用多媒体技术可以制作出内容更加丰富、逼真、新颖的课件, 避免学生的纯理论知识的抽象想象, 让知识变得浅显易懂并加深印象。如在进行日照观测、云的观测等实验时都可以先用动画演示日照随时间的整个变化过程及太阳辐射光谱的分析, 云的形成、分类、变化、降水等过程。

2.2 校园气象台站的建立

《气象学与气候学》课程的实践环节教学内容主要是以测量各气象要素为主, 主要测量风速、风向、气温、气湿、气压、全辐射、雨量、蒸发、土壤温度、土壤水份等各类气象数据, 因此在教学过程中可以建立一个多要素校园气象台站, 让学生掌握测量各气象要素的操作方法, 加强理论学习联系实践活动的能力。

2.3 课外活动社团的成立

一方面为了给学生的课外活动社团增加一个选择, 另一方面为了延续对该课程感兴趣同学的热情, 我们组织成立了一个“风云俱乐部”气象小组和校园气象播报站, 每天播报校园气温、湿度、土温、风速风向等气象要素, 同时播报其它如气象污染指数、空气质量指数、户外活动指数、穿衣指数、紫外线照射指数等, 为同学的生活和健康提供一定的方便和指导。

2.4 课外活动的组织

气象局一般都设有公众开放日, 可以联系气象局进行参观, 提前预定带领同学前去参观和学习天气图的计算机处理过程、短、中、长期天气预报的整个制作过程等, 进一步加深学生对该课程的理解同时激发学生的学习热情, 以提高该课程的教学效果。另一方面在每年的世界气象日给全校的学生做一次宣传海报, 给大家普及气象知识, 同时与学校的其它相关社团联合如“绿缘·根与芽”举办各种活动, 对全球关注的各种有关气候和环境方面的焦点和热点问题进行报道和宣传, 如全程跟踪和报道于2009年12月7日—18日在丹麦首都哥本哈根召开的全球气候变化会议, 这都能激发学生主动学习的能力、拓宽学生的知识面和提高学生的社会活动能力, 为今后走向工作岗位产生积极的影响和作用。

3 结语

《气象学与气候学》课程的理论教学过程相对比较枯燥, 因此必须从实践教学环节的教学内容、教学方式方面进行调整和改革, 以调动学生的学习积极性, 同时一定要注意该课程与本专业其他课程有一个大知识体系的相互衔接和融会贯通, 体现出该课程在环境专业中基础必修课所应有的作用和地位。通过对该课程的教学改革, 将有助于学生在本专业领域内发挥创新能力, 以应对21世纪对创新人才的要求[4]。

摘要：论文重点介绍了在环境专业中《气象学与气候学》开展实践教学环节的必要性, 并分别从教学思想、教学内容、教学方式、教学效果等方面提出几点教学改革措施, 以激发学生的学习热情和提高课程教学质量, 并与本专业其他课程紧密结合, 充分发挥其专业基础必修课的作用。

关键词：气象学与气候学,环境专业,实践环节,改革初探