《氣象學與氣候學》教學內容改革淺探

韓　艷　房汴文

進入21 世紀，高校地理專業教育面臨新的機遇和挑戰。《中共中央國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》中明確指出：“調整和改革課程體系、內容、結構，建立新的基礎教育課程體系，試行國家課程、地方課程和學校課程。”這一改革的大趨勢必然深刻地影響到直接為基礎教育服務的大學地理教育。高等學校的《氣象學與氣候學》是地理專業的基礎課程，它以普通氣象學為基礎、氣候學為重點，研究氣候（系統）的形成過程、分布和變化規律，并預測未來氣候變化趨勢的一門學科。在20世紀最后的四分之一時間，氣候學由半經驗的定性描述性科學全面發展成為以數理化理論與實驗為基礎的定量科學。傳統的氣候學教學內容已不適應現代氣候學的發展，難以起到地理學專業基礎課應有的作用，必須進行以教學內容和教學方法為中心的改革。當前應以氣候系統和全球變化為核心，跨學科組織教學內容，建立新的理論體系，提高數學化水平。

一、以氣候系統為主線，跨學科組織課程內容，講解基本理論和基礎知識

隨著新的科學技術革命把科學、技術和生產緊密地結合在一起，使得科學研究一方面越分越細，出現了許多新的分支學科；另一方面又越來越綜合，并呈現以高度綜合為主的整體化趨勢，許多課題需要跨學科研究。例如，對于全球氣候變化和人類生存環境問題，單一學科都無能為力，需要運用自然科學和社會科學加以綜合研究。因此，現代氣候學研究的一個最鮮明的特征就是多學科交叉。它不僅需要地學內各學科的交叉，也涉及數學、物理學、化學、生物學以及天文學等大學科的內容。這一整體化趨勢，要求氣候學教育必須走綜合化的道路，以培養面向21世紀、全面發展的“有專業的綜合性人才”。基于這種認識，氣候學課程應按照培養“有專長的博學者”這一通才教育原則，采取跨學科式選擇和組織教學內容。具體做法是在適當引入近代氣候學內容的基礎上，向大氣科學、海洋科學、地質學、環境科學等的發展前沿擴展，以形成跨學科式的內容體系。近代科學氣候學主要肇始于氣象學的進步和迅速發展，也與大氣觀測資料的增加和改善緊密相關，所以教學內容中主要討論氣候系統中大氣圈這一分量。如果說傳統氣候學課程主要試圖解釋大氣行為，則更新后的氣候學內容有關大氣的部分占60%左右。海洋部分可占15%，其它關于冰雪圈、生物圈、陸地表面及天文學等方面的一般性討論可占25%。跨學科組織教學內容雖然對教師要求較高，但它畢竟代表了一種趨勢，可以避免學生孤立地掌握某一門學科知識而不會處理各學科知識間聯系的不足，尤其便于學生掌握類似氣候學的綜合學科的基礎知識及了解現代氣候學中的物理和動力問題。

二、以地球系統科學思想為指導，以全球變化為核心，建立新理論體系

大學生獲取知識是為了增長自己的創造能力。在知識向能力的轉化過程中，知識質量和知識結構所起的作用要遠大于知識的數量。加強學科門類或專業所需的基礎理論，對于建立大學生的合理知識結構，增強他們的適應能力具有重要意義。因此，氣候學教學內容需要解決的一個關鍵問題，就是確定該課程的理論體系。就現代氣候科學而言，全球氣候系統概念取代經典的、狹隘的氣候定義，不僅使氣候學的內容及范疇發生了根本性變化，而且宣告氣候學已經超出了氣象學和地理學的范圍，為從整體上研究地球氣候的形成和變化奠定了理論基礎。雖然至今還不能說氣候學已經有了較為完整的理論體系，但以氣候形成和變化的原理為主線，即以全球氣候變化為核心，將現代氣候學的理論體系歸納為氣候系統理論、大氣環流理論、海氣相互作用理論、氣候地帶性與氣候分類理論、氣候變化理論、氣候可預測理論等6個方面，并輔以氣候診斷、氣候重建、氣候模擬和氣候影響評價等方面的內容，應能滿足地理學類專業基礎課的需要。同時，結合各章的具體內容，介紹氣象學、氣候學領域最新的研究成果和動態。例如，講授El Nino的內容時，應結合當前最新的動態，包括當月太平洋海溫狀況、國內外著名機構的預測趨勢等；講授全球變暖的內容時，每年都更新當前最新的全球溫度變化特征；講授氣候預測的內容時，具體結合我國每年的汛期旱澇預測的實例，使大家明白當前的最新動態、成功經驗及失敗教訓等。

三、以方法論為導向，加強數理化內容

如果說20世紀70年代以前氣候學的定量研究還處于初期階段，那么今天氣候學可謂已進入數理科學或試驗科學的新階段。現在看來，就是經典氣候學的氣候區劃，也可根據含有物理意義的氣候要素及氣候指標使其達到數量化的水平。對于古氣候的歷史事實也可使其定量化，以便準確地重建時間尺度、空間尺度的年代和地區差異。同時，對于當代非線性科學及其在氣候學中的研究進展也不能等閑視之，應及時體現到教學過程中。總之，高度重視方法論教育，尤其是加強數學化水平，是進行氣候學教學內容改革的努力方向之一。實踐表明，青年大學生在學習活動中一般較偏愛整體化、抽象化、規則化、符號化和結構化，并且常有哲學思辨傾向。因此，在氣候學教學過程中注意方法論內容的教學不僅可以避免地理學課程理論知識匱乏的通病，而且可以提高學生的數學思維能力，真正體現專業基礎課的功能和作用。▲

作者單位：1.河南大學環境與規劃學院（475004）

2.河南省開封高級中學（475002）