“現代氣候學”課程教學的思考

華文劍 孫善磊

摘要：自20世紀70年代國際討論會提出氣候系統的概念以來，氣候學研究進入一個新的發展階段，即從氣候系統各個子系統之間相互作用的角度來研究氣候學問題。筆者在本文結合近年來南京信息工程大學大氣科學專業在該課程方面的教學內容和教學改革，探討了在教學過程中強調對氣候學知識更替的重要性以及各學科之間交叉學習的必要性，并利用科研和教學中所涉及的氣候學教學內容和方法，以期提高學生把握氣候學知識最新動態的能力。

關鍵詞：現代氣候學;教學內容;學科交叉

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）43-0201-02

一、引言

什么是氣候？長期以來，人們把氣候看作是某些氣象要素的平均值，一般認為有了三十年的觀測值，就可以得到一個穩定的氣候平均值。但是，后來人們逐漸認識到，氣候不能僅僅局限于大氣本身，而是要研究包括大氣、海洋、冰雪、陸面和生物圈等要素在內的整個氣候系統，推動了氣候學從經典氣候概念到全球氣候系統概念的發展。從研究氣候轉為研究氣候系統的標志是1979年世界氣候計劃（WCP）的建立。隨后，科學界又提出了全球氣候系統的概念，指出其是由大氣圈、水圈、陸圈（巖石圈、地幔、地核）和生物圈（包括人類）組成的有機整體。因此，氣候學的發展十分迅猛，涉及的范圍和領域更廣，時間尺度更長，研究認知的水平也不斷地得以完善和提高。

“氣候學”是研究氣候變化的基礎課程，也一直是南京信息工程大學（原南京氣象學院）大氣科學專業的主干課程之一。當今氣候變化及其影響已越來越受到世界各國政府和科學家們的普遍關注，所以氣候學相關課程的教學內容將直接影響到學校大氣科學人才培養的質量。本世紀初，學校專門設置了“現代氣候學”這門課程，試圖全面地、系統地闡述現代氣候學的研究內容，使大氣科學專業的學生對現代氣候學有基本的認知和理解。一方面，現代氣候學理論必須在大氣科學、海洋科學、地球物理學、生態學和生物學等多種學科間相互滲透和結合的情況下才能得到較深刻的認識;另一方面，“現代氣候學”的教學內容需要引用大量的科學文獻，力求反映最新的研究成果，使得該課程的教學內容更具前沿性、創新性和實效性。

結合近年來南京信息工程大學大氣科學專業在該課程方面的教學內容和教學改革，本文探討了教學過程中強調對氣候學知識更替的重要性以及各學科之間交叉學習的必要性，并利用科研和教學中所涉及的氣候學教學內容和方法，以期提高學生把握氣候學知識最新動態的能力。

二、課程設置與教學內容

南京信息工程大學“現代氣候學”課程的總學時為48個學時，教學時長為16周，一周3學時，一般在大學二年級下學期開設這門課程。與其他高校一樣，教授內容注重知識體系的完整性、邏輯性和系統性，包括教學大綱、教案的編寫、課件的設計等完整、嚴格的體系和要求。近五年來，這門課程的教科書一直選用的是南京信息工程大學繆啟龍教授等編寫的《現代氣候學》，該教科書也是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。另外，可供參考和借鑒的其他教材也包括北京大學王紹武教授編寫的兩部著作：《現代氣候學研究進展》和《現代氣候學概論》。“現代氣候學”這門課程的授課內容很多，信息量很大，基本涉及了氣候系統的所有內容，課程的教授內容包括引言、氣候學的發展和氣候系統的概念、氣候系統各子系統之間能量、動量、物質的交換和輸送過程，各子系統之間的相互作用及其對氣候形成與變化的影響，以及介紹氣候診斷與氣候預測方法，最后也涉及了氣候數值模擬的部分基礎內容。這些內容可使學生對現代氣候學的基本理論有較完整的了解和認識。但是，將這些內容講解清楚，一方面需要很多的課時支撐，且教學的進度也很難把握，所以就需要講授者提前整理相應的課堂內容;另一方面，由于現代氣候學的發展迅猛，現代氣候學方面的教材內容也會明顯落后于該領域的發展現狀，這就要求教師在教授過程中及時補充一些新的理論和知識體系。此外，還需指定一些最新的教材和參考文獻，要求學生課后到圖書館或者網上查詢和翻閱相關參考資料，通過計算機網絡以及圖書館等多種渠道和途徑，通過自學了解和獲取一些最新的信息，并注重對理論知識的驗證、鞏固和強化。

三、教學模式的改革

由于近年來現代氣候學的迅速發展，教師在教學過程中不能簡單地按照課程內容的設置講授知識點，而是需要通過發現問題、提出問題、解決問題的思路和方式來激發學生對教學內容的興趣，調動學生學習的積極性。靠死記硬背記住一些氣候學常用的概念是沒有意義的，舉例而言，氣候學定義、氣候系統的組成、氣候變化的概念是什么，這些內容不是需要學生單靠記憶把它們記住，而是需要糅合在平時的教學課堂中。例如，在課程教授過程中教師都會提到氣候變化的概念（指由于自然因素或人類活動引起的全球性或區域性氣候系統的多年代以上尺度上的演化），如何理解氣候變化？這就需要教師在講課過程中，通過舉例等方式讓學生更容易理解，以近地面氣溫為例，一天中氣溫每小時的變化;一個月中日平均氣溫的變化（通常小于日內變化）;十年甚至百年時間尺度上年均溫度的變化等，這樣類似的舉例就很容易讓學生理解時間尺度的概念。另外，教學中也要注意培養學生分析、解決問題的能力，如有些章節的內容涉及很多物理學的知識，可以讓學生帶著問題自學，然后安排時間進行課堂討論。在現代氣候學這門課程的教授過程中，由于涉及到很多概念性知識點問題，所以更加需要在平時的教學中提高學生對內容和理論知識的理解，這也給教師的教授增加了一定的難度。

這門學科涉及的領域很廣，知識的更替很快。另外，一本教材從編寫到出版需要較長的時間來完成，從學生開始使用教材時間跨度就更長，在這段時間里，新的研究成果和新的科學問題不斷涌現，這就要求教師每年在制定教學大綱時不斷地做更新和補充，另外，在教學模式上也需要進一步地完善。最近，科學界還提出了一種稱之為“El Ni o Modoki”的事件。但是這些新的理論在一些教材中還未涉及，就需要教師在平時教授過程中，有意識地補充新的知識點。同時，也要培養學生自學及信息收集處理的能力。一般而言，本科生主要通過課后閱讀教科書的方式，鞏固課堂上所學的知識，而查閱相關的文獻形式并不多見。但是，由于有關氣候變化的研究更替很快，很多理論知識需要從最近的期刊文獻中獲取，這就要求本科生也要學會查閱相關的文獻。現在查閱文獻的方式很多，可以通過網絡，也可以去圖書館閱覽室借閱相關的書籍，這就需要學生發揮主觀能動性，學會自學。例如，教師在課堂上可以提供一些比較新的文獻供學生閱讀，通過撰寫讀書筆記的方式發揮學生主動學習，主動獲取知識的能力。中國氣象局2005年創刊的《氣候變化研究進展》這本雜志，就很適合大學生閱讀，尤其是其中有好幾個專欄針對現代氣候學的一些研究進展，是教材必要的補充。另外，還有一些氣候領域的專家撰寫的氣候學方面的簡訊，這對于增進大學生對該領域動態的了解和增加學生對這門課程的興趣都十分有益。

現代氣候學這門課程的講授需要了解的理論知識很多，這也需要各學科之間的交叉。例如，在講授陸面過程和陸氣相互作用這一部分內容的時候，涉及的學科就尤其多，氣候變化與陸面過程、陸地水文和生態系統的相互作用等方面的理論知識，需要與地理學、生態學、水文學、土壤學、植物學等學科交叉，這對教師的知識水平和結構，學生的理解能力都有極大的要求。生態氣候學的發展就是一個很好的例子，以全球變暖為代表的氣候變化問題，是以人類活動的影響疊加在自然變化之上為基本特征的，所以就需要在交叉學科框架下理解氣候變化與陸地生態系統等的相互作用，例如在講到陸氣相互作用的時候，就需要補充關于人類活動對氣候系統的改變，如森林砍伐、土地墾殖、城市化和溫室氣體排放如何影響氣候及其反饋。這些交叉科學的認識和成果，單純從傳統氣候學上是不能把問題說清楚和得到理解的。因此，這就不僅需要教師在講授過程中有意識地補充，而且需要學生在學習的過程中，注意查漏補缺，注重知識的有機結合。

四、結語

氣候變化問題越來越廣泛地受到國際社會的關注，氣候學一直是一門重要的學科。就現代氣候學而言，全球氣候系統概念取代以前經典的氣候學定義，使得氣候學的內容，尤其是現代氣候學的內容和范疇發生了質的變化，而且也宣告了現代氣候學已經走向了多學科交叉的范疇。

南京信息工程大學的大氣科學學科一直在全國名列前茅，承擔著為全國科研院校和氣象、海洋等部門培養優秀人才的重任，不僅對教師隊伍的質量和水平，而且對學生的綜合能力都有更高的要求。“現代氣候學”是基礎性的課程，也是氣候學和氣候系統理論知識所需要了解和掌握的一門主干和必修課程。根據目前氣候學領域的發展，需要有針對性地修訂教學內容和培養方案，例如增加課程自學和實踐教學的內容，通過計算機、網絡以及圖書館等多種途徑，讓學生通過自學，了解和獲取一些最新的信息，深化對理論知識的理解，在專業領域內發揮學生的創造能力，以迎接科技發展和社會發展的新挑戰。由于教學學時較少，本課程的實踐教學尚有待于今后在教學過程中不斷地探索和改進。

總之，教師在重視教授與實踐相結合的基礎上，尤其是對現代氣候學的發展要有很好的把握，對“現代氣候學”這門課程的教學內容的改革也應是努力發展方向之一。

參考文獻：

[1]余錦華.對氣象學與氣候學教學改革的幾點認識[J].科技信息，2007，（27）.

[2]繆啟龍，江志紅，陳海山，余錦華.現代氣候學[M].北京：氣象出版社，2010.

[3]王紹武.現代氣候學研究進展[M].北京：氣象出版社，2001.