《天氣學診斷分析》課程教學改革研究

杜銀

摘要：為了提高《天氣學診斷分析》課程教學效果和教學質量，激發學生的學習興趣和潛能才智，對教學方法進行了改革研究，提出了案例教學法、任務型教學法和優秀作品展示等方法及其充分利用新教學課程軟件，建立多樣式、多元化的教學方法和手段，以滿足新時代社會及經濟發展需要適應新業態、新模式的創新型、復合型和應用型人才的培養。

關鍵詞：天氣學診斷分析;案例教學法; 任務型教學法; 優秀作品展示; 人才培養

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）13-0215-04

1 引言

“高校做強一流本科，建設一流專業和培養一流人才”是于2019年教育部在關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見中提出的。《天氣學診斷分析》課程是南京信息工程大學大氣科學專業的重要課程，是一門理論、實踐和科研業務應用結合密切的科目，學生必須將所學理論與實踐結合才能得到理想的學習效果。目前知識傳授為主的傳統教學方式在教學活動過程中有著重要作用，以教師為主導，系統地介紹教學內容，學生能及時全面掌握基本知識點。為了避免教師知識點講授枯燥無味，豐富課堂教學活動和激發學生學習的積極性主動性，保持與時俱進，在教學過程中引入了一些新的教學方法，如案例法、任務型教學法和優秀作品展活動等，和教學手段如利用互聯網+新軟件雨課程等，改善教學效果，提高教學質量，有利于培養新時代適應社會需要的人才。

案例教學法由哈佛商學院首次提出，形成了經典的“哈佛案例教學法”[1，2]。哈佛案例教學法區別于傳統的教學模式，是一種具有啟發性的集討論和互動于一體的新型教學模式。案例教學法要求學生不僅需要理解掌握基本理論知識，而且可以通過案例練習面對真實問題時發現問題和解決問題的能力。同時，在案例討論的過程中鍛煉如何表達自己的觀點以及說服持有不同意見同伴的能力。案例法在教學過程中的合理科學運用，對教師有如下兩點要求：一方面，要具備扎實的專業基礎功底，能夠清楚地講述案例中涵蓋的專業原理; 另一方面，能夠憑借實踐經驗理清案例中的專業知識。在此基礎上，結合案例思考如何啟發學生，讓學生成為課堂主體，主動分析思考案例中的問題[3]。如果教師沒有接受過深厚的專業基礎原理教育，也沒有實踐經驗，理論知識和實踐能力都比較薄弱，在分析案例的時候往往會偏重事實分析，反而忽略了專業原理分析，以致案例教學法無法發揮出效用[4]。國內外教學實踐均表明，案例教學法在許多學科教學過程中進行了成功推廣，有利于提高學生的應用能力，增強他們理論聯系實際的意識，最終能夠取得良好的教學效果[5～10]。案例教學不能流于表面，要結合案例滲透知識點，通過互問互答和小組討論等方式引入知識點，在案例的基礎上深化課程內容[11]。在教學實踐中，教師應依據學生的學情和課程內容設計案例教學活動，在教學過程中不斷完善教學法的引入手段，發揮出案例教學法的真正優勢，從而培養學生的專業思維和意識，提高教學質量，并實現最終的教學目標。

為了提高教學效果，增強學生實踐能力，江銀枝等[12]提出在課程教學中推行基于授課+基于團隊+基于解決問題的復合教學法。教學時間表明這種混合教學法明顯提高了學生的平均成績、高分率和及格率，同時學生的學習積極性得到了提高。由此可見，該教學法不僅能促進學生有效學習知識，還能提高學生的綜合能力。任務型教學是20 世紀80 年代興起的一種強調“在做中學（learning by doing）”的教學方法，是交際教學法的發展，以任務的形式來組織教學。學生在完成任務的過程中，通過參與、體驗、互動、交流、合作的方式，充分發揮學生自身的自主學習能力和創造力，充分調動學生所有學過的知識來完成任務。任務型教學法符合專業教育教學特色。尚魯冰[13]研究指出將任務型教學法融入就業創業課程，并將基礎課程與專業課程進行互動銜接，把課程知識點與日常生活息息相關中的熱點問題和焦點問題結合起來，能夠促進學生對知識點的理解、掌握及其靈活應用。

學生在學校中的學習是一個人成長為社會的有用之材的必需條件，研究和探索學校教育情境中學生學習的規律，對于學生個人及社會的發展都有不可估量的貢獻。關于學習和教學的觀點，即學習是知識的獲得，學習是知識的構建。在學生學習和教師教授過程中，教師的教學方法、教學手段和教學藝術直接關系到學生對知識的理解認識獲取，甚至影響學生對課程、學科的好惡取向。因此教師必需按照教學規律從專業課程的特點入手充分利用各種教學資源，盡量采取通俗易懂的教學語言教好書育好人。新穎、鮮活的教學方法是吸引學生注意力，提高學生學習興趣，保證教學質量的捷徑。隨著信息技術的發展， 教師要與時俱進，積極主動改進以往的傳統教學方法，并結合當前新的教學手段，比如多媒體、網絡、數字博物館、虛擬野外實習等多種多樣的輔助教學系統應用到“地球科學概論”的教學中。教師的課件制作力求達到重點突出、內容清晰和說理生動、條理性強，并穿插形象的圖片及短片視頻等豐富內容，避免單調。力圖以圖文音畫并茂的高質量課件吸引學生的注意力，調動學生學習的積極性提高學習興趣。最為關鍵的還是教師的講課質量。教師們傳道授業解惑，教學認真，思路清晰、深入淺出、突出重點、解決難點，分析疑點，給學生選留思考題，對啟發學生，發揮學生主觀能動性非常有益。教師教學的最高境界是使學生能在輕松、愉快的教學環境中學習知識和掌握基本技能。教師講授課程時盡可能的不采用照本宣科方式，而是注重引導啟發，注重理論結合實際，通過實例深入淺出地講解難點、重點問題。

本文以天氣學診斷分析課程為載體，在教學過程過對案例教學法、任務教學法、優秀作品展活動和雨課程等進行了探討。

2 案例教學法

《天氣學診斷分析》是一門理論與實踐結合十分密切的課程。在《天氣學診斷分析》課程運用案例教學法是值得提倡的做法。例如中緯度氣旋的演變過程伴隨著中緯度局地的天氣變化，為了更好地認識氣旋的演變特征和規律，相對渦度就是一個比較好描述氣旋基本特征的客觀物理量。在保持原始的大氣運動特征且簡化計算過程，采用地轉近似，即相對渦度在自由層中近似為地轉風相對渦度。夏季持續性強降水事件會對落區造成嚴重的洪澇災害，所以對大氣中可降水量的科學預估是一個十分重要的研究工作。如僅介紹理論上的計算方法和步驟時，學生比較難以理解和掌握相關的知識點。為了便于學生直觀地認知和熟悉所學專業知識，在相關的教學過程中可列舉1～2個相關的個例。個例的選取可兼顧典型性和時效性方面，這是案例法教學所具有明顯的優勢。

（1）例1。南京2018年2月20日3：00～24：00時的氣溫（℃）如表1所示，Tti的向前差差分公式為：

由此可見，通過實際個例分析，學生很容易接受和理解基本概念和其應用。

3 任務型教學法

任務型教學法主要是用在《天氣學診斷分析》實習課程上。基于任務型教學法的優勢可以體現在三個方面：學生作為主體;學生自主學習能力增強;培養分析問題和解決問題的綜合能力。為了突出學生個體的學習和動手能力，把總實習課時總任務分成2～3課時多個小任務，且能在實習課上基本能完成和撰寫實習結果報告，考慮到學生們對相關的技術手段或軟件使用的熟練程度不同，最后的完成時間定為兩星期。實踐是檢驗真理的唯一標準。這個實習的目的主要是要求學生將所學基本知識點能再現和所遇問題尋找解決辦法，有利于學生對知識點的鞏固和理解及其鍛煉學生分析問題和解決問題的綜合能力，提升自己的學習能力和創新能力。為了拓展學生們的視野、理論結合實際和班集體合作協調工作，各盡所能，開展目標任務方案，即不同組選取不同的典型天氣過程個例來分析和交流，在老師的指導下，學生親自參與評審過程，按照客觀公平公正的打分標準選出高質量優秀作品。運用任務型教學，學生的主觀能動性可以得到更好地發揮，體現了自主學習的教學理念。從學生的實際出發，讓每個學生平等地參與任務，運用專業知識或業余知識完成任務，用親身經歷來感受學習、協作與創新精神，有利于培養和引導學生綜合學習的能力。

實習報告的評分標準分為5個等級，其具體的要求分別如下。

（1）優秀（90分以上）。報告中對實習過程敘述詳細、概念正確，語言表達準確，結構嚴謹，條理清晰，邏輯性強，自己努力完成，沒有抄襲。對實習過程中存在問題分析詳細透徹、規范、全面;結合專業知識描述正確，深刻。實習心得體會深刻，有創意，論述合理詳細，有自己的個人見解和想法，能結合個例論述專業方面問題，提出問題并給出解決方法。

（2）良好（80～90分）。報告中對實習過程敘述詳細、概念正確，語言表達準確，結構嚴謹，條理清晰，邏輯性強，自己努力完成，沒有抄襲。對實習過程中存在問題分析詳細透徹、規范、全面;結合專業知識描述正確。實習心得體會深刻，有創意，論述合理詳細，有自己的個人見解和想法。

（3）中等（70～80分）。報告中對實習過程敘述較詳細，自己努力完成，沒有抄襲。對實習過程中存在問題有較詳細的分析，但不全面。實習心得體會不夠深刻，缺乏創意。

（4）及格（60～70分）。報告中對實習過程敘述簡單，沒有抄襲。對實習過程中存在問題有較詳細的分析，但不全面。實習心得體會不夠深刻，缺乏創意。

（5）不及格（60分以下，或具備下面一項者為不及格）。沒有交報告。基本上是抄襲。內容太空泛，太簡單。

實習小組個例分析結果匯報評分等級分為5個等級，總分為10分，間隔2分。評分標準內容有5個方面：內容緊扣主題，層次清楚，充實生動;結構嚴謹、條理清楚、邏輯性強;語言表達準確，語言清晰、流利;多媒體制作精細，創意獨特新穎;進度適中，時間分配合理。時間要求為10 min，超出規定時間1 min扣0.1分，超出規定時間2 min扣0.2分;不足規定時間1 min扣0.1分，不足規定時間2 min扣0.2分。

4 優秀作品

利用上面給出的兩個評分標準，即實習報告的評分標準和實習小組個例分析結果匯報評分標準，教師和學生們都很容易評判出實習報告和匯報報告的等級。

為了調動學生的學習興趣和積極性，提高教學效果，對學生認真地且高質量地完成的作業或任務，教師都應該給于一定的肯定和精神獎勵，或給于學生某種的榮譽。優秀作品展活動是為學生創造條件，對學生認真地高質量完成任務的表揚和勉勵，滿足學生是歸屬感和影響力，促進學生間和師生間相互學習和有效交流，樹立良好的學習榜樣和奮斗目標，學生會感到學習是有意義的，才會愿意學，才會學得好。

5 新軟件“雨課堂”

“雨課堂”，是由清華大學和學堂在線共同研究開發的一款免費教學工具，它是教育部在線教育研究中心的研究成果，這款軟件十分方便，可隨時進行服務。它通過互聯網將教師與學生之間建立了實時的連接，便于師生之間在課前、課上與課后等每一個環節的聯系和交流。同時，“雨課堂”可以實時記錄學生的學習狀態，教師能及時地掌握學生的學習動態和個體差異，調整教學方式方法，促進和提高學生的學習水平和成績。“雨課程”在教學活動中的使用已取得了較好的教學效果[14～18]。“雨課堂”在《天氣學診斷分析》課程上的使用，教師課堂上可與學生同步共享課件，及時與學生互動，可用于課后的知識點鞏固和復習，也可用于課前的預習和思考。同時，教師能及時動態了解學生的學習情況和對知識點的理解與掌握狀態，提高學生學習積極性、參與活動，改善教學效果。

6 結語

大學教育的實質是就業教育，旨在培養適應社會經濟發展的應用型人才，大學課程的設置均是為學生就業服務。《天氣學診斷分析》課程是一門大氣科學專業理論知識和實踐相結合的專業課程，為了調動學生學習積極性、主動性和提高教學質量，在教學過程中引入了案例教學法、任務教學法、優秀作品展活動和采用“雨課堂”。案例教學法能突出實用性的要求，讓教師和學生有效地互動，高效地完成交互學習，能夠讓學生在教師的指導下，提高分析問題和解決問題的能力。任務教學法是把知識傳承與知識再造結合起來，讓學生在實踐活動中去學習知識和完成任務， 積極引導學生進行探究式與個性化學習，有利于培養學生深度分析和解決復雜問題的綜合能力。通過優秀作品展活動，勉勵學生在創新創業中堅定理想信念，促進生生和師生之間相互學習交流，激勵學生勇于突破傳統敢闖新的天地。“雨課堂”使得師生之間可不受空間限制的實時互動，是綠色低碳無紙化作業模式。建立多樣式、多元化的教學方法和手段，利用新科技和“互聯網+”來活躍課堂氛圍，增強講授課程的趣味性和時代感，提高教學水平，推動傳統課堂改革和創新，培養學生自主學習和創新學習能力。

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Teaching Reform on Synoptic Diagnostic Analysis

Du Yin

（College of Atmospheric Science， NUIST， Nangjing， Jiangsu 210044， China）

Abstract： In order to improve the teaching effect and quality on Synoptic Diagnostic Analysis and stimulate students' learning interest and potential， the teaching methods are reformed. Methods such as case teaching method， task-based teaching method and excellent works exhibition are proposed. The new teaching curriculum software is fully used to establish multi-style and diversified teaching methods and means to meet the needs of social and economic development in the new era. So innovative，compound and applied talents that adapt to new formats and new wodels can be cultivated.

Key words： Synoptic Diagnostic Analysis; case teaching method; task-based teaching method; excellent works exhibition; talent training