氣象學課程混合式教學模式改革與實踐

曾妍妍 林麗 周金龍 高凡

[摘 要] 氣象學是水文與水資源工程專業的專業基礎必修課程，氣象知識淺顯但內容抽象，內容廣泛而復雜，學生學習難度較大，因此氣象學課程的教學模式改革迫在眉睫。文章結合課程現狀，首先從政策、專業、教學、實踐四個層面介紹了氣象學課程教學改革的必要性，進而提出了氣象學課程開展混合式教學實踐的建議，如混合式教學課程的設計、混合式教學課程資源的建設、混合式教學新模式的探索、教學方法的改革和教學實踐的創新等，對于提高氣象學課程的教學質量效果顯著。

[關鍵詞] 氣象學課程;混合式教學;改革;實踐

[基金項目] 2020年度新疆農業大學校級教研教改項目“氣象學課程混合式教學模式改革與實踐”

[作者簡介] 曾妍妍（1989—），女，江西吉水人，博士，新疆農業大學水利與土木工程學院副教授，主要從事水土環境地球化學與劣質地下水處理研究;周金龍（1964—），男，浙江龍游人，博士，新疆農業大學水利與土木工程學院教授（通信作者），主要從事干旱區地下水資源與水土環境地球化學研究。

[中圖分類號] G420? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）02-0077-04? ?[收稿日期] 2020-05-08

氣象學課程為新疆農業大學水文與水資源工程專業的基礎必修課，課程的主要任務是教導學生了解氣象學、天氣學和氣候學的基本理論和基礎知識，研究大氣現象發生、發展的能量來源、性質及其轉化;解釋大氣現象，研究氣候發生、發展的規律;研究氣候成因，氣候變化的規律，區域氣候的特點以及人類活動對氣候變化的影響，主要包括大氣的基本特征、輻射與熱量平衡、大氣熱力學、大氣的運動、大氣中的水分、大氣環流、天氣系統、全球氣候系統、氣候變化及其對水資源的影響等教學內容。

2008年以來，國內外逐步將教育教學研究轉向對混合式教學的設計、策略、有效性等內容的研究，研究表明，混合式教學不僅是線下與線上教學的混合，還是趨向于“以學生為主體”的學習模式。近幾年來，混合式教學模式逐漸演變為課堂講授、移動通訊設備、網絡學習環境三者相結合的教學環境。

隨著信息化技術的急速發展和互聯網技術的不斷成熟，開展混合式教學模式的改革已刻不容緩。2019年底，受新冠肺炎疫情的影響，利用網絡技術，實現停課不停學，進一步促進了信息化教學的發展。對于如何使“互聯網+信息化”的混合式教學過程變得完整生動、教學模式和教學效果得到改進，有了更進一步的探索研究。通過氣象學課程混合式教學模式改革與實踐，旨在打造“線上”+“線下”混合式教學的氣象學課程，實現課前在線學習、課中教學活動、課后探究實踐的全過程教學模式;充分利用信息化手段，提高教師工作及學生學習效率。使學生能夠激發出學習主動性、探究能動性、知識實踐性，為今后水文與水資源工程專業的學生從事水文實際工作和水科學方面的研究工作，打下堅實的理論基礎。

一、課程現狀

新疆農業大學水利與土木工程學院水文與水資源工程專業選用的教材，是由葛朝霞主編在2009年中國水利水電出版社出版的《氣象學與氣候學教程》（第一版），教材中對于抽象的較深奧難懂的理論知識涉及較多，而對于當今氣象學與氣候學的熱點環境話題則涉及較少。同時，就氣象學課程開設的實際情況來看，由于受到教師傳統教學方式的約束，使教學模式實踐的創新性不足，導致學生缺乏學習積極性，進而影響教學質量。針對這種情況，需要在氣象學課程改革的過程中，積極吸納新知識，融入當下氣象學熱點話題，同時，將教師的科研課題融入課堂教學中，提高學生學習的積極性和創新能力，從而培養出適應社會需求的綜合應用型人才[1，2]。

二、氣象學課程教學改革的意義

混合式教學模式，即通過“線上”+“線下”教學方法的有機結合，最終達到學習者由淺顯引入深度學習的目的[3]。

（一）政策層面

2019年10月，教育部印發了《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》（教高函〔2019〕6號），意見中提出要提升高校教學質量，深化教育教學制度改革，開展實施“六卓越一拔尖”計劃2.0和一流本科專業建設“雙萬計劃”，旨在通過教學模式改革全面提高教學水平和人才培養質量。

在“互聯網+”的大發展趨勢下，融合面對面與在線學習兩種模式，實現優勢互補，達到降低成本、提高效益，打破學校之間的知識界限，對充分完成知識的迭代更新有著深遠影響。據統計，截至2019年7月，我國使用慕課的數量和應用規模位居世界第一，已有慕課上線12500門，學習超過2億人次，已成為提高教育水平和保障教育公平的重要舉措。同時，在2020年教育部將打造“金課”完成3000門精品網絡課程建設，構建體現信息技術與教育教學深度融合的課程結構和教學組織模式，課程知識體系科學，資源配置、考核評價方式合理，適合在線學習和混合式教學。受2019年底出現的新冠肺炎疫情影響，教育部層面又發布了22個在線課程平臺，在線教學已成為必然的教學發展趨勢。

（二）專業層面

氣象學課程為水文與水資源工程專業的基礎必修課程[4]，課程的主要任務是使學生了解氣象學、天氣學和氣候學的基本理論和基礎知識，通過課程學習可以解釋大氣現象，以及氣候發生的規律，為今后從事水文實際工作和水科學方面的研究工作打下堅實的理論基礎。

（三）教學層面

近幾年，隨著信息化技術的不斷發展，慕課、微課等在線精品課程在國內各階段、各類型教育中掀起了一股熱潮，逐漸有取代傳統教學模式的趨勢。但隨著在線課程建設的迅速發展，其自身存在的問題也逐漸出現，如網上課程只是單向講授，互動性不夠等弊端。有學者研究表明，傳統教學和信息化教學各有優缺點，但在一定程度上也存在著互補關系，因此如何將兩者的優勢結合起來，探討出混合式教學的新模式成為當今信息技術高速發展條件下的新課題。

“線上”+“線下”混合式教學模式更好地做到了“以學生為中心”，方便教師更好地了解學生。虛擬與現實的有機結合，極大提高學生學習興趣，可以將傳統教學中學生低頭看手機遠離課堂的現象轉變為學生拿起手機主動參與到課堂互動中，提高學生的課堂參與度;另一方面，教師將“課前—課上—課后”、過程考核和結果考核有機結合，最大限度地實現教學目標，提高學生學習效果。

（四）實踐層面

利用手機端App（慕課、超星學習通等）隨時學習氣象學的基本知識、觀看演示講解，即可滿足課堂教學需求，也可實現線上網絡學習的實踐。通過建立基于手機App的教學平臺云課堂，可以真正實現“課上課下、校內校外、書內書外”時時學習。學生具有學習新知識、應用新知識的激情，在專業學習階段、實習實踐階段、直至走向工作崗位后，都可以運用這一交互式工具，指導工程實踐[5]。

三、混合式教學實踐的建議

（一）混合式教學課程的設計

混合式教學課程的設計，主要工作流程包括課程分析、課程教學內容的設計、課程教學資源的設計、課程教學活動的設計、課程教學考核的設計和課程教學評價的設計等。混合式教學課程的設計，要將傳統教學和信息化教學的優勢結合起來，突出混合式教學的特點。

（二）混合式教學課程的資源建設

混合式教學課程的資源建設是在收集和利用現有氣象學慕課資源的基礎上，制作線上+線下教學課件、習題庫、討論庫、實踐活動庫、測試庫等。課程資源建設主要包括教師利用超星學習通教學工具進行課程資源的上傳、修改、刪除、備份、移動和統計;學生對學習過程中的個人資源進行個性化的組織與管理，以及基于開放教育資源所進行的自主學習。課程的資源建設要將理論結合實際，突出氣象學與氣候學最新前沿動態是資源建設著重把握的要點，這樣才能增強課程的吸引力，使學生積極參與到課程教學中來。

（三）混合式教學新模式的探索

氣象學課程“線上”+“線下”混合式教學模式的實踐，探索混合式教學的新模式。一是構建時空融合的虛實結合教學新模式，利用慕課資源實現異時異地虛實維度的互動;利用翻轉課堂實現同時同地、異時同地多元維度的互動;利用超星學習通平臺實現同時異地過程維度的互動;二是使教學任務從知識傳授型向能力培養型轉變，以工程、創新、設計、思維能力培養為主線，從知識、理解、應用、分析、綜合、評價等多方面，構建師生、生生、師師互動的課程教學新關系[6]。

1.前期準備階段。制定以線上開放課程為主的氣象學課程學習的實施方案（課前）;制定以翻轉課堂模式開發的氣象學課程的教學實施方案（課上）;制定以終身學習為目標的氣象學課程實踐教學的實施方案（課后）。

2.實踐階段。（1）進行氣象學課程的混合式教學的課程設計;（2）在慕課上選擇適合的課程，依托超星學習通平臺進行混合式教學的課程資源建設，包括線上線下教學課件、習題庫、討論庫、實踐活動庫、測試庫等內容的制作;（3）探索出混合式教學的新模式，進行氣象學課程“線上”+“線下”混合式教學模式的實踐。

（四）教學方法的改革

教學方法的改革是加快課程建設、提高教學質量的重要途徑[7]。將教學平臺資料、線下教學推送資料融入課堂教學，用學習通等教學平臺完成課堂互動交流，增加學習趣味性，提高學生的學習積極性。從而彌補傳統課堂中形式單一，互動不夠多樣的劣勢[8]。

教學過程中可以采用課堂討論、分組調研等方法來調動學生的學習積極性，給學生提供獨立思考的機會和輕松愉快的學習環境。例如，就當今氣象學與氣候學的熱點環境話題將學生分組，自選專題進行調研，通過學校圖書館和中國知網等數據庫查閱相關文獻，完成專題綜述寫作及匯報。通過分組調研能夠培養學生的團隊協作能力，同時，在進行相關文獻檢索與分析的過程中，不僅鍛煉了學生信息檢索處理和綜述寫作能力，還可以引導學生積極主動地學習課程理論知識，啟發其自主思考，鍛煉其分析問題的能力。

教師在課堂講授中，可以采取多樣的教學形式。比如：（1）讓學生角色扮演，當老師上臺講課，以學生為主體，學生就某些重要章節提前熟悉并備課，既加強了學生對課程知識點的理解和掌握，又能鍛煉學生的自信心;（2）學生作業互評，學生在任課教師布置的作業完成后互相批改，然后由教師對作業情況進行點評，以此提高學生的學習參與度;（3）借助多媒體手段，教師可以在教學過程中利用多媒體技術手段和相關器材，比如在介紹基本氣象要素——云的時候，教師可以通過幻燈片和Flash動畫將云的分類和形成等過程向學生進行演示，通過觀察云量、云狀來判斷天氣的變化，使教學內容更加生動形象;（4）課外參觀認識實習，帶領學生參觀新疆維吾爾自治區氣象局，了解氣象探測設備的運行和使用情況，掌握基本水文、氣象要素的觀測方法以及資料的記錄整理方法，學會正確利用水文、氣象資料進行水文水資源和氣象分析的方法。通過參觀氣象臺了解天氣圖的計算機處理過程以及天氣預報的制作過程，體驗天氣預報主播的播報工作，提高學生學習興趣與自豪感[9]。

（五）教學實踐的創新

氣象學課程的教學實踐環節一直被作為理論教學的附屬而被忽視，導致教師重視理論環節，忽視實踐環節;學生重視理論考試，忽視實踐能力的訓練。從而形成了“以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心”（三個中心）的傳統教學模式，嚴重影響氣象學課程教學質量的提高，也制約了大學生社會實踐能力的發展和綜合素質的提高。因此，在氣象學課程教學過程中，應加大教學中實踐環節的比例，將課堂教學與實踐環節緊密聯系起來，逐漸完善教學實踐體系，形成學生積極參與的良好學術氛圍。真正實現教學模式從傳統的“三個中心”到“三個為本”，即“以學生為本、以能力發展為本、以自主學習為本”的轉變，培養適應社會需求的應用復合型人才[7，10 ]。

教學實踐的創新需要考慮教學過程結合熱點研究課題，此方面的改革即關注當今氣象學與氣候學的熱點環境話題，比如人類活動對氣候變化的影響（溫室效應、陽傘效應、城市熱島效應等），氣候變化對水資源的影響、氣候變化對生態環境的影響（酸沉降、臭氧層損耗）等，課堂上通過和學生探討這些熱門話題來激發學生的學習熱情。同時，在課程教學實踐中，加強和鼓勵學生參與到課題組的相關科研活動，進行一些簡單的實踐嘗試，比如參與探討干旱地區降水量和蒸發量與地表水水質關系的調查研究課題，以同學為主體全程參與，通過參與實踐不但可以拓寬學生的知識領域，也能加深學生對所學知識的理解，達到教學目的。

實現教學實踐創新的重要手段之一是將教學與科研相結合，這對教師的要求更高，要求教師實時掌握本學科的最新研究進展，把國內外最新的研究理論及新技術恰當地與課程相融合，使教學內容更加深入和生動。教學與科研的結合既提高了教師自身的科研能力，又激發了學生的學習興趣，使教與學的效果都能得到提升。

四、結語

隨著時代的發展，氣象學課程內容也不斷發生變化，主要體現在新的研究成果不斷涌現，這些變化要求對教學模式進行不斷地改革。本研究根據媒體適用性原則和自主學習原則構建了課程資源，采用課堂教學結合網絡學習開展混合式學習的教學策略，通過教學內容和方法的改革，提高課程的教學質量，培養學生創新思維的能力。

參考文獻

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[10]王美蓮，寶樂爾其木格.信息化背景下氣象學基礎課程教學模式創新研究[J].內蒙古農業大學學報（社會科學版），2019，21（1）：32-36.

Reform and Practice of Mixed Teaching Model in Meteorology Course

ZENG Yan-yan1，2， LIN Li1， ZHOU Jin-long1，2， GAO Fan1

（1. College of Water Conservancy and Civil Engineering， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， Xinjiang 830052， China; 2. Xinjiang Hydrology and Water Resources Engineering Research Center， Urumqi， Xinjiang 830052， China）

Abstract： Meteorology is a professional basic compulsory course of hydrology and water resources engineering specialty. Meteorological knowledge is simple but abstract， and the content is extensive and complex， which makes it difficult for the students to learn， so it is urgent to reform the teaching model of the course. Combined with the course status， the necessity of Meteorology teaching reform is introduced from the aspects of policy， specialty， teaching， and practice. Furthermore， it puts forward some suggestions on carrying out the mixed teaching model in Meteorology course， including the mixed teaching course design， the construction of the mixed teaching course resources， the exploration of the new mixed teaching model， the teaching method reform， and the teaching practice innovation， which are effective in improving the teaching quality of Meteorology.

Key words： Meteorology course; mixed teaching; reform; practice