案例研討教學在高原山地氣象培訓中的應用及思考①

楊蜀都，王騰蛟，孫 俊，冉津江

（中國氣象局氣象干部培訓學院四川分院，四川 成都 610072）

我國地形環境復雜多變，青藏高原、云貴高原及周邊山地因其特殊的地理地形特征，對對流層大氣產生巨大的動力和熱力作用，同時也是我國災害性天氣的多發地區，此區域內天氣、氣候尤其是災害性天氣的研究難度大，是預報上的一大難題[1]。高原山地氣象培訓班（以下簡稱高原班）是具有區域氣象特色的業務技術培訓項目，旨在通過培訓，使該地區的預報業務人員熟悉高原天氣影響系統及其活動規律，增強對高原山地此類復雜地形的綜合分析預報能力，進而提高預報服務水平。

與傳統的授課方式不同，案例研討教學是教師和學員互動交流和探討的過程。把學員研討作為課堂的主體，使每位學員都感到自己參與其中，在不同觀點的碰撞中，分析解決問題的思維空間得到了擴展[2]，讓學員從之前的“學會”變為“會學”，從之前的“聽課”變為“教師引領、自主學習”，有效地培養學生的實踐能力、解決復雜問題能力和創新能力[3]。

一、案例在預報員培訓中的應用情況

在預報類培訓班型中，以特定天氣個例（即案例）為基礎的教學模式主要包括個例（案例）講授、個例（案例）實習、個例（案例）研討三種。個例講授是最基礎的方式，圍繞某次典型天氣過程或多次相似天氣過程中已分析好的天氣系統和天氣現象進行直接講解，通過介紹和剖析其天氣氣候特征，使學員直觀認識天氣系統對應產生的天氣現象，形成對天氣發生發展規律的基本認知；個例實習是個例講授的升級，基于學員有一定知識儲備后，增加實際上機操作環節，由教師提供必要的氣象數據資料和基本信息，學員使用氣象專業軟件對該次天氣過程圍繞天氣系統和氣象要素等進行實習，得出或印證既定的結論；而個例研討則是更為高階的一種教學形式，是案例式教學模式在氣象預報預測培訓領域的具體實施，即個例研討式教學模式，分為自帶個例研討和典型個例研討，該教學形式融合了個例講授和個例實習，并將教學重點落在個例問題的設置和交流討論環節。學員和教師共同參與到提出問題、討論發言環節中，高質量的設問和半開放式的答案可促使學員深挖個例，不論結論準確與否，都可以充分調動學員思考問題，高效提高學員分析天氣過程和預報的能力。高原班個例研討課程即通過個例研討交流增強學員對高原山地地區天氣發生發展機理的認識，提高預報水平。

二、高原班案例研討課程學員自帶個例概況

研究表明，在多種預報類培訓班中，案例教學模式已被廣泛證明能夠幫助學員建立和完善預報思路，具有良好的教學效果[4，5]。前期已舉辦的高原班，皆采用面授培訓模式，每期40 學時，其中個例研討作為高原班的核心課程之一，共有8 學時，占總學時數1/5，且全部圍繞學員自帶個例展開。

（一）學員自帶個例統計

學員自帶研討個例是要求學員參訓時帶來一個當地與高原系統相關的高影響天氣個例材料，并在個例研討課程中供交流討論及專家點評。高原班截至目前共收集到學員自帶個例148 個，將個例以其主要天氣類型為標準進行分類，包括暴雨、冰雹、短時強降水（該次天氣過程降水未達到暴雨量級）、暴雪、寒潮、連陰雨等類型，如表1 所示。

表1 學員自帶個例分類

從學員自帶個例的天氣類型來看，暴雨個例共有103 個，占總數的70%，其次為暴雪個例有15 個，強對流個例中以冰雹最多，有10 個個例，短時強降水個例有6 個，此外還包括寒潮、連陰雨、其他陣性降水等。說明學員在挑選自帶個例時以常見的暴雨天氣為主，且大部分個例在分析過程中都涉及不止一種典型天氣現象。另外，部分天氣過程被多位學員提交討論。

從個例內容來看，有132 個為單一某次天氣過程的分析；有13 個為相似個例對比分析，通常是該地區歷史同期兩到三次不同暴雨天氣過程的成因及模式對比分析等；有3 個為氣候統計類，如引起陜北暴雨的西北渦特征分析等。

（二）學員自帶個例集建設

為了滿足培訓教學需求，迅速鎖定具有代表性的高原山地地區災害性、極端性天氣個例，通過整理高原山地氣象培訓班學員自帶個例，從天氣類型、天氣系統、影響范圍等入手，提煉出每個個例的關鍵詞，建設成學員自帶個例集。

構建基于Web 的B/S（瀏覽器/服務器模式）結構的“高原山地氣象業務培訓學員自帶個例查詢系統”（以下簡稱“個例查詢系統”），用戶在內網中通過瀏覽器輸入IP 地址就可以進行訪問，并通過所提取的關鍵字實現個例檢索功能，如圖1 所示。個例查詢系統分別實現了精確查詢和模糊查詢功能。精確查詢欄中，與個例集中的關鍵詞、目錄對應，在一項或多項中同時輸入關鍵詞，點擊查詢按鈕后，系統將自動顯示出個例集里符合關鍵詞的個例信息列表。如在個例類型欄輸入“暴雨”，同時在主要影響系統輸入“高原渦”，點擊查詢后，結果列表顯示在已收錄的個例中，滿足這兩個條件的個例基本信息將逐一顯示；模糊查詢欄的功能則是輸入的關鍵詞不論在哪塊目錄里都將被檢索出來，如輸入“南支槽”，則個例關鍵詞中只要含“南支槽”一詞的個例都將顯示，如同時輸入“南支槽 高原渦”兩個關鍵詞，則個例關鍵詞中同時含“切變線”和“高原渦”的個例都將顯示。個例查詢系統兩種查詢方式極大地方便了用戶特定限制條件下個例選取的需求。

圖1 個例查詢系統圖

（三）自帶研討個例存在的主要問題

1.個例選取隨意，缺少以問題為導向的分析

部分學員自帶個例選自某次天氣過程分析報告，或是直接使用重大天氣會商文本，在個例的選取上缺少特點，僅僅針對天氣過程技術總結本身展開，無法從災害性、極端性、特殊性等方面闡述選取此個例作為研討個例的原因，也沒有圍繞為什么帶來這個個例，帶來的個例是想解決什么問題以及通過這個個例的分析能得到哪些非普適性的預報經驗等展開研究。缺乏提出問題、解決問題和總結凝練的以研討問題為導向的整體思路，這也導致專家點評意見零散，學員收獲不足。

2.分析思路套路化，針對研討課程實用度不足

通過對學員自帶個例的統計分析，可以看出分析思路主要圍繞降水實況、環流形勢及影響系統、物理量—動力條件、衛星和雷達圖像、降水數值預報檢驗、小結等依次常規展開。但是大多數分析較為籠統，看似面面俱到其實重點不突出，在有限的匯報時間里無法凝練問題核心，其研討成果也只能流于表面，難以提取有價值的意見。

3.個例分析不夠飽滿，內容難以引起共鳴

災害性天氣既有獨特性又有歷史相似性，然而絕大多數自帶個例都是對某次單一過程的分析，缺少歷史相關個例的對比分析。對歷史相似個例的對比分析更能提煉出災害性天氣的共性和個性，只有加強共性和個性的分析才能有效促進災害性預報能力的提高。

此外，部分個例缺少對地形地貌、氣候背景的介紹。全國性或區域性培訓班學員來自不同的省份，對彼此所在地區的地形地貌、氣候特征等并不一定熟悉。尤其是高原山地地區天氣系統受地形影響非常大，所述個例所在區域地形尤顯重要。充分了解本地的災害性天氣氣候背景才能對個例有更深刻的認識，同時也能加強教師對該地區災害性天氣的了解，進而增加點評的精準性和深度。

4.題目缺少關鍵詞，匯報版式應簡潔大方

在學員自帶個例交流研討環節，每位學員發言時間僅有十余分鐘，好的題目能使教師和同學快速抓住研討重點。部分個例名稱缺乏指引性，如“2010.7.17 過程總結”“中尺度分析”等，無法從題目中得到有用信息，難以產生共鳴和思考。個例名稱通常可以采用常見的“時間—地點—天氣類型”形式，如“2017 年4 月5 日貴陽一次颮線天氣過程技術總結”，也可在名稱上直接點出重要影響系統，如“一次西南低渦引發的內江大暴雨天氣分析”，以上命名方式能夠快速定位本次研討個例的天氣類型、影響區域、影響系統等。

三、典型研討個例范例打造

自帶個例研討以學員自帶個例為主，圍繞學員提出的問題進行研討剖析，而典型個例研討則是由教師提供個例和問題，學員實習分享，教師再點評解答。在前五期高原班的個例研討課程中，都是對學員自帶個例進行研討，其優點是個例類型豐富多樣，能解決匯報學員實際工作中遇到的疑惑和難點，但是其顯著問題就是分享時間有限，研討問題比較分散，其他學員很難在短時間內消化研討內容，難以引起共鳴，且對非臨近區域的研討個例缺乏興趣和關注點，因此自帶個例的研討很大程度上是教師與匯報學員之間的交流研討。而典型個例研討則首先保障了個例數據的正確性和完整性，對教師精心設置的問題進行實習研討，可研討性和培訓的針對性都能得到較大程度的保障，并且規避了學員自帶個例中直接提交重大天氣過程會商總結等的消極做法。綜上所述，可以考慮在高原班采用自帶個例研討與典型個例研討并存的方式。

根據前述對五期高原班自帶個例的統計分析，為我們打造典型研討個例提供了有效的思路和方法。首先，典型個例的分析內容豐富，如果單純依靠課堂時間進行，將進一步加大工學矛盾。因此，考慮引入混合式培訓模式，在遠程階段完成對個例的基本分析，在面授階段進行針對性的實習和研討，如圖2 所示設計出針對典型個例研討課程的混合式教學模式流程圖。混合式教學模式，使典型個例研討的基礎內容分析能夠在遠程階段完成，不會超額占用面授課時數，學員也有充足的時間了解該過程，面授階段側重于圍繞問題進行研討交流。

圖2 研討課程混合式教學模式流程圖

通過對學員自帶個例的整理，結合災情報告、文獻資料和數據完整度等方面的情況，從兼顧不同地區、不同災害性天氣過程角度，確定了三個具有代表性的高原山地地區個例進行進一步分析并研發為典型研討個例。

首先，收集每個個例的常規地面和高空觀測資料、地面加密自動站資料、原始分辨率氣象衛星數據以及多普勒天氣雷達基數據、產品數據等資料，從過程摘要、實況記錄、環流形勢分析、環境條件分析、數值預報模式產品對比分析、衛星圖像和雷達回波及產品分析等方面進行分析補充，形成分析個例。其次，凝練出各個個例的重難點，確定研討問題，將分析個例轉化成研討個例范例。最后，編寫教學設計和個例文本，為點評專家提供課程考核依據。

四、結語

案例研討教學能充分推動學員和教師、學員和學員之間的溝通，是現今職業培訓的主要教學方式之一。天氣個例的研發數量和質量是決定氣象業務培訓質量的關鍵因素之一，通過整理學員自帶個例可以看出，自帶個例類型多樣且各具特色，切實反映了預報員在實際工作中的難點和盲區，為相關職能部門提供了豐富的研究素材，打磨出典型研討個例并應于教學將有力增強培訓效果。