云降水物理學國際化課程建設探討

蔣夢姣，倪長健，李金建，趙鵬國，張 宇

（成都信息工程大學 大氣科學學院 高原大氣與環境四川省重點實驗室，成都 610225）

教育部在2012 年發布的《關于全面提高高等教育質量的若干意見》中，提出“提升國際交流與合作水平”的基本要求[1]。習近平總書記在中國共產黨第十九次全國代表大會上指出：“優先發展教育事業……深化產教融合、校企合作。加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展”[2]。此外，加強高等學校的專業課國際化教學，以更高質量的教育效果為目標，合理優化配置高等教育資源，規范外語教學是中國教育國際化發展的戰略任務[3]，也是建設雙一流“金課”的有效支撐。自20 世紀90年代至今，我國本科教育國際化戰略取得一定成果，但仍在不斷探索和提升。

為推動學校教育國際化進程，成都信息工程大學從人才培養模式出發，為提高學生跨文化交流學習能力，培養學生的國際化格局，對省屬高校教育國際化的具體實施路徑進行了探索。成都信息工程大學大氣科學學院在2006 年開設的大氣環流雙語課程是該專業本科選修課程雙語教學方法的一次初探[4]。之后，該學院陸續開設了氣象科技英語本科生雙語課程和高等大氣物理研究生雙語課程。成都信息工程大學未來會繼續秉承“成于大氣，信達天下”的精神，努力為區域經濟社會發展和國家戰略需求作出更多貢獻，實現成都信息工程大學大氣科學高等教育的國際化水平的進一步提升。

云降水物理學全外語國際化課程是成都信息工程大學一流課程“金課”建設的一部分，是依托學校特色學科大氣科學類和環境科學類專業的一門專業課程。本課程對大氣環境研究、人工影響天氣、天氣預報和氣候變化的研究具有重要意義。該課程授課對象為成都信息工程大學大氣科學和環境類專業本科三年級的學生。在全球氣候環境變化的大背景下，以一流本科課程建設為契機，展現學科特色與優勢，完善教學內容，創新教學方法，穩步提升人才培養質量，才能滿足氣象行業的國際化研究發展需要。本文從該門課程教學內容、教學組織方式和教學考核三個方面展開介紹，探討“講授型+自主型”相結合的教學法在此類國際化課程建設中的應用，為國際化氣象人才的培養提供參考。本文結構安排：第一部分介紹講授型和自主型教學法；第二部分基于成都信息工程大學云降水物理學全外語課程的授課內容，介紹該課程的開展背景及“講授型+自主型”相結合的教學法在課程體系中的應用；第三部分介紹國際化課程的建設內容；第四部分是典型教學情景介紹；最后是總結和討論。

一、“講授型+自主型”教學法

講授法是“以教師向學生講授課程內容為主要形式的教學方法”[5]，有學者認為講授型教學法是一種最為有效的教學方法[6]。講授型教學法有很多優勢，如快捷傳授知識點，更有效地對知識進行系統性和條理性梳理和總結。但講授法也容易帶來一系列問題，如不適合認知能力發展緩慢的學生，不利于學生操作能力的發展等，不利于培養學生自主創新實踐能力[7]。同時，它實質上對教師能力具有更高要求，教師需熟練地掌握課程內容，把控課程節奏。若教師能充分發揮專業優勢，把課程知識以嚴密的思維方式傳授給學生，學生就能通過邏輯性“思考”學到系統知識[8]，講授型教學可激發、挑戰和鍛煉學生[9]，在數字化時代更應被重視。因此，當代講授型教學法仍然具有獨特的價值[10]。

相較于講授法，自主型教學方法以學生為主體[11]。它的設計要點包括：適合自主學習課題的確定、相應學習資源和手段的準備提供及教師對課程問題的指導等。在進入自主型課程學習之前，師生間應通過平等對話來啟發學生的自主學習意識，使學生減弱參與和表達的緊張感，因此該過程也需要教師的適當引導。該學習方式可與研究型學習相結合，學生半獨立地解決問題，教師僅在學生需要的時候提供適當幫助，這個過程能有效激發學生自主研究學習潛力[12]。

“講授型+自主型”相結合的教學方法（圖1）主要是指在教師的引導下，充分發揮學生主體作用來獲取知識并提升學習技能，向教師反饋，并且最終以“授課”形式體現的一種教學方法。這種方法將課堂的部分時間交給學生，通過自我學習、自我教育和自我提高的方式進行自主教學，激發學生的學習興趣與自信。同時，教師仍以講授型方式為主線，掌握課堂和把控教學節奏。“講授型+自主型”教學方法可讓教師及時了解學生的學習情況和效果，教學雙方可及時反饋教學進度，從而保證教和學的質量。

圖1 “講授型+自主型”教學方法示意圖

二、課程介紹與教學方法的應用

云降水物理學全外語國際化課程主要以全英文形式授課，該課程系統性地介紹云的性質、云和降水形成的微物理過程及動力過程，以及云對氣候系統的重要影響。該門課程是大氣物理學科的重點研究方向與基礎。此課程以掌握專業理論知識與應用能力為前提，充分考慮了學生學習的主動性，構建出科學高效合理“講授+自主”教學的外語課程體系。

（一）課程介紹

該課程的先修課程包括大學物理、高等數學、大氣探測學和大氣物理學基礎等，本課程學習要求學生應具備一定的數理基礎，同時也是衛星氣象學、雷達氣象學和中國天氣預報實習等課程的基礎。該課程主要研究云霧生成和演變的過程，以大氣動力學和熱力學為基礎，研究云的形成過程和發展規律，以及從物理和動力的角度如何理解產生降水（如雨、雪和雹等）的過程。該課程要求學生了解云的重要性及云的宏微觀特征、水汽、氣溶膠基本概念、水的相平衡及相變理論、云形成的宏觀過程和冷卻過程及云形成的微物理過程，達到擴充專業詞匯量、提高英語學術表達能力和科學素養的目的。

（二）“講授型+自主型”在課程中的應用探索

云降水物理學傳統的講授教學課堂，通常以教師為本位，學生一般處于知識“被接收”的狀態。在此門國際化課程中，嘗試增加學生對課程內容進行英語“知識輸出”的機會。全球化發展對未來綜合型人才的需求變多，云降水物理學全外語國際化課程以掌握專業理論知識與應用能力為目的，在課前、課堂和課后充分考慮到學生的參與感與學習主動性，構建出科學高效合理的“講授型+自主型”教學的外語課程體系。

三、云降水物理學課程建設

云降水物理學的課程建設包括教學內容建設和教學考核的完善，如圖2 所示。其中，教學內容的建設包括理論教學注重學生“興趣與需求”和教學組織形式多元化。教學考核的完善主要是增加線上線下平時成績占比，加大實踐成績的占比和增加主觀題目占比。

圖2 基于“講授型+自主型”教學理念的課程建設框架

（一）教學內容建設

1.理論教學注重學生“興趣與需求”

教師通過開展課前問卷調查或師生訪談，對學生的興趣點進行充分了解，有效融合學生興趣點與傳統理論知識，從日常問題出發，引發學生思考，再講解完整理論，最后回答問題。比如講“霧霾天氣”，教師通過學生對霧霾興趣點的提前搜集，可從熱點問題出發介紹霧霾的成因、危害和主要觀測手段，并引入實驗室教學，帶動學生更直觀了解顆粒物的物理化學性質，對相關觀測數據進行分析等。再例如講解“雷電學原理”章節時，可提前了解學生對雷電的興趣點，結合現實雷電的危害、影響雷電學發展的關鍵事件，以及人工降雨防雹的主要實現手段等進行實例教學講授。在講解理論過程中，可以云降水物理學科發展歷史為軸線進行講解，增加故事性與延伸性。也可采用紀錄片或線上專家英語報告會等方式介紹本堂課程內容，以學生需求和關注度為主開展基礎教學后，再實行復雜難學的知識講授。這種循序漸進的方式，可讓課堂內容銜接更加順暢，英語表達更加具有趣味性，同時激發學生的學習動機，加深學生對基礎理論、學術前沿的認識，鞏固學生對知識的系統性學習與吸收，激發學生的求知欲和科研熱情。

2.教學組織形式多元化

課堂上增加師生互動與課堂討論。逐漸改變學生的“被動灌輸”的課堂授課模式，重視學生的自主思考分析能力的培養。這種教學方式更能激發學生的學習興趣，啟發對問題的關注，并提高解決問題的能力和團隊合作能力。首先學生可由老師進行隨機分組，學習小組成員再根據老師列出的相應主題，選擇相關題目并準備隨堂報告，然后通過小組合作方式，以課題研究報告主題為中心，自行查閱文獻進行匯總閱讀并整理，撰寫總結報告、練習制作展示材料等，最后以小組報告的形式進行展示并與大家進行互動交流。授課教師主要關注學生對關鍵知識點的抓取與吸收，小組成員的參與度和團結度等方面，并解答學生在前期線上課堂的學習問題、資料收集整理及匯報等過程中產生的困惑。比如學生可在報告中擴展云霧、降水和雷電知識，這些是基于教師系統性對基礎知識點的講授、啟發性提問后整理得到的內容，再結合課程內容自主地通過文獻閱讀、新聞報道和影片記錄后綜合整理歸納并進行報告交流。最后基于學生的報告，教師適當系統性地總結講授。這種方式增加了師生互動與課堂討論，不僅凸顯出了教師的引導作用，也讓學生通過主動參與、自主學習提升了參與感，增強了團隊合作意識。正向激勵的方式也培養學生的科研熱情，更能突出本門課程的實用性。

在課程中引入“雨課堂”等線上線下混合的教學模式，這種混合式教學模式注重師生的雙向性對話，更加強調了“教師主導—學生主體”的教學理念，提高了課堂教學效率[13]。針對課程中概念較多、公式推導較難或者理論難以理解的部分，部分課時讓學生在課下通過“雨課堂”等方式開展課前基礎學習，能夠有效避免傳統“灌輸式”教學課堂的弊端，并有效提高學生的課堂學習積極性和參與度，激發學生主動學習的動力[14]，真正做到問題驅動自主型學習。然而，課下課時數不能過多，具體情況還應根據教學內容及學生的學習效果來進行調整。例如水的相平衡及相變理論中理論性較強，需要較強數學及物理基礎的部分內容并不適合過多使用“雨課堂”來進行授課，但“雨課堂”可以成為師生互動和提問的平臺，增加學生與教師的聯系。

在教學過程中還可以采用一些輔助教學形式，營造學生學習的正向反饋場景。比如開展翻轉課堂、利用多媒體技術等方式激發學生學習興趣[15]。該門課程系統性強、實踐性較強，內容與生活場景聯系緊密。教師通過輔助教學形式聯合實際生活進行講解，可幫助學生對知識點的理解記憶，以取得良好的教學效果[16]。

（二）完善教學考核

1.增加線上線下平時成績占比

為客觀評價學生課程學習成效，課程考核中應增加線上線下平時成績占比，更加注重平時教學過程。比如積極提問與回答問題等，實現從傳統講授到與自主型學習相結合的轉變。在進行平時成績考核時，提高平時成績占比（40%，分別為線上課堂成績20%+線下課程占比20%），平時成績除了考勤和作業以外，增加了在線表達參與度的指標。其目的是與線上課堂環境的擴展教學相結合，鼓勵學生主動思考、積極提問和參與討論，并在知識輸出的過程中進行適當的英語表達訓練。

2.加大實踐成績的占比

在課程考核中加大實踐成績占比旨在鍛煉學生團隊分工、互相協作、項目答辯和思辨的能力，突出對實踐能力的培養[17]。理論測試的時間不再集中于期末階段，而是在平時進行及時的小結或隨堂表達。其目的是使學生認真理解并掌握知識，實現理論知識的“活學活用”，并鍛煉對專業知識的提問、學習、分析、歸納、整理和總結能力。

3.增加主觀題目占比

在測試中增加主觀題目的比重在于考核學生綜合應用該課程專業知識解決實際氣象問題的能力。傳統期末理論考核考試中有部分死記硬背的現象，導致學生對理論知識的掌握缺乏深刻理解，很多學生對概念公式的用法掌握不夠[18]。因此，試卷命題中可增加論述題等表達觀點與支撐的成分，適量減少一些傳統記憶點考察，側重考查學生對云降水物理學課程中物理機理的實際運用能力，進一步貼合本門課程在科研和應用中的需求，使考試內容變得更貼近實際。

四、典型教學情景

本節以“云的重要性及云的宏觀特征”為例主要介紹一次教學過程，從課前—課中—課后—綜合考核四個環節，將“講授型+自主型”教學理念具體介紹。

（一）課前安排

教師在課前可利用“雨課堂”提前發布本堂課的課件知識點，例如云對地氣系統的重要性、云的分類等問題，以問題驅動學生的學習熱情；在“雨課堂”中上傳“Cloud Spotting”紀錄片，生動形象介紹云的類型、云對地球的重要性；教師給學習小組發布課堂展示主題，學生可根據興趣點確定主題，利用互聯網、圖書館等資源查找相關資料，調動學生課前自主學習的動力。教師需把握好課程的教案設計內容、教學任務和教學目的，發揮好引導作用。學生需根據老師課前的布置主題，以小組的形式完成相關知識點的體系建立[19]，展開課前資料收集的工作。

（二）課堂安排

“講授型+自主型”的教學理念帶給學生參與感的同時要求教師能把控好課堂進度[8]。加入問題式教學模塊的課堂教學，能提高學生的課堂參與度與創新活力，例如根據“如何就云的形態對其進行分類？”這一問題，教師可利用視頻、圖片等方式引入典型的云體形態特征，并向學生提問互動啟發學生思考回憶，例如“高云有哪幾種形態？”通過學習小組的展示，從“大自然中各種云的宏觀特征以及是如何形成的？”等多個主題對知識點進行講解。在此過程中，教師擔任協助教學的角色，在適當的時候也可提出有價值的思考問題，推動課堂分享的進展。教師應鼓勵學生提問及勇敢表達自己的觀點，并適當給予點評和補充說明。最后，教師需要在向學生匯報工作的基礎上拓展，展開較為詳細的講授教學，例如用“高云對地球的加熱效應過程是怎樣的？”“無云有云兩種不同狀態時，地球加熱需要吸收多少的長波輻射？”等問題更具體地將課程知識融入課堂教學的環節。該課程中重點和難點在之后的15～20 分鐘內進行講解，并對學生提到的問題進行歸納和總結，給予學生正面反饋或更正，使得學生加深印象。該過程不僅可以培養學生的實踐能力，還能訓練科研思維。

（三）課后安排

課后教師應針對課堂提問與案例討論的結果進行文字總結，同時發布在“雨課堂”平臺上，并及時解答學生課后提問。學生應自主對課程理論知識體系進行梳理吸收，并回顧思考課堂老師及同學提出的改進性意見。學生在“雨課堂”上寫下課程“學習小結”，同時可對平臺上文獻針對性進行擴展學習，加深知識的建立和獲得感。

（四）綜合考核

教師根據學生的課堂表現、小組匯報情況和課后小結情況進行打分，學生可在“雨課堂”記錄本次學習的體驗感受并可匿名提出意見。教師可以通過學生反饋進行調整，更有效地進行師生交流溝通，從而提高教學有效性。

五、結束語

本文以成都信息工程大學大氣科學學院云降水物理學全外語國際化課程為例，基于國際化課程建設背景下對課程教學現狀的思考，介紹了以“講授型+自主型”相結合的教學理念為核心的課程模式。本文主要從教學內容建設、教學組織形式和教學考核三個方面進行介紹。教學內容建設將更加注重學生的學習需求和關注度，教師引入實例教學和網絡教育資源，實現了書本傳統理論知識與新知識的融合，使外語化課堂更加具有趣味性和實用性，激發學生學習和科研興趣。教學組織形式多元化，在教學內容建設基礎上更注重“互動課堂”和線上線下的教學模式，增加學生對學的參與度，在教師指導下學生自主探索、協作學習和分享交流，鍛煉獨立思考能力。通過完善教學考核體系，學生能夠真正發現、解決問題，有效保障教學質量，符合現代化高等教育的要求。

云降水物理學全外語國際化課程的建設順應國家教育改革的發展趨勢，具有“國際化”“雙一流”教學思想和理念的推廣價值。該課程建設符合成都信息工程大學大氣科學學院以“教師主導—學生主體”為中心的教改精神及培養高質量應用型人才的定位，可進一步開拓大氣科學學科國際化課程建設體系，為學校一流學科建設貢獻力量。