基于啟發式教學模式的“大氣物理學”教學實踐探索

陳超輝 陳雄 姜勇強 曹劍秋 金賽花

摘要 啟發式教學不僅讓學生獲得知識，更讓學生得到全面發展，是高等教育工作者關注的重要課題。文章結合啟發式教學的特征，針對大氣物理學教學實踐中的不足之處進行探索。文章首先探討了大氣物理學的課程特點及教學實踐現狀；然后簡述了啟發式教學的理念與內涵；最后遵循啟發式教學模式，從思想認識、教學目的、教學形式等角度開展對大氣物理學啟發式教學模式的探索，以期對大氣物理學教學模式改革和提高大氣科學人才培養質量提供參考。

關鍵詞 大氣物理學教學；啟發式教學；教學模式

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.028

大氣物理學是大氣科學領域的入門專業基礎課程，是大氣科學各相關專業的必修課[1]。大氣物理學以地球大氣中發生的各種物理現象和物理過程為研究對象，涵蓋大氣概述、大氣靜力學、大氣動力學、大氣熱力學、大氣輻射學、云物理學、大氣聲學、大氣光學、大氣電學等內容[2]。與其他課程相比，它的內容體系具有多學科交叉、邏輯性強、抽象性強和應用性廣泛的特點，因此扎實的數學物理功底、豐富的生活體驗和良好的分析能力是學好這門課程的關鍵。

經過數十年的教學研究與實踐，國防科技大學氣象海洋學院（以下簡稱“我校”）已培養了一支具有雄厚教學實力和豐富教學經驗的大氣物理學教學隊伍，但在目前教學實踐中，仍存在兩點不足：①由于大氣物理學的研究對象和課程理論較為抽象，難以憑借課程內容的直觀展示達到教學目的，對學生的抽象思維能力具有一定挑戰；②大氣物理學的經典講授方式是以注入式教學為主，將基本理論、專業知識傳授給學生，但相關知識體系抽象且理論性強，學生的學習積極性不高，缺乏學習熱情和主觀能動性，這與培養“能打仗、打勝仗”的新型軍事氣象保障人才的目標不相吻合。

那么如何針對大氣物理學教學中現存的問題，提高教學質量，優化教學效果呢？筆者認為，啟發式教學可以成為大氣物理教學模式創新研究與實踐的切入點，以學生為主體，實現課程教學達到抽象化的內容形象化、經典化的結論趣味化的要求，解決大氣物理學知識抽象、晦澀難懂等問題，使學生能夠學得懂、識得透的同時激發學習熱情。

1啟發式教學的內涵

啟發式教學是與注入式教學相對的一種教育方法，也是我國最傳統的教育方法之一，在全面倡導素質教育的今天，啟發式教學已成為我國教育工作者所關注的熱點與問題[3]。注入式教學顧名思義即授課教師單方面地向學生灌輸知識，注重死記硬背的教學方法，該教學方法忽略了學生的學習積極性，也不注重學生自主學習能力的培養。

關于啟發式教學理論，最早起源于我國古代教育家孔子。《論語》有記載：“不憤不啟，不悱不發。舉一隅而不以三隅反，則不復也。”[4]從中可以看出，啟發式教學的過程為當學生達到“憤”“悱”狀態時即最佳的學習境界；教師再予以點撥“啟”“發”，整個教學過程中，以學生為主體，教師為主導。啟發式教學的實質是激發學生的學習積極性，引導學生主動思考，深挖學生的思維能力，這種教學理念與高等教育培養高素質創新人才的使命相統一。

啟發式教學是一種符合現代課程教學模式改革要求的教學理念，它要求教師在教學工作中針對特定教學目標，依據課程中的理論規律，以學生為主體，從學生的認知能力、思維水平等實際情況出發，運用多種啟發式的教學手段，引導學生開啟思路，積極、主動地獲取相關知識，對于培養新型軍事氣象保障人才具有重大意義。

2遵循啟發式教學特征，重構大氣物理教學模式

2.1提高思想站位

教學模式的優劣直接影響教學效果和人才培養的質量，教育部《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》明確指出：“要堅持知識、能力和素質協調發展，繼續深化教學內容和教學方法等方面的改革，實現從注重知識傳授向更加重視能力和素質培養的轉變。”[5]啟發式教學注重培養學生的綜合能力，在強化學生知識水平的同時也提升了學生的思想覺悟。

在教學過程中，教師在應用地球大氣所遵循的物理定律和數理模型解釋大氣中所發生的天氣現象的同時，可以適時融入思政元素，以培養學生勇于追求真理、勇擔時代重任的使命感。如新中國成立以來，氣象學家們憑借刻苦鉆研的科學精神和真摯忠誠的家國情懷不斷推動我國氣象事業高速發展，教師可通過在授課過程中引入竺可楨、趙九章等著名氣象學家的光輝事跡，讓學生了解氣象事業的發展在我國綜合國力提升中的地位和作用，從而培養學生的文化自信和專業榮譽感，從思想上認識到大氣物理學的奠基性。

2.2明確教學目的

大氣物理學課程內容相對抽象、單調，因此在教學過程中明晰課程的教學目標顯得尤為重要。啟發式教學以提高學生素質為中心，注重學生綜合水平的提高，挖掘學生的學習主動性和創造力。通過在教學過程中充分發揮學生的主體性，達到“教是為了不教”這一境界，使得學生自主地獲取、消化和吸收所學知識。因此，在大氣物理學教學過程中，教師首先要對課程內容進行分析，哪些內容要以教師講授為主，哪些內容可以通過學生自學掌握，哪些內容可以讓學生查閱相關文獻進行初步了解，再采取課堂互動問答的方式講解。根據不同的教學內容制訂明確的教學目標，不但可以在有限的課堂時間內豐富教學內容，同時也鍛煉了學生的主觀能動性，并提高了學生的課堂參與感，實現了教學過程中以教師為主導和以學生為主體的相互統一。

2.3豐富教學形式

與注入式教學不同，啟發式教學反對僵化、陳舊單一的教學形式，主張根據不同教學目的、內容、對象，結合多種教學要素，采用定制化的教學形式，摒棄以往學生消極被動接受知識的觀念，通過營造良好的學習氛圍調動學生的學習熱情、激發學生的內在潛能，達到優化教學效果、提升學生綜合能力的目的[6]。大氣物理學課程理論性、邏輯性強，在教學過程中應盡量減少照本宣科的教學方式，而是充分利用新的科學技術手段，通過網絡獲取與課程相關的前沿動態，通過向學生介紹國內外研究現狀及一些高影響天氣事件，達到抽象化的課程內容形象化，從而激發學生的學習興趣。授課教師可以推薦學生觀看《青海湖畔》《逐冰之旅》等氣象相關的影片，使得經典化的結論趣味化，以此加深學生對特定天氣現象發生發展過程的理解。增加教學過程中的師生互動環節，可以很好地提高學生的學習主動性。例如，在課堂上讓學生以全球變暖為主題進行辯論，不但能促使學生自主學習相關領域知識，還能鍛煉學生的團隊協作能力。

2.4加強理論聯系實際

學習理論知識的最終目的是運用知識解決實際問題，因此教學內容要做到不斷更新、與時俱進[7]。加強理論知識與科學研究及實際氣象事業發展需求的聯系，既能增加教學內容的趣味性，又能避免陳舊教材內容脫離時代發展的窘態。啟發式教學注重培養學生的創新和思辨能力，教學過程中教師應將與課程相關的氣象動態和最新科研成果融入教學內容，如在課堂上組織學生對氣候變化、短臨預報技術等氣象熱點話題進行討論，鼓勵學生大膽提出自己的設想、踴躍發言，引導學生結合課上所學知識和課外研究結果形成匯報材料，培養學生獨立思考、自主學習、勇于創新、應用所學知識解決實際問題的能力。

2.5優化師生關系

良好的師生關系不但有利于提高學生的學習積極性，也是教師對學生進行素質教育的前提[8]。教師承擔著教育學生的角色，啟發式教學理念注重教師與學生之間保持平等和民主的關系，而非教師以長輩自居，要求學生對其絕對服從。師生是在相互尊重和信任的和諧氛圍中進行溝通和交流，通過對所學知識的共同探索，達到教學相長的效果。在培養新型軍事氣象保障人才的目標指引下，考試成績不能作為檢驗大氣物理學教學效果的唯一標準，結合啟發式教學手段，培養出勤于思考、勇于創新、敢于挑戰、積極探索、自信自強的綜合性人才也是驗證教學過程有效性的方法之一。營造和諧友好的師生關系，使課堂成為學生展現自我、發展自我、完善自我的最佳場所，提高學生的整體水平，優化授課效果。

2.6完善評價體系

傳統的教學模式中只關注學生分數的高低，把考試成績的好壞作為評價學生的唯一標準，在大力發展素質教育的今天，這種長期伴隨著應試教育的評價標準顯然是片面的[9]。傳統的評價方式不但缺少科學性且容易打消學生的學習積極主動性，因此，建立科學客觀的評價體系是實施啟發式教學模式的重要保證。在教學過程中綜合運用總結性評價、過程性評價、自我評價和互相評價的方式，才能客觀地對學生的知識掌握水平和綜合能力進行評價，促進學生的全面發展。總結性評價可采用傳統的理論考試方式，宏觀檢驗學生的理論知識掌握程度；過程性評價可通過教師設計的課堂活動和隨堂測驗，靈活地考查學生的學習態度、創新能力以及團隊協作能力；自我評價可以增強學生對自身的認知，理性地看待自己的優勢和缺點；互相評價可以讓學生跳出自身的思維定式，開拓思維視角，激發創新能力，通過多種評價方式的有機結合可以讓學生發現自身優勢、找出自身短板，更好地提升自身的綜合素質，造就“智能型”氣象保障人才。

2.7學以致用與用學相長

轉化與應用對大氣物理教學提出了更高的要求，本環節主要結合課后習題及前沿熱點事件，鞏固和提高學員發現問題及解決問題的能力，同時掌握發現問題及解決問題的途徑。如以往在大氣物理學教學中教師會布置有關專業方面的課程論文，大部分學生的結論浮在表面，本環節嘗試讓學生自行搜集大氣物理學在軍事裝備、業務工作和生活需求等方面的實際應用，并根據所學知識和文獻查閱凝練出科學問題以及提出針對性的解決辦法，這樣學以致用、用以促學的方式極大地調動了學生的積極性，有效提升了學生解決實際問題的能力。

3結語

我校大氣物理學教學團隊近年來在課程教學改革中不斷進步，在“學校建設具有示范推廣價值的基礎理論和應用研究，探索軍事教育教學的基本規律，倡導理論和實踐相結合”的背景下，本文主要結合大氣物理學課程特點與教學實踐中現存的問題，提出了進行大氣物理學啟發式教學改革的思路。在高等教育教學過程中采用啟發式教學手段已是時代發展的必然，啟發式教學通過營造良好的課堂氛圍，明晰課程的教學目的，利用豐富的教學方式，充分調動學生的學習積極性和能動性，提高學生的綜合能力。但同時教師們也面臨著如何有效掌握啟發式教學手段的挑戰，因此需要教師在日常教學過程中注重實踐與積累，不斷改進教學方法，努力提高教學質量。

基金項目：2021年度湖南省教育科學“十四五”規劃課題“基于‘四化理念的大氣物理啟發式教學模式創新研究與實踐”（XJK21CGD001/ND210448）；2021年度國防科技大學本科和任職教育教學研究課題“基于PBL的《大氣物理學》半翻轉課堂教學模式探索與實踐”（U2018037）；2022年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“金課背景下《大氣物理學》課程混合式教學研究與實踐”（HNJG-2022-0410）；湖南省學位與研究生教學改革研究項目（2021JGYB012）。

參考文獻

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[2]盛裴軒，毛節泰，李建國，等.大氣物理學[M].北京：北京大學出版社，2013.

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[4]趙吉惠，郭厚安.中國儒學辭典[S].沈陽：遼寧人民出版社，1988.601.

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[8]朱文雪.淺談教師如何建立良好的師生關系[J].教育藝術，2022（7）：5.

[9]王果勝，白浩.倡導啟發式教學培養學生創新思維[J].中國高等教育，2008（8）：30-31.