基于“四合四聯(lián)”的氣象學(xué)與氣候?qū)W課程教學(xué)創(chuàng)新研究

陳紅翔，李亞屏

（寧夏師范學(xué)院 資源環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，寧夏固原 756000）

1 課程基本信息

1.1 課程概況

氣象學(xué)與氣候?qū)W是地理科學(xué)專業(yè)在大學(xué)一年級(jí)第二學(xué)期開設(shè)的專業(yè)核心課程（學(xué)位課程），共計(jì)3 學(xué)分、48 學(xué)時(shí)。該課程于2018 年開始建設(shè)在線學(xué)習(xí)資源，2020 年被認(rèn)定為校級(jí)線上線下混合式一流課程。目前，其已完成5 輪混合式教學(xué)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了“教學(xué)嚴(yán)起來，課堂活起來，學(xué)生忙起來”的教學(xué)改革要求。

1.2 課程內(nèi)容

氣象學(xué)與氣候?qū)W課程內(nèi)容體系包括氣象篇、天氣篇、氣候篇，如圖1 所示。

圖1 氣象學(xué)與氣候?qū)W課程內(nèi)容體系

1.3 課程目標(biāo)

氣象學(xué)與氣候?qū)W課程制定了4項(xiàng)目標(biāo)，具體如表1所示。

表1 氣象學(xué)與氣候?qū)W課程目標(biāo)

2 學(xué)情分析

在大一第二學(xué)期，學(xué)生的觀察能力、閱讀能力、思維能力等有了一定的提高。在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)知識(shí)有了一定的了解，且在日常生活中能接觸到各種天氣變化，所以印象較深刻。在這一階段，學(xué)生對(duì)于天氣變化的成因有較強(qiáng)的探索欲，大部分學(xué)生在初中、高中學(xué)習(xí)過天氣與氣候的區(qū)別，對(duì)天氣變化有一定的認(rèn)識(shí)，但推理能力、空間想象能力相對(duì)較差，面對(duì)復(fù)雜問題，認(rèn)識(shí)上還存在一定的局限性，需要教師進(jìn)行引導(dǎo)[1-2]。具體學(xué)情分析如表2 所示。

表2 上課班級(jí)（2022 級(jí)地理科學(xué)）學(xué)情分析

3 課程教學(xué)存在的問題

隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn)，知識(shí)的更新加快，傳統(tǒng)的課堂已經(jīng)很難適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，在高校課堂，大部分教師依然處在主導(dǎo)地位，教師重教，學(xué)生輕學(xué)，在一定程度上阻礙了學(xué)生的發(fā)展。通過梳理，主要存在以下問題：

3.1 與專業(yè)教育缺乏聯(lián)系

氣象學(xué)與氣候?qū)W課程面向地理科學(xué)與科學(xué)教育專業(yè)學(xué)生開設(shè)，學(xué)生的地理基礎(chǔ)和認(rèn)知能力參差不齊，不同專業(yè)的后續(xù)課程對(duì)氣象學(xué)與氣候?qū)W知識(shí)需求各有側(cè)重。氣象學(xué)與氣候?qū)W作為專業(yè)核心課，應(yīng)該適應(yīng)不同層次學(xué)生的個(gè)性化需求，幫助學(xué)生有針對(duì)性地解決實(shí)際問題[3-4]，打破不同學(xué)科之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)核心課與專業(yè)課的有機(jī)融合，將課程教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)接軌，體現(xiàn)“金課”“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 與課程思政缺乏聯(lián)系

在傳統(tǒng)氣象學(xué)與氣候?qū)W課程教學(xué)中，教師注重知識(shí)傳授和學(xué)生能力培養(yǎng)，忽略了課程育人功能，課程育人效果不明顯[5]。如何圍繞課程教學(xué)大綱和教案，挖掘氣象學(xué)與氣候?qū)W課程中蘊(yùn)含的思政元素，發(fā)揮課程育人的功能，將“三全育人”有效融入知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)課程與思政育人有機(jī)結(jié)合，是教學(xué)中值得深思的問題。

3.3 與實(shí)踐創(chuàng)新缺乏聯(lián)系

現(xiàn)行的課堂教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容只包括理論講授與考試，未能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和發(fā)揮氣象學(xué)與氣候?qū)W課程的實(shí)踐作用[6]。教師需在現(xiàn)有的教學(xué)資源中增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生解決實(shí)際問題，開展實(shí)踐創(chuàng)新。

3.4 評(píng)價(jià)方式單一，與過程性考核缺乏聯(lián)系

一些高校課程評(píng)價(jià)重結(jié)果、輕過程，在以往的氣象學(xué)與氣候?qū)W的考核中，平時(shí)成績（考勤+作業(yè)）占30%，期末考試占70%，評(píng)價(jià)只注重結(jié)果，而忽視了過程性評(píng)價(jià)。這樣的評(píng)價(jià)方式導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)的投入不夠，對(duì)課堂教學(xué)活動(dòng)不感興趣，參與度不高，對(duì)課程的學(xué)習(xí)還停留在知識(shí)記憶的階段，缺少對(duì)學(xué)生綜合分析、解決問題的高階能力的培養(yǎng)[7-9]。

4 課程教學(xué)創(chuàng)新的思路與舉措

4.1 創(chuàng)新的理念和思路

（1）創(chuàng)新理念：針對(duì)氣象學(xué)與氣候?qū)W課程教學(xué)中長期存在的問題，本文采用“整合教學(xué)資源、融合教學(xué)模式、結(jié)合思政育人、混合教學(xué)形態(tài)”的“四合”改革舉措，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)與專業(yè)教育、特色育人、實(shí)踐創(chuàng)新、個(gè)性發(fā)展緊密聯(lián)系的“四聯(lián)”目標(biāo)，全面解決氣象學(xué)與氣候?qū)W課程教學(xué)中存在的問題[10]，如圖2 所示。

圖2 氣象學(xué)與氣候?qū)W課程教學(xué)創(chuàng)新理念

（2）創(chuàng)新思路：在新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)背景下，本文創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程三階學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，調(diào)整課程教學(xué)計(jì)劃，合理安排教學(xué)內(nèi)容，滿足后續(xù)課程的教學(xué)需求。將每個(gè)專題教學(xué)內(nèi)容按難易程度設(shè)計(jì)為三階，合理制定每階的培養(yǎng)目標(biāo)（如圖3 所示），使知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造體現(xiàn)在教學(xué)過程中[11]。

圖3 創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程三階學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

4.2 創(chuàng)新舉措

本文以學(xué)校新工科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)和師范專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向，以地理師范專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提升為改革目標(biāo)，通過優(yōu)化氣象學(xué)與氣候?qū)W課程體系、整合教學(xué)資源、融合教學(xué)模式、結(jié)合思政育人、混合教學(xué)形態(tài)等途徑，探索改革氣象學(xué)與氣候?qū)W教學(xué)創(chuàng)新機(jī)制，把科學(xué)精神、思想道德素質(zhì)、實(shí)踐能力和人文素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿氣象學(xué)與氣候?qū)W課程教學(xué)的全過程[12]。

4.2.1 整合教學(xué)資源，形成多維度知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)學(xué)科的發(fā)展和學(xué)生的需要，本文重構(gòu)了課程的知識(shí)體系，加強(qiáng)了學(xué)科的融合，拓展了課程的廣度與深度，根據(jù)教育部對(duì)課堂教學(xué)“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”的要求，對(duì)課程資源進(jìn)行了重組、豐富和提升。在教學(xué)內(nèi)容上，教師增設(shè)了前沿的研究成果，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行篩選，讓優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源豐富教學(xué)內(nèi)容，在每一章，都會(huì)加入一些社會(huì)熱點(diǎn)問題，讓學(xué)生進(jìn)行主題討論，達(dá)到創(chuàng)新性及高階性的目標(biāo)。教學(xué)資源整合后，課程教學(xué)能夠滿足OBE 理念下的地理科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)需求，有效解決教學(xué)內(nèi)容問題[13]，如圖4 所示。

圖4 氣象學(xué)與氣候?qū)W課程知識(shí)體系

4.2.2 融合教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)多模式互融共促

課程的教學(xué)模式基于產(chǎn)出導(dǎo)向OBE理念，體現(xiàn)“學(xué)生發(fā)展為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的思想，強(qiáng)調(diào)高階能力以及情感價(jià)值的課程目標(biāo)。本文以學(xué)生發(fā)展為中心，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，完成教學(xué)任務(wù)，如圖5 所示。

圖5 氣象學(xué)與氣候?qū)W課程線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

在此模式中，學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)，體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為中心的思想，學(xué)生和教師通過溝通、交流、分享、協(xié)作等方式相互作用、相互影響、相互促進(jìn)，組成了學(xué)習(xí)共同體。課前，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)遴選優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)單，學(xué)生以小組合作的形式進(jìn)行課前的學(xué)習(xí)；課中，教師以學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，通過學(xué)生展示、問題提出、討論反思、答疑解惑、總結(jié)提升等環(huán)節(jié)，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化、能力的形成、思維的訓(xùn)練，通過知識(shí)講授、設(shè)置問題、引導(dǎo)探究，組織課堂教學(xué)；課后，學(xué)生通過分享教學(xué)視頻、測試、困惑反思、知識(shí)的應(yīng)用、評(píng)價(jià)創(chuàng)新，達(dá)到高階學(xué)習(xí)的目的[14]。

4.2.3 結(jié)合思政育人，深化特色思政教育

本文以提升課程“兩性一度”為著力點(diǎn)，融合“知識(shí)要點(diǎn)—實(shí)際應(yīng)用—課程思政—前沿?zé)狳c(diǎn)”，構(gòu)建“四位一體”思政強(qiáng)化模式，對(duì)教材進(jìn)行“再加工”“再創(chuàng)造”，深挖課程思政元素，適時(shí)將課程思政教育融入教學(xué)中，提高課程思政教學(xué)的有效性，達(dá)到立德樹人和“三全育人”的效果[13-14]，如圖6 和表3 所示。

表3 氣象學(xué)與氣候?qū)W思政融合一覽表

圖6 氣象學(xué)與氣候?qū)W課程“四位一體”思政強(qiáng)化模式

4.2.4 “線上線下+BOPPPS”混合教學(xué)形態(tài)，全面提升學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力

經(jīng)過多年教學(xué)改革，課程組構(gòu)建了基于學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)的課程教學(xué)資源，形成較為成熟的“線上線下+BOPPPS”的混合教學(xué)模式，為整合教學(xué)資源、融合教學(xué)模式、結(jié)合教學(xué)育人提供了強(qiáng)有力的平臺(tái)支撐和運(yùn)行動(dòng)力。全新的教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的課堂講授教學(xué)模式，增加了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。“線上線下+BOPPPS”授課模式下的線上自學(xué)取代了大班授課，線下面授采用翻轉(zhuǎn)課堂形式。學(xué)生在線上提前完成各階知識(shí)點(diǎn)的自主學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)，線下課堂教學(xué)采用BOPPPS 六步教學(xué)法。在第三步“前測”過程中，教師與學(xué)生參與學(xué)情診斷，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)教學(xué)解決學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)中的問題，實(shí)現(xiàn)當(dāng)堂持續(xù)改進(jìn)。第四步“參與式學(xué)習(xí)”主要用于實(shí)踐教學(xué)。基于小組學(xué)習(xí)、問題學(xué)習(xí)、案例學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等先進(jìn)的教學(xué)方法，在小班討論和翻轉(zhuǎn)課堂中采用參與式學(xué)習(xí)。學(xué)生可以圍繞專題進(jìn)行分析、研討、展示等高階學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過高階學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得知識(shí)與能力的全方位提升。教師在教學(xué)上的創(chuàng)新慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自我驅(qū)動(dòng)、自主學(xué)習(xí)、勤于思考、善于發(fā)問的創(chuàng)新，如圖7 所示。

圖7 野外實(shí)習(xí)混合教學(xué)活動(dòng)的成效

4.2.5 構(gòu)建多維度、多層次、多形式、全過程的課程考核評(píng)價(jià)體系

氣象學(xué)與氣候?qū)W課程的教學(xué)注重過程性評(píng)價(jià)，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，通過學(xué)習(xí)通、雨課堂平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，對(duì)學(xué)生的參與度進(jìn)行直觀量化，在課程的考核中，從知識(shí)—能力—素養(yǎng)三維出發(fā)，以過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行，使評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多元化、考核方式多樣化、考核結(jié)果動(dòng)態(tài)化，如圖8 所示。

圖8 多維度、多層次、多形式、全過程的課程考核評(píng)價(jià)體系

課程組在對(duì)學(xué)生進(jìn)行過程性考核的同時(shí)，也對(duì)教師開展教學(xué)過程性評(píng)價(jià)，構(gòu)建“四位一體”評(píng)教形式（學(xué)生打分、同行評(píng)價(jià)、督導(dǎo)評(píng)價(jià)、個(gè)人教學(xué)反思等），以評(píng)促教，以評(píng)促改，同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)反饋、問卷調(diào)查的形式，了解教學(xué)中一些具體的問題，促進(jìn)教學(xué)方式的持續(xù)改進(jìn)。

5 教學(xué)創(chuàng)新效果評(píng)價(jià)

5.1 學(xué)生學(xué)習(xí)效果全面提升

教學(xué)平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生發(fā)帖數(shù)19 712 條，參與互動(dòng)人數(shù)1 825 人。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有97.2%的學(xué)生認(rèn)為個(gè)人自主學(xué)習(xí)能力得到加強(qiáng)。

從期末考試卷面成績對(duì)比發(fā)現(xiàn)，教改班的及格率、平均分和優(yōu)秀比例明顯高于非教改班，如圖9、圖10 所示。

圖9 教改班學(xué)生成績對(duì)比分析

圖10 非教改班學(xué)生成績對(duì)比分析

5.2 教師的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，教學(xué)創(chuàng)新能力不斷提高

教師團(tuán)隊(duì)承擔(dān)國家自然科學(xué)基金及省部級(jí)科研項(xiàng)目10 余項(xiàng)。教師注重科研反哺教學(xué)，將自身科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例110 項(xiàng)，有效激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，授課效果得到學(xué)生的普遍認(rèn)可與高度肯定。近5 年，通過創(chuàng)新教學(xué)模式的推廣和實(shí)踐，教師團(tuán)隊(duì)教學(xué)科研能力不斷提高，教學(xué)團(tuán)隊(duì)受聘寧夏卓越教師發(fā)展人才小高地專家5 人，共出版教材2 部，主持教改項(xiàng)目20項(xiàng)，發(fā)表教改論文16 篇，獲校級(jí)教學(xué)比賽獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、創(chuàng)新教學(xué)比賽二等獎(jiǎng)2 項(xiàng)、自治區(qū)教學(xué)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)1 項(xiàng)。

5.3 學(xué)生的創(chuàng)新成果凸顯，創(chuàng)新能力增強(qiáng)

注重學(xué)科融合，保證人才培養(yǎng)的復(fù)合性和應(yīng)用性；賽教融合，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與社會(huì)實(shí)踐；創(chuàng)教融合，保證學(xué)生多樣性發(fā)展；學(xué)生的學(xué)年論文、“雙創(chuàng)”訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)論文選題均源自專業(yè)教師科研項(xiàng)目中的科學(xué)問題，從而鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，提高了學(xué)生的綜合分析能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。教師團(tuán)隊(duì)成員2020—2022 年指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)各級(jí)“大創(chuàng)項(xiàng)目”30 余項(xiàng)：“三下鄉(xiāng)”活動(dòng)16 項(xiàng)，學(xué)生的科研能力明顯提高。教師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生參加全國師范生微課大賽，獲得國家級(jí)特等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、國家級(jí)二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)，中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽西北賽區(qū)一等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1 項(xiàng)，在中國自然資源學(xué)會(huì)“國地杯”第四屆全國大學(xué)生自然資源科技作品大賽入圍決賽1 項(xiàng)。

6 結(jié)語

氣象與氣候?qū)W課程經(jīng)過多年“四合四聯(lián)”創(chuàng)新的探索和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)課堂向智慧課堂、知識(shí)課堂向能力課堂、理論課堂向?qū)嵺`課堂、封閉課堂向開放課堂的轉(zhuǎn)變。教學(xué)改革需要持續(xù)進(jìn)行，創(chuàng)新教學(xué)需要進(jìn)一步提煉、深挖和實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。通過教學(xué)改革，課程組更清楚地認(rèn)識(shí)到作為創(chuàng)新教學(xué)改革的教師，需要在不同的教學(xué)階段，采取不同的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生從低階的知識(shí)記憶轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)高階知識(shí)的綜合應(yīng)用。