從中英教學差異淺析STEAM教育理念對雷達氣象學課程教學的啟示

摘" 要：STEAM教育理念對新時代人才培養具有重要意義，具有跨學科性、情境性、協作性和技術化等特點。文章主要通過對比中英教學在中英教育理念、教學內容、教學評價方式三個方面的差異，得出STEAM教育理念對于雷達氣象學課程教學建設的啟示，其中包括建議課程設置具有情境性的課題、豐富教材的表現形式等。研究結論表明，STEAM教育理念能夠提高教師的教學效果和學生的學習能力，有助于我國教育事業的進一步發展。

關鍵詞：雷達氣象學；STEAM教育理念；中英教學差異

中圖分類號：P412；G642" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2024）35-0082-04

一、研究背景

STEAM是Science、Technology、Engineering、Art和Mathematic五個單詞首字母的縮寫。STEAM教育作為被引入國內并成為我國科技與工程教育的重要教育理念和方式，能夠提升學生能力，對創新型人才的培養有重要作用。［1］STEAM教育作為當今世界各國提升核心競爭力的重要戰略，將科學、技術、工程、藝術和數學有機結合，強調多學科的交叉融合，被寄予了打破傳統教育制度框架、促進新時代人才培養的厚望。STEAM教育將重心放在特定的真實情境問題上，利用多門學科知識等教學內容，以實現掌握跨學科知識、獲得綜合能力和培養高階思維能力的三個層級的精細化教學目標。作為最先提出STEAM教育理念的國家，美國已經在多個地區展開了相關的課程建設和項目，并取得了一定的成果。［2］近年來，我國也逐漸開始圍繞STEAM教育理念開展了多個試點項目。并且受此影響，我國對于STEAM教育理論的研究也不斷增加。但是，如何在課程之中有效地實現STEAM教育理念還有待更進一步地研究和探索。

在大學教育教學各個方面，由于中英兩國有著不同的價值體系，使得兩國形成了不同的教育理念。中英課堂教師與學生交流方式明顯不同，這直接導致了學生學習效果差距明顯。為了取得更好的教育水平，在當今全球化發展的時代，辯證地分析中英教學差異，為推動教育發展與進步指明了方向。

“雷達氣象學”是在大氣科學概論、大氣探測學課程的基礎上開設的，是一門研究天氣雷達探測氣象目標的基礎理論、探測方法、資料分析和反演，以及對各種天氣系統監測等方面內容的課程。其不僅是大氣科學類學生的專業課程，也是氣象預報的核心課程。通過本課程，讓學生系統掌握氣象雷達的探測理論，對雷達氣象學的基本理論有深刻理解和掌握，為今后的預報工作打下堅實的基礎。雷達氣象學作為一門與大氣物理學、大氣探測學、天氣學交叉的課程，范圍主要囊括了科學、技術、工程、數學四個方面，不僅學科綜合性強，而且知識覆蓋面廣。因此，該課程具有較大的難度。例如在課堂教學中，需要對一些雷達觀測設備展開詳細的分析說明，教授其背后的運作原理。但大氣科學專業屬于理學一類，對于機械設備構造方面的工學知識，許多學生在學習過程中存在較多的困難。而STEAM教育理念能夠激發學生的各種創新能力，有助于雷達氣象學的課程開展。同時由于國外開始進行雷達氣象等相關研究的時間要早于國內，是值得借鑒和學習的對象?；诖?，本研究將從中英教學差異角度淺析STEAM教育理念，為雷達氣象課程教學改進提供一定的參考。

二、中英教學差異及啟示

（一）教育理念的差異

由于文化背景的不同，兩國教育者產生了不同的教育理念。在中國，教師往往傾向于在課堂講授知識，一步一步引導學生按照要求去做，導致留給學生自主學習和創新的空間相對較少。在英國，教師與學生之間可以直接稱呼名字，不僅極大地拉近了教師與學生間的距離，而且也讓學生更有勇氣向老師發問。英國課堂中，受老師鼓勵，當學生遇到不理解的內容時會主動打斷老師，并提出一些自己的見解，與老師展開討論。［3］通過互動交流，可以充分調動學生的積極性，促使學生主動進行思考，從而更好地消化知識點。由此可以看出，中式課堂相比英式課堂缺少了活躍的課堂氛圍，師生互動不夠深入，無法很好地將學生帶入相對應的知識環境中。在過往的雷達氣象學課程中，學生在學習雷達觀測設備時依舊以教師單向輸出大量的設備結構信息與公式推導為主，導致學生難以深入思考，領會到其中的內核。這不僅將課堂變成了大學物理和高等數學課，而且也違背了雷達氣象學課程的教學意義。

根據STEAM教學理念，教師應著重于實踐育人，引導學生主動進行多學科的交叉學習，從而突破原有的知識框架，建立更寬廣的視野。因此，在實際教學之中教師可以適量增加符合STEAM教育理念的課堂互動，加強課堂效果。這類課堂互動在設置時首先可以明確本堂課學生需要掌握的知識與技能，即教學目標。關于教學目標的確定，中英兩國也存在些許差異。英國教師往往能夠站在學生角度，將教學預期以學習成果的形式體現出來，也因此能夠對學習成果產生更多思考，并且也被要求設定時以SMART原則為準。［4］SMART分別代表著Specific（具體的）、Measurable（可測量的）、Achievable（可達到的）、Realistic（現實的）、Timed（有時間規定的），能讓教師在制訂學習目標時清晰明確地指向設計的中心。不同的是，我國教師設計時更多是將教學預期包含在教學目標之中。因此，有必要在雷達氣象學的課程設置中遵守SMART原則，并且將學習成果、教學目標獨立分開。在確定本次的教學目標之后，需要設置一個主題作為STEAM教學的核心。這個主題不僅要做到與學習目標相匹配，而且還要能夠極大程度地激發學生主動學習探索的興趣。最后再基于所選主題設計富有情境性的課堂互動內容，促使學生進行實踐和探索。情境性能夠為問題的解決提供一定的背景，既能讓學生感受到書中知識其實就隱藏在生活中不曾注意到的角落，也能更快將學生代入問題之中，減輕了一定的難度。例如在天氣學課程實習中，學生會直接面對各種雷達回波信息，因此，教師在課堂互動的設置時可以嘗試采用某一次典型天氣現象或天氣過程的雷達信息，引導學生進行思考。在此過程中，學生能逐漸淡化大氣科學專業的理學與雷達設備的工學之間的邊界，達到鍛煉學生跨學科學習能力和豐富學生視野的目的。此外，學生也能夠憑借肉眼觀測到天氣現象或天氣過程來理解原本“無形”的雷達信息，對雷達設備原理能夠產生更為深刻的理解。

（二）教學內容的差異

英國高校通常不會為每一節課設定專用教材，教材的內容和形式由任課老師自由選擇。例如斯克萊德大學的學生在課堂前會準備好任課老師提供的講稿和筆記本電腦，棄用了傳統意義上的教科書。［3］通過此方式，首先，教師能夠在授課過程中向學生推薦多種資料和文獻，讓學生對領域內多個學者的不同研究有所了解，達到開闊視野、豐富知識的目的。其次，教師通過在自由選擇和編排的教材中對于行業最新內容進行引入，除了完成知識的系統性學習，還可以讓知識更具有前沿性。既能讓學生方便快速地了解行業內的最新發展成果、新動態、新方向等，也能讓學生跟上時代和科技發展的腳步，激發學生的學習興趣，培養他們的創新思維和問題解決能力。在中國高校，大多課程都有一套固定教材，留給任課老師的選擇余地相對較少。其中，不少教材較為陳舊，內容與現今的發展脫節較為嚴重，無法及時反映學科的最新發展。STEAM教育理念推崇將多個領域有機結合，強調多學科的交叉融合。結合中英教學內容差異發現中國高校使用固定的教材，學生缺乏更加廣闊的知識攝入來源，進而導致難以與其他領域相聯系，而且無法提供足夠的實踐機會，阻礙了學生的創新思維和問題解決能力的培養。在后續的雷達氣象學課程中，可以嘗試采用STEAM教育理念，以提高學生的學習效果和創新能力。教師可以在固定教材的基礎上，引入更多與雷達氣象學相關的最新研究和應用案例。例如，可以讓學生閱讀一些最新的科研論文，了解雷達氣象學的最新發展和應用，或者邀請一些從事雷達氣象學研究或應用的專家，向學生做客座講座或研討會，激發學生的學習熱情和積極性。

在課程設置方面，英國高校比較注重發展學校特色，打造既具有學校特點又與社會發展相適應的課程。目前我國有些高校為了增加課程數目，隨意模仿其他高校課程，導致課程設置和教學內容同質化、單一化，不僅不符合自己所在高校的發展路線，而且也不利于本地學生的學習?，F今，我國的就業形勢已經在一定程度呈現較為嚴峻的局面，許多高校學生出現了畢業即失業的現象。綜合分析來看，造成此結果的因素有許多，其中便包括了我國高校的教育方面。部分高校教師在課程內容安排時，并未考慮將其與社會發展現狀相結合，難以培養真正符合社會需求的學生。一旦學生在學校里學到的知識與社會需求不相適應，便會加劇原本就已困難的就業形勢。而且無論是理科還是工科，教師大多偏向于基礎理論知識的講解，對于知識的實踐運用較少，導致學生動手能力不強，出現眼高手低的情況。對于理工科專業來說，與理論教育一樣，實踐教育也是十分重要的。例如機械制造及自動化、計算機操作等專業實踐性較強，因此還需要重點提升學生的實踐操作能力。

在STEAM教育理論中，教師主要將重心放在特定的真實情境上，體現出與社會發展和需求相結合的重要性。在教師教授過程中，通過將課程內容與現今社會行業的需求相結合，能夠提供更具實際意義和應用性的教學體驗。在當今的雷達氣象學發展中，社會需求主要體現在對于能利用雷達氣象學專業知識進行預報工作的人才中。因此，在未來教學之中可以嘗試帶領學生運用所學的雷達氣象學知識對實際的天氣預報結合，甚至對雷達觀測站進行參觀，直接感受雷達設備的壯觀場面和預報員運用雷達的整個過程。以此，學生不僅能夠學習和應用科學知識，也能夠理解理論知識如何與現實世界的問題和需求相連接?？偟膩碚f，STEAM教育理論通過將教學內容與真實世界的情境和需求相結合，為學生提供了一個豐富且有意義的學習體驗。它不僅能夠幫助學生深入理解和掌握知識，也能夠培養學生的實踐技能和生涯技能，為他們未來的學習和職業生涯做好準備。

（三）教學評價方式的差異

英國高校對于學生能力的評價是多元、全面的。英國對于學生評價包括平時作業、課堂表現、小組項目、口頭報告以及期末考試等多個方面，能夠很好地將學生的知識理解、應用技能、團隊協作、口頭表達和獨立思考等多個方面納入評價體系。這種全面的評價方式可以更準確地反映學生的實際能力和學習進度，而不僅僅是他們的知識記憶能力。我國高校學生成績考核比較單一，主要由平時成績和期末考試組成。雖然我國高校對于平時成績的考核一般也包括平時作業、考勤等方面，但在學生能力表現方面仍有所欠缺。我國高校期末考試大多數都采用閉卷考試。在出題來源上，不少期末考試試題是出自教材中的原題。在此情況之下，許多學生會采取考前突擊、死記硬背的方式來讓自己過關，并且閉卷考試強調標準答案，在一定程度上不利于學生創新能力的開發。英國更加注重于綜合性和設計性，以論文和課程設計的方式為主，主要在于培養和鍛煉學生能力。［5］其中通過課程設計的方式，學生能夠自主查閱相關書籍和文獻，增強自我學習能力與知識面。相比于傳統的閉卷考試更具有代表性。

英國的教學評價方式包含了多種多樣的考核方式，能夠對學生能力進行較為全面的評估，從而在后續教學活動中，能夠增加一些新的有效考核方式。但是，這并不是需要我國高校教育全部引入課程設計的方式。在當前教育背景下，可以嘗試將課程設計和期末閉卷考進行平衡占比，全方位考核學生能力。課程設計的考核方式在一定程度上符合PBL方法，即基于項目的學習，解決基于實踐的、真實的問題，讓學習具有情景性。課程設計可以分為個人考核和小組考核兩種。在小組考核中，學生進行團隊合作，共同完成項目任務。這不僅可以培養他們的團隊合作和溝通能力，也可以讓他們理解和體驗不同學科和角色在解決問題中的重要性。STEAM教育理論中的跨學科學習和實踐探索理念，可以在這種考核方式中得到很好的體現。對于雷達氣象學課程而言，教師可以設置安排學生設計和實施一個小型的氣象雷達觀測項目，這需要他們運用物理（理解雷達的工作原理）、工程（構建和調試雷達設備）、計算機科學（處理和分析雷達數據）和氣象學（理解和解釋雷達觀測結果）等多學科的知識和技能?；诖说恼n程設計具有跨學科性、情境性、協作性和技術化的特點，能夠有效鍛煉學生跨學科學習能力、溝通社交能力和解決實際問題能力。

三、結語

在國際教育變革、國內跨學科教育、社會跨界人才三方面的發展背景之下，對于具有跨學科人才的需求不斷提升。STEAM教育理念有助于培養出既具備扎實學科知識，又能適應社會發展、具備創新思維和問題解決能力的跨學科人才。這對于滿足社會對于跨界人才的需求，提升國際教育競爭力具有重要意義。通過分析中英教學差異，得出STEAM教育理念對于我國高校教育方面所存在的問題，其中包括情境性、協作性、多學科交叉學習三個方面，為進一步建設優質課堂提供了便利。在雷達氣象學課堂中，STEAM教育理念不僅幫助學生跨越原本的學科邊界，與計算機類、工程類學科進行交叉學習，而且讓學生深入理解和掌握知識，培養實踐技能和生涯技能，為他們未來的學習和職業生涯做好準備。未來本研究將會對所分析出來的內容在雷達氣象學課堂中開展更進一步的探索和試驗，助力我國教育更進一步發展。

參考文獻：

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［4］ 劉歷紅. 中英課堂教學設計的差異淺析［J］. 中小學管理，2018（10）：37-38.

［5］ 朱曉芳. 淺析中英高等教育的差異［J］. 企業導報，2012（17）：200-201.

（責任編輯：邵秋露）

基金項目：2022年度廣東海洋大學校級本科教學質量與教學改革工程項目“‘課程思政’示范課堂—雷達氣象學”（項目編號：PX-5223394）；2021年省級質量工程項目“海洋與大氣拔尖創新人才培養模式的改革與實踐”；2021年省一流專業—大氣科學項目（項目編號：010306032201）。

作者簡介：常舒捷（1988—），女，博士，廣東海洋大學海洋與氣象學院副教授，研究方向為海洋與大氣相互作用；范伶俐（1971—），女，博士，廣東海洋大學海洋與氣象學院大氣科學系系主任，教授，研究方向為氣候及氣候變化。