鄧偉濤+李忠賢+彭麗霞+李碧蘭

摘要：“短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)”實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要的組成部分。本文結(jié)合南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)近年來(lái)在該課程方面的教學(xué)改革，探討了在教學(xué)過(guò)程中增強(qiáng)對(duì)實(shí)踐課程的重視，結(jié)合科研和業(yè)務(wù)工作設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法，提高學(xué)生綜合分析和應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：短期氣候；預(yù)測(cè)基礎(chǔ)；實(shí)踐；教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A？搖 文章編號(hào)：1674-9324（2014）05-0213-02

目前，我國(guó)和世界上一些國(guó)家和地區(qū)把月、季和年的氣候變化和預(yù)測(cè)稱(chēng)為短期氣候變化和預(yù)測(cè)，它是國(guó)際大氣科學(xué)和地球科學(xué)領(lǐng)域的前沿科學(xué)。“短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)”一直是南京信息工程大學(xué)（原南京氣象學(xué)院）大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課程。南京氣象學(xué)院建校初期就在天氣動(dòng)力學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了“中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)基礎(chǔ)”課程，在本世紀(jì)初，將其更名為“短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)”。由于短期氣候預(yù)測(cè)為氣象臺(tái)站預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的主要內(nèi)容之一，短期氣候預(yù)測(cè)相關(guān)課程教學(xué)質(zhì)量的高低將直接影響到學(xué)校特色專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。該課程主要的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生將大氣科學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際業(yè)務(wù)工作中的能力。因此，該課程實(shí)踐教學(xué)具有舉足輕重的位置。本文結(jié)合南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)近年來(lái)在該課程方面的教學(xué)改革，探討如何利用實(shí)踐教學(xué)提高授課質(zhì)量和學(xué)生的綜合能力。

一、增強(qiáng)對(duì)實(shí)踐課程的重視

大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的主干課程理論性強(qiáng)，公式多，抽象難懂，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感覺(jué)枯燥乏味，很難將理論概念和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。因此，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)幫助學(xué)生把所學(xué)的理論知識(shí)和氣象臺(tái)站實(shí)際業(yè)務(wù)工作結(jié)合起來(lái)是十分重要的課題。就“短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)”課程而言，其本身是一門(mén)應(yīng)用性和技術(shù)性很強(qiáng)的課程，所以實(shí)踐教學(xué)就顯得尤為重要。在南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生及中國(guó)氣象局培訓(xùn)班多年課程教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上[1，2]，2010年孫照渤教授主編了普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)》[3]。2011年，該教材被評(píng)為教育部普通高等教育精品教材和江蘇省高等學(xué)校精品教材。該教材充分考慮了課程的性質(zhì)及系統(tǒng)性，從短期氣候預(yù)測(cè)對(duì)象開(kāi)始到建立多種預(yù)測(cè)方法，特別設(shè)置了9個(gè)實(shí)習(xí)內(nèi)容，并給出了部分計(jì)算機(jī)程序，突出了實(shí)際應(yīng)用的重要性。課程教學(xué)內(nèi)容改革中，我們將理論講課學(xué)時(shí)由48學(xué)時(shí)減少至32學(xué)時(shí)，增加了16學(xué)時(shí)的實(shí)踐課時(shí)，并將其作為一門(mén)單獨(dú)的課程——《短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》。此外，在大四下學(xué)期的生產(chǎn)大實(shí)習(xí)中還特別設(shè)置了8學(xué)時(shí)的實(shí)踐。在教學(xué)過(guò)程中，相較于理論教學(xué)，學(xué)生更喜歡實(shí)踐教學(xué)的形式，更有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。自由輕松的課堂氣氛，豐富的實(shí)踐內(nèi)容，靈活多變的教學(xué)手段，幫助學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲和強(qiáng)大的學(xué)習(xí)動(dòng)力。老師與學(xué)生大量的互動(dòng)交流，引導(dǎo)學(xué)生明確短期氣候預(yù)測(cè)在自己專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中的意義，體會(huì)到這門(mén)課程的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，讓學(xué)生感受到這是一門(mén)知識(shí)豐富，與實(shí)際息息相關(guān)，且饒有趣味的學(xué)科，讓學(xué)生愉快地學(xué)習(xí)，從而真正吃透所學(xué)的知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率和綜合能力，為將來(lái)從事相關(guān)業(yè)務(wù)工作與研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

二、結(jié)合科研和業(yè)務(wù)工作設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法

“授人以魚(yú)，不如授人以漁”，“短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)”實(shí)踐教學(xué)正是教會(huì)學(xué)生如何思考、分析和解決短期氣候預(yù)測(cè)的問(wèn)題[4，5]?！岸唐跉夂蝾A(yù)測(cè)基礎(chǔ)”教學(xué)團(tuán)隊(duì)的老師不僅有著很強(qiáng)的科學(xué)研究能力，而且還具備豐富的業(yè)務(wù)工作經(jīng)驗(yàn)。2010年，“氣候模擬與預(yù)測(cè)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)被評(píng)為江蘇省高校“青藍(lán)工程”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。自1998年以來(lái)，團(tuán)隊(duì)每年參加中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心組織的全國(guó)汛期降水預(yù)測(cè)會(huì)商工作，預(yù)測(cè)結(jié)果得到了大家的認(rèn)可。“短期氣候預(yù)測(cè)基礎(chǔ)”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)結(jié)合了老師短期氣候預(yù)測(cè)的研究和業(yè)務(wù)工作的經(jīng)驗(yàn)以及大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，全面反映這一研究領(lǐng)域最新、最成熟的科研成果，實(shí)踐項(xiàng)目也相應(yīng)地不斷豐富和完善。

短期氣候預(yù)測(cè)實(shí)踐教學(xué)有一套完整的教學(xué)方案[6]。首先，讓學(xué)生理解大氣環(huán)流的表征和分型。我們利用科研和業(yè)務(wù)工作中最常用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，使學(xué)生熟悉大氣環(huán)流中的基本概念。第二，讓學(xué)生掌握如何選擇和計(jì)算預(yù)測(cè)因子。如通過(guò)合成分析和奇異值分解方法來(lái)選擇大氣內(nèi)部因子和外部強(qiáng)迫因子，計(jì)算遙相關(guān)指數(shù)等。使學(xué)生熟悉短期氣候預(yù)測(cè)中選擇因子的基本方法。第三，讓學(xué)生掌握業(yè)務(wù)工作中短期氣候預(yù)測(cè)的基本步驟和方法。分別通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和動(dòng)力學(xué)方法對(duì)我國(guó)汛期降水進(jìn)行預(yù)測(cè)，使學(xué)生熟悉短期氣候預(yù)測(cè)的完整過(guò)程。最后，讓學(xué)生熟悉對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的評(píng)估，通過(guò)計(jì)算預(yù)測(cè)評(píng)分等，使學(xué)生了解短期氣候預(yù)測(cè)的評(píng)估方法。

短期氣候預(yù)測(cè)實(shí)踐教學(xué)涉及多門(mén)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課，具有很強(qiáng)的綜合性，針對(duì)這一特點(diǎn)，我們?cè)诮虒W(xué)方法上也在不斷改革和完善。實(shí)習(xí)前對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中課堂指導(dǎo)，復(fù)習(xí)理論要點(diǎn)，講解實(shí)習(xí)目的，然后詳細(xì)講解實(shí)習(xí)內(nèi)容、資料、方法等，以及需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題。實(shí)習(xí)過(guò)程中，需要大量的計(jì)算機(jī)編程，雖然在學(xué)習(xí)本課程之前，學(xué)生一般學(xué)習(xí)過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程，但主要是一些語(yǔ)言規(guī)則和算法，對(duì)于如何將計(jì)算機(jī)語(yǔ)言應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力仍有欠缺，教師需要在這方面進(jìn)行輔導(dǎo)。及時(shí)對(duì)學(xué)生碰到的一些問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，分析討論問(wèn)題的原因，幫助學(xué)生解決問(wèn)題。選取部分實(shí)踐項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，組員分工合作，由學(xué)生獨(dú)立收集資料，編寫(xiě)程序，分析結(jié)果，教師只在關(guān)鍵問(wèn)題上進(jìn)行指導(dǎo)，最后各組將結(jié)果制作成課件進(jìn)行演示交流。

三、提高學(xué)生綜合分析和應(yīng)用能力

實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要步驟，在實(shí)踐教學(xué)中，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、研究性和創(chuàng)新性，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和綜合素質(zhì)[7]?！岸唐跉夂蝾A(yù)測(cè)基礎(chǔ)”課程開(kāi)設(shè)在大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)第四學(xué)年上學(xué)期，該階段的學(xué)生已經(jīng)具備大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)設(shè)可以促進(jìn)學(xué)生將已學(xué)的大氣科學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，用于處理簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)工作。此外，可以為學(xué)生的本科畢業(yè)論文以及將來(lái)的科研工作打下基礎(chǔ)。例如“大氣環(huán)流因子在短期氣候預(yù)測(cè)中的應(yīng)用”這個(gè)實(shí)習(xí)個(gè)例，需要用到已經(jīng)學(xué)過(guò)的Fortran和GrADS繪圖語(yǔ)言，統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)中的奇異值分解方法，現(xiàn)代氣候?qū)W中的大氣環(huán)流知識(shí)等。在實(shí)習(xí)過(guò)程中老師僅提供所需數(shù)據(jù)，學(xué)生需要獨(dú)立編寫(xiě)程序，根據(jù)程序的結(jié)果繪制圖表，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)習(xí)報(bào)告。老師通過(guò)批閱實(shí)習(xí)報(bào)告，給予反饋意見(jiàn)。通過(guò)這種實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，學(xué)生復(fù)習(xí)了已學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)一步深入理解奇異值分解方法，對(duì)于短期氣候預(yù)測(cè)的物理基礎(chǔ)有深刻的認(rèn)識(shí)。通過(guò)上機(jī)實(shí)習(xí)，學(xué)生學(xué)會(huì)了選擇短期氣候預(yù)測(cè)的前期大氣環(huán)流因子，并依此來(lái)制作短期氣候預(yù)測(cè)，達(dá)到“舉一反三”的目的，提高了動(dòng)手編程和分析問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立完成科研工作的習(xí)慣，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)，為學(xué)生畢業(yè)以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。endprint

學(xué)生即將進(jìn)入業(yè)務(wù)工作單位，是注入氣象業(yè)務(wù)部門(mén)的新鮮血液。氣象基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)是優(yōu)秀的大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生應(yīng)該具有的能力?！岸唐跉夂蝾A(yù)測(cè)基礎(chǔ)”實(shí)踐教學(xué)不僅提高學(xué)生短期氣候預(yù)測(cè)的能力，而且為學(xué)生提供了一個(gè)動(dòng)手實(shí)踐的平臺(tái)。例如講授“中國(guó)東部夏季降水預(yù)測(cè)”內(nèi)容時(shí)，向?qū)W生介紹參加全國(guó)汛期降水預(yù)測(cè)會(huì)商的部分預(yù)測(cè)方法，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)自己的預(yù)測(cè)方法，得出自己的預(yù)測(cè)結(jié)果，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)分。實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，教師現(xiàn)場(chǎng)講解基本方法思路和步驟，并以實(shí)例指導(dǎo)學(xué)生對(duì)關(guān)鍵部分進(jìn)行編程計(jì)算，使學(xué)生逐步掌握建立短期氣候預(yù)測(cè)方法的基本技能。這種實(shí)踐教學(xué)方式使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有了更直觀形象的認(rèn)識(shí)，加深了學(xué)生對(duì)降水預(yù)測(cè)方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，將理論知識(shí)和實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合起來(lái)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生盡早掌握實(shí)際業(yè)務(wù)技能。

“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索”。短期氣候預(yù)測(cè)實(shí)踐課程任重而道遠(yuǎn)，從教材的編寫(xiě)到教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，再到教學(xué)方法的改革都只是開(kāi)始。作為一名實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)中的老師，如何在實(shí)踐教學(xué)工作中，充分發(fā)揮自己的科研和業(yè)務(wù)工作經(jīng)驗(yàn)，利用豐富多彩的教學(xué)手段，讓學(xué)生學(xué)會(huì)面對(duì)問(wèn)題，有的放矢地結(jié)合自己學(xué)過(guò)的知識(shí)分析問(wèn)題，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案和研究思路，學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)會(huì)交流和取長(zhǎng)補(bǔ)短，是我需要時(shí)刻思考的重要問(wèn)題，這也是實(shí)踐的真正意義所在。未來(lái)的路還很長(zhǎng)，我們還需付出更多的努力，讓教材精益求精，教學(xué)內(nèi)容更加合理科學(xué)，教學(xué)方法更加靈活實(shí)用，不斷探索實(shí)踐教學(xué)的方法，提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，為培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的氣象專(zhuān)業(yè)人才貢獻(xiàn)自己的力量。

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基金項(xiàng)目：江蘇省“青藍(lán)工程”；江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PAPD）；南京信息工程大學(xué)教學(xué)建設(shè)與改革提升工程項(xiàng)目（12JY061）。endprint