《天气学诊断分析》课程教学改革研究

杜银

摘要：为了提高《天气学诊断分析》课程教学效果和教学质量，激发学生的学习兴趣和潜能才智，对教学方法进行了改革研究，提出了案例教学法、任务型教学法和优秀作品展示等方法及其充分利用新教学课程软件，建立多样式、多元化的教学方法和手段，以满足新时代社会及经济发展需要适应新业态、新模式的创新型、复合型和应用型人才的培养。

关键词：天气学诊断分析;案例教学法; 任务型教学法; 优秀作品展示; 人才培养

中图分类号：G642

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）13-0215-04

1 引言

“高校做强一流本科，建设一流专业和培养一流人才”是于2019年教育部在关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见中提出的。《天气学诊断分析》课程是南京信息工程大学大气科学专业的重要课程，是一门理论、实践和科研业务应用结合密切的科目，学生必须将所学理论与实践结合才能得到理想的学习效果。目前知识传授为主的传统教学方式在教学活动过程中有着重要作用，以教师为主导，系统地介绍教学内容，学生能及时全面掌握基本知识点。为了避免教师知识点讲授枯燥无味，丰富课堂教学活动和激发学生学习的积极性主动性，保持与时俱进，在教学过程中引入了一些新的教学方法，如案例法、任务型教学法和优秀作品展活动等，和教学手段如利用互联网+新软件雨课程等，改善教学效果，提高教学质量，有利于培养新时代适应社会需要的人才。

案例教学法由哈佛商学院首次提出，形成了经典的“哈佛案例教学法”[1，2]。哈佛案例教学法区别于传统的教学模式，是一种具有启发性的集讨论和互动于一体的新型教学模式。案例教学法要求学生不仅需要理解掌握基本理论知识，而且可以通过案例练习面对真实问题时发现问题和解决问题的能力。同时，在案例讨论的过程中锻炼如何表达自己的观点以及说服持有不同意见同伴的能力。案例法在教学过程中的合理科学运用，对教师有如下两点要求：一方面，要具备扎实的专业基础功底，能够清楚地讲述案例中涵盖的专业原理; 另一方面，能够凭借实践经验理清案例中的专业知识。在此基础上，结合案例思考如何启发学生，让学生成为课堂主体，主动分析思考案例中的问题[3]。如果教师没有接受过深厚的专业基础原理教育，也没有实践经验，理论知识和实践能力都比较薄弱，在分析案例的时候往往会偏重事实分析，反而忽略了专业原理分析，以致案例教学法无法发挥出效用[4]。国内外教学实践均表明，案例教学法在许多学科教学过程中进行了成功推广，有利于提高学生的应用能力，增强他们理论联系实际的意识，最终能够取得良好的教学效果[5～10]。案例教学不能流于表面，要结合案例渗透知识点，通过互问互答和小组讨论等方式引入知识点，在案例的基础上深化课程内容[11]。在教学实践中，教师应依据学生的学情和课程内容设计案例教学活动，在教学过程中不断完善教学法的引入手段，发挥出案例教学法的真正优势，从而培养学生的专业思维和意识，提高教学质量，并实现最终的教学目标。

为了提高教学效果，增强学生实践能力，江银枝等[12]提出在课程教学中推行基于授课+基于团队+基于解决问题的复合教学法。教学时间表明这种混合教学法明显提高了学生的平均成绩、高分率和及格率，同时学生的学习积极性得到了提高。由此可见，该教学法不仅能促进学生有效学习知识，还能提高学生的综合能力。任务型教学是20 世纪80 年代兴起的一种强调“在做中学（learning by doing）”的教学方法，是交际教学法的发展，以任务的形式来组织教学。学生在完成任務的过程中，通过参与、体验、互动、交流、合作的方式，充分发挥学生自身的自主学习能力和创造力，充分调动学生所有学过的知识来完成任务。任务型教学法符合专业教育教学特色。尚鲁冰[13]研究指出将任务型教学法融入就业创业课程，并将基础课程与专业课程进行互动衔接，把课程知识点与日常生活息息相关中的热点问题和焦点问题结合起来，能够促进学生对知识点的理解、掌握及其灵活应用。

学生在学校中的学习是一个人成长为社会的有用之材的必需条件，研究和探索学校教育情境中学生学习的规律，对于学生个人及社会的发展都有不可估量的贡献。关于学习和教学的观点，即学习是知识的获得，学习是知识的构建。在学生学习和教师教授过程中，教师的教学方法、教学手段和教学艺术直接关系到学生对知识的理解认识获取，甚至影响学生对课程、学科的好恶取向。因此教师必需按照教学规律从专业课程的特点入手充分利用各种教学资源，尽量采取通俗易懂的教学语言教好书育好人。新颖、鲜活的教学方法是吸引学生注意力，提高学生学习兴趣，保证教学质量的捷径。随着信息技术的发展， 教师要与时俱进，积极主动改进以往的传统教学方法，并结合当前新的教学手段，比如多媒体、网络、数字博物馆、虚拟野外实习等多种多样的辅助教学系统应用到“地球科学概论”的教学中。教师的课件制作力求达到重点突出、内容清晰和说理生动、条理性强，并穿插形象的图片及短片视频等丰富内容，避免单调。力图以图文音画并茂的高质量课件吸引学生的注意力，调动学生学习的积极性提高学习兴趣。最为关键的还是教师的讲课质量。教师们传道授业解惑，教学认真，思路清晰、深入浅出、突出重点、解决难点，分析疑点，给学生选留思考题，对启发学生，发挥学生主观能动性非常有益。教师教学的最高境界是使学生能在轻松、愉快的教学环境中学习知识和掌握基本技能。教师讲授课程时尽可能的不采用照本宣科方式，而是注重引导启发，注重理论结合实际，通过实例深入浅出地讲解难点、重点问题。

本文以天气学诊断分析课程为载体，在教学过程过对案例教学法、任务教学法、优秀作品展活动和雨课程等进行了探讨。

2 案例教学法

《天气学诊断分析》是一门理论与实践结合十分密切的课程。在《天气学诊断分析》课程运用案例教学法是值得提倡的做法。例如中纬度气旋的演变过程伴随着中纬度局地的天气变化，为了更好地认识气旋的演变特征和规律，相对涡度就是一个比较好描述气旋基本特征的客观物理量。在保持原始的大气运动特征且简化计算过程，采用地转近似，即相对涡度在自由层中近似为地转风相对涡度。夏季持续性强降水事件会对落区造成严重的洪涝灾害，所以对大气中可降水量的科学预估是一个十分重要的研究工作。如仅介绍理论上的计算方法和步骤时，学生比较难以理解和掌握相关的知识点。为了便于学生直观地认知和熟悉所学专业知识，在相关的教学过程中可列举1～2个相关的个例。个例的选取可兼顾典型性和时效性方面，这是案例法教学所具有明显的优势。

（1）例1。南京2018年2月20日3：00～24：00时的气温（℃）如表1所示，Tti的向前差差分公式为：

由此可见，通过实际个例分析，学生很容易接受和理解基本概念和其应用。

3 任务型教学法

任务型教学法主要是用在《天气学诊断分析》实习课程上。基于任务型教学法的优势可以体现在三个方面：学生作为主体;学生自主学习能力增强;培养分析问题和解决问题的综合能力。为了突出学生个体的学习和动手能力，把总实习课时总任务分成2～3课时多个小任务，且能在实习课上基本能完成和撰写实习结果报告，考虑到学生们对相关的技术手段或软件使用的熟练程度不同，最后的完成时间定为两星期。实践是检验真理的唯一标准。这个实习的目的主要是要求学生将所学基本知识点能再现和所遇问题寻找解决办法，有利于学生对知识点的巩固和理解及其锻炼学生分析问题和解决问题的综合能力，提升自己的学习能力和创新能力。为了拓展学生们的视野、理论结合实际和班集体合作协调工作，各尽所能，开展目标任务方案，即不同组选取不同的典型天气过程个例来分析和交流，在老师的指导下，学生亲自参与评审过程，按照客观公平公正的打分标准选出高质量优秀作品。运用任务型教学，学生的主观能动性可以得到更好地发挥，体现了自主学习的教学理念。从学生的实际出发，让每个学生平等地参与任务，运用专业知识或业余知识完成任务，用亲身经历来感受学习、协作与创新精神，有利于培养和引导学生综合学习的能力。

实习报告的评分标准分为5个等级，其具体的要求分别如下。

（1）优秀（90分以上）。报告中对实习过程叙述详细、概念正确，语言表达准确，结构严谨，条理清晰，逻辑性强，自己努力完成，没有抄袭。对实习过程中存在问题分析详细透彻、规范、全面;结合专业知识描述正确，深刻。实习心得体会深刻，有创意，论述合理详细，有自己的个人见解和想法，能结合个例论述专业方面问题，提出问题并给出解决方法。

（2）良好（80～90分）。报告中对实习过程叙述详细、概念正确，语言表达准确，结构严谨，条理清晰，逻辑性强，自己努力完成，没有抄袭。对实习过程中存在问题分析详细透彻、规范、全面;结合专业知识描述正确。实习心得体会深刻，有创意，论述合理详细，有自己的个人见解和想法。

（3）中等（70～80分）。报告中对实习过程叙述较详细，自己努力完成，没有抄袭。对实习过程中存在问题有较详细的分析，但不全面。实习心得体会不够深刻，缺乏创意。

（4）及格（60～70分）。报告中对实习过程叙述简单，没有抄袭。对实习过程中存在问题有较详细的分析，但不全面。实习心得体会不够深刻，缺乏创意。

（5）不及格（60分以下，或具备下面一项者为不及格）。没有交报告。基本上是抄袭。内容太空泛，太简单。

实习小组个例分析结果汇报评分等级分为5个等级，总分为10分，间隔2分。评分标准内容有5个方面：内容紧扣主题，层次清楚，充实生动;结构严谨、条理清楚、逻辑性强;语言表达准确，语言清晰、流利;多媒体制作精细，创意独特新颖;进度适中，时间分配合理。时间要求为10 min，超出规定时间1 min扣0.1分，超出规定时间2 min扣0.2分;不足规定时间1 min扣0.1分，不足规定时间2 min扣0.2分。

4 优秀作品

利用上面给出的两个评分标准，即实习报告的评分标准和实习小组个例分析结果汇报评分标准，教师和学生们都很容易评判出实习报告和汇报报告的等级。

为了调动学生的学习兴趣和积极性，提高教学效果，对学生认真地且高质量地完成的作业或任务，教师都应该给于一定的肯定和精神奖励，或给于学生某种的荣誉。优秀作品展活动是为学生创造条件，对学生认真地高质量完成任务的表扬和勉励，满足学生是归属感和影响力，促进学生间和师生间相互学习和有效交流，树立良好的学习榜样和奋斗目标，学生会感到学习是有意义的，才会愿意学，才会学得好。

5 新软件“雨课堂”

“雨课堂”，是由清华大学和学堂在线共同研究开发的一款免费教学工具，它是教育部在线教育研究中心的研究成果，这款软件十分方便，可随时进行服务。它通过互联网将教师与学生之间建立了实时的连接，便于师生之间在课前、课上与课后等每一个环節的联系和交流。同时，“雨课堂”可以实时记录学生的学习状态，教师能及时地掌握学生的学习动态和个体差异，调整教学方式方法，促进和提高学生的学习水平和成绩。“雨课程”在教学活动中的使用已取得了较好的教学效果[14～18]。“雨课堂”在《天气学诊断分析》课程上的使用，教师课堂上可与学生同步共享课件，及时与学生互动，可用于课后的知识点巩固和复习，也可用于课前的预习和思考。同时，教师能及时动态了解学生的学习情况和对知识点的理解与掌握状态，提高学生学习积极性、参与活动，改善教学效果。

6 结语

大学教育的实质是就业教育，旨在培养适应社会经济发展的应用型人才，大学课程的设置均是为学生就业服务。《天气学诊断分析》课程是一门大气科学专业理论知识和实践相结合的专业课程，为了调动学生学习积极性、主动性和提高教学质量，在教学过程中引入了案例教学法、任务教学法、优秀作品展活动和采用“雨课堂”。案例教学法能突出实用性的要求，让教师和学生有效地互动，高效地完成交互学习，能够让学生在教师的指导下，提高分析问题和解决问题的能力。任务教学法是把知识传承与知识再造结合起来，让学生在实践活动中去学习知识和完成任务， 积极引导学生进行探究式与个性化学习，有利于培养学生深度分析和解决复杂问题的综合能力。通过优秀作品展活动，勉励学生在创新创业中坚定理想信念，促进生生和师生之间相互学习交流，激励学生勇于突破传统敢闯新的天地。“雨课堂”使得师生之间可不受空间限制的实时互动，是绿色低碳无纸化作业模式。建立多样式、多元化的教学方法和手段，利用新科技和“互联网+”来活跃课堂氛围，增强讲授课程的趣味性和时代感，提高教学水平，推动传统课堂改革和创新，培养学生自主学习和创新学习能力。

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Teaching Reform on Synoptic Diagnostic Analysis

Du Yin

（College of Atmospheric Science， NUIST， Nangjing， Jiangsu 210044， China）

Abstract： In order to improve the teaching effect and quality on Synoptic Diagnostic Analysis and stimulate students' learning interest and potential， the teaching methods are reformed. Methods such as case teaching method， task-based teaching method and excellent works exhibition are proposed. The new teaching curriculum software is fully used to establish multi-style and diversified teaching methods and means to meet the needs of social and economic development in the new era. So innovative，compound and applied talents that adapt to new formats and new wodels can be cultivated.

Key words： Synoptic Diagnostic Analysis; case teaching method; task-based teaching method; excellent works exhibition; talent training