案例研讨教学在高原山地气象培训中的应用及思考①

杨蜀都，王腾蛟，孙 俊，冉津江

（中国气象局气象干部培训学院四川分院，四川 成都 610072）

我国地形环境复杂多变，青藏高原、云贵高原及周边山地因其特殊的地理地形特征，对对流层大气产生巨大的动力和热力作用，同时也是我国灾害性天气的多发地区，此区域内天气、气候尤其是灾害性天气的研究难度大，是预报上的一大难题[1]。高原山地气象培训班（以下简称高原班）是具有区域气象特色的业务技术培训项目，旨在通过培训，使该地区的预报业务人员熟悉高原天气影响系统及其活动规律，增强对高原山地此类复杂地形的综合分析预报能力，进而提高预报服务水平。

与传统的授课方式不同，案例研讨教学是教师和学员互动交流和探讨的过程。把学员研讨作为课堂的主体，使每位学员都感到自己参与其中，在不同观点的碰撞中，分析解决问题的思维空间得到了扩展[2]，让学员从之前的“学会”变为“会学”，从之前的“听课”变为“教师引领、自主学习”，有效地培养学生的实践能力、解决复杂问题能力和创新能力[3]。

一、案例在预报员培训中的应用情况

在预报类培训班型中，以特定天气个例（即案例）为基础的教学模式主要包括个例（案例）讲授、个例（案例）实习、个例（案例）研讨三种。个例讲授是最基础的方式，围绕某次典型天气过程或多次相似天气过程中已分析好的天气系统和天气现象进行直接讲解，通过介绍和剖析其天气气候特征，使学员直观认识天气系统对应产生的天气现象，形成对天气发生发展规律的基本认知；个例实习是个例讲授的升级，基于学员有一定知识储备后，增加实际上机操作环节，由教师提供必要的气象数据资料和基本信息，学员使用气象专业软件对该次天气过程围绕天气系统和气象要素等进行实习，得出或印证既定的结论；而个例研讨则是更为高阶的一种教学形式，是案例式教学模式在气象预报预测培训领域的具体实施，即个例研讨式教学模式，分为自带个例研讨和典型个例研讨，该教学形式融合了个例讲授和个例实习，并将教学重点落在个例问题的设置和交流讨论环节。学员和教师共同参与到提出问题、讨论发言环节中，高质量的设问和半开放式的答案可促使学员深挖个例，不论结论准确与否，都可以充分调动学员思考问题，高效提高学员分析天气过程和预报的能力。高原班个例研讨课程即通过个例研讨交流增强学员对高原山地地区天气发生发展机理的认识，提高预报水平。

二、高原班案例研讨课程学员自带个例概况

研究表明，在多种预报类培训班中，案例教学模式已被广泛证明能够帮助学员建立和完善预报思路，具有良好的教学效果[4，5]。前期已举办的高原班，皆采用面授培训模式，每期40 学时，其中个例研讨作为高原班的核心课程之一，共有8 学时，占总学时数1/5，且全部围绕学员自带个例展开。

（一）学员自带个例统计

学员自带研讨个例是要求学员参训时带来一个当地与高原系统相关的高影响天气个例材料，并在个例研讨课程中供交流讨论及专家点评。高原班截至目前共收集到学员自带个例148 个，将个例以其主要天气类型为标准进行分类，包括暴雨、冰雹、短时强降水（该次天气过程降水未达到暴雨量级）、暴雪、寒潮、连阴雨等类型，如表1 所示。

表1 学员自带个例分类

从学员自带个例的天气类型来看，暴雨个例共有103 个，占总数的70%，其次为暴雪个例有15 个，强对流个例中以冰雹最多，有10 个个例，短时强降水个例有6 个，此外还包括寒潮、连阴雨、其他阵性降水等。说明学员在挑选自带个例时以常见的暴雨天气为主，且大部分个例在分析过程中都涉及不止一种典型天气现象。另外，部分天气过程被多位学员提交讨论。

从个例内容来看，有132 个为单一某次天气过程的分析；有13 个为相似个例对比分析，通常是该地区历史同期两到三次不同暴雨天气过程的成因及模式对比分析等；有3 个为气候统计类，如引起陕北暴雨的西北涡特征分析等。

（二）学员自带个例集建设

为了满足培训教学需求，迅速锁定具有代表性的高原山地地区灾害性、极端性天气个例，通过整理高原山地气象培训班学员自带个例，从天气类型、天气系统、影响范围等入手，提炼出每个个例的关键词，建设成学员自带个例集。

构建基于Web 的B/S（浏览器/服务器模式）结构的“高原山地气象业务培训学员自带个例查询系统”（以下简称“个例查询系统”），用户在内网中通过浏览器输入IP 地址就可以进行访问，并通过所提取的关键字实现个例检索功能，如图1 所示。个例查询系统分别实现了精确查询和模糊查询功能。精确查询栏中，与个例集中的关键词、目录对应，在一项或多项中同时输入关键词，点击查询按钮后，系统将自动显示出个例集里符合关键词的个例信息列表。如在个例类型栏输入“暴雨”，同时在主要影响系统输入“高原涡”，点击查询后，结果列表显示在已收录的个例中，满足这两个条件的个例基本信息将逐一显示；模糊查询栏的功能则是输入的关键词不论在哪块目录里都将被检索出来，如输入“南支槽”，则个例关键词中只要含“南支槽”一词的个例都将显示，如同时输入“南支槽 高原涡”两个关键词，则个例关键词中同时含“切变线”和“高原涡”的个例都将显示。个例查询系统两种查询方式极大地方便了用户特定限制条件下个例选取的需求。

图1 个例查询系统图

（三）自带研讨个例存在的主要问题

1.个例选取随意，缺少以问题为导向的分析

部分学员自带个例选自某次天气过程分析报告，或是直接使用重大天气会商文本，在个例的选取上缺少特点，仅仅针对天气过程技术总结本身展开，无法从灾害性、极端性、特殊性等方面阐述选取此个例作为研讨个例的原因，也没有围绕为什么带来这个个例，带来的个例是想解决什么问题以及通过这个个例的分析能得到哪些非普适性的预报经验等展开研究。缺乏提出问题、解决问题和总结凝练的以研讨问题为导向的整体思路，这也导致专家点评意见零散，学员收获不足。

2.分析思路套路化，针对研讨课程实用度不足

通过对学员自带个例的统计分析，可以看出分析思路主要围绕降水实况、环流形势及影响系统、物理量—动力条件、卫星和雷达图像、降水数值预报检验、小结等依次常规展开。但是大多数分析较为笼统，看似面面俱到其实重点不突出，在有限的汇报时间里无法凝练问题核心，其研讨成果也只能流于表面，难以提取有价值的意见。

3.个例分析不够饱满，内容难以引起共鸣

灾害性天气既有独特性又有历史相似性，然而绝大多数自带个例都是对某次单一过程的分析，缺少历史相关个例的对比分析。对历史相似个例的对比分析更能提炼出灾害性天气的共性和个性，只有加强共性和个性的分析才能有效促进灾害性预报能力的提高。

此外，部分个例缺少对地形地貌、气候背景的介绍。全国性或区域性培训班学员来自不同的省份，对彼此所在地区的地形地貌、气候特征等并不一定熟悉。尤其是高原山地地区天气系统受地形影响非常大，所述个例所在区域地形尤显重要。充分了解本地的灾害性天气气候背景才能对个例有更深刻的认识，同时也能加强教师对该地区灾害性天气的了解，进而增加点评的精准性和深度。

4.题目缺少关键词，汇报版式应简洁大方

在学员自带个例交流研讨环节，每位学员发言时间仅有十余分钟，好的题目能使教师和同学快速抓住研讨重点。部分个例名称缺乏指引性，如“2010.7.17 过程总结”“中尺度分析”等，无法从题目中得到有用信息，难以产生共鸣和思考。个例名称通常可以采用常见的“时间—地点—天气类型”形式，如“2017 年4 月5 日贵阳一次飑线天气过程技术总结”，也可在名称上直接点出重要影响系统，如“一次西南低涡引发的内江大暴雨天气分析”，以上命名方式能够快速定位本次研讨个例的天气类型、影响区域、影响系统等。

三、典型研讨个例范例打造

自带个例研讨以学员自带个例为主，围绕学员提出的问题进行研讨剖析，而典型个例研讨则是由教师提供个例和问题，学员实习分享，教师再点评解答。在前五期高原班的个例研讨课程中，都是对学员自带个例进行研讨，其优点是个例类型丰富多样，能解决汇报学员实际工作中遇到的疑惑和难点，但是其显著问题就是分享时间有限，研讨问题比较分散，其他学员很难在短时间内消化研讨内容，难以引起共鸣，且对非临近区域的研讨个例缺乏兴趣和关注点，因此自带个例的研讨很大程度上是教师与汇报学员之间的交流研讨。而典型个例研讨则首先保障了个例数据的正确性和完整性，对教师精心设置的问题进行实习研讨，可研讨性和培训的针对性都能得到较大程度的保障，并且规避了学员自带个例中直接提交重大天气过程会商总结等的消极做法。综上所述，可以考虑在高原班采用自带个例研讨与典型个例研讨并存的方式。

根据前述对五期高原班自带个例的统计分析，为我们打造典型研讨个例提供了有效的思路和方法。首先，典型个例的分析内容丰富，如果单纯依靠课堂时间进行，将进一步加大工学矛盾。因此，考虑引入混合式培训模式，在远程阶段完成对个例的基本分析，在面授阶段进行针对性的实习和研讨，如图2 所示设计出针对典型个例研讨课程的混合式教学模式流程图。混合式教学模式，使典型个例研讨的基础内容分析能够在远程阶段完成，不会超额占用面授课时数，学员也有充足的时间了解该过程，面授阶段侧重于围绕问题进行研讨交流。

图2 研讨课程混合式教学模式流程图

通过对学员自带个例的整理，结合灾情报告、文献资料和数据完整度等方面的情况，从兼顾不同地区、不同灾害性天气过程角度，确定了三个具有代表性的高原山地地区个例进行进一步分析并研发为典型研讨个例。

首先，收集每个个例的常规地面和高空观测资料、地面加密自动站资料、原始分辨率气象卫星数据以及多普勒天气雷达基数据、产品数据等资料，从过程摘要、实况记录、环流形势分析、环境条件分析、数值预报模式产品对比分析、卫星图像和雷达回波及产品分析等方面进行分析补充，形成分析个例。其次，凝练出各个个例的重难点，确定研讨问题，将分析个例转化成研讨个例范例。最后，编写教学设计和个例文本，为点评专家提供课程考核依据。

四、结语

案例研讨教学能充分推动学员和教师、学员和学员之间的沟通，是现今职业培训的主要教学方式之一。天气个例的研发数量和质量是决定气象业务培训质量的关键因素之一，通过整理学员自带个例可以看出，自带个例类型多样且各具特色，切实反映了预报员在实际工作中的难点和盲区，为相关职能部门提供了丰富的研究素材，打磨出典型研讨个例并应于教学将有力增强培训效果。