云降水物理学国际化课程建设探讨

蒋梦姣，倪长健，李金建，赵鹏国，张 宇

（成都信息工程大学 大气科学学院 高原大气与环境四川省重点实验室，成都 610225）

教育部在2012 年发布的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》中，提出“提升国际交流与合作水平”的基本要求[1]。习近平总书记在中国共产党第十九次全国代表大会上指出：“优先发展教育事业……深化产教融合、校企合作。加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展”[2]。此外，加强高等学校的专业课国际化教学，以更高质量的教育效果为目标，合理优化配置高等教育资源，规范外语教学是中国教育国际化发展的战略任务[3]，也是建设双一流“金课”的有效支撑。自20 世纪90年代至今，我国本科教育国际化战略取得一定成果，但仍在不断探索和提升。

为推动学校教育国际化进程，成都信息工程大学从人才培养模式出发，为提高学生跨文化交流学习能力，培养学生的国际化格局，对省属高校教育国际化的具体实施路径进行了探索。成都信息工程大学大气科学学院在2006 年开设的大气环流双语课程是该专业本科选修课程双语教学方法的一次初探[4]。之后，该学院陆续开设了气象科技英语本科生双语课程和高等大气物理研究生双语课程。成都信息工程大学未来会继续秉承“成于大气，信达天下”的精神，努力为区域经济社会发展和国家战略需求作出更多贡献，实现成都信息工程大学大气科学高等教育的国际化水平的进一步提升。

云降水物理学全外语国际化课程是成都信息工程大学一流课程“金课”建设的一部分，是依托学校特色学科大气科学类和环境科学类专业的一门专业课程。本课程对大气环境研究、人工影响天气、天气预报和气候变化的研究具有重要意义。该课程授课对象为成都信息工程大学大气科学和环境类专业本科三年级的学生。在全球气候环境变化的大背景下，以一流本科课程建设为契机，展现学科特色与优势，完善教学内容，创新教学方法，稳步提升人才培养质量，才能满足气象行业的国际化研究发展需要。本文从该门课程教学内容、教学组织方式和教学考核三个方面展开介绍，探讨“讲授型+自主型”相结合的教学法在此类国际化课程建设中的应用，为国际化气象人才的培养提供参考。本文结构安排：第一部分介绍讲授型和自主型教学法；第二部分基于成都信息工程大学云降水物理学全外语课程的授课内容，介绍该课程的开展背景及“讲授型+自主型”相结合的教学法在课程体系中的应用；第三部分介绍国际化课程的建设内容；第四部分是典型教学情景介绍；最后是总结和讨论。

一、“讲授型+自主型”教学法

讲授法是“以教师向学生讲授课程内容为主要形式的教学方法”[5]，有学者认为讲授型教学法是一种最为有效的教学方法[6]。讲授型教学法有很多优势，如快捷传授知识点，更有效地对知识进行系统性和条理性梳理和总结。但讲授法也容易带来一系列问题，如不适合认知能力发展缓慢的学生，不利于学生操作能力的发展等，不利于培养学生自主创新实践能力[7]。同时，它实质上对教师能力具有更高要求，教师需熟练地掌握课程内容，把控课程节奏。若教师能充分发挥专业优势，把课程知识以严密的思维方式传授给学生，学生就能通过逻辑性“思考”学到系统知识[8]，讲授型教学可激发、挑战和锻炼学生[9]，在数字化时代更应被重视。因此，当代讲授型教学法仍然具有独特的价值[10]。

相较于讲授法，自主型教学方法以学生为主体[11]。它的设计要点包括：适合自主学习课题的确定、相应学习资源和手段的准备提供及教师对课程问题的指导等。在进入自主型课程学习之前，师生间应通过平等对话来启发学生的自主学习意识，使学生减弱参与和表达的紧张感，因此该过程也需要教师的适当引导。该学习方式可与研究型学习相结合，学生半独立地解决问题，教师仅在学生需要的时候提供适当帮助，这个过程能有效激发学生自主研究学习潜力[12]。

“讲授型+自主型”相结合的教学方法（图1）主要是指在教师的引导下，充分发挥学生主体作用来获取知识并提升学习技能，向教师反馈，并且最终以“授课”形式体现的一种教学方法。这种方法将课堂的部分时间交给学生，通过自我学习、自我教育和自我提高的方式进行自主教学，激发学生的学习兴趣与自信。同时，教师仍以讲授型方式为主线，掌握课堂和把控教学节奏。“讲授型+自主型”教学方法可让教师及时了解学生的学习情况和效果，教学双方可及时反馈教学进度，从而保证教和学的质量。

图1 “讲授型+自主型”教学方法示意图

二、课程介绍与教学方法的应用

云降水物理学全外语国际化课程主要以全英文形式授课，该课程系统性地介绍云的性质、云和降水形成的微物理过程及动力过程，以及云对气候系统的重要影响。该门课程是大气物理学科的重点研究方向与基础。此课程以掌握专业理论知识与应用能力为前提，充分考虑了学生学习的主动性，构建出科学高效合理“讲授+自主”教学的外语课程体系。

（一）课程介绍

该课程的先修课程包括大学物理、高等数学、大气探测学和大气物理学基础等，本课程学习要求学生应具备一定的数理基础，同时也是卫星气象学、雷达气象学和中国天气预报实习等课程的基础。该课程主要研究云雾生成和演变的过程，以大气动力学和热力学为基础，研究云的形成过程和发展规律，以及从物理和动力的角度如何理解产生降水（如雨、雪和雹等）的过程。该课程要求学生了解云的重要性及云的宏微观特征、水汽、气溶胶基本概念、水的相平衡及相变理论、云形成的宏观过程和冷却过程及云形成的微物理过程，达到扩充专业词汇量、提高英语学术表达能力和科学素养的目的。

（二）“讲授型+自主型”在课程中的应用探索

云降水物理学传统的讲授教学课堂，通常以教师为本位，学生一般处于知识“被接收”的状态。在此门国际化课程中，尝试增加学生对课程内容进行英语“知识输出”的机会。全球化发展对未来综合型人才的需求变多，云降水物理学全外语国际化课程以掌握专业理论知识与应用能力为目的，在课前、课堂和课后充分考虑到学生的参与感与学习主动性，构建出科学高效合理的“讲授型+自主型”教学的外语课程体系。

三、云降水物理学课程建设

云降水物理学的课程建设包括教学内容建设和教学考核的完善，如图2 所示。其中，教学内容的建设包括理论教学注重学生“兴趣与需求”和教学组织形式多元化。教学考核的完善主要是增加线上线下平时成绩占比，加大实践成绩的占比和增加主观题目占比。

图2 基于“讲授型+自主型”教学理念的课程建设框架

（一）教学内容建设

1.理论教学注重学生“兴趣与需求”

教师通过开展课前问卷调查或师生访谈，对学生的兴趣点进行充分了解，有效融合学生兴趣点与传统理论知识，从日常问题出发，引发学生思考，再讲解完整理论，最后回答问题。比如讲“雾霾天气”，教师通过学生对雾霾兴趣点的提前搜集，可从热点问题出发介绍雾霾的成因、危害和主要观测手段，并引入实验室教学，带动学生更直观了解颗粒物的物理化学性质，对相关观测数据进行分析等。再例如讲解“雷电学原理”章节时，可提前了解学生对雷电的兴趣点，结合现实雷电的危害、影响雷电学发展的关键事件，以及人工降雨防雹的主要实现手段等进行实例教学讲授。在讲解理论过程中，可以云降水物理学科发展历史为轴线进行讲解，增加故事性与延伸性。也可采用纪录片或线上专家英语报告会等方式介绍本堂课程内容，以学生需求和关注度为主开展基础教学后，再实行复杂难学的知识讲授。这种循序渐进的方式，可让课堂内容衔接更加顺畅，英语表达更加具有趣味性，同时激发学生的学习动机，加深学生对基础理论、学术前沿的认识，巩固学生对知识的系统性学习与吸收，激发学生的求知欲和科研热情。

2.教学组织形式多元化

课堂上增加师生互动与课堂讨论。逐渐改变学生的“被动灌输”的课堂授课模式，重视学生的自主思考分析能力的培养。这种教学方式更能激发学生的学习兴趣，启发对问题的关注，并提高解决问题的能力和团队合作能力。首先学生可由老师进行随机分组，学习小组成员再根据老师列出的相应主题，选择相关题目并准备随堂报告，然后通过小组合作方式，以课题研究报告主题为中心，自行查阅文献进行汇总阅读并整理，撰写总结报告、练习制作展示材料等，最后以小组报告的形式进行展示并与大家进行互动交流。授课教师主要关注学生对关键知识点的抓取与吸收，小组成员的参与度和团结度等方面，并解答学生在前期线上课堂的学习问题、资料收集整理及汇报等过程中产生的困惑。比如学生可在报告中扩展云雾、降水和雷电知识，这些是基于教师系统性对基础知识点的讲授、启发性提问后整理得到的内容，再结合课程内容自主地通过文献阅读、新闻报道和影片记录后综合整理归纳并进行报告交流。最后基于学生的报告，教师适当系统性地总结讲授。这种方式增加了师生互动与课堂讨论，不仅凸显出了教师的引导作用，也让学生通过主动参与、自主学习提升了参与感，增强了团队合作意识。正向激励的方式也培养学生的科研热情，更能突出本门课程的实用性。

在课程中引入“雨课堂”等线上线下混合的教学模式，这种混合式教学模式注重师生的双向性对话，更加强调了“教师主导—学生主体”的教学理念，提高了课堂教学效率[13]。针对课程中概念较多、公式推导较难或者理论难以理解的部分，部分课时让学生在课下通过“雨课堂”等方式开展课前基础学习，能够有效避免传统“灌输式”教学课堂的弊端，并有效提高学生的课堂学习积极性和参与度，激发学生主动学习的动力[14]，真正做到问题驱动自主型学习。然而，课下课时数不能过多，具体情况还应根据教学内容及学生的学习效果来进行调整。例如水的相平衡及相变理论中理论性较强，需要较强数学及物理基础的部分内容并不适合过多使用“雨课堂”来进行授课，但“雨课堂”可以成为师生互动和提问的平台，增加学生与教师的联系。

在教学过程中还可以采用一些辅助教学形式，营造学生学习的正向反馈场景。比如开展翻转课堂、利用多媒体技术等方式激发学生学习兴趣[15]。该门课程系统性强、实践性较强，内容与生活场景联系紧密。教师通过辅助教学形式联合实际生活进行讲解，可帮助学生对知识点的理解记忆，以取得良好的教学效果[16]。

（二）完善教学考核

1.增加线上线下平时成绩占比

为客观评价学生课程学习成效，课程考核中应增加线上线下平时成绩占比，更加注重平时教学过程。比如积极提问与回答问题等，实现从传统讲授到与自主型学习相结合的转变。在进行平时成绩考核时，提高平时成绩占比（40%，分别为线上课堂成绩20%+线下课程占比20%），平时成绩除了考勤和作业以外，增加了在线表达参与度的指标。其目的是与线上课堂环境的扩展教学相结合，鼓励学生主动思考、积极提问和参与讨论，并在知识输出的过程中进行适当的英语表达训练。

2.加大实践成绩的占比

在课程考核中加大实践成绩占比旨在锻炼学生团队分工、互相协作、项目答辩和思辨的能力，突出对实践能力的培养[17]。理论测试的时间不再集中于期末阶段，而是在平时进行及时的小结或随堂表达。其目的是使学生认真理解并掌握知识，实现理论知识的“活学活用”，并锻炼对专业知识的提问、学习、分析、归纳、整理和总结能力。

3.增加主观题目占比

在测试中增加主观题目的比重在于考核学生综合应用该课程专业知识解决实际气象问题的能力。传统期末理论考核考试中有部分死记硬背的现象，导致学生对理论知识的掌握缺乏深刻理解，很多学生对概念公式的用法掌握不够[18]。因此，试卷命题中可增加论述题等表达观点与支撑的成分，适量减少一些传统记忆点考察，侧重考查学生对云降水物理学课程中物理机理的实际运用能力，进一步贴合本门课程在科研和应用中的需求，使考试内容变得更贴近实际。

四、典型教学情景

本节以“云的重要性及云的宏观特征”为例主要介绍一次教学过程，从课前—课中—课后—综合考核四个环节，将“讲授型+自主型”教学理念具体介绍。

（一）课前安排

教师在课前可利用“雨课堂”提前发布本堂课的课件知识点，例如云对地气系统的重要性、云的分类等问题，以问题驱动学生的学习热情；在“雨课堂”中上传“Cloud Spotting”纪录片，生动形象介绍云的类型、云对地球的重要性；教师给学习小组发布课堂展示主题，学生可根据兴趣点确定主题，利用互联网、图书馆等资源查找相关资料，调动学生课前自主学习的动力。教师需把握好课程的教案设计内容、教学任务和教学目的，发挥好引导作用。学生需根据老师课前的布置主题，以小组的形式完成相关知识点的体系建立[19]，展开课前资料收集的工作。

（二）课堂安排

“讲授型+自主型”的教学理念带给学生参与感的同时要求教师能把控好课堂进度[8]。加入问题式教学模块的课堂教学，能提高学生的课堂参与度与创新活力，例如根据“如何就云的形态对其进行分类？”这一问题，教师可利用视频、图片等方式引入典型的云体形态特征，并向学生提问互动启发学生思考回忆，例如“高云有哪几种形态？”通过学习小组的展示，从“大自然中各种云的宏观特征以及是如何形成的？”等多个主题对知识点进行讲解。在此过程中，教师担任协助教学的角色，在适当的时候也可提出有价值的思考问题，推动课堂分享的进展。教师应鼓励学生提问及勇敢表达自己的观点，并适当给予点评和补充说明。最后，教师需要在向学生汇报工作的基础上拓展，展开较为详细的讲授教学，例如用“高云对地球的加热效应过程是怎样的？”“无云有云两种不同状态时，地球加热需要吸收多少的长波辐射？”等问题更具体地将课程知识融入课堂教学的环节。该课程中重点和难点在之后的15～20 分钟内进行讲解，并对学生提到的问题进行归纳和总结，给予学生正面反馈或更正，使得学生加深印象。该过程不仅可以培养学生的实践能力，还能训练科研思维。

（三）课后安排

课后教师应针对课堂提问与案例讨论的结果进行文字总结，同时发布在“雨课堂”平台上，并及时解答学生课后提问。学生应自主对课程理论知识体系进行梳理吸收，并回顾思考课堂老师及同学提出的改进性意见。学生在“雨课堂”上写下课程“学习小结”，同时可对平台上文献针对性进行扩展学习，加深知识的建立和获得感。

（四）综合考核

教师根据学生的课堂表现、小组汇报情况和课后小结情况进行打分，学生可在“雨课堂”记录本次学习的体验感受并可匿名提出意见。教师可以通过学生反馈进行调整，更有效地进行师生交流沟通，从而提高教学有效性。

五、结束语

本文以成都信息工程大学大气科学学院云降水物理学全外语国际化课程为例，基于国际化课程建设背景下对课程教学现状的思考，介绍了以“讲授型+自主型”相结合的教学理念为核心的课程模式。本文主要从教学内容建设、教学组织形式和教学考核三个方面进行介绍。教学内容建设将更加注重学生的学习需求和关注度，教师引入实例教学和网络教育资源，实现了书本传统理论知识与新知识的融合，使外语化课堂更加具有趣味性和实用性，激发学生学习和科研兴趣。教学组织形式多元化，在教学内容建设基础上更注重“互动课堂”和线上线下的教学模式，增加学生对学的参与度，在教师指导下学生自主探索、协作学习和分享交流，锻炼独立思考能力。通过完善教学考核体系，学生能够真正发现、解决问题，有效保障教学质量，符合现代化高等教育的要求。

云降水物理学全外语国际化课程的建设顺应国家教育改革的发展趋势，具有“国际化”“双一流”教学思想和理念的推广价值。该课程建设符合成都信息工程大学大气科学学院以“教师主导—学生主体”为中心的教改精神及培养高质量应用型人才的定位，可进一步开拓大气科学学科国际化课程建设体系，为学校一流学科建设贡献力量。