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摘要：《气象统计方法》是大气科学类专业的本科生专业技能学习的主修课程之一，是学生日后从事气象相关业务及科学研究的必备基础。其特色是：该课程以高等数学、线性代数和概率统计等作为数理基础，结合大气科学基本理论，从而利用数理统计方法对气象资料进行深入分析和研究，探讨天气及气候成因，为天气及气候预测提供可靠的理论依据。因此，该课程主要是培养学生将所学方法与技能应用到日常业务工作及科学研究中，为从事大气科学相关工作打下良好数理基础。本文针对课程教学过程中容易出现的问题，提出相关建议，使得学生能更好地理解和使用气象统计方法去解决气象科学问题。
关键词：气象统计方法；预报；教学；体会
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）10-0176-03
《气象统计方法》是大气科学类专业的学生学习的主干课程之一，也是学生日后从事气象业务或科学研究的必备技能。南京信息工程大学作为大气科学专业的摇篮，几十年来为全国气象事业培养并输送了大量的优秀人才，其中扎实的专业理论知识和动手实践能力是气象人才的必备素质。《气象统计方法》是使学生掌握气象统计学的基本方法和原理，以高等数学、线性代数和概率统计等为基础，利用数理统计方法对气象资料进行分析，从而进行天气及气候预报的课程。此外，该课程也为学生从事大气科学的研究工作打下良好基础。
该课程主要以《气象科研与预报中的多元分析方法》为主要教材，并辅助以《气象科研与预报中的多元分析方法》、《现代气候统计诊断预测方法》和《气象统计分析与预报方法》等相关参考书籍作为教学主要内容。
本文旨在根据《气象统计方法》的课程特色及学生的储备知识深度和广度等方面，对这一课程的教学过程中容易出现的问题及改进方法等进行初步探讨。
一、深入研读教学大纲，掌握教学重、难点内容
针对大气科学类不同分支专业的学生或本课程作为专业必修或选修课程，其授课学时有所不同，教学大纲也随之不同。因此，开始授课之前，就要求教师必须深入研读教学大纲，了解每个章节的教学内容和范围，尤其熟知重、难点内容，做到教学有的放矢。
例如同样是32学时课程，《气象统计方法》对于气象学专业是必修课程，其中“逐步回歸”属于教学大纲范畴，而对于大气环境专业来说，这一课程作为专业任选课，其要求稍有降低，各个章节的教学内容均有所削减，其中“逐步回归”这一章不在教学大纲范围内，不要求学生了解和掌握。但在实际教学中，可根据教学进度和学生的掌握程度等，适当增添教学大纲外的内容，其目的恰恰是为了学生更系统、更牢固地理解和掌握大纲内的知识点。回归分析是气象业务和科研中最常用的统计方法之一，是本课程的重、难点内容，要求学生熟练掌握和应用，从而解决气象科学的诸多问题。“一元线性回归”、“多元线性回归”和“逐步回归”均属于回归分析这一教学体系的内容，知识点关联密切，前两者作为本课程的重、难点内容，要求教师要从概念到原理到求解过程和物理意义等全面细致地讲解，尤其是二者的整个教学思路完全一致，均包括概念和原理介绍、方差分析以及回归方程的建立和显著性检验等，可对比学习，帮助学生快速理解新的知识。若学生对这两个知识点的理解甚好，会对同一知识体系内相类似的知识点“逐步回归”产生兴趣，有意愿了解和探究“逐步回归”的相关内容。这时教师不妨抽出一节课的时间，给学生普及下“逐步回归”的主要内容，连带一元和多元线性回归进行巩固复习，这样不但再次帮助学生深刻理解已学内容，尤其给上课走神的学生又一次学习的机会，而且还能将三个并行的知识点串联起来进行对比记忆从而牢固掌握，那么占用这节课的时间就是值得的。当然整个课程的授课进度要安排合理，快慢适宜，难易结合，一切以学生能更好地学好这门课为目的。
二、认真备书本、备学生、备课件
在新的学期开始之前，教师应该已完成对所授课程的全面备课任务，包括备大纲、备书本、备学生和备教学PPT等。了解教学大纲的讲课内容、重点及难点，才能在备书本的时候有的放矢，才能在制作和修改教学PPT时快速把握教学方向。
备课本要求教师细致研究每一个细小知识点，不仅自己要彻底理解和掌握，还要求找到合适的方法清晰明确地表达出来，从而最大程度地帮助学生了解和掌握。也许某个新的知识点会涉及学生的过往知识，但要求学生快速捡起旧知识并应用到新知识中去有一定难度，这就要求教师提前熟知这些过往知识甚至反映在教学PPT或板书上，新旧知识结合掌握。例如，多元线性回归的学习中涉及向量和矩阵的计算，理解和应用上稍有难度，学生下意识地可能会有抵触情绪，从而容易课堂上开小差，进而形成恶性循环，无法良好掌握这一章节内容。进行对比学习和提前回顾并梳理学生不愿触及的知识，能很大限度地回避这一可能的恶性循环。类比学生较容易且已经很好掌握的一元线性回归的内容，来梳理多元线性回归相似的学习流程，学生心理上会很轻松并愿意继续集中精力学习。其次，教师尝试用轻松活跃的语气和态度去讲解相对较难的向量和矩阵知识，并简单快捷地应用到新知识中，时而观察课堂上学生情绪，把握好教学节奏，便能很好地将教学内容传递给学生，教师和学生都会感觉到很轻松地完成了这一章节内容的教学和学习。
所谓备学生即充分了解学生，了解学生的过往知识储备及掌握程度，方便在备课过程中，做到不赘述学生已熟知内容，也不遗漏学生掌握相对较薄弱的知识点。在教学过程中，多观察学生在课堂上的表现，及时了解学生对于所讲知识理解与否，判断是否需要重复或补充讲解。
教师在了解教学内容和学生的前提下，再依据精心准备的PPT课件，势必会是一个很有效果的教学过程。PPT是目前大多数教师上课的必备武器，也是展示给学生、帮助学生课上学习和课下复习的有效资料，因此对于PPT上内容的讲解就显得十分重要了。但是，PPT也并不是万能的，不能所有内容都逐一体现在PPT上，否则学生不容易抓住重点。这就要求教师上课时既要重视PPT又不能依赖PPT，适当地结合板书及口头表述，能更生动、更细致地上好一堂课。 三、多样化讲授方法相结合
讲授法是现代教学的主流方法，有利于学生系统地接受知识，教师也可自行掌握教学进度。但仅采用这一种方法显然不够，尤其现在多媒体教学盛行，PPT的演示，形象、逼真又具体，是很普遍且很重要的一种辅助教学方式。演示法有助于激发学生的学习兴趣，也有利于加深学生对课程的印象并获得感性知识。对于《气象统计方法》这门课，除了必要的概念和讲解等文字说明外，诸多公式和图表亦是比重较大的方面，PPT演示则起了很大的作用，能帮助教师更直接、更明了地传授知识。此外，教师的板书则能更全面地弥补PPT演示的一些缺憾，板书的过程需要时间，也给了学生思考、理解和做笔记的时间，会大大提升学生对所学知识的瞬间掌握程度，才能最终较好地掌握各种统计方法解决实际工作中的气象问题。设问法也是本人上课常用的一种教学方法，在讲课的过程中时常抛给学生一些问题，抑或引发学生加以思考，抑或调动起学生的兴趣和求知欲，可以让部分开小差的同学回归课堂，总是能起到不错的效果。课堂练习也是这门课程必不可少的一个环节，很多统计方法涉及公式的运用和计算，例如相关分析和回归方程的计算及检验、趋势和平滑曲线的计算等等都是很常用很重要的气象统计方法，学生只有动手练习了，才能彻底理解新知识并在以后的运用中得心应手。再者，还有诸如学生自学讨论和学生示范讲解等方式也都或多或少地可以应用到教学实践中去，既可以调动和激发学生学习的主动性，又能提高教学效率，达到事半功倍的效果。
四、书本知识与业务、科研相结合
该课程学习的重要意义就是为了今后在气象业务和科研工作中的应用，因此教师在讲授各种统计方法的同时就要特别注意其实际应用。
比如第二章的气象资料及其表示方法，教师可以在授课时更加具体地给出中国160或756个测站的具体空间分布图以及各个气象要素的气候态分布图等，结合业务及前沿科学具化书本知识，能帮助学生更好地建立最初的气象统计知识体系。再如第四章气候变化趋势分析，可以结合现在炙手可热的前沿科研即全球變暖及其气候效应等，讲解如何应用所学气象方法计算全球气温的变化趋势，如何分析所绘图形以及如何理解背后的物理含义等，同时举例与全球变暖相联系的一些实际发生的气候灾害等，不仅课堂变得趣味横生，更重要的是学生将会受益颇多。再者，对于经验正交函数分解（EOF）的学习，学生显得比较困惑，尤其是其原理的讲解过程涉及很多向量和矩阵的运算等，这时就要求教师设法将复杂的问题简单化，边补充数学知识，边举例EOF实际应用中涉及原理的地方，这样学生不但兴趣大增，也更容易掌握这一气象中十分重要的分析方法。最后再多给一些前人参考文献中的图例，更进一步讲解EOF分析的应用及物理含义，成功结束此章节。
五、存在的问题及解决方法
教材的选取值得探讨。教材是学生最初接触和认识一门课的根本，选一本好的教材能更好地辅助教师和学生完成该课程的修炼。例如有些教材缺乏统计检验所必需的查验表格，有些教材中案例的分析和计算未必正确，有些则对必要过程的讲解太过简略等，均需要教师在教学过程中参考多种相关书籍予以补充和改正。
尽管课堂上，教师会根据教学内容讲解相应的案例，但毕竟课堂时间有限，学生全部消化起来比较困难。教师可以根据不同的知识点推荐给学生一些相关的参考文献进行阅读，并定期指定学生进行讲演，使学生对所学气象统计方法更进一步加深理解。
争取与时俱进。教师可以结合自己的业务或者科研经历，传授并启迪学生一些常用的其他统计方法，比如小波分析、合成分析等，拓宽学生接触面。另外，对于统计方法计算的实现也不应该局限于Fortran和GrADS，鼓励学生勇于尝试新的编程和绘图工具，不断探索气象学的奥妙，为日后从事气象事业添砖加瓦。
六、小结
在当前的教学实践中，如何做到教书育人对每个教师来说都是个重要任务。首先教师要热爱自己的工作，真正做到自己已对所教课程有了深入的理解并更好地传授给学生知识，从而使学生青出于蓝胜于蓝。其次教师要关怀学生，了解学生的思想动态等，真正做到亦师亦友，以期更好地探索更加适合双方的教学方式和方法。
《气象统计方法》对于今后不管是从事业务工作还是科研工作的学生而言都是最基础的一门课，是必须要掌握的不可或缺的统计方法，只有学好这门课程，才能在业务或科研工作中得心应手，分析天气或气候现象背后的成因及物理意义。真正要使学生对这门课程有更加完全的认识，还有待于今后在应用中逐步展开，切身体会各种统计方法在应用中的真实作用，再回顾其原理，这样的理解会更加深刻彻底。
参考文献：
[1]贾建颖，邓伟涛.“天气学分析基础”教学体会[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2015，28（04）.
[2]贾建颖，邓伟涛.《典型天气过程》教学体会[J].教育教学论坛，2015，（12）：48.
[3]施能.气象科研与预报中的多元分析方法[M].北京：气象出版社，1995.
[4]魏凤英.现代气候统计诊断预测方法[M].北京：气象出版社，1999.
[5]施能.气象科研与预报中的多元分析方法[M].北京：气象出版社，2002.
[6]黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].第3版.北京：气象出版社，2004.
关键词：气象统计方法；预报；教学；体会
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）10-0176-03
《气象统计方法》是大气科学类专业的学生学习的主干课程之一，也是学生日后从事气象业务或科学研究的必备技能。南京信息工程大学作为大气科学专业的摇篮，几十年来为全国气象事业培养并输送了大量的优秀人才，其中扎实的专业理论知识和动手实践能力是气象人才的必备素质。《气象统计方法》是使学生掌握气象统计学的基本方法和原理，以高等数学、线性代数和概率统计等为基础，利用数理统计方法对气象资料进行分析，从而进行天气及气候预报的课程。此外，该课程也为学生从事大气科学的研究工作打下良好基础。
该课程主要以《气象科研与预报中的多元分析方法》为主要教材，并辅助以《气象科研与预报中的多元分析方法》、《现代气候统计诊断预测方法》和《气象统计分析与预报方法》等相关参考书籍作为教学主要内容。
本文旨在根据《气象统计方法》的课程特色及学生的储备知识深度和广度等方面，对这一课程的教学过程中容易出现的问题及改进方法等进行初步探讨。
一、深入研读教学大纲，掌握教学重、难点内容
针对大气科学类不同分支专业的学生或本课程作为专业必修或选修课程，其授课学时有所不同，教学大纲也随之不同。因此，开始授课之前，就要求教师必须深入研读教学大纲，了解每个章节的教学内容和范围，尤其熟知重、难点内容，做到教学有的放矢。
例如同样是32学时课程，《气象统计方法》对于气象学专业是必修课程，其中“逐步回歸”属于教学大纲范畴，而对于大气环境专业来说，这一课程作为专业任选课，其要求稍有降低，各个章节的教学内容均有所削减，其中“逐步回归”这一章不在教学大纲范围内，不要求学生了解和掌握。但在实际教学中，可根据教学进度和学生的掌握程度等，适当增添教学大纲外的内容，其目的恰恰是为了学生更系统、更牢固地理解和掌握大纲内的知识点。回归分析是气象业务和科研中最常用的统计方法之一，是本课程的重、难点内容，要求学生熟练掌握和应用，从而解决气象科学的诸多问题。“一元线性回归”、“多元线性回归”和“逐步回归”均属于回归分析这一教学体系的内容，知识点关联密切，前两者作为本课程的重、难点内容，要求教师要从概念到原理到求解过程和物理意义等全面细致地讲解，尤其是二者的整个教学思路完全一致，均包括概念和原理介绍、方差分析以及回归方程的建立和显著性检验等，可对比学习，帮助学生快速理解新的知识。若学生对这两个知识点的理解甚好，会对同一知识体系内相类似的知识点“逐步回归”产生兴趣，有意愿了解和探究“逐步回归”的相关内容。这时教师不妨抽出一节课的时间，给学生普及下“逐步回归”的主要内容，连带一元和多元线性回归进行巩固复习，这样不但再次帮助学生深刻理解已学内容，尤其给上课走神的学生又一次学习的机会，而且还能将三个并行的知识点串联起来进行对比记忆从而牢固掌握，那么占用这节课的时间就是值得的。当然整个课程的授课进度要安排合理，快慢适宜，难易结合，一切以学生能更好地学好这门课为目的。
二、认真备书本、备学生、备课件
在新的学期开始之前，教师应该已完成对所授课程的全面备课任务，包括备大纲、备书本、备学生和备教学PPT等。了解教学大纲的讲课内容、重点及难点，才能在备书本的时候有的放矢，才能在制作和修改教学PPT时快速把握教学方向。
备课本要求教师细致研究每一个细小知识点，不仅自己要彻底理解和掌握，还要求找到合适的方法清晰明确地表达出来，从而最大程度地帮助学生了解和掌握。也许某个新的知识点会涉及学生的过往知识，但要求学生快速捡起旧知识并应用到新知识中去有一定难度，这就要求教师提前熟知这些过往知识甚至反映在教学PPT或板书上，新旧知识结合掌握。例如，多元线性回归的学习中涉及向量和矩阵的计算，理解和应用上稍有难度，学生下意识地可能会有抵触情绪，从而容易课堂上开小差，进而形成恶性循环，无法良好掌握这一章节内容。进行对比学习和提前回顾并梳理学生不愿触及的知识，能很大限度地回避这一可能的恶性循环。类比学生较容易且已经很好掌握的一元线性回归的内容，来梳理多元线性回归相似的学习流程，学生心理上会很轻松并愿意继续集中精力学习。其次，教师尝试用轻松活跃的语气和态度去讲解相对较难的向量和矩阵知识，并简单快捷地应用到新知识中，时而观察课堂上学生情绪，把握好教学节奏，便能很好地将教学内容传递给学生，教师和学生都会感觉到很轻松地完成了这一章节内容的教学和学习。
所谓备学生即充分了解学生，了解学生的过往知识储备及掌握程度，方便在备课过程中，做到不赘述学生已熟知内容，也不遗漏学生掌握相对较薄弱的知识点。在教学过程中，多观察学生在课堂上的表现，及时了解学生对于所讲知识理解与否，判断是否需要重复或补充讲解。
教师在了解教学内容和学生的前提下，再依据精心准备的PPT课件，势必会是一个很有效果的教学过程。PPT是目前大多数教师上课的必备武器，也是展示给学生、帮助学生课上学习和课下复习的有效资料，因此对于PPT上内容的讲解就显得十分重要了。但是，PPT也并不是万能的，不能所有内容都逐一体现在PPT上，否则学生不容易抓住重点。这就要求教师上课时既要重视PPT又不能依赖PPT，适当地结合板书及口头表述，能更生动、更细致地上好一堂课。 三、多样化讲授方法相结合
讲授法是现代教学的主流方法，有利于学生系统地接受知识，教师也可自行掌握教学进度。但仅采用这一种方法显然不够，尤其现在多媒体教学盛行，PPT的演示，形象、逼真又具体，是很普遍且很重要的一种辅助教学方式。演示法有助于激发学生的学习兴趣，也有利于加深学生对课程的印象并获得感性知识。对于《气象统计方法》这门课，除了必要的概念和讲解等文字说明外，诸多公式和图表亦是比重较大的方面，PPT演示则起了很大的作用，能帮助教师更直接、更明了地传授知识。此外，教师的板书则能更全面地弥补PPT演示的一些缺憾，板书的过程需要时间，也给了学生思考、理解和做笔记的时间，会大大提升学生对所学知识的瞬间掌握程度，才能最终较好地掌握各种统计方法解决实际工作中的气象问题。设问法也是本人上课常用的一种教学方法，在讲课的过程中时常抛给学生一些问题，抑或引发学生加以思考，抑或调动起学生的兴趣和求知欲，可以让部分开小差的同学回归课堂，总是能起到不错的效果。课堂练习也是这门课程必不可少的一个环节，很多统计方法涉及公式的运用和计算，例如相关分析和回归方程的计算及检验、趋势和平滑曲线的计算等等都是很常用很重要的气象统计方法，学生只有动手练习了，才能彻底理解新知识并在以后的运用中得心应手。再者，还有诸如学生自学讨论和学生示范讲解等方式也都或多或少地可以应用到教学实践中去，既可以调动和激发学生学习的主动性，又能提高教学效率，达到事半功倍的效果。
四、书本知识与业务、科研相结合
该课程学习的重要意义就是为了今后在气象业务和科研工作中的应用，因此教师在讲授各种统计方法的同时就要特别注意其实际应用。
比如第二章的气象资料及其表示方法，教师可以在授课时更加具体地给出中国160或756个测站的具体空间分布图以及各个气象要素的气候态分布图等，结合业务及前沿科学具化书本知识，能帮助学生更好地建立最初的气象统计知识体系。再如第四章气候变化趋势分析，可以结合现在炙手可热的前沿科研即全球變暖及其气候效应等，讲解如何应用所学气象方法计算全球气温的变化趋势，如何分析所绘图形以及如何理解背后的物理含义等，同时举例与全球变暖相联系的一些实际发生的气候灾害等，不仅课堂变得趣味横生，更重要的是学生将会受益颇多。再者，对于经验正交函数分解（EOF）的学习，学生显得比较困惑，尤其是其原理的讲解过程涉及很多向量和矩阵的运算等，这时就要求教师设法将复杂的问题简单化，边补充数学知识，边举例EOF实际应用中涉及原理的地方，这样学生不但兴趣大增，也更容易掌握这一气象中十分重要的分析方法。最后再多给一些前人参考文献中的图例，更进一步讲解EOF分析的应用及物理含义，成功结束此章节。
五、存在的问题及解决方法
教材的选取值得探讨。教材是学生最初接触和认识一门课的根本，选一本好的教材能更好地辅助教师和学生完成该课程的修炼。例如有些教材缺乏统计检验所必需的查验表格，有些教材中案例的分析和计算未必正确，有些则对必要过程的讲解太过简略等，均需要教师在教学过程中参考多种相关书籍予以补充和改正。
尽管课堂上，教师会根据教学内容讲解相应的案例，但毕竟课堂时间有限，学生全部消化起来比较困难。教师可以根据不同的知识点推荐给学生一些相关的参考文献进行阅读，并定期指定学生进行讲演，使学生对所学气象统计方法更进一步加深理解。
争取与时俱进。教师可以结合自己的业务或者科研经历，传授并启迪学生一些常用的其他统计方法，比如小波分析、合成分析等，拓宽学生接触面。另外，对于统计方法计算的实现也不应该局限于Fortran和GrADS，鼓励学生勇于尝试新的编程和绘图工具，不断探索气象学的奥妙，为日后从事气象事业添砖加瓦。
六、小结
在当前的教学实践中，如何做到教书育人对每个教师来说都是个重要任务。首先教师要热爱自己的工作，真正做到自己已对所教课程有了深入的理解并更好地传授给学生知识，从而使学生青出于蓝胜于蓝。其次教师要关怀学生，了解学生的思想动态等，真正做到亦师亦友，以期更好地探索更加适合双方的教学方式和方法。
《气象统计方法》对于今后不管是从事业务工作还是科研工作的学生而言都是最基础的一门课，是必须要掌握的不可或缺的统计方法，只有学好这门课程，才能在业务或科研工作中得心应手，分析天气或气候现象背后的成因及物理意义。真正要使学生对这门课程有更加完全的认识，还有待于今后在应用中逐步展开，切身体会各种统计方法在应用中的真实作用，再回顾其原理，这样的理解会更加深刻彻底。
参考文献：
[1]贾建颖，邓伟涛.“天气学分析基础”教学体会[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2015，28（04）.
[2]贾建颖，邓伟涛.《典型天气过程》教学体会[J].教育教学论坛，2015，（12）：48.
[3]施能.气象科研与预报中的多元分析方法[M].北京：气象出版社，1995.
[4]魏凤英.现代气候统计诊断预测方法[M].北京：气象出版社，1999.
[5]施能.气象科研与预报中的多元分析方法[M].北京：气象出版社，2002.
[6]黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].第3版.北京：气象出版社，2004.