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摘要: 在《气象学与气候学》课程教学中,首先要深刻钻研教材,理清知识层次结构,打好基础,抓住主线,突出重点,充分利用多媒体计算机进行辅助教学,并在教学中补充相关地学热点研究内容,以使得课程内容变得丰满而又富有个性,取得好的教学效果。
关键词: 《气象学与气候学》课程学科特点教学改革
1.《气象学与气候学》在自然地理学课程体系中的地位
地理學是研究地理环境的科学。地理环境可分为自然环境、经济环境和社会文化环境[1]。自然地理学研究地球表面的自然地理环境,是地理学的基础。自然地理环境由地球表层中无机和有机的、静态和动态的自然界各种物质和能量组成,可以分为大气圈、水圈、生物圈和岩石土壤圈。它们分别是部门自然地理分支学科气象与气候学、水文学、植物地理学、土壤地理学和地貌学的研究对象。另外,自然地理学还包括以地球的宇宙环境为研究对象的地球概论和研究地球内部环境的地质学。
地球表层的岩石、气候、水体、生物、土壤等组成成分之间存在着密切的相互联系和相互作用,通过水循环、大气循环、生物循环、地质循环等进行着复杂的能量转化和物质交换,从而形成一个完整、有序的自然地理环境[1]。其中,气候又是形成自然地理环境的基础,有什么样的气候,就有什么样的植被、土壤类型,就有相应的水文、地貌特征。所以,《气象学与气候学》是地理学的专业基础课。
2.《气象学与气候学》的学科特点
气象学的领域很广,分成许多部门。例如有专门研究大气物理性质及其变化原理的大气物理学;有着重讨论天气现象及其演变规律,并据以预报未来天气变化的天气学等,而其中与地理和环境科学关系最密切的是气候学[2]。
气候学研究的对象是地球上的气候。气候学要求对气候系统进行定量观测和综合分析,对气候形成和变化的动态过程进行理论研究。现代气候学从概念上已经不再是气象学或地理学的一个分支的经典气候学,而是大气科学、海洋学、地球物理和地球化学、地理学、地质学、冰川学、天文学、生物学以至于有关社会科学相互渗透、共同研究的交叉科学[2]。
在地理系、环境科学系等系科开设的气象学与气候学是以普通气候学为基础,以气候学为重点的专业基础课程[2]。
3.课程教学改革探讨
目前,大多数高校采用的《气象学与气候学》教材是由周淑贞教授于1996年主编,高等教育出版社出版的版本。此版本由于编写时间较早,有些内容对于目前的高校地理专业学生来说,太深太难,且无多大实际意义,而有些对学生有指导意义的新学术观点教材中又未论述。故教师在教学中必须与地理科学专业紧密结合,针对性地对教学内容有所取舍、有所改革。
3.1深刻钻研教材,理清知识层次结构和内在联系。
在通常情况下,整体教材的基本组成和结构是首先要弄清楚的,这是最基础的环节,教师在第一节课堂教学中就应该帮助学生理清教材的知识层次结构和知识的内在联系。就周淑贞教授主编的《气象学与气候学》教材而言,内容丰富,涉及面广,全书总体上可分为三大篇。第一篇为气象知识,第二篇为天气学,第三篇为气候学。但编者没有用标题把三部分知识分开,对于初学《气象学与气候学》的高校地理专业学生来说,就难以把握教材的层次结构和内在联系[3]。为此,第一节课就应该给学生介绍全书内容的知识层次结构,即第一章至第四章为基本气象知识,它是学好天气学、气候学的理论基础;第五章为天气学,主要介绍天气系统的概念和各种天气系统的形成、演变过程;第六章至第八章为气候学部分,主要介绍气候的形成、分布及变化。在各个章节的教学中,教师要分析教材各组成部分之间的联系,弄清教材的层次结构,确定教学重点与难点。在实际的教学中,笔者采用的讲课模式是:介绍章节知识层次结构—具体分析内在联系—概括总结。实践证明,采用这种课堂教学模式讲授,能较快地帮助学生理清知识层次结构与内在联系,学生减少了盲目性,学习起来比较轻松。
3.2兼顾系统和重点,对教材内容有所取舍。
《气象学与气候学》作为一门课程,有其学科的背景支持及独特的理论体系。因此一门课程内容的选择必须考虑到该课程的系统理论结构,否则就体现不出该课程作为有机整体的特性。但课程内容选择的系统性并不意味着面面俱到,而是要在以系统性为主线的基础上,突出重点,做到点面结合。同时重点教学内容常常作为课程系统内容骨架的链接物,使得课程内容变得丰满而又富有个性。如《气象学与气候学》课程,其系统结构体现在由大气的物理和化学特性至天气再到气候的理论体系上,其重点内容是以大气环流为主线,贯穿于上述的理论体系中[4]。因此,笔者在教学内容的组织上,注意突出讲解大气的理化性质、天气及气候与大气环流之间的内在联系上,以便兼顾系统和重点。
第一章至第四章为基本气象知识,但里面不乏一些难懂的内容,如:第一章里的虚温;第二章的有关辐射的基尔荷夫定律、位温和假相当位温、空气温度的个别变化和局地变化等;第四章学生普遍感觉较难;第五章第二节里温带气旋的发生和发展。对于这些较难的知识点有些可以不要求掌握,有些可以只领会结论而不要求掌握整个推导过程。具体要视其重要程度及与其它内容的联系程度而定。还有一些内容较多,但不是重点,典型的如:第三章第二节地表面和大气中的凝结现象,第三节降水;第五章第四节对流性天气系统;第六章第四节里的地面特性与气候;第七章第一节;第八章第一节等内容可以只作为了解性的内容。总之,教师要在教学过程中把握好度,抓住主线,分清主次,掌握重点,这样才能取得较好的教学效果。
3.3教学中补充相关地学热点研究内容。
《气象学与气候学》教材由于编写较早,没有编写有关大气污染的内容,也很少涉及全球变暖的影响及应对措施,对于气象灾害的形成及防治措施也未列入课程内容当中,同时缺乏在生产建设应用上的研究,对环境教育有着明显的制约影响。地理学科的新发展为气象气候学开辟了新天地。资源的调查研究与合理利用和环境保护已发展成为国际上的合作项目,自然灾害的防治已成为地理学研究的热门,全球变化是21世纪研究的焦点[3]。为了能把握地理学科的发展方向,跟踪地理学科的最新研究动向,使学生尽快地了解地理学科前沿,笔者认为在教学时特别需要补充以下内容:
第一,增加有关大气污染及其危害内容。《气象学与气候学》教学理应承担宣传大气环境保护的重任。如果学生没有认识到大气污染及其危害的事实,就难以采取保护大气环境的行动。为此,教师在讲授大气的物质组成时,应引导学生探讨大气污染物的分类、来源及对人类健康的危害。同时由于人类改变大气成分,又造成了臭氧层的破坏。臭氧空洞是全球面临的大气环境问题之一,其后果非常严重。为了唤起学生保护臭氧层的行动,在第一章第二节有必要增加臭氧层保护的专题讨论。当讲到第二章大气稳定度、逆温现象时,应结合大气污染物扩散补充一些内容。
第二,增添气象灾害的理论与实践知识。在自然灾害中对人类危害最大的就是气象气候灾害,通过对气象灾害形成机制的研究,探讨防御气象灾害的对策,从而培养学生研究气象灾害的科研能力,提高学生的防灾减灾意识。唤起学生探讨减灾防灾策略,从而提高学生的科研能力,也使学生将所学知识用于社会建设中。
第三,增加气象学与气候学在生产建设上的应用的内容。通过增补当地气象资料和天气、气候资料,学生能了解当地的地理条件,为当地利用气候资源提供理论基础。
第四,增加温室气体排放与全球气候变暖效应的分析。全球变暖是目前全球环境研究的一个主要议题。全球变暖的影响及应对措施一直是国内外气象气候学者和环境学者研究的课题[5]。《气象学与气候学》课程教师应随时获取这些新研究成果,将其补充到课堂上,可以提高学生保护环境的意识,使学生树立正确的科学发展观。
3.4充分利用多媒体计算机进行辅助教学。
《气象学与气候学》课程具有空间性强、物理概念多、图片多等特点。多媒体计算机辅助教学是利用多媒体计算机把教学内容有机集成并显示在屏幕上,向学生传授知识、训练技能,提高教学质量与效率[6]。《气象学与气候学》研究对象的时空范围广泛,空间性、动态性强,这些特点可以充分发挥多媒体技术的优势,特别是教材中数百幅图表,教师应结合自己对教材的理解,设计成辅助教学的示意图,这样教师讲解就比较省力,学生也容易理解,达到优化教学、提高教学效率的目的。而且,大量的图表分析对培养学生地理统计技能及地理定量分析技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,以及学生智力的开发起着重要作用,还能促使学生思维能力的升华,有助于提高学生的创造性思维能力。同时,不仅能增强学生的理解力、空间想象力和战胜学习困难的信心,使学生掌握综合思维的技能,还能激发学生的学习兴趣,让学生在积极、轻松的课堂学习环境中掌握知识,提高能力。
参考文献:
[1]伍光和,田连恕,胡双熙等.自然地理学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]周淑贞,张如一,张超.气象学与气候学[M].北京:高等教育出版社,1997.
[3]刘兰芳.高师地理专业《气象学与气候学》课程改革研究[J].衡阳师范学院学报(自然科学版),2003,6,(24):100-103.
[4]陈志彪.大学《气象学与气候学》教学的几点体会[J].福建地理,2001,1,(16):57-58.
[5]刘兰芳.气象气候学课程改革与环境教育研究[J].湖南环境生物职业技术学院学报,2008,4,(14):68-70.
[6]赵咏梅,罗娟娟.多媒体计算机在气象学与气候学教学中的应用[J].皖西学院学报,2007,2,(23):107-109.
关键词: 《气象学与气候学》课程学科特点教学改革
1.《气象学与气候学》在自然地理学课程体系中的地位
地理學是研究地理环境的科学。地理环境可分为自然环境、经济环境和社会文化环境[1]。自然地理学研究地球表面的自然地理环境,是地理学的基础。自然地理环境由地球表层中无机和有机的、静态和动态的自然界各种物质和能量组成,可以分为大气圈、水圈、生物圈和岩石土壤圈。它们分别是部门自然地理分支学科气象与气候学、水文学、植物地理学、土壤地理学和地貌学的研究对象。另外,自然地理学还包括以地球的宇宙环境为研究对象的地球概论和研究地球内部环境的地质学。
地球表层的岩石、气候、水体、生物、土壤等组成成分之间存在着密切的相互联系和相互作用,通过水循环、大气循环、生物循环、地质循环等进行着复杂的能量转化和物质交换,从而形成一个完整、有序的自然地理环境[1]。其中,气候又是形成自然地理环境的基础,有什么样的气候,就有什么样的植被、土壤类型,就有相应的水文、地貌特征。所以,《气象学与气候学》是地理学的专业基础课。
2.《气象学与气候学》的学科特点
气象学的领域很广,分成许多部门。例如有专门研究大气物理性质及其变化原理的大气物理学;有着重讨论天气现象及其演变规律,并据以预报未来天气变化的天气学等,而其中与地理和环境科学关系最密切的是气候学[2]。
气候学研究的对象是地球上的气候。气候学要求对气候系统进行定量观测和综合分析,对气候形成和变化的动态过程进行理论研究。现代气候学从概念上已经不再是气象学或地理学的一个分支的经典气候学,而是大气科学、海洋学、地球物理和地球化学、地理学、地质学、冰川学、天文学、生物学以至于有关社会科学相互渗透、共同研究的交叉科学[2]。
在地理系、环境科学系等系科开设的气象学与气候学是以普通气候学为基础,以气候学为重点的专业基础课程[2]。
3.课程教学改革探讨
目前,大多数高校采用的《气象学与气候学》教材是由周淑贞教授于1996年主编,高等教育出版社出版的版本。此版本由于编写时间较早,有些内容对于目前的高校地理专业学生来说,太深太难,且无多大实际意义,而有些对学生有指导意义的新学术观点教材中又未论述。故教师在教学中必须与地理科学专业紧密结合,针对性地对教学内容有所取舍、有所改革。
3.1深刻钻研教材,理清知识层次结构和内在联系。
在通常情况下,整体教材的基本组成和结构是首先要弄清楚的,这是最基础的环节,教师在第一节课堂教学中就应该帮助学生理清教材的知识层次结构和知识的内在联系。就周淑贞教授主编的《气象学与气候学》教材而言,内容丰富,涉及面广,全书总体上可分为三大篇。第一篇为气象知识,第二篇为天气学,第三篇为气候学。但编者没有用标题把三部分知识分开,对于初学《气象学与气候学》的高校地理专业学生来说,就难以把握教材的层次结构和内在联系[3]。为此,第一节课就应该给学生介绍全书内容的知识层次结构,即第一章至第四章为基本气象知识,它是学好天气学、气候学的理论基础;第五章为天气学,主要介绍天气系统的概念和各种天气系统的形成、演变过程;第六章至第八章为气候学部分,主要介绍气候的形成、分布及变化。在各个章节的教学中,教师要分析教材各组成部分之间的联系,弄清教材的层次结构,确定教学重点与难点。在实际的教学中,笔者采用的讲课模式是:介绍章节知识层次结构—具体分析内在联系—概括总结。实践证明,采用这种课堂教学模式讲授,能较快地帮助学生理清知识层次结构与内在联系,学生减少了盲目性,学习起来比较轻松。
3.2兼顾系统和重点,对教材内容有所取舍。
《气象学与气候学》作为一门课程,有其学科的背景支持及独特的理论体系。因此一门课程内容的选择必须考虑到该课程的系统理论结构,否则就体现不出该课程作为有机整体的特性。但课程内容选择的系统性并不意味着面面俱到,而是要在以系统性为主线的基础上,突出重点,做到点面结合。同时重点教学内容常常作为课程系统内容骨架的链接物,使得课程内容变得丰满而又富有个性。如《气象学与气候学》课程,其系统结构体现在由大气的物理和化学特性至天气再到气候的理论体系上,其重点内容是以大气环流为主线,贯穿于上述的理论体系中[4]。因此,笔者在教学内容的组织上,注意突出讲解大气的理化性质、天气及气候与大气环流之间的内在联系上,以便兼顾系统和重点。
第一章至第四章为基本气象知识,但里面不乏一些难懂的内容,如:第一章里的虚温;第二章的有关辐射的基尔荷夫定律、位温和假相当位温、空气温度的个别变化和局地变化等;第四章学生普遍感觉较难;第五章第二节里温带气旋的发生和发展。对于这些较难的知识点有些可以不要求掌握,有些可以只领会结论而不要求掌握整个推导过程。具体要视其重要程度及与其它内容的联系程度而定。还有一些内容较多,但不是重点,典型的如:第三章第二节地表面和大气中的凝结现象,第三节降水;第五章第四节对流性天气系统;第六章第四节里的地面特性与气候;第七章第一节;第八章第一节等内容可以只作为了解性的内容。总之,教师要在教学过程中把握好度,抓住主线,分清主次,掌握重点,这样才能取得较好的教学效果。
3.3教学中补充相关地学热点研究内容。
《气象学与气候学》教材由于编写较早,没有编写有关大气污染的内容,也很少涉及全球变暖的影响及应对措施,对于气象灾害的形成及防治措施也未列入课程内容当中,同时缺乏在生产建设应用上的研究,对环境教育有着明显的制约影响。地理学科的新发展为气象气候学开辟了新天地。资源的调查研究与合理利用和环境保护已发展成为国际上的合作项目,自然灾害的防治已成为地理学研究的热门,全球变化是21世纪研究的焦点[3]。为了能把握地理学科的发展方向,跟踪地理学科的最新研究动向,使学生尽快地了解地理学科前沿,笔者认为在教学时特别需要补充以下内容:
第一,增加有关大气污染及其危害内容。《气象学与气候学》教学理应承担宣传大气环境保护的重任。如果学生没有认识到大气污染及其危害的事实,就难以采取保护大气环境的行动。为此,教师在讲授大气的物质组成时,应引导学生探讨大气污染物的分类、来源及对人类健康的危害。同时由于人类改变大气成分,又造成了臭氧层的破坏。臭氧空洞是全球面临的大气环境问题之一,其后果非常严重。为了唤起学生保护臭氧层的行动,在第一章第二节有必要增加臭氧层保护的专题讨论。当讲到第二章大气稳定度、逆温现象时,应结合大气污染物扩散补充一些内容。
第二,增添气象灾害的理论与实践知识。在自然灾害中对人类危害最大的就是气象气候灾害,通过对气象灾害形成机制的研究,探讨防御气象灾害的对策,从而培养学生研究气象灾害的科研能力,提高学生的防灾减灾意识。唤起学生探讨减灾防灾策略,从而提高学生的科研能力,也使学生将所学知识用于社会建设中。
第三,增加气象学与气候学在生产建设上的应用的内容。通过增补当地气象资料和天气、气候资料,学生能了解当地的地理条件,为当地利用气候资源提供理论基础。
第四,增加温室气体排放与全球气候变暖效应的分析。全球变暖是目前全球环境研究的一个主要议题。全球变暖的影响及应对措施一直是国内外气象气候学者和环境学者研究的课题[5]。《气象学与气候学》课程教师应随时获取这些新研究成果,将其补充到课堂上,可以提高学生保护环境的意识,使学生树立正确的科学发展观。
3.4充分利用多媒体计算机进行辅助教学。
《气象学与气候学》课程具有空间性强、物理概念多、图片多等特点。多媒体计算机辅助教学是利用多媒体计算机把教学内容有机集成并显示在屏幕上,向学生传授知识、训练技能,提高教学质量与效率[6]。《气象学与气候学》研究对象的时空范围广泛,空间性、动态性强,这些特点可以充分发挥多媒体技术的优势,特别是教材中数百幅图表,教师应结合自己对教材的理解,设计成辅助教学的示意图,这样教师讲解就比较省力,学生也容易理解,达到优化教学、提高教学效率的目的。而且,大量的图表分析对培养学生地理统计技能及地理定量分析技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,以及学生智力的开发起着重要作用,还能促使学生思维能力的升华,有助于提高学生的创造性思维能力。同时,不仅能增强学生的理解力、空间想象力和战胜学习困难的信心,使学生掌握综合思维的技能,还能激发学生的学习兴趣,让学生在积极、轻松的课堂学习环境中掌握知识,提高能力。
参考文献:
[1]伍光和,田连恕,胡双熙等.自然地理学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]周淑贞,张如一,张超.气象学与气候学[M].北京:高等教育出版社,1997.
[3]刘兰芳.高师地理专业《气象学与气候学》课程改革研究[J].衡阳师范学院学报(自然科学版),2003,6,(24):100-103.
[4]陈志彪.大学《气象学与气候学》教学的几点体会[J].福建地理,2001,1,(16):57-58.
[5]刘兰芳.气象气候学课程改革与环境教育研究[J].湖南环境生物职业技术学院学报,2008,4,(14):68-70.
[6]赵咏梅,罗娟娟.多媒体计算机在气象学与气候学教学中的应用[J].皖西学院学报,2007,2,(23):107-109.