对大气科学专业的认识论文

大气科学导论"（以下简称"导论"）是中国海洋大学大气科学专业与应用气象专业本科学生入学第一学期开设的专业必修课程。该课程自2003年开始，经过几年来的教学实践、改革思考与改善提高，对该课程的教学内容，教学方式与教学目标有了一些初步的体会。作为具有介绍性、引导性及提高学生专业兴趣等性质的专业课程，该课程的教学目的、教学重点与采用的教学方式与措施手段，具有与其他专业课程明显不同的特点。在课程设置之前，我们已经认识到设置这门课程的必要性。多届本专业毕业生在毕业前夕座谈会上谈他们的感受时，提出自他们入校后的前两年时间里，每学期的课程都是数学、物理、外语、计算机，在学习中不知道将来会有什么用，因此有的同学对专业基础课程的学习采取被动应付的态度。真正对专业有所了解是在三年级以后，如果早一点对专业有所了解，对学习专业基础课的促进作用会更大。有的毕业生甚至到毕业论文阶段才蓦然发现本专业的内容是如此吸引人，后悔没有早知道。曾有一个来自四川的毕业学生在做南海上层海洋气候变化研究时兴奋的说，感觉真好，如果早知道这么好就好了。后来我们从其他同学那里了解到，他在一、二年级曾有几门课程的成绩不及格。有鉴于此，我们开设"导论"的指导思想主要是：让学生了解大气科学专业学习的特点，了解专业研究和应用领域，开阔学生专业视野，增加学好专业基础性课程的认识，激发专业学习兴趣，为后续的学习打下良好的基础。为了实现课程的教学目的，我们主要采取了以下做法：一、 引导学生认识大学学习与中学学习方式的不同，尽快建立自主性、探索性学习的习惯。怀特海说过：中学阶段是伏案苦学，而大学学习需要站起来，并四面张望。为使学生尽快习惯于自主性的大学学习生活方式，作为学生跨进校门后遇到的第一门专业课程，承担"导论"课程的教师应当首先做好这一方面的指导。2003年第一次对新入学的学生开设"导论"课，该年度也是中国海洋大学教学自主选课系统开始运行的第一个学年。针对新的教学管理方式和手段，结合"导论"的教学内容，我们首先介绍大气科学专业是理科专业，本专业的学习方式前后关联程度大，需要踏踏实实地打好基础，才能为将来的专业课程学习提供坚实的基础。对于大气科学的社会需求来说，一个明显的需求是要为社会提供较为准确的天气预报服务和气候变化预测服务。而要达到掌握天气变化规律，并根据天气变化规律提供预报和预测需要理解天气系统和气候系统的结构和相互影响，需要大规模的数值计算，需要世界视角的科学合作和交流，需要熟练的计算机应用和操作能力。当学生对专业的主要研究和应用领域需要掌握哪些专业基础理论专业领域有了初步了解后，对他们面临的课程选择困惑，教师主动指导学生科学合理地选取课程，介绍各门课程学习的关联，并给出推荐选课的次序。帮助他们自我"设计"自己的学习内容和节奏，针对有的同学可能出现的选课过多或过少的情况，劝告他们"缘遇教改新系统，自我设计选课中。祸福相倚须慎重，脚踏实地莫忽轻。立身之本德居首，自强不息君子行。勤学巧学锲不舍，与时俱进学业成。"对后来的几届学生，我们结合本科生研究训练计划（SRTP）的实施，激发学生勇于思考和开展研究的兴趣和勇气，取得了比较好的效果。如2007届毕业生的本科生研究训练计划项目的成果已经获得国家奖励，目前已经完成和在研的本科生研究训练计划已经接近十项，参加的学生有几十人。二、精心组织教学内容，不断改进教学方式，使学生既开阔视野，又对某些专业领域的前缘问题有相当程度的了解。在学生只有中学知识的基础上，传授专业内容和思想，需要合理的组织内容，并采用适当的教学方式。在教学内容上，"导论"课程尽可能全面的向学生介绍与大气科学密切相关的专业领域。从大气探测，气象要素分布，大气物理现象、天气系统、天气季节变化特点与原因，气候变化，气象灾害特别是海洋气象灾害（如台风、海雾、全球变暖等），大气污染和大气环境，大尺度海洋大气相互作用等。专业领域介绍的广泛与某些热点问题的适当深入讲学与讨论并重，既不流于肤浅，也避免艰深专业内容的不容易理解。在教学中达到上述目标的具体做法是：1．描述现象采用生动活泼的方式，尽量贴近生活，文理结合，但对现象中蕴含的变化规律、物理意义和变化机理尽量作深入的分析和讨论，加深学生学习的印象。如在介绍影响我国雨带的季节变化规律时，采用古代诗人在不同地点不同时间对"梅雨"的描写，说明我国的雨带从春到夏，自南方向北方推进。如柳宗元的梅雨诗"梅熟迎时雨，苍茫值晚春。海雾连南极，江云暗北津" 描写农历三月广西柳州梅雨；张栻"初夏偶书"描写农历四月湖南江潭[衡阳]梅雨"江潭四月梅熟天，顷刻阴晴递变迁。扫地焚香清昼永，一窗修竹正森然"，一直到查慎行描写华北雨季降雨"目力穷边酒旆生，熟梅天爱偶然晴。高楼吹角风无赖，坏壁留诗客有情。红日忽沉烟起处，白杨自递雨来声。万山回首如屏障，一片平芜接晏城"，在文理结合，图文共赏的气氛中提出问题：为什么雨带的移动具有这样的特点？是否每年都是这样的变化？如果正常年份如此，异常年份差异很大，造成差异的原因是什么？然后布置作业：通过网络和图书馆查找有关资料，提出自己的看法。从学生交回的作业和材料来看，他们对作业的完成非常认真，领会了雨带的移动其实是冷暖空气的交汇区域行星锋区移动的影响，每年雨带位置和降水量的变化与西太平洋上副热带高压的位置和强度关系密切，与青藏高原上空对流层高层夏季的南亚高压的位置和强度关系密切，与海洋的异常变化有关（有的同学深入到大尺度海气相互作用的领域，用ENSO事件解释我国夏季降水出现异常）。这种理解对于后续课程的学习中深刻理解天气变化的规律很有帮助。2．紧密结合本学科的热点和前缘学术问题，激发学生的好奇心和兴趣。如对近年来台风结构变化的特点和变化特点进行介绍。台风的双眼结构，回旋曲折的路径，台风卡特琳娜对美国新奥尔良的袭击，台风移动到近海，在登陆前中心强度加强等等现象；日本海上极地低压的演变、结构特征，与台风的相似和区别，发生原因及变化规律等等前缘领域的问题，在讲解中通过利用动画等多媒体手段，形象连续的画面变化，结合深刻的科学问题，有效地激发了学生了解和探索未知的热情。3．利用热点社会事件，学习和讨论有关的专业问题。2005年，结合当时媒体报道发生的一次龙卷风事件，我们用一次课的时间，与同学一起观看了Discovery影片中的"龙卷"。在看的过程中，结合影片中的具体内容提出问题。如美国为什么龙卷风发生的多？与海洋有什么关系？水汽的输送与龙卷和降水有什么关系？然后组织同学讨论。通过对问题的讨论，使学生对影片的观看不再只是"猎奇"性的观赏，而是透过现象，进一步加深探索未知，深入了解海洋（影片中是墨西哥湾）在极端天气形成、降水及暴雨天气发生中的作用。三、重视该课程的教学。该课程自开设以来，一直由系主任或学院副院长承担该课程的教学任务。之所以如此是因为学生虽然在入学的第一学期修学这门课程，但受社会就业形势的影响，必然关心将来的就业出路问题。系主任、学院副院长由于比较了解本学科的就业情况及就业趋势，方便在就业问题上解答学生的疑问，有利于学生的安心学习，提高对自己学科发展的信心，提高学习兴趣。我们在这个问题上，还结合专业特点，以发展的眼光和超前的意识，估计就业形势，潜移默化的影响学生的思维方式。四、继续改进该课程教学的想法。该课程由于课程内容涉及面广，深入浅出地讲授好课程，我们准备继续改进措施，进一步提高教学效果。目前的设想是：在领导负责该课程的基础上，就不同专业方向领域内的教学内容，试验由擅长该部分知识的教师分别授课的办法，期望取得更明显的教学效果。（中国海洋大学海洋环境学院海洋气象系，青岛）参考文献：[1] 熊苏春，施锦芳．大学生自主学习的特点及教学策略．教育学术期刊，2008（2），94 ~ 95．[2] 李长萍，张力跃，何云峰等．大学交互性教学理论与实践的研究．中国大学教学，2008（2），50～52．作者联系方式：Tel: Email: 通讯地址：青岛崂山区松岭路238号中国海洋大学海洋环境学院