PBL教學(xué)法在《天氣學(xué)分析》課程中的應(yīng)用

1、PBL教學(xué)法在天氣學(xué)分析課程中的應(yīng)用摘要：針對天氣學(xué)分析課程教學(xué)質(zhì)量參差不齊、 達(dá)不到教學(xué)目的的情況，對多年來實(shí)踐教學(xué)工作所得經(jīng)驗(yàn)進(jìn) 行了總結(jié)，提出了該課程應(yīng)采取 PBL（以問題為導(dǎo)向的教學(xué) 方法）教學(xué)法，以學(xué)生為主體，以問題為核心，強(qiáng)理論，重 實(shí)踐，并對課程設(shè)置給出了具體建議。關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法；氣象學(xué)；天氣學(xué)分析；實(shí)踐教學(xué)中圖分類號： G424.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 16749944 （ 2016 ）09022802 1 引言PBL教學(xué)法是一套設(shè)計學(xué)習(xí)情境的完整方法（Problem-Based Learning，簡稱PBL），也稱作問題式學(xué)習(xí)。最早起源于 20 世紀(jì) 50 年代

2、的醫(yī)學(xué)教育，是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式1。PBL教學(xué)法最早用于醫(yī)學(xué)教育， 近年來在其他領(lǐng)域中，尤其是實(shí)踐教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用25。天氣學(xué)分析課程作為各高校大氣科學(xué)專業(yè)的實(shí)踐課 程（必修），傳統(tǒng)的教學(xué)方式教學(xué)效果較差。對于該課程的 調(diào)研結(jié)果表明：首先，現(xiàn)在很多臺站不再手繪天氣圖，導(dǎo)致 學(xué)生對本課程的重視度不夠。其次，教師對天氣學(xué)分析 中所涉及的天氣分析規(guī)范不能及時更新。最后，課程的教學(xué) 個例以 20 世紀(jì) 70 年代為主，教學(xué)個例陳舊。學(xué)生的代入感 不強(qiáng)，導(dǎo)致教學(xué)效果不好，且存在不同的老師教學(xué)質(zhì)量參差 不齊的情況。PBL教學(xué)法作為一種以學(xué)生為主體、以問題為 核心的教學(xué)方法，在天氣學(xué)分析

3、課程教學(xué)中有相當(dāng)大的 優(yōu)勢。本文詳細(xì)介紹在天氣分析教學(xué)環(huán)節(jié)中針對課程重點(diǎn)和 難點(diǎn)PBL教學(xué)法的應(yīng)用。2 課程概況教育部于 2015 年明確提出需適度擴(kuò)大氣象人才招生規(guī) 模，加快氣象事業(yè)發(fā)展急需的人才培養(yǎng)，并成立“中國氣象 人才培養(yǎng)聯(lián)盟” ，明確高校需要在課程體系建設(shè)、 實(shí)踐課程、 實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)方面有所提高。 天氣學(xué)分析作為氣象學(xué)的專業(yè) 基礎(chǔ)課（必修課） ，首先是使學(xué)生掌握天氣圖分析的基礎(chǔ)知 識和基本方法，建立預(yù)報思路，為本科生走上工作崗位打下 基礎(chǔ)。目前南京信息工程大學(xué)、成都信息工程大學(xué)、中山大 學(xué)、南京大學(xué)、蘭州大學(xué)、云南大學(xué)以及北京大學(xué)大氣科學(xué) 相關(guān)專業(yè)都已開設(shè)本課程，且該課程也為南京信息工程

4、大學(xué) 氣象類專業(yè)的考研課程，教材為壽紹文老師主編的天氣學(xué) 分析 6 。天氣學(xué)分析作為一門實(shí)踐課程，包括兩個部分，一 部分是天氣學(xué)分析基礎(chǔ) ，一部分是典型天氣過程分析 一般在兩個學(xué)期相繼開課。分別可以當(dāng)作天氣學(xué)原理和中國天氣的實(shí)習(xí)，旨在加深學(xué)生對天氣學(xué)以及天氣過程 的直觀理解。天氣學(xué)分析基礎(chǔ) 主要注重天氣分析基本技能的訓(xùn)練， 并通過課程的學(xué)習(xí)，鞏固天氣學(xué)原理中的理論知識、了解天 氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并達(dá)到天氣系統(tǒng)和鋒面分析的能力，能夠較 快、較準(zhǔn)確地分析高空天氣圖和地面天氣圖。典型天氣過程分析使學(xué)生所學(xué)中國天氣知識得到加 深理解和鞏固，熟練掌握天氣圖分析方法和各項(xiàng)技術(shù)要求， 掌握中國天氣各章節(jié)中天氣系

5、統(tǒng)生、消演變規(guī)律，理解 各種典型天氣過程的分析著眼點(diǎn)。典型天氣過程包括北方氣 旋、寒潮天氣過程、梅雨天氣過程以及臺風(fēng)過程。3 PBL 方法在天氣學(xué)分析基礎(chǔ)中的實(shí)踐應(yīng)用以槽線 為例天氣學(xué)分析基礎(chǔ)的重點(diǎn)包括天氣分析規(guī)范，槽線、 切變線分析以及鋒面分析等。其中槽線、切變線以及鋒面分 析也是難點(diǎn) 7 。這里以槽線為例介紹 PBL教學(xué)法的應(yīng)用。在給出槽線的定義后，應(yīng)該讓學(xué)生首先去思考一個問題，即為什么要分析 槽線？教師在提出問題的同時，給出上課當(dāng)日的天氣圖，包括500 hPa, 850 hPa （或者700 hPa）以及地面天氣圖作為參 考（可在中央氣象臺網(wǎng)站http ：/ 、韓國氣象中心網(wǎng)站 http

6、 ：/web.kma.go.kr/chn/index.jsp 下載天氣圖） ，稱作這個環(huán)節(jié)會“今日天氣”環(huán)節(jié)。教師逐步引導(dǎo)同學(xué)將地面 的天氣與高空的槽脊形勢相聯(lián)系，從而讓學(xué)生明確分析槽線 的必要性。采用上課當(dāng)日天氣圖的原因是為了讓學(xué)生有更直 觀的認(rèn)識，并能在一定程度上提高學(xué)習(xí)興趣。接下來就是以 學(xué)生為主體進(jìn)行槽線的確定。槽線是從氣壓場定義，而由于 氣壓場和風(fēng)場的關(guān)系，會更多從風(fēng)場去定槽線。在給出一個 槽線示例之后， 應(yīng)該就由學(xué)生來定槽線。 在槽線第一次課中， 應(yīng)該以提問的方式，鼓勵學(xué)生敢于定槽。按照經(jīng)驗(yàn)，兩個學(xué) 時的時間能夠和學(xué)生共同完成等壓面初步分析500 hPa （范圍為歐亞大陸）槽線的分

7、析。槽線第一次課后要進(jìn)行作業(yè)批 改，把學(xué)生槽線中出現(xiàn)的問題在下一次課中集中講述，同時 讓學(xué)生自己完成對應(yīng)的 700 hPa 槽線的分析。第二次課后作 業(yè)批改之后對于個別同學(xué)確實(shí)存在困難的，則除集中講述之 外，還要進(jìn)行個別輔導(dǎo)。槽線分析應(yīng)該有68個學(xué)時（34次課），因此學(xué)生至少可以分析 45組不同等壓面及其與 地面系統(tǒng)的配置情況，其中包括學(xué)生繪制的一組，以及上課 當(dāng)日的天氣形勢和高低空配置情況（共計 34組）。經(jīng)過這 些實(shí)踐和訓(xùn)練，學(xué)生也基本能夠掌握槽線以及槽線分析。4 PBL方法在典型天氣過程中的實(shí)踐應(yīng)用以梅雨天 氣為例典型天氣過程課程包括 4 個，由于篇幅的關(guān)系，這里以梅雨天氣為例介紹如何做

8、到以學(xué)生為主體，以問題為核心（PBL教學(xué)法）進(jìn)行教學(xué)。由于此時，學(xué)生已經(jīng)基本掌握天 氣分析基本技能，在進(jìn)行梅雨典型天氣過程分析時，應(yīng)該首 先提出的問題是：影響梅雨的關(guān)鍵天氣系統(tǒng)是什么？如何預(yù) 報？而學(xué)生的工作就是去認(rèn)識這些系統(tǒng)，并揭示系統(tǒng)生消演 變的原因，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)報。在中國天氣課程中，學(xué)生 已經(jīng)得知典型梅雨的環(huán)流形勢，包括對流層上層的南亞高壓， 對流層中層的阻塞高壓、長波淺槽、西太平洋副熱帶高壓以 及引起降水的短波槽，還包括對流層下層的西南渦、切變線 以及低空急流，地面圖上則表示為梅雨鋒和氣旋波動。在實(shí) 踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，需要繪制梅雨期一次暴雨過程中500 hPa，850 hPa以及地面的

9、天氣圖。因此首先教師可以提供對應(yīng)的 100或者200 hPa天氣圖，讓學(xué)生從中找出影響大范圍降水 的關(guān)鍵系統(tǒng) - 南亞高壓， 并討論南亞高壓為何會對江淮梅雨進(jìn) 行影響。在繪制完畢的天氣圖上，讓學(xué)生找到關(guān)鍵系統(tǒng)，并 討論不同層面、不同尺度系統(tǒng)對此次梅雨暴雨的作用。 相對于天氣分析基礎(chǔ)，典型天氣過程分析更加以學(xué)生為主體。 通常會以 5 人左右為 1 組，進(jìn)行討論（包括課上和課后討論） 在本次過程全部天氣圖繪制完畢之后，每組同學(xué)完成關(guān)于本 次過程的幻燈片制作， 由一位同學(xué)主講， 在課堂上進(jìn)行匯報 教師則可根據(jù)學(xué)生匯報情況進(jìn)行補(bǔ)充。每位學(xué)生在每次過程 分析結(jié)束之后提交實(shí)習(xí)報告一次。和天氣分析基礎(chǔ)類似，

10、在進(jìn)行典型天氣過程分析的時候， 可結(jié)合當(dāng)日天氣進(jìn)行分析(天氣圖獲取方法同上) ，實(shí)踐表 明，“今日天氣”環(huán)節(jié)可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可提 高學(xué)生的綜合能力。5 結(jié)語 天氣學(xué)分析是氣象學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，重理論，強(qiáng)實(shí)踐是其特色，通過PBL教學(xué)法可充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位，調(diào)動其主觀能動性，加深學(xué)生對天氣學(xué)原理和中國天 氣的理解。教師需要通過提出問題來引導(dǎo)學(xué)生去解決問題， 并在解決問題的過程中發(fā)現(xiàn)新問題，縮短理論與實(shí)踐的距離， 使得學(xué)生順利走上工作崗位。為做到天氣學(xué)分析課程理 論與實(shí)踐的更好結(jié)合，在此強(qiáng)調(diào)天氣分析基礎(chǔ)應(yīng)與天 氣學(xué)原理同時開課，而典型天氣過程分析與中國天 氣同時開課。參考文獻(xiàn)：1 Diana F Wood.ABC of leaning and teaching in medicine ：Problem based leaningJ.BMJ, 2003 (326): 328 330.2 陳春燕，郭曉奎.傳統(tǒng)教學(xué)法與PBL結(jié)合在醫(yī)學(xué)微生物 學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用J.微生物學(xué)通報，2008 ( 9), 35 (9): 1494 1496.3 李莎瀾，朱四如 .問題教學(xué)法在軍校數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐J.空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報，2012, 26 (1): 6567.4 馬 真.美國 PBL 教學(xué)模式及在我國高校研究生教學(xué)中應(yīng)用研究 D. 濟(jì)南：山東師范大學(xué)， 2011(6