董麗娜

摘要：本文以大氣科學(xué)類本科生專業(yè)主干課程《動(dòng)力氣象學(xué)》為例，就如何進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化以強(qiáng)化培養(yǎng)本科生關(guān)鍵能力進(jìn)行了初步探討。教師要深入解讀課程教學(xué)大綱，掌握所教授課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)技術(shù)、教學(xué)環(huán)境和教學(xué)評(píng)價(jià)這五方面進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)教學(xué)效果進(jìn)行反思和修改。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵能力培養(yǎng)；課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)；優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）27-0058-03

一、引言

習(xí)總書(shū)記在十九大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，“建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)是中華民族偉大復(fù)興的基礎(chǔ)工程”，“加快一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”。而一流大學(xué)、一流學(xué)科，歸根結(jié)底取決于一流人才。2017年9月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化教育體制機(jī)制改革的意見(jiàn)》指出，“高等學(xué)校要把人才培養(yǎng)作為中心工作，全面提高人才培養(yǎng)能力”，“在培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的過(guò)程中，強(qiáng)化學(xué)生關(guān)鍵能力培養(yǎng)”。因此，本科生的關(guān)鍵能力培養(yǎng)至關(guān)重要，而認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力這四種關(guān)鍵能力的培養(yǎng)離不開(kāi)廣大教師的教育教學(xué)活動(dòng)。

李培根曾指出：在教育活動(dòng)中，教師的作用是主導(dǎo)，學(xué)生是主體。主導(dǎo)不是包辦和包攬，如何“導(dǎo)”是關(guān)鍵[1]。教師需要在具體的教育教學(xué)活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生在研究和思考中學(xué)習(xí)、在發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用中學(xué)習(xí)，激發(fā)其創(chuàng)新思維和探索精神，培養(yǎng)出一流人才，這一切都離不開(kāi)優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計(jì)。

不同課程特點(diǎn)不同，教學(xué)設(shè)計(jì)也有所差異，本文以大氣科學(xué)類本科生專業(yè)主干課程《動(dòng)力氣象學(xué)》為例，首先介紹動(dòng)力氣象學(xué)課程特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，再對(duì)強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生四種關(guān)鍵能力所進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行了初步探討。

二、課程教學(xué)大綱的解讀

教學(xué)設(shè)計(jì)要根據(jù)具體課程的特點(diǎn)因地制宜地去進(jìn)行。教師了解了這門課程所要幫助學(xué)生建立的認(rèn)知模型之后，才能選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)材料、教學(xué)方式和教學(xué)方法，因此，了解所教授課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)是非常重要的，這兩個(gè)方面在課程教學(xué)大綱中均會(huì)有所體現(xiàn)。

《動(dòng)力氣象學(xué)》課程是在熱力學(xué)和流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地講述大氣的動(dòng)力、熱力過(guò)程和大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的一門專業(yè)核心課程，是大氣科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案中的主干課程。學(xué)生通過(guò)《動(dòng)力氣象學(xué)》的學(xué)習(xí)，能系統(tǒng)掌握大尺度大氣動(dòng)力學(xué)的基本原理和方法，掌握大氣動(dòng)力學(xué)主流理論和學(xué)說(shuō)，并理解各理論、學(xué)說(shuō)之間的有機(jī)聯(lián)系，有能力從實(shí)際過(guò)程中提出問(wèn)題，利用大氣動(dòng)力學(xué)基本原理分析實(shí)際大氣過(guò)程，有能力通過(guò)對(duì)實(shí)際大氣過(guò)程的分析，提出所研究問(wèn)題的物理模型、數(shù)學(xué)模型、求解方法，然后分析、認(rèn)識(shí)實(shí)際大氣過(guò)程規(guī)律和機(jī)理。

由上可知：《動(dòng)力氣象學(xué)》將數(shù)學(xué)方法和物理學(xué)知識(shí)應(yīng)用到大氣科學(xué)理論研究中，在教學(xué)過(guò)程中，既要著重于對(duì)物理概念和氣象原理的學(xué)習(xí)，也重視數(shù)學(xué)推導(dǎo)。因此，該課程數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多，物理意義理解多，理論聯(lián)系實(shí)際多，側(cè)重的是培養(yǎng)學(xué)生大氣科學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的認(rèn)知和培養(yǎng)理論應(yīng)用于實(shí)際的能力。

三、課程設(shè)計(jì)的優(yōu)化

目前，有些教師仍采用“以書(shū)本為核心，以教師講授為主，課后作業(yè)為輔”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，但也有較多的教師對(duì)如何由傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”的課程教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索[1-7]。吳維仲等指出：有效的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)教師的教學(xué)來(lái)說(shuō)，要轉(zhuǎn)“以教為中心”為“以學(xué)為中心”來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)[2]。完整的課程設(shè)計(jì)包括五個(gè)方面：內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)法設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)、教學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)、教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)[3]。下面以大氣科學(xué)類本科生專業(yè)主干課程《動(dòng)力氣象學(xué)》為例，以“學(xué)生發(fā)展，學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)效果”為目標(biāo)，對(duì)課程設(shè)計(jì)的五個(gè)方面優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行初步闡述，以強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力這四種關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。

（一）優(yōu)化內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容上，可按照認(rèn)知規(guī)律調(diào)整每章的講課順序，例如，本?！秳?dòng)力氣象學(xué)》先講述大氣行星邊界層，再講述大氣能量學(xué)，以使得能量耗散的機(jī)制先學(xué)習(xí)，前后連貫，不會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生困擾。而且對(duì)教材中有利于學(xué)生創(chuàng)新發(fā)展的核心性、基礎(chǔ)性知識(shí)進(jìn)行詳細(xì)講解，同時(shí)參考其他書(shū)籍，對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)。因?yàn)閷?duì)于同一現(xiàn)象，可能有多種說(shuō)法可以對(duì)其進(jìn)行解釋，例如：大氣行星邊界層引起自由大氣的旋轉(zhuǎn)減弱機(jī)制可以從動(dòng)量和渦度兩個(gè)角度進(jìn)行物理解釋，也可以從數(shù)學(xué)上利用公式進(jìn)行證明。這可以使學(xué)生不墨守成規(guī)，遇到問(wèn)題時(shí)可以從多角度觀察、思考、解決問(wèn)題，激發(fā)創(chuàng)新思維。

因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，新的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用層出不窮，對(duì)一些現(xiàn)象有了更深入的認(rèn)識(shí)，在教學(xué)內(nèi)容中及時(shí)增加與有關(guān)的科研成果或?qū)嵗梢约ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，鍛煉學(xué)生的專業(yè)思維。例如：熱成風(fēng)原理可以用來(lái)解釋單個(gè)測(cè)站風(fēng)向變化引起的冷暖平流、氣層穩(wěn)定性問(wèn)題的實(shí)例，有助于學(xué)生對(duì)理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生利用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力；有關(guān)北半球能量循環(huán)過(guò)程的最近的學(xué)術(shù)論文被引入能量學(xué)這一章的講解中，除了對(duì)課本知識(shí)是一個(gè)有力的補(bǔ)充，還可以擴(kuò)展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到事物都是在不斷發(fā)展的，不要被課本知識(shí)束縛，勇于探索、大膽嘗試，保持創(chuàng)新的勇氣，養(yǎng)成創(chuàng)新人格，而且還可以增加學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感，樹(shù)立愛(ài)崗敬業(yè)、精益求精的職業(yè)精神。

對(duì)于每一堂課，教師要明確向?qū)W生講解該堂課的講課內(nèi)容是什么、學(xué)到什么、在什么條件下。具體到《動(dòng)力氣象學(xué)》，首先回顧上一節(jié)課的內(nèi)容，考察學(xué)生對(duì)前面內(nèi)容的掌握情況，并引出本次課的主題，在對(duì)數(shù)學(xué)公式、物理含義的講解中結(jié)合具體應(yīng)用，最后進(jìn)行小結(jié)。

（二）優(yōu)化教學(xué)法

現(xiàn)在的教學(xué)，對(duì)老師的第一要求已經(jīng)不再是博學(xué)，而是如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何讓他們掌握學(xué)習(xí)方法[1]。教學(xué)方法的優(yōu)化勢(shì)在必行。以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)，根據(jù)所教課程特點(diǎn)，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式或在以課堂講授和課后練習(xí)的教學(xué)方法中融入啟發(fā)式、參與式、案例式、練習(xí)法、直觀演示等方法。

翻轉(zhuǎn)課堂是近幾年比較流行的教學(xué)模式，學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，課上教師組織討論和答疑，促成學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)。但是翻轉(zhuǎn)課堂并不是適用于所有課程。馬秀麟指出：從教學(xué)實(shí)踐的最終學(xué)習(xí)效果分析，翻轉(zhuǎn)課堂不適應(yīng)于推理性較強(qiáng)、系統(tǒng)性很強(qiáng)的課程。對(duì)數(shù)學(xué)、物理課程中的復(fù)雜推理、復(fù)雜原理等教學(xué)內(nèi)容，采用傳統(tǒng)的課堂講授和演示，效果更佳。對(duì)于那些便于任務(wù)驅(qū)動(dòng)、可采取項(xiàng)目教學(xué)方式的內(nèi)容，翻轉(zhuǎn)課堂則有較突出的表現(xiàn)[4]。因此，《動(dòng)力氣象學(xué)》不適合完全采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，大多數(shù)的知識(shí)點(diǎn)還是采用傳統(tǒng)的講授法為好，翻轉(zhuǎn)課堂只能在某幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)施行，但也不失為改善學(xué)習(xí)環(huán)境、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣的一個(gè)有效方法。

在課堂講授中，精心設(shè)計(jì)與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的問(wèn)題，通過(guò)不斷地提出問(wèn)題逐步深入地講解數(shù)學(xué)公式下的物理含義，引領(lǐng)學(xué)生的思路，鍛煉其邏輯思考能力，建立專業(yè)思維。當(dāng)某一知識(shí)點(diǎn)講解完之后，設(shè)計(jì)思考題，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行一些深度思考。思考題可以在課程中直接提問(wèn)，學(xué)生回答，師生互動(dòng)，也可以作為一次隨堂測(cè)驗(yàn)，使教師掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況。還可以將學(xué)生分組，各組課后查閱資料、小組討論，下次課隨機(jī)抽取各組某一組員到臺(tái)上講解結(jié)果，與其他組討論，使學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。例如：地球旋轉(zhuǎn)對(duì)于大氣運(yùn)動(dòng)有著怎樣的影響？可能有的同學(xué)從力學(xué)角度出發(fā)，有的同學(xué)從能量學(xué)或者波動(dòng)學(xué)等角度出發(fā)，多方面啟發(fā)學(xué)生思考的同時(shí)，還可以鍛煉學(xué)生的合作能力。

《動(dòng)力氣象學(xué)》側(cè)重的是理論培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生利用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力，那么，首先你要先給出范例或者進(jìn)行演示，學(xué)生才會(huì)去模仿、去思考，建立專業(yè)認(rèn)知模型。例如：對(duì)大氣長(zhǎng)波的講解經(jīng)過(guò)了觀察、抽象化、建立模型、簡(jiǎn)化問(wèn)題后求解模型，最后用所得結(jié)果解釋觀察現(xiàn)象這一科學(xué)認(rèn)識(shí)的基本步驟，通過(guò)講解學(xué)生會(huì)建立這樣的認(rèn)知模型，大氣長(zhǎng)波的講解過(guò)后會(huì)讓學(xué)生利用上述步驟去研究因?yàn)榈匦巫饔盟鸬腞ossby波，以強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)研究的能力和創(chuàng)新能力，踐行知行合一，積極動(dòng)手解決問(wèn)題。

荀子曾說(shuō)過(guò)：“聽(tīng)而易忘，見(jiàn)而易記，做而易懂?！泵绹?guó)教育家蘇娜丹戴克也曾說(shuō)：“告訴我，我會(huì)忘記，做給我看，我會(huì)記住，讓我參加，我就會(huì)完全理解?！币虼耍?dāng)講解完某種方法之后，讓學(xué)生動(dòng)手練習(xí)是一個(gè)非常好的方法。例如：緯向運(yùn)動(dòng)方程的微擾動(dòng)線性化講解之后，安排學(xué)生在10分鐘之內(nèi)練習(xí)經(jīng)向運(yùn)動(dòng)方程微擾動(dòng)線性化的過(guò)程。

課后練習(xí)的題目也要精心準(zhǔn)備，可以是方法的練習(xí)、理論應(yīng)用于實(shí)際的練習(xí)，著重幫助學(xué)生梳理所學(xué)知識(shí)，幫助學(xué)生掌握所學(xué)的基本方法和知識(shí)，提高其利用所學(xué)知識(shí)和方法解決問(wèn)題的能力。還可以是課上所介紹現(xiàn)象的觀察，例如：布置學(xué)生利用氣象程序繪圖課程所教授的知識(shí)，繪制實(shí)際大氣某時(shí)刻500hPa緯向平均緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)及緯向偏差風(fēng)場(chǎng)，觀察渦旋的分布和基本氣流的分布，是否和教材介紹一致，使課內(nèi)與課外相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。

（三）優(yōu)化教學(xué)技術(shù)

課堂教學(xué)過(guò)程中，在傳統(tǒng)的板書(shū)和多媒體課件基礎(chǔ)上，根據(jù)所講授內(nèi)容，加入圖片、動(dòng)畫(huà)、有關(guān)事實(shí)的flash或視頻等，促進(jìn)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握，使復(fù)雜抽象的認(rèn)識(shí)活動(dòng)變得簡(jiǎn)單而直觀，吸引學(xué)生注意力，最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)。例如：重要數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)板書(shū)，多媒體課件中需要強(qiáng)調(diào)的地方可以用線條著重標(biāo)出，使得學(xué)生更容易抓住重點(diǎn)；在講解物理意義時(shí)，可以配合圖像進(jìn)行講解，在講解大氣長(zhǎng)波形成機(jī)制時(shí)利用動(dòng)畫(huà)逐步演示大氣長(zhǎng)波的形成，學(xué)生更容易理解。

（四）優(yōu)化教學(xué)環(huán)境

現(xiàn)在理論教學(xué)大多是在簡(jiǎn)易多媒體教室，實(shí)習(xí)課程多去計(jì)算機(jī)實(shí)習(xí)中心或者試驗(yàn)中心去進(jìn)行。其實(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)上視頻授課（例如：微課、慕課）、網(wǎng)上答疑（QQ或者郵件、微信等）和手機(jī)APP（例如超星公司開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)通APP）等新型教學(xué)環(huán)境已經(jīng)建立起來(lái)，可以將教室的面對(duì)面教學(xué)與網(wǎng)上的遠(yuǎn)程教學(xué)、答疑相結(jié)合，更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

例如：我校教師開(kāi)始嘗試“課堂講授+課堂實(shí)習(xí)+課后微課”的方式進(jìn)行《氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖》教學(xué)，師生可在電腦或手機(jī)上登陸教育在線課程平臺(tái)。在平臺(tái)上，上傳了《氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖》課程線上課件以及錄制好的講解某些知識(shí)點(diǎn)（重點(diǎn)、難點(diǎn)和疑點(diǎn)）的視頻——微課，還開(kāi)展相應(yīng)的練習(xí)測(cè)試及學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等活動(dòng)，進(jìn)一步豐富和彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，使學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)和疑點(diǎn)可以反復(fù)觀看、體會(huì)、理解所學(xué)內(nèi)容。

（五）優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)除出勤、期中考試、期末考試之外，還可以加入課堂提問(wèn)、書(shū)面練習(xí)、制作作品、隨堂測(cè)驗(yàn)、分組作業(yè)等形式的考查，不僅可以杜絕學(xué)生平時(shí)不學(xué)習(xí)、考前突擊學(xué)習(xí)的問(wèn)題，督促學(xué)生學(xué)習(xí)，使其養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，還可以隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對(duì)學(xué)生的疑點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行解惑，促進(jìn)學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容。

上述這些形式的考查離不開(kāi)教師的精心準(zhǔn)備。教師要注意學(xué)生是否能用相應(yīng)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和方式來(lái)有效表達(dá)其頭腦中的專業(yè)認(rèn)知模型，是否明白專業(yè)認(rèn)知模型的邏輯，是否能用這個(gè)模型來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。課堂講授中所提問(wèn)題、思考題、作業(yè)題以及測(cè)驗(yàn)等必須圍繞上述三點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使學(xué)生能夠建立專業(yè)認(rèn)知模型，具有較強(qiáng)的專業(yè)素養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

本科生的培養(yǎng)是一流人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，更是德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的培養(yǎng)，是在為實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而本科生的培養(yǎng)離不開(kāi)廣大高校教師的教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)設(shè)計(jì)不是一蹴而就的，需要教師不斷摸索和思考，根據(jù)教學(xué)效果進(jìn)行反思和修改，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，這需要教師的決心和毅力以及堅(jiān)定的信念。教師不僅要樹(shù)立“以學(xué)生為本”的理念，更要不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)方法和教學(xué)理念，在建設(shè)“一流大學(xué)、一流學(xué)科”的大背景下，做好科研工作的同時(shí)，更好地優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，將科研融入教學(xué)，為強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力、合作能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力而努力。

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