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軍事氣象學論文范文

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軍事氣象學論文

第1篇

【關(guān)鍵詞】普通氣象學概論教學;現(xiàn)代啟發(fā)式教學;創(chuàng)新教學;課程改革

普通氣象學概論作為氣象水文裝備國防生的一門專業(yè)課程,它是將物理學的基本定律、基本方程應(yīng)用于大氣科學研究領(lǐng)域,研究大氣中發(fā)生的物理過程、解釋大氣中的物理現(xiàn)象。與其他課程相比,它具有多學科交叉的內(nèi)容體系、較強的邏輯性、抽象性和廣泛的應(yīng)用性,且對于初學者或非氣象專業(yè)人員而言,教材章節(jié)之間隱晦的邏輯關(guān)系難以發(fā)現(xiàn)。目前普通氣象學概論教學現(xiàn)狀是:(1)課時安排較少,學員的學習積極性及主觀能動性不高;(2)教學模式主要以講授式為主,注重強調(diào)知識的系統(tǒng)性,且理論知識與學員實際崗位需求相差甚遠;(3)學員僅滿足于完成課堂學習任務(wù),自我要求不高,以及達成的學習目標不夠明確,缺乏學習興趣和熱忱,很少主動去發(fā)現(xiàn)和解決實際問題,這與培養(yǎng)適應(yīng)軍隊信息化建設(shè)與聯(lián)合作戰(zhàn)需要的高素質(zhì)氣象水文裝備人才的目標不相適應(yīng)。那么如何在課時較少,課程內(nèi)容理論化較強且較抽象的情況下,提高教學效果呢?筆者認為進行現(xiàn)代啟發(fā)式教學,激勵學員對本課程的學習興趣和內(nèi)在動機,促進學員積極思維,并精心設(shè)計符合學員認知結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代啟發(fā)式教學流程調(diào)動學生學習的主動性和積極性,注重學以致用與用以促學,培養(yǎng)學員生成發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力,同時更要掌握發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的途徑,才是關(guān)鍵所在。

一、現(xiàn)代啟發(fā)式與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學的聯(lián)系與區(qū)別

啟發(fā)式教學法簡而言之就是教師在教學過程中依據(jù)學習過程的客觀規(guī)律和學生的認知結(jié)構(gòu),引導學生積極主動地獲取和掌握知識的一種教學方法。它自我國古代的孔子,西方的蘇格拉底開始,至今已有兩千多年的歷史。隨著社會進步,科學技術(shù)傳承、創(chuàng)新、發(fā)展,人們又賦予它以新的內(nèi)涵,因此形成了一種新的教學理念,即“現(xiàn)代啟發(fā)式教學”?,F(xiàn)代啟發(fā)式教學不是對傳統(tǒng)教學的忽視和批判,而是繼承與創(chuàng)新;它繼承了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學的精要所在:注重學生主體地位,重視個體差異,啟發(fā)誘導并因材施教,同時又豐富和發(fā)展了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學。那么與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學相比,現(xiàn)代啟發(fā)式教學到底有什么創(chuàng)新之處?對比結(jié)果[1]見表1。從表1中不難看出現(xiàn)代啟發(fā)式教學是一種符合現(xiàn)代教學規(guī)律的培養(yǎng)教育人的教學思想、原則和方法。它立足學生的認知水平,既注重知識的傳授,又注重能力培養(yǎng),讓學生積極主動地獲取知識、發(fā)展能力,真正成為學習的主人,達到會學、創(chuàng)造性地學。借用我國近代偉大的教育家葉圣陶話說“教師的教學,不在于要學生搬去可以致富的金子,而在于給學生點金的指頭。教師不是給學生大量灌輸知識,而是將開發(fā)文化寶庫的鑰匙交給學生?!?/p>

二、理清教材內(nèi)容,挖掘貫穿全書的隱晦邏輯

普通氣象學概論是研究地球大氣中的各種現(xiàn)象及其演變規(guī)律,這些現(xiàn)象包括物理的、化學的以及人類活動對大氣的影響,以及如何利用這些規(guī)律為人類社會和經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。它實際上是物理學領(lǐng)域中一些最基本的理論或中心理論與大氣科學領(lǐng)域的交叉,其中包括靜力學、動力學、聲學、光學、電學(電荷,電流和電場)、電磁學(電磁輻射與電磁波)和熱力學等。課程教材依據(jù)學科架構(gòu)章節(jié)安排如圖1所示,從圖1中可以看出,教材是根據(jù)學科自身的體系來闡述普通氣象學概論的主要內(nèi)容,即熟知的“大氣科學+”的結(jié)構(gòu),物理學的各個基本領(lǐng)域只是其中一個加數(shù),比如“大氣科學+”與動力學,簡單組合就構(gòu)成大氣動力學基礎(chǔ),注意這里“大氣科學+”與“+大氣科學”盡管兩者模式主體不同,但語義和內(nèi)涵一致。雖然這種教材章節(jié)結(jié)構(gòu)安排能夠滿足學科知識的系統(tǒng)性和完整性,但是考慮到學員的現(xiàn)有認知程度,接受知識方式、特點及困難程度,在演講式或講授式教學模式下很容易導致學員為學而學,單純?yōu)橥瓿扇蝿?wù)而學的狀態(tài)。故第一步必須理清教材內(nèi)容,挖掘出適合初學者從事物外部入手,由簡單到復雜,由表及里探索知識的隱晦邏輯,然后在這個隱晦邏輯的指引下安排教學內(nèi)容順序;并同時考慮學生的“最近發(fā)展區(qū)”,造成已有認知結(jié)構(gòu)與所學普通氣象學概論知識之間中等程度的不符合,以維持學生探究知識的興趣和熱情,形成國防生學員學習知識和發(fā)展能力的最佳教學結(jié)構(gòu)。課程內(nèi)容教學順序調(diào)整如圖2所示。可見圖2明顯區(qū)別于圖1,它給出了一條氣象知識由淺入深、由表及里的認知邏輯。即對于初學者,首先學習和了解氣象領(lǐng)域的基本物理量、概念及方程,建立氣象專業(yè)的相關(guān)背景知識和基礎(chǔ)概念,這部分內(nèi)容對應(yīng)著教材的大氣概述章節(jié);在此基礎(chǔ)上,學習和研究普通氣象學中最簡單的科學問題,也就是靜止條件下大氣狀態(tài)的變化和平衡規(guī)律問題。更進一步,考慮到靜止大氣不能刻畫千變?nèi)f化的運動大氣,所以必須研究大氣運動的相關(guān)問題,研究大氣運動從最簡單的水平運動開始,這部分對應(yīng)教材的大氣動力學內(nèi)容,然后研究大氣的垂直運動問題,即大氣熱力學。在認識這些基本規(guī)律后,需要研究導致天氣和氣候演變的基本物理過程,即輻射過程,對應(yīng)于大氣輻射學。除卻以上宏觀科學規(guī)律外,還需要以熱力學和動力學為基礎(chǔ)研究云微物理學,它是人工影響天氣的理論基礎(chǔ),即在特定的天氣背景條件和適當?shù)脑莆锢項l件下,通過人工干預(yù)的方式對局部大氣微物理過程進行影響,使天氣向人們期望的方向發(fā)展,從而達到趨利避害的目的。最后,結(jié)合大氣中的光學、電學、聲學等自然現(xiàn)象,闡明其物理本質(zhì)。綜上而言,改善后的教學順序存在一條邏輯主線,它對初學者認識和把握普通氣象學概論課程有重要意義。

三、把握認知結(jié)構(gòu),精心設(shè)計現(xiàn)代啟發(fā)式教學流程

當前現(xiàn)代啟發(fā)式教學更多的是一種教學理念,并無固定的教學流程或模式供借鑒,筆者站在非氣象專業(yè)初學者的立場,依據(jù)學員的認知結(jié)構(gòu),接受知識的方式、特點及困難程度,并結(jié)合《普通氣象學概論》教學內(nèi)容提出了一種適合非氣象專業(yè)國防生學員現(xiàn)代啟發(fā)式教學理科教學模式,流程如圖3所示。它分為情景與意境創(chuàng)設(shè)、問題設(shè)計與引入、學員獨立思考、階梯式激發(fā)、主動獲取與吸收、誤區(qū)與盲區(qū)掃除、歸納與總結(jié)以及轉(zhuǎn)化與應(yīng)用8個環(huán)節(jié)。下面結(jié)合課堂教學過程來闡述每個環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用。1.情景與意境創(chuàng)設(shè):捷克教育家夸美紐斯曾說:“一切知識都是從感官開始的”。由此可見,直觀展現(xiàn)教學內(nèi)容所表征的實際事物或者實際事物的相關(guān)背景可以使抽象的知識具體化、形象化,有助于學生感性認識的形成,并促進理性認識的發(fā)展。因此課堂教學實施的第一步就是結(jié)合教學目標,研究教材內(nèi)容,根據(jù)每節(jié)課的內(nèi)容、知識體系和學員起點,創(chuàng)設(shè)與當前學習內(nèi)容相關(guān)的具有一定難度,需要學員努力克服,而又是力所能及的學習情境,激發(fā)學生的內(nèi)在學習動機和熱情,引導學員帶著明確的求知欲望進入課堂。例如,在緒論中如何引導學生認識氣象學時,可安排學生觀看《后天》和《龍卷風》等電影建立學生關(guān)于氣象災(zāi)害的感性認識或通過再現(xiàn)2016年6月24日發(fā)生在江蘇鹽城阜寧地區(qū)的強龍卷和2016年9月15日莫蘭蒂超強臺風登陸廈門等造成較大數(shù)量亡人和巨大經(jīng)濟損失的實際氣象災(zāi)害事件催生學員的學習情感和求知欲。2.問題設(shè)計與引入:格蘭特•威金斯說:“問題乃是通向理解之門”,即在所創(chuàng)設(shè)的情境框架下,依據(jù)教學目標選擇與當前教學內(nèi)容密切相關(guān)的專業(yè)熱點、敏感性事件、事例或課題作為問題設(shè)計的核心內(nèi)容,讓學員面臨一個需要立即去解決的問題。例如,在針對地轉(zhuǎn)風問題設(shè)計時,引入1986年4月26日切爾諾貝利發(fā)生核爆炸引起放射性物質(zhì)擴散事例,試問距離切爾諾貝利以東2600公里的哈薩克斯坦會不會遭受核污染?如果會大約是什么時候?通過上述問題的設(shè)計與引入,學員立即面臨一個需要解決的問題。3.學員獨立思考:“學起于思,思起于疑”,由教員向?qū)W員提供解決該問題的有關(guān)線索,引導學員獨立思考,就是要使學員懂得思考些什么,怎樣去思考,如何判斷思考是否正確,如何歸納及利用思考得出的正確結(jié)果等,即通過“憤”“悱”情境催化,提高學員提出問題、分析問題和解決問題的能力。例如,上例核污染事件,學員需要思考自己應(yīng)該用哪類知識認識和解決這個問題,以及現(xiàn)在自己是否具備相關(guān)知識,進一步刺激和催化學生的好奇心。4.階梯式激發(fā):對于自然科學而言,通常僅通過學員獨立思考較難有效直面問題矛盾,尤其對于一個比較有價值的命題,其內(nèi)容往往過于抽象或過程太過復雜,對于大部分學生而言都存在一定的思維難度,因此對這類問題的啟發(fā)往往最考驗授課教員的內(nèi)功。階梯式激發(fā)正是解決這類問題的有效途徑,即將比較復雜的命題分解成若干個難度由淺入深、循序漸進的小問題,對于分解成的每一個小問題獨立啟發(fā),各個擊破,從而使原問題得以解決,并從不同層次激發(fā)學員的思維積極性,讓學員在類比、辨析、遷移中學會解決問題的方法。例如上面核污染事件階梯式分成運動學問題、風壓定律問題、地轉(zhuǎn)風計算問題,通過3個小問題的解決,原問題就迎刃而解了。5.主動獲取與吸收:在實施現(xiàn)代啟發(fā)式教學過程中,教員結(jié)合講授過程,必須給學生提供專門的機會進行知識“組裝”,即綜合訓練。這一階段是完成由教員啟發(fā)轉(zhuǎn)向?qū)W員自我啟發(fā)的關(guān)鍵,是學員由“學會”到“會學”的轉(zhuǎn)換。教員可以通過和學員一起設(shè)計“自我提問”,使學員按一定的程序自己提問啟發(fā)自己,促進學員生成主動獲取與吸收知識的能力。6.誤區(qū)與盲區(qū)掃除:在課堂教學中,教員對于學員的思考過程,不能簡單僅給予“對”或“錯”的回答,而要結(jié)合大多數(shù)學員對于思考問題的綜合反饋,從中發(fā)現(xiàn)學員思維過程中的缺陷,然后給予恰如其分的指正。這樣,學員才能真正發(fā)現(xiàn)自己的問題所在,避免同樣的錯誤再次發(fā)生。與此同時,對于學員在思考問題時有意識地運用科學的思維方法時,要及時給予表揚和鼓勵,促進學員良好思維習慣的形成。例如,實施大氣狀態(tài)方程教學時,試比較在同溫同壓下,干空氣密度、水汽密度及濕空氣密度的大小,大部分學生會得出錯誤的結(jié)論,需要教員發(fā)現(xiàn)學員思維過程的盲區(qū),并恰當?shù)膯l(fā),促進學員理性思維的形成。7.歸納與總結(jié):教員應(yīng)當結(jié)合課堂教學目標,引導與協(xié)同學生把現(xiàn)代啟發(fā)式教學所得到的結(jié)果組織成一個可理解的、有用的結(jié)論,并把它與相關(guān)信息結(jié)合起來,納入到學員的原認知結(jié)構(gòu)中,而且應(yīng)使學員體會到獲得成功的喜悅感,增進學生的智力開發(fā),幫助學生獲得批判性思維與自主學習能力。8.轉(zhuǎn)化與應(yīng)用:學以致用,用以促學。轉(zhuǎn)化與應(yīng)用對現(xiàn)代啟發(fā)式教學提出了更高的要求,本環(huán)節(jié)主要依托任務(wù)啟發(fā)的方式,結(jié)合課后習題及前沿熱點事件,鞏固和提高學員發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力,同時掌握發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的途徑。如以往在普通氣象學概論教學中教員會布置有關(guān)專業(yè)方面的課程論文,大部分學生結(jié)論浮在表面,本環(huán)節(jié)嘗試將學生按單位所在地或工作崗位分組,讓學生自行搜集普通氣象學在軍事裝備、業(yè)務(wù)工作和生活需求等方面的實際應(yīng)用,并根據(jù)所學知識和查閱文獻凝練出科學問題以及提出針對性的解決辦法,這樣學以致用、用以促學的方式極大地調(diào)動學生的積極性,有效提升學員解決實際問題的能力。

四、結(jié)語

本文主要結(jié)合普通氣象學概論教學實踐,從教材內(nèi)容、教學目標和學員的實際知識結(jié)構(gòu)出發(fā),提出了一種有效進行普通氣象學概論教學現(xiàn)代啟發(fā)式教學改革的思路??傮w而言,在理科基礎(chǔ)教學過程中采用現(xiàn)代啟發(fā)式教學已經(jīng)是大勢所趨,值得在各種不同的課程中去應(yīng)用和實踐。另外現(xiàn)代啟發(fā)式教學需要耗費教員大量的創(chuàng)造性勞動以及對教師的要求較高,因此需要教員在日常教學工作中注重積累、不斷總結(jié)和逐步完善,特別是挖掘大氣科學中高影響敏感事件和前沿熱點問題,靈活運用到教學過程中,以取得更好的教學效果。

參考文獻:

第2篇

【關(guān)鍵詞】普通氣象學概論教學 現(xiàn)代啟發(fā)式教學 創(chuàng)新教學 課程改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)36-0200-02

普通氣象學概論作為氣象水文裝備國防生的一門專業(yè)課程,它是將物理學的基本定律、基本方程應(yīng)用于大氣科學研究領(lǐng)域,研究大氣中發(fā)生的物理過程、解釋大氣中的物理現(xiàn)象。與其他課程相比,它具有多學科交叉的內(nèi)容體系、較強的邏輯性、抽象性和廣泛的應(yīng)用性,且對于初學者或非氣象專業(yè)人員而言,教材章節(jié)之間隱晦的邏輯關(guān)系難以發(fā)現(xiàn)。目前普通氣象學概論教學現(xiàn)狀是:(1)課時安排較少,學員的學習積極性及主觀能動性不高;(2)教學模式主要以講授式為主,注重強調(diào)知識的系統(tǒng)性,且理論知識與學員實際崗位需求相差甚遠;(3)學員僅滿足于完成課堂學習任務(wù),自我要求不高,以及達成的學習目標不夠明確,缺乏學習興趣和熱忱,很少主動去發(fā)現(xiàn)和解決實際問題,這與培養(yǎng)適應(yīng)軍隊信息化建設(shè)與聯(lián)合作戰(zhàn)需要的高素質(zhì)氣象水文裝備人才的目標不相適應(yīng)。

那么如何在課時較少,課程內(nèi)容理論化較強且較抽象的情況下,提高教學效果呢? 筆者認為進行現(xiàn)代啟發(fā)式教學,激勵學員對本課程的學習興趣和內(nèi)在動機,促進學員積極思維,并精心設(shè)計符合學員認知結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代啟發(fā)式教學流程調(diào)動學生學習的主動性和積極性,注重學以致用與用以促學,培養(yǎng)學員生成發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力,同時更要掌握發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的途徑,才是關(guān)鍵所在。

一、現(xiàn)代啟發(fā)式與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學的聯(lián)系與區(qū)別

啟發(fā)式教學法簡而言之就是教師在教學過程中依據(jù)學習過程的客觀規(guī)律和學生的認知結(jié)構(gòu),引導學生積極主動地獲取和掌握知識的一種教學方法。它自我國古代的孔子,西方的蘇格拉底開始,至今已有兩千多年的歷史。隨著社會進步,科學技術(shù)傳承、創(chuàng)新、發(fā)展,人們又賦予它以新的內(nèi)涵,因此形成了一種新的教學理念,即“現(xiàn)代啟發(fā)式教學”?,F(xiàn)代啟發(fā)式教學不是對傳統(tǒng)教學的忽視和批判,而是繼承與創(chuàng)新;它繼承了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學的精要所在:注重學生主體地位,重視個體差異,啟發(fā)誘導并因材施教,同時又豐富和發(fā)展了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學。那么與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學相比,現(xiàn)代啟發(fā)式教學到底有什么創(chuàng)新之處?對比結(jié)果[1]見表1。

從表1中不難看出現(xiàn)代啟發(fā)式教學是一種符合現(xiàn)代教學規(guī)律的培養(yǎng)教育人的教學思想、原則和方法。它立足學生的認知水平,既注重知識的傳授,又注重能力培養(yǎng),讓學生積極主動地獲取知識、發(fā)展能力,真正成為學習的主人,達到會學、創(chuàng)造性地學。借用我國近代偉大的教育家葉圣陶話說“教師的教學,不在于要學生搬去可以致富的金子,而在于給學生點金的指頭。教師不是給學生大量灌輸知識,而是將開發(fā)文化寶庫的鑰匙交給學生?!?/p>

二、理清教材內(nèi)容,挖掘貫穿全書的隱晦邏輯

普通氣象學概論是研究地球大氣中的各種現(xiàn)象及其演變規(guī)律,這些現(xiàn)象包括物理的、化學的以及人類活動對大氣的影響,以及如何利用這些規(guī)律為人類社會和經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。它實際上是物理學領(lǐng)域中一些最基本的理論或中心理論與大氣科學領(lǐng)域的交叉,其中包括靜力學、動力學、聲學、光學、電學(電荷,電流和電場)、電磁學(電磁輻射與電磁波)和熱力學等。課程教材依據(jù)學科架構(gòu)章節(jié)安排如圖1所示,從圖1中可以看出,教材是根據(jù)學科自身的體系來闡述普通氣象學概論的主要內(nèi)容,即熟知的“大氣科學+”的結(jié)構(gòu),物理學的各個基本領(lǐng)域只是其中一個加數(shù),比如“大氣科學+”與動力學,簡單組合就構(gòu)成大氣動力學基礎(chǔ),注意這里“大氣科學+”與“+大氣科學”盡管兩者模式主體不同,但語義和內(nèi)涵一致。雖然這種教材章節(jié)結(jié)構(gòu)安排能夠滿足學科知識的系統(tǒng)性和完整性,但是考慮到學員的現(xiàn)有認知程度,接受知識方式、特點及困難程度,在演講式或講授式教W模式下很容易導致學員為學而學,單純?yōu)橥瓿扇蝿?wù)而學的狀態(tài)。故第一步必須理清教材內(nèi)容,挖掘出適合初學者從事物外部入手,由簡單到復雜,由表及里探索知識的隱晦邏輯,然后在這個隱晦邏輯的指引下安排教學內(nèi)容順序;并同時考慮學生的“最近發(fā)展區(qū)”,造成已有認知結(jié)構(gòu)與所學普通氣象學概論知識之間中等程度的不符合,以維持學生探究知識的興趣和熱情,形成國防生學員學習知識和發(fā)展能力的最佳教學結(jié)構(gòu)。

課程內(nèi)容教學順序調(diào)整如圖2所示??梢妶D2明顯區(qū)別于圖1,它給出了一條氣象知識由淺入深、由表及里的認知邏輯。即對于初學者,首先學習和了解氣象領(lǐng)域的基本物理量、概念及方程,建立氣象專業(yè)的相關(guān)背景知識和基礎(chǔ)概念,這部分內(nèi)容對應(yīng)著教材的大氣概述章節(jié);在此基礎(chǔ)上,學習和研究普通氣象學中最簡單的科學問題,也就是靜止條件下大氣狀態(tài)的變化和平衡規(guī)律問題。更進一步,考慮到靜止大氣不能刻畫千變?nèi)f化的運動大氣,所以必須研究大氣運動的相關(guān)問題,研究大氣運動從最簡單的水平運動開始,這部分對應(yīng)教材的大氣動力學內(nèi)容,然后研究大氣的垂直運動問題,即大氣熱力學。在認識這些基本規(guī)律后,需要研究導致天氣和氣候演變的基本物理過程,即輻射過程,對應(yīng)于大氣輻射學。除卻以上宏觀科學規(guī)律外,還需要以熱力學和動力學為基礎(chǔ)研究云微物理學,它是人工影響天氣的理論基礎(chǔ),即在特定的天氣背景條件和適當?shù)脑莆锢項l件下,通過人工干預(yù)的方式對局部大氣微物理過程進行影響,使天氣向人們期望的方向發(fā)展,從而達到趨利避害的目的。最后,結(jié)合大氣中的光學、電學、聲學等自然現(xiàn)象,闡明其物理本質(zhì)。綜上而言,改善后的教學順序存在一條邏輯主線,它對初學者認識和把握普通氣象學概論課程有重要意義。

三、把握認知結(jié)構(gòu),精心設(shè)計現(xiàn)代啟發(fā)式教學流程

當前現(xiàn)代啟發(fā)式教學更多的是一種教學理念,并無固定的教學流程或模式供借鑒,筆者站在非氣象專業(yè)初學者的立場,依據(jù)學員的認知結(jié)構(gòu),接受知識的方式、特點及困難程度,并結(jié)合《普通氣象學概論》教學內(nèi)容提出了一種適合非氣象專業(yè)國防生學員現(xiàn)代啟發(fā)式教學理科教學模式,流程如圖3所示。它分為情景與意境創(chuàng)設(shè)、問題設(shè)計與引入、學員獨立思考、階梯式激發(fā)、主動獲取與吸收、誤區(qū)與盲區(qū)掃除、歸納與總結(jié)以及轉(zhuǎn)化與應(yīng)用8個環(huán)節(jié)。下面結(jié)合課堂教學過程來闡述每個環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用。

1.情景與意境創(chuàng)設(shè):捷克教育家夸美紐斯曾說:“一切知識都是從感官開始的”。由此可見,直觀展現(xiàn)教學內(nèi)容所表征的實際事物或者實際事物的相關(guān)背景可以使抽象的知識具體化、形象化,有助于學生感性認識的形成,并促進理性認識的發(fā)展。因此課堂教學實施的第一步就是結(jié)合教學目標,研究教材內(nèi)容,根據(jù)每節(jié)課的內(nèi)容、知識體系和學員起點,創(chuàng)設(shè)與當前學習內(nèi)容相關(guān)的具有一定難度,需要學員努力克服,而又是力所能及的學習情境,激發(fā)學生的內(nèi)在學習動機和熱情,引導學員帶著明確的求知欲望進入課堂。例如,在緒論中如何引導學生認識氣象學時,可安排學生觀看《后天》和《龍卷風》等電影建立學生關(guān)于氣象災(zāi)害的感性認識或通過再現(xiàn)2016年6月24日發(fā)生在江蘇鹽城阜寧地區(qū)的強龍卷和2016年9月15日莫蘭蒂超強臺風登陸廈門等造成較大數(shù)量亡人和巨大經(jīng)濟損失的實際氣象災(zāi)害事件催生學員的學習情感和求知欲。

2.問題設(shè)計與引入:格蘭特?威金斯說:“問題乃是通向理解之門”,即在所創(chuàng)設(shè)的情境框架下,依據(jù)教學目標選擇與當前教學內(nèi)容密切相關(guān)的專業(yè)熱點、敏感性事件、事例或課題作為問題設(shè)計的核心內(nèi)容,讓學員面臨一個需要立即去解決的問題。例如,在針對地轉(zhuǎn)風問題設(shè)計時,引入1986年4月26日切爾諾貝利發(fā)生核爆炸引起放射性物質(zhì)擴散事例,試問距離切爾諾貝利以東2600公里的哈薩克斯坦會不會遭受核污染?如果會大約是什么時候?通過上述問題的設(shè)計與引入,學員立即面臨一個需要解決的問題。

3.學員獨立思考:“學起于思,思起于疑”,由教員向?qū)W員提供解決該問題的有關(guān)線索,引導學員獨立思考,就是要使學員懂得思考些什么,怎樣去思考,如何判斷思考是否正確,如何歸納及利用思考得出的正確結(jié)果等,即通過“憤”“悱”情境催化,提高學員提出問題、分析問題和解決問題的能力。例如,上例核污染事件,學員需要思考自己應(yīng)該用哪類知識認識和解決這個問題,以及現(xiàn)在自己是否具備相關(guān)知識,進一步刺激和催化學生的好奇心。

4.階梯式激發(fā):對于自然科學而言,通常僅通過學員獨立思考較難有效直面問題矛盾,尤其對于一個比較有價值的命題,其內(nèi)容往往過于抽象或過程太過復雜,對于大部分學生而言都存在一定的思維難度,因此對這類問題的啟發(fā)往往最考驗授課教員的內(nèi)功。階梯式激發(fā)正是解決這類問題的有效途徑,即將比較復雜的命題分解成若干個難度由淺入深、循序漸進的小問題,對于分解成的每一個小問題獨立啟發(fā),各個擊破,從而使原問題得以解決,并從不同層次激發(fā)學員的思維積極性,讓學員在類比、辨析、遷移中學會解決問題的方法。例如上面核污染事件階梯式分成運動學問題、風壓定律問題、地轉(zhuǎn)風計算問題,通過3個小問題的解決,原問題就迎刃而解了。

5.主動獲取與吸收:在實施現(xiàn)代啟發(fā)式教學過程中,教員結(jié)合講授過程,必須給學生提供專門的機會進行知識“組裝”,即綜合訓練。這一階段是完成由教員啟發(fā)轉(zhuǎn)向?qū)W員自我啟發(fā)的關(guān)鍵,是學員由“學會”到“會學”的轉(zhuǎn)換。教員可以通過和學員一起設(shè)計“自我提問”,使學員按一定的程序自己提問啟發(fā)自己,促進學員生成主動獲取與吸收知識的能力。

6.誤區(qū)與盲區(qū)掃除:在課堂教學中,教員對于學員的思考過程,不能簡單僅給予“對”或“錯”的回答,而要結(jié)合大多數(shù)學員對于思考問題的綜合反饋,從中發(fā)現(xiàn)學員思維過程中的缺陷,然后給予恰如其分的指正。這樣,學員才能真正發(fā)現(xiàn)自己的問題所在,避免同樣的錯誤再次發(fā)生。與此同時,對于學員在思考問題時有意識地運用科學的思維方法時,要及時給予表揚和鼓勵,促進學員良好思維習慣的形成。例如,實施大氣狀態(tài)方程教學時,試比較在同溫同壓下,干空氣密度、水汽密度及濕空氣密度的大小,大部分學生會得出錯誤的結(jié)論,需要教員發(fā)現(xiàn)學員思維過程的盲區(qū),并恰當?shù)膯l(fā),促進學員理性思維的形成。

7.w納與總結(jié):教員應(yīng)當結(jié)合課堂教學目標,引導與協(xié)同學生把現(xiàn)代啟發(fā)式教學所得到的結(jié)果組織成一個可理解的、有用的結(jié)論,并把它與相關(guān)信息結(jié)合起來,納入到學員的原認知結(jié)構(gòu)中,而且應(yīng)使學員體會到獲得成功的喜悅感,增進學生的智力開發(fā),幫助學生獲得批判性思維與自主學習能力。

8.轉(zhuǎn)化與應(yīng)用:學以致用,用以促學。轉(zhuǎn)化與應(yīng)用對現(xiàn)代啟發(fā)式教學提出了更高的要求,本環(huán)節(jié)主要依托任務(wù)啟發(fā)的方式,結(jié)合課后習題及前沿熱點事件,鞏固和提高學員發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力,同時掌握發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的途徑。如以往在普通氣象學概論教學中教員會布置有關(guān)專業(yè)方面的課程論文,大部分學生結(jié)論浮在表面,本環(huán)節(jié)嘗試將學生按單位所在地或工作崗位分組,讓學生自行搜集普通氣象學在軍事裝備、業(yè)務(wù)工作和生活需求等方面的實際應(yīng)用,并根據(jù)所學知識和查閱文獻凝練出科學問題以及提出針對性的解決辦法,這樣學以致用、用以促學的方式極大地調(diào)動學生的積極性,有效提升學員解決實際問題的能力。

四、結(jié)語

本文主要結(jié)合普通氣象學概論教學實踐,從教材內(nèi)容、教學目標和學員的實際知識結(jié)構(gòu)出發(fā),提出了一種有效進行普通氣象學概論教學現(xiàn)代啟發(fā)式教學改革的思路??傮w而言,在理科基礎(chǔ)教學過程中采用現(xiàn)代啟發(fā)式教學已經(jīng)是大勢所趨,值得在各種不同的課程中去應(yīng)用和實踐。另外現(xiàn)代啟發(fā)式教學需要耗費教員大量的創(chuàng)造性勞動以及對教師的要求較高,因此需要教員在日常教學工作中注重積累、不斷總結(jié)和逐步完善,特別是挖掘大氣科學中高影響敏感事件和前沿熱點問題,靈活運用到教學過程中,以取得更好的教學效果。

第3篇

【關(guān)鍵詞】蒸發(fā)波導;氣象要素;出現(xiàn)概率;波導高度

0 引言

蒸發(fā)波導是海洋大氣環(huán)境中經(jīng)常出現(xiàn)的一種特殊的表面波導,它是由于海面水汽蒸發(fā)使得在海面上很小高度范圍內(nèi)的大氣濕度隨高度銳減而形成的。蒸發(fā)波導一般發(fā)生在海洋大氣環(huán)境40m高度以下的近海面大氣中。當電波在近海邊大氣中形成的蒸發(fā)波導傳播時,蒸發(fā)波導對其產(chǎn)生的影響主要表現(xiàn)在兩個方面:一是增加電波傳播的距離;二是增加電場強度。由于波導層使得電波來回不斷反射,增加了其傳播路徑中的電場強度,從而使其能量衰減得以大大減緩,因此可使電磁波在波導層內(nèi)進行超視距傳播[1-3]。對氣象雷達和大多數(shù)其它類型的雷達,蒸發(fā)波導可增加雷達測距、測角、測速的誤差,增加雷達雜波,對微波通信也會產(chǎn)生顯著影響。蒸發(fā)波導對軍事作戰(zhàn)尤其是對現(xiàn)代電子系統(tǒng)的影響,如估算電子支援探測系統(tǒng)和對抗探測距離以有效地發(fā)揮電磁干擾作用等,已顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

蒸發(fā)波導是一種極端超折射的自然現(xiàn)象,它具有超長水平尺度特征和顯著的天氣背景[2-3]。本論文以中國南海三亞灣海域西沙海域(北緯15°-20°,東經(jīng)105°-115°范圍)為例,對影響蒸發(fā)波導的氣象要素進行了分析研究,研究結(jié)果可以更好地為我國海上、海岸運作的在役微波雷達、通信和偵察等電子系統(tǒng)服務(wù)。

1 基本理論

2 不同氣象要素對蒸發(fā)高度的影響

根據(jù)上述方法,以中國南海西沙海域為例[6],利用2012-2013年的海洋船測數(shù)據(jù),研究影響蒸發(fā)波導的不同氣象要素。

(1)蒸發(fā)波導出現(xiàn)的概率

中國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導出現(xiàn)概率如圖2所示。

從圖2可得出,我國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導出現(xiàn)的概率隨時間和季節(jié)的不同而不同,在一天之內(nèi),早上蒸發(fā)波導出現(xiàn)的概率較高,通常在80%左右,中午蒸發(fā)波導出現(xiàn)的概率較低,一般在60%左右。而且該海域海區(qū)蒸發(fā)波導冬季出現(xiàn)概率較高,一般在90%左右,夏季較低,在55%左右。

(2)影響蒸發(fā)波導高度的氣象要素

中國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導的高度在其他氣象要素條件一定的情況下隨月份變化、大氣濕度、氣海溫差、風速等的變化情況如圖3~6所示。

從圖3可得出,我國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導的高度一般在7~20m之間,冬季蒸發(fā)波導高度較高,秋季蒸發(fā)波導高度較低。

從圖4可以看出,我國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導的高度隨大氣濕度變化的敏感性較強,成近似反比關(guān)系,當大氣相對濕度從70%變化到100%時,蒸發(fā)波導的高度也由40m逐漸減少到近5m,大氣濕度越低,蒸發(fā)波導高度越高。

從圖5可以看出,我國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導的高度隨氣海溫差變化的敏感性也較強,當氣海溫差小于2.0K時,蒸發(fā)波導的高度隨著氣海溫差的增大而增高;當氣海溫差大于2.0K時,蒸發(fā)波導高度隨著氣海溫差的增大而降低,蒸發(fā)波導的高度位于12m~18m之間。

從圖6可以看出,我國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導的高度隨水平風速變化具有一定的敏感性,當水平風速大于4m/s時,蒸發(fā)波導的高度隨風速的增大而變化緩慢,蒸發(fā)波導高度在15m左右;當水平風速小于4m/s時,其對蒸發(fā)波導高度的影響失真。

3 結(jié)論

蒸發(fā)波導是一種極端超折射的自然現(xiàn)象,它具有超長水平尺度特征和顯著的天氣背景。中國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導出現(xiàn)的概率日變化和季節(jié)變化相當明顯:在一天之內(nèi),一般早上出現(xiàn)的概率較高,中午蒸發(fā)波導出現(xiàn)的概率較低;而且該海域海區(qū)蒸發(fā)波導冬季出現(xiàn)概率較高,夏季較低。而中國南海西沙海域海區(qū)蒸發(fā)波導的高度在其他氣象要素條件一定的情況下隨月份變化、大氣濕度、氣海溫差、水平風速等的變化有一定的敏感性:冬季蒸發(fā)波導高度較高,秋季蒸發(fā)波導高度較低;大氣濕度越低,蒸發(fā)波導高度越高;當氣海溫差小于2.0K時,蒸發(fā)波導的高度隨著氣海溫差的增大而增高;當氣海溫差大于2.0K時,蒸發(fā)波導高度隨著氣海溫差的增大而降低;蒸發(fā)波導的高度隨風速的增大而變化緩慢。相比之下,大氣濕度對蒸發(fā)波導高度的影響較大,水平風速影響較小。

研究結(jié)果可以更好地為我國海上、海岸運作的在役微波雷達、通信和偵察等電子系統(tǒng)服務(wù)。

【參考文獻】

[1]戴福山.大氣波導及其軍事應(yīng)用[M].出版社,2002:4.

[2]張培昌,杜秉玉,戴鐵丕.雷達氣象學[M].北京:氣象出版社,2001:114-121.

[3]劉成國.中國低空大氣波導的出現(xiàn)概率和波導特征量的統(tǒng)計分析[J].電波科學學報,1999(2):60-66.

[4]劉成國.用偽折射率和相似理論計算海上蒸發(fā)波導剖面[J].電子學報,2001(7):970-972.

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