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提高天气预报预测精准度 迈向现代气象强国新征程:《天气会商与讨论》课程思政教学案例


一、课程简介与目标
(一)   课程简介

      《天气会商与讨论》课程是继《典型天气过程分析》后开设的一门专业主干必修实践课,是大气科学专业主要课程之一,与《典型天气过程分析》课程进行紧密衔接。其先修课程包括《天气学原理》、《中国天气》、《天气分析基础》,之后为《天气预报综合实习》和《临近和短时天气预报》实践课程打基础。

     《天气会商与讨论》课将学生带入风云变幻的大气系统,在这里可以领略全国各地首席预报员们的风采,学会关注天气预报会商的要点,在此基础上,进一步了解各类天气预报制作的基本思路,与老师和同学们一起共同讨论天气预报的主要依据:今日天气主要是受中高纬度环流系统的影响,还是受热带环流系统的影响?在当日天气预报基础上,进一步明了当日天气预报服务的重点,对照天气实况及其预报结果,探索天气预报成败的可能原因。

       教学主要内容为选取典型的天气过程,观摩中央气象台首席预报员与地方气象台预报员之间进行的全国天气过程的会商视频,就相关过程及资料,针对天气过程特点及分析要点、难点问题进行讨论并发言。课程包含寒潮、强对流和梅雨暴雨等天气会商过程,教学内容零距离贴近现代气象业务。

(二)   教学目标

       通过观摩中央气象台与地方业务台首席预报员进行的天气预报会商视频,使学生熟悉中央台首席预报员和各省市级领班预报员天气过程分析思路和表达方式,同时了解我国预报技术的先进性,激发学生的民族自豪感和爱国主义情感,培养学生的家国情怀和科学观。通过观摩中国不同地区发生的不同类型天气的会商视频,让学生学习用专业会商用语准确、简明表述完整天气过程,同时融入幅员辽阔的中国地理信息,带学生看祖国的大好河山,爱祖国每一寸土地。通过观摩时间连续的完整天气过程的会商视频,并制作会商文档,训练学生建立天气过程分析与预报的思路,培养学生正确的科学观和建立社会责任感。通过观摩后重点问题、难点问题的分组讨论与相关最新科研前沿的拓展研讨,锻炼学生的语言组织、表达能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。引导学生独立思考,发挥学生的积极性和主动性,培养学生的独立性和创造性,提高学生的自我反思能力。

       该课程面向全球化背景下大气科学前沿问题与国家战略需求于2016年开设,通过课程的学习,系统传授天气预报预测知识,着力培养学生“准确、及时、创新、奉献”的气象精神、爱国爱党的坚定立场、服务人民的赤子情怀和爱岗敬业、精益求精、科学求索的价值取向。

二、教学理念与思路

       坚持思政育人的理念,才能培养出社会主义事业的建设者和接班人。通过课程融入思政元素,培养学生具有高尚情操、优秀性格品质、具有奉献精神、创新精神的“小德”,更具有坚定理想信念、家国情怀、民族自豪感的“大德”。

       本节课设计上将趣味性、专业性和思政性融合。本节课程中涉及到我国天气预报的发展史,预报技术的先进性和幅员辽阔的中国地理信息等元素,这些都是对学生进行思政教育的绝好元素。本节课将思政元素巧妙地融入到课程教学的环节中,将趣味性融入一定的课程思政,可以提升课堂的温度,启迪智慧,培养人格。基于本节课特点,具体将针对以下几个方面进行思政教学

(一)   建立平等融洽师生关系

       爱是课程思政的基础,没有了爱,一切都无从谈起。教师在授课过程中介绍自己的学习经历、工作经历、科学研究以及教学理念,多方面的介绍,不仅能够让学生更加客观地了解老师,还能全面展示授课老师爱生活、爱学习、爱教育事业的人格魅力,散发正能量,建立平等融洽的师生关系。

(二)   树立榜样力量

       在中国气象科技前进和发展道路上,涌现出一批成绩卓越的科学家,如中国气象事业的开创者蒋丙然、中国近代气象学的创始人竺可桢、中国近代气象科学的奠基人赵九章、中国气象科技的探索者叶笃正、中国现代气象科学的奠基人陶诗言等,学习我们中华儿女百折不挠的奋斗史,激发学生担负起实现中华民族伟大复兴的重任,培养学生的民族自豪感和家国情怀。

(三)   聚力气象强国建设

       推动气象事业高质量发展是建设气象强国的必由之路,通过高质量发展解决发展不平衡不充分的问题,建设更高水平的气象现代化,增强气象综合实力,以高质量发展加快推进气象强国建设,从而保障社会主义现代化强国建设。按照习近平总书记“推进科技自立自强”的重要指示,气象工作者将肩负起责任,勇于创新、顽强拼搏,直面问题、迎难而上,为建成世界科技强国、实现中华民族伟大复兴不懈奋斗。

(四)   深化思政元素融入

       天气会商与讨论,涉及到我国幅员辽阔的中国地理信息和我国预报业务的先进技术,思考这些知识点背后的育人目标,再拓展教学内容,把每个知识点编成故事,用讲故事的形式给学生讲知识,用中国故事讲清新时代思政理论,用新时代思政理论夯实学生理想信念。再挖掘思政元素,专业课程也可以是一座思政价值元素宝藏,将人、物和事件背后蕴含的宝贵精神财富显性化。最后用新时代大学生易于接受的形式予以呈现,在知识传播中凝聚思政价值,带学生看祖国的大好河山,爱祖国每一寸土地,了解我国五千年的悠久历史和文化底蕴,对比西方世界文化,激发学生的民族自豪感和爱国主义情感,培养学生的家国情怀和科学观。在结合教学内容和思政元素的时候,根据本节课的特征去找到课程思政与之相契合的点,富有时代性和正能量的思政内容,才能引起 “00后”学生的心理共鸣,产生强烈的爱国情怀、民族自豪感、坚定的理想信念,使课程内容与思政教育无缝融合,做到春风化雨,润物无声。

(五)   开展研讨评价

       本课程一直采用分组研讨的教学方式,小组成员之间分工合作,小组之间讨论互评。学生在分组讨论过程中是否友好分工与合作,是否能虚心听取他人的意见,尊重他人的发言,遇到问题时学生是否能主动与他人交流、合作,共同解决问题,可以为本节课的教学效果评价提供依据。同时分组讨论可以锻炼学生口头表达、语言组织、探索创新的能力,培养学生作为合格预报员所具备的各种综合素质。

(六)   推进实践教学

       课后实践要求学生撰写一份自我介绍,通过这种方式去了解学生的性格特征以及学生的需求,加强师生之间情感沟通。同时充分尊重学生的人格,给学生心理上的安全感。

       通过本节课程思政教学,希望使学生获得感增强,能自然接受思政内容,能够引起学生共鸣,唤醒学生学习的内驱力,有效促进学生对课程知识理解、掌握、拓展与深化。同时使教师共同成长进步,在开展思政教育的同时,教师树立自己的理想信念、道德情操、仁爱之心,给学生起到示范性作用。课程思政是学生成长的需求,也是国家的需求,也是未来的需求。当老师真正做到课程思政后,课堂就会有温度,教师就会有情怀。

三、教学方法与手段

      本课程采用线上和线下混合方式教学。

(一)   线上教学1.  教学资源建设

      授课采用南信大在线教育平台和腾讯群会议教学。教师采用录播和直播(图3-1)两种模式结合授课,提问通过平台讨论板块模式进行,答疑利用腾讯qq群功能开展,聆听学生总结发言使用腾讯群会议直播功能。                                   

2.  在线教学方式与内容

       1) 思政融入:课程中涉及到我国各地的气候特征、我国预报技术的领先性和幅员辽阔的中国地理信息等元素。讲授过程中运用这些教学素材,融入爱国情怀、社会责任、人文精神、仁爱之心等要素,激发学生认知、情感和行为认同,实现专业知识学习、专业能力提升与学生正确世界观、人生观、价值观形成的深度统一,培养“德智体美劳”全面发展的社会主义建设者与接班人。

       2)  课程任务:为了让学生每次课前都能充分了解每次课程内容和任务,教师在课前提前发放每次课堂安排(图3-2)。

       3) 教学环节:课程安排上,每次课不仅要求学生收看教师的讲解视频,还会安排学生观摩中央气象台早间天气会商部分内容,并且收看后在讨论区进行讨论,以取得更好的授课效果。课后安排适量的作业并对下一次课程内容概要进行提示,以让学生复习和巩固当次课的课程内容,并预习下节课的课程内容(图3-3)。

       4) 课程资料:平台课程资料储存有课程课件、讨论题目、作业、课程安排等丰富资料,可多次使用,以便学生课上方便做笔记和课后复习。

        5) 教学资源:教学平台上不仅仅包含了授课的教学资源,教学团队在前期课程建设中也存储了大量的相关基础知识、完整的中央气象台早间天气会商、现代业务中的预报预警知识。

        6)  教研氛围:课程团队教师对授课方案、课程安排、课程重点难点讲解反复讨论并修改,以达到更好的线上教学效果。同时团队教师多次研磨讨论课程的思政建设,梳理课程所蕴含和所承载的思想政治教育元素,挖掘各类思想政治教育元素并融入教学各环节。

        7) 作业批阅:课后教师对学生提交的作业及时统计,针对共性问题在下一次课前详细讲解(图3-4)。

        8) 线上教学:每次要求学生课前按时手势签到,教师时刻在后台跟踪学生上课记录,对未签到和签到后没有学习进度的学生问询具体原因。

        9) 学习进度:教师课上、课后会时刻跟踪学生学习进度,对未按时完成的同学一一提醒。

       10) 学习情况:教师通过发布公告、群留言、群投票、一对一了解等途径询问学生在线学习情况,并及时对存在的问题进行调整。

(二)   线下教学

        线下教学继续秉承立德树人的教育宗旨,立足于把课程设计好、教好。

1. 思政元素融入教学内容

       先把课程知识点罗列出来,思考知识点背后的育人目标。再拓展教学内容,把每个知识点编成故事,用讲故事的形式给学生讲知识,用中国故事讲清新时代思政理论,用新时代思政理论夯实学生理想信念。

2.教学方式采用分组合作

       本课程一直采用分组教学、分组研讨的教学方式,小组成员之间分工合作,小组之间讨论互评,锻炼学生口头表达、语言组织、探索创新的能力,培养学生作为合格预报员所具备的各种综合素质。

3. 课后实践深化思政记忆

       本课程教学安排有寒潮天气讨论、强对流天气讨论、梅雨暴雨天气会商讨论三部分内容,在每一部分内容结束后均布置查阅文献、讨论、总结等课下作业,把课上专业和思政理论、方法、原理学以致用,将课堂上学到的知识、形成的认识与课后的实践活动进行协同,达到知行合一的教学效果。

4. 建立课程案例集

       运用教学团队的智慧力量,分工合作去撰写课程案例(图3-5)包括章节的知识点、育人目标、课程教学内容、融入的思政元素、以及融入课程思政的过程。课程案例集能够给课程团队成员形成一个范本,让教师按照这个要求调整修改,根据自己的习惯去备课。课程中涉及到我国各地的气候特征、我国天气预报的发展史,预报技术的领先性和幅员辽阔的中国地理信息等元素,这些都是对学生进行思政教育的绝好元素。学习中华儿女百折不挠的奋斗史,激发他们担负起实现中华民族伟大复兴的重任;学习我国预报技术发展史,了解我国五千年的悠久历史和文化底蕴,对比西方世界文化,激发学生的民族自豪感和爱国主义情感。我们课程团队将一起集思广益,分工合作,争取将思政建设巧妙合适地融入到课程教学的环节中,做课程思政的过程中, 将专业知识和育人巧妙融合,将趣味性融入一定的课程思政,可以提升课堂的温度,启迪智慧,培养人格。 

5. 培养学生思考和反思

       用科学的方法引导学生思考和反思,引导学生制作阶段学习小结,学会思考和反思。如思维导图或者海报(图3-6)每一个小结都是学生创作的过程,并且在学生完成后给予一定的反馈。在每次测验后,引导学生自我反思,撰写自我反思报告,对每个学生存在的问题给出解决方案,引导学生更清楚认识自己。强化培养学生的自我教育意识,让他们具备终身学习的能力,潜移默化地把思想政治教育融入他们的学习生活中。

四、课堂教学与互动

       以2019-2020年第一学期教学过程为例,授课对象是2017级大气科学学院大气科学专业和大气科学实验班2017级本科生。授课内容为第一章第一节。

(一)   教师简介

      教师在授课过程中介绍自己的学习经历、工作经历、科学研究以及教学理念(图4-1)。全方位展示教师爱生活、爱学生、爱教育事业的人格魅力,散发正能量。

(二)   课程导读

        介绍《天气会商与讨论》课的主要内容、课程特点、授课方式、考核方式等课程信息。本课程是将学生带入风云变幻的大气系统,领略全国各地首席预报员们的风采,学会关注天气预报会商的要点,在此基础上,进一步了解各类天气预报制作的基本思路,与老师和同学们一起共同讨论天气预报的主要依据。

(三)   发展脉络

        从远古时代天气预报的萌芽到现代天气预报业务的发展和突破,介绍天气预报的古往今来,了解我国祖先在中国上下五千年历史上智慧的积累,讲解在条件极其艰苦的战争年代,中国共产党领导下的第一个气象台在延安的创建,并且着重介绍现代气象科技中的中国学者。竺可桢先生,作为中国现代气象科学的奠基人,我们由衷地敬佩他崇高的科学精神、求实的科学态度和对中国气象事业的巨大贡献。早在哈佛念书时,竺可桢就确立以研究中国科学史为己任;回国后虽忙于教书、创办中央研究院气象研究所和主持浙江大学,但他的科学史研究引领着中国,影响了世界;建国后,作为中国科学院副院长,他组建自然科学史研究室,使国家的科学史研究事业走上了正规化、职业化的道路。正是他一生的执着追求,才有今天中国科学史研究的繁荣景象。他不仅仅是一名出色的气象科学家,还是一名出色的教育工作者,他担任浙江大学校长的13年,有两个非常经典的教育问题:“诸位在校,有两个问题应该自己问问,第一,到浙大来做什么?第二,将来毕业后做什么样的人?”竺校长对学生要求严格,对新入学的学生注重人生观教育。1936年以来,这两个经典问题,影响着一代代浙大学子。每年浙大新生入学的时候学校会把这两个问题印在大学录取通知书上,每年毕业生离校的时候学校又会把这两个问题印在毕业纪念册上。

      谢义炳先生,一生从事气象教育与科学研究,为中国气象现代化和世界气象科学的发展,做出了巨大贡献。顾震潮先生,开创了中国数值天气预报工作。六十年代为原子弹和导弹试验的气象保证作出贡献。叶笃正先生,开创了青藏高原气象学,创立东亚大气环流和季节突变理论,创立大气运动的适应尺度理论,开拓全球变化科学新领域。陶诗言先生,为中国天气预报业务的建立、发展和培养大批天气预报专家作出了重要贡献,是中国当代天气预报理论和方法的开拓者。他们带领中国的科学家开展工作,对中国现代气象科学与业务发展做出了巨大的贡献(图4-2)

       新中国气象事业70年的发展历程,既是一部薪火相传、砥砺前行的奋斗史诗,也是一首人才辈出、壮志豪情的精神赞歌。一代代气象工作者把个人价值融入国家人民事业之中,把气象现代化建设融入社会主义现代化建设之中,经过长期奋斗,培育、继承和发展了优良的传统与作风,凝练出属于气象工作者的强大精神力量。

(四)   会商发展

       带学生了解我国天气预报会商业务的发展现状,时至今日,我们拥有了与美国、欧洲类似的现代化的气象卫星系统,建立了与美国类似的现代天气雷达网,中国的自动气象站从数量上看属世界第一,中国的业务数值预报系统已运行多年,具有中国特色的决策、公众气象服务和防灾减灾体系在世界范围有一定的影响,在天气与气候、农业气象、环境气象、交通气象、能源气象等领域也取得很大成绩。

       在新中国气象事业70周年之际,习近平总书记对我国的气象事业做出了重要指示:指出气象工作关系生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好,做好气象工作意义重大、责任重大。要求广大气象工作者发扬优良传统,加快科技创新,做到监测精密、预报精准、服务精细,推动气象事业高质量发展,提高气象服务保障能力,发挥气象防灾减灾第一道防线作用,努力为实现中华民族伟大复兴的中国梦作出新的更大的贡献。当前,我国已开启全面建成社会主义现代化强国新征程,在向着第二个百年奋斗目标迈进的历史进程中,气象工作必须坚持党的领导,全面贯彻习近平总书记重要指示精神,立足新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,以气象事业高质量发展更好服务保障社会主义现代化强国建设(图4-3)。

对于气象工作者应该着力提升监测精密、预报精准、服务精细的能力。围绕监测精密,着力发展全时全域全要素的综合气象观测,优化地面、海洋、高空气象观测站网布局,加强气象观测智能化和装备国产化水平,提升综合气象观测能力。围绕预报精准,着力发展以地球系统数值气象预报为基础的预报业务,加快构建智慧精准的气象预报体系,努力提高预报预测的准确性、提前量和精细化水平。围绕服务精细,着力构建智慧精细、开放融合、普惠共享的现代气象服务体系,切实将精密监测、精准预报按需及时送达决策者、生产者和人民群众。

(五)   寒潮天气

       回顾寒潮天气过程相关的专业知识,帮助学生复习、深化、巩固已学的天气学原理和中国天气中寒潮天气相关知识(图4-4)。同时介绍幅员辽阔的中国地理信息,我国地处东亚季风区,受地理位置、地形地貌和气候特征等因素影响,气象灾害种类之多、分布地域之广、发生频率之高、造成损失之重,超过世界上大多数国家。气象工作者应发挥气象防灾减灾第一道防线作用,在保障人民安全福祉中具有特殊的现实意义。

(六)   观摩会商(首席和副首席发言)

       便于学生了解现代气象业务相关的资料、方法和内容,学习气象台预报员寒潮天气过程预报思路和会商用语,训练学生建立天气过程分析与预报的思路,培养学生正确的科学观和建立社会责任感,有助于培养学生贴近地方业务的各种能力与素质(图4-5)。

(七)   讨论点评

       在教师的指导下,针对会商视频中出现的各类专业知识,提出问题,遵循由易到难、循序渐进的原则,分解难点,引导学生独立思考,分组讨论,并由小组代表进行发言,针对发言各小组之间互相点评。充分发挥学生的积极性与主动性,培养学生的独立性和创造性。教师将各小组讨论情况在全班进行总结,进一步起到交流的作用,也使讨论更深入。学生注意力受到关注、关联的内容得到展示、学生自信心得到加强并获得满意的学习结果,则学生的学习动机和兴趣将被激发(图4-6)。

(八)   实践活动:学生的自我介绍(课后作业)

       学生撰写自我介绍(图4-7),通过这种方式去了解学生的性格特征以及学生的需求,加强师生之间情感沟通。同时充分尊重学生的人格,给学生心理上的安全感。做到信任学生、尊重学生和关心学生。

 五、教学效果与评价

       本学期“天气会商与讨论”课程面向大气科学专业2017级1-9班、大气科学实验2017级1班共十个班400余人开课。其开设的主要目的是进一步加强学生理论与实践的联系,锻炼学生口头表达、语言组织、文献阅读、探索创新的能力,培养学生作为合格预报员所具备的各种素质,以便学生毕业后尽快适应实际的业务工作。

       本学期受疫情影响,前8周均为线上教学,我们通过在线平台、qq群发布公告,征求学生对教学课程的意见。总体上来说学生反馈情况较好,图5-1来自大气科学实验2017级1班学生反馈。

        同时发布调研报告,调查学生对线上教学的接受程度和在听课过程中遇到的困难(表1)。一共发布十二个问题,收回总票数673票(一人可以多选),其中参与调查人数215人,学生受教总人数236,参与调查人数占总学生人数91.11%。

       由调查数据可知,学生总体认可教师录制的教学视频清楚,可以很好的接收到相关教学知识,认可程度达到91.2%。但是在线上教学和线下教学效果对比时,34.3%的学生认为线上教学效果好,26.5%的学生认为线上和线下效果一样好,还有33.1%的学生认可线下教学效果。75.6%的学生认可讨论板块的教学效果。83.6%的学生已经熟悉了教学平台,操作自如。仍有少量学生表示在家上课存在困难性,很难自律,也有学生表达更喜欢网络课程中多设置直播模式,面对面和老师、同学在一起交流。这为后期线上教学设计提供了可参考依据。

        后面八周恢复线下课程教学过程中,课程思政建设逐步开展并完善,我们课程教学团队梳理课程所蕴含和所承载的思想政治教育元素,挖掘各类思想政治教育元素并融入教学各环节。本课程授课内容,涉及到我国各地的气候特征、我国天气预报的发展史,预报技术的领先性和幅员辽阔的中国地理信息等元素,讲授过程中运用这些教学素材,融入爱国情怀、社会责任、人文精神、仁爱之心等要素,激发学生认知、情感和行为认同,实现专业知识学习、专业能力提升与学生正确世界观、人生观、价值观形成的深度统一,培养“德智体美劳”全面发展的社会主义建设者与接班人。同时组织学生代表与教学团队进行有效沟通交流,总体上反馈较好,如图5-2和5-3。

六、教学反思与改进

       通过本课程学习,使学生获得感增强,能自然接受思政内容,能够引起学生共鸣,唤醒学生学习的内驱力,有效促进学生对课程知识理解、掌握、拓展与深化。同时使教师共同成长进步,在开展思政教育的同时,教师树立自己的理想信念、道德情操、仁爱之心,给学生起到示范性作用。

       课程思政不是完成任务,而是保证育人效果,提高课堂质量。课程思政不是机械照搬,而是创意有机融合,创意不是短期能完成的,要持续地去实践,不停地去变化的过程。课程思政不是每节课都要有,而是找到合适的时机巧妙合适地融合专业知识。课程思政不是理论术语,而是把思政元素融入到一个好故事中,让学生在具体的情境中去理解一些理念,培养学生主动思考人生,建立科学素养和理性的思维。作为一批教育工作者,我们深知要把“立德树人”作为教育的根本任务,课程思政建设刻不容缓。课程思政是学生成长的需求,也是国家的需求,也是未来的需求。当老师真正做到课程思政后,课堂就会有温度,教师就会有情怀。做课程思政不可能一下子就能够入脑入心,需要巧妙设计,并且有必要学会循序渐进地、系统地让学生去感知。在未来的课程建设中我们课程团队将加强自身的专业修养和职业修养,促进教师共同成长进步,并继续努力将课程思政融入专业知识,实现立德树人润物无声。

       未来将在原有基础上,继续挖掘思政元素,如先辈工作与钻研精神、业务预报员成长典例等事迹,深化课程思政,激励学生树立正确的人生观,明确努力的方向;团队成员加强合作,交流经验,提高自身理论与实践的联系能力,更好地引导学生分析与思考;通过团队成员及其承担的相关课程,开展其它相关课程的思政建设。




教学团队简介:

本课程团队(谭桂容、侯瑞钦、王妍、江燕如、陈旭红、王丽娟、钱代丽、郭志荣、朱素行)隶属于大气与环境实验教学中心,中心负责全校大气科学及相关学科实践教学和综合实训,以及大气科学虚拟仿真教学指导、培育、资源建设等工作,致力于全面提高大气科学类实验教学水平和学生实践创新及综合能力培养,是世界气象组织(WMO)区域培训的重要场所,是学校对外交流的重要展示平台。在中国气象局首届全国气象教学名师朱彬教授和课程负责人谭桂容教授带领下,团队成员携手共建本课程思政教学案例,在课程思政建设中获得了2021年校“课程思政”优秀教学团队奖、2020年校优秀课程思政教案奖和课程思政专项微课理工组二等奖、以及疫情防控期间校优秀在线教学案例奖和在线教学调研报告二等奖。并且团队成员依托此课程平台,积极参加2021年江苏省气象科普讲解比赛、2021年江苏省第十二届优秀科普作品大赛。并组织学生参加2021年江苏省第七届公益科普作品大赛和南京市天气预报员比赛,获得了省级二等奖一项、三等奖三项。





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