案例教学法在“天气分析”教学中的应用与实践
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摘要：以2017-06-22-07-02湖南极端降水过程历史个例为载体，构建出适用于湖南的极端强降水预报教学模型，并以教学案例文本和预报实习教学视频形式展现出来，应用于气象教育培训“天气分析”教学过程中。以提升湖南基层气象部门对极端强降水天气过程服务方面的能力和科技含量，提高分院教师对湖南大型降水天气过程的教学能力，为湖南省基层气象部门开展极端强降水天气和系统性暴雨天气预报预警提供有价值的参考资料，为进一步做好防灾减灾工作提供技术支撑，减轻气象灾害损失。
关键词：案例教学;极端强降水;防灾减灾;教学实践
中图分类号：G712.4
文献标识码：A
DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.043
1 “天气分析”教学方式探索
“天气分析”是“天气学原理”课程的分支，是将天气学理论付诸于实践的重要环节，天气图的分析和练习、天气过程的总结贯穿整个教学过程[1]。各高校及气象培训机构教育工作者不断探索创新该课程的教学形式，并总结出有实践意义的教学思路。吕梅掣l]将研讨式教学模式引入“天气分析”这门课程的教学过程中，并将研讨式教学模式的内涵扩大。孟蕾等认为案例教学模式更适用于实践课的教学，她认为南京信息工程大学采用的“天气学原理与方法”[2]，虽然在讲述中国天气部分使用大量实例描述天气过程，但在讲解原理部分仍然侧重于数理计算[3]。选取近期天气事件作为范例是因为天气学基础知识课程往往要求学员能在工作岗位上学以致用，会对实际的天气形势进行合理判断，通过教师引导学员对近期天气事件做出分析判断，进而能学会分析判断天气形势。吕梅等通过将MOOCs和翻转课堂有机结合，取得了较好的教学效果[4]。姚素香认为“天气学分析”是气象学专业重要的基础课，重理论、轻实践是其特色，通过PBL教学法可充分体现学生主体地位，调动其主观能动性，加深学生对“天气学原理”和“中国天气”的理解[5]。
2 开发案例教学的意义及必要性
案例是包含问题或者疑难情境在内的真实发生的典型性事件。一个案例就是一个实际情境的描述，在这个情境中，包含一个或多个疑难问题，同时也可能包含解决这些问题的方法。与其他教学法不同，案例教学不仅只是一种教学技能、技巧，或者说一系列教学步骤的运用，而且在这其中，方法所依赖的内容——教学材料，也需有所区别，它有着独特的来源、性质、内容编排体系[6]。开发适用于气象教育在职培训的“天气分析”案例教学课程有其必要意义。
2.1 国家气象防灾减灾工作的需要
2016年国务院印发《国家综合防灾减灾规划（ 20162020年）》《关于推进防灾减灾体制机制改革的意见》等重要文件，2017年中国气象局刘雅鸣局长在部署气象部门需要重点抓好的十方面工作时，明确指出要全力做好气象防灾减灾工作。极端天气气候事件是在特定地区和时间发生的罕见的气象事件，当某地的天气气候状态严重偏离其气候平均态时，就可以认为发生了极端事件。特大干旱、持续性强降水、超强台风、强寒潮、区域性高温热浪等极端天气气候事件会造成巨大的经济损失和人员伤亡。气候变暖背景下我国长江中下游区域极端强降水事件更趋频繁。湖南省降水多集中在下半年，系统性暴雨天气是湖南的主要灾害性天气之一，对生产建设和人民的生命财产造成巨大的威胁。
2017-06-22-07-02，湖南省遭受了近年来历时最长、范围最广、强度最大的极端降雨过程。2017-06-22T20： 002017-07-02T20： 00，省内共有14个地市（州）111县市（区）2 247站累计雨量超过200 mm，共有88个县（市、区）出现了暴雨及以上量级强降雨，共造成全省14个市州120个县市区受灾，直接经济损失381.5亿元。
此次降水是湖南典型的极端强降水过程，降水区覆盖范围广、历时长，与1996年、1998年强致灾过程的雨水具有相似特点，因此具有极强的代表性。深入研究此次极端强降水过程，对于提高同类型暴雨的预报预警能力，对不断完善中国防灾减灾体系建设具有重要意义。
2.2 基层业务人员岗位能力提升的需要
湖南省气象台和各市州局非常重视系统性暴雨天气过程的预报和技术总结工作，但基层台站人员由于理论基础薄弱，缺乏预报经验，往往很难理解技术总结中提到的诸多预报原理，基层人员能力有待提升，迫切需要适用于湖南省预报与服务的个例（案例）教学与指导。
2.3 分院培训能力建设的需要
湖南分院作为中国气象局气象干部培训学员下设机构，应充分发挥面向基层培训的主体作用。本案例深度开发2017-06-222017-07-02湖南极端降水天气过程，分析此次极端降水成因、流域降水计算与预报探讨、模式预报检验和预报难点及着眼点，结合“天气学”大型降水天气过程相关知识点，构建出适用于湖南的极端强降水预报教学模型，并制作配套的天气预报实习教学指导视频。通过开发此次极端降水过程历史案例，可以提高分院教师对湖南大型降水天气过程的分析把握和教学能力。
因此，结合湖南分院特色培训专业建设进展，开展湖南极端降水过程历史案例开发及教学视频制作，有助于提升湖南基层气象部门对极端强降水天气过程服务方面的能力，对不断完善我国防灾减災体系建设具有重要意义。
3 案例教学法在“天气分析”教学中的实践
通过以2017-06-222017-07-02湖南极端降水过程历史案例为载体，梳理出适用于“天气学”教学的湖南极端强降水天气预报预警规范流程和典型天气现象关键预报预警技术，构建适用于湖南的极端强降水预报教学模型，使“天气学”教学实习实训内容更加丰富，为大型降水天气教学提供资料支撑和技术保障;通过预报实习平台的教学实践进一步提升湖南基层气象部门对极端强降水天气过程服务方面的能力和科技含量。 3.1 案例的开发
第一阶段：收集整理2017-06-222017-07-02湖南极端降水过程常规地面、高空资料、卫星及雷达等数据历史资料。
第二阶段：学习湖南典型系统性暴雨天气过程时空分布、季节变化、天气形势分型等理论系统的知识点，结合“天气学”大型降水天气过程章节中的理论知识，从降水的形成与诊断、大范围降水环流特征、降水的天气尺度系统、暴雨中尺度系统、不同高度急流对暴雨生成的作用以及模式预报检验和预报难点及着眼点等角度，对2017-06-222017-07-02湖南极端降水过程案例从教学角度进行剖析。
第三阶段：与“天气学原理”相关知识点对应，完成个例文本撰写，并在“天气学”课程中进行教学实践，编制完成针对此次过程的天气预报上机实习手册，录制完成一次上机实习教学视频。
3.2 案例教学应用
将该教学个例应用于大气科学基础知识班、县级综合业务岗培训班或观测员上岗培训班天气预报上机实习教学实践，并录制配套的天气预报实习教学指导视频，该视频可同步应用于远程教学。
3.2.1 教学分组
为达到较好的效果，案例教学课上课之前，将学员按照人数进行分组，以5-8人为一组，选定小组长。上课前三天下发案例教材文本，要求学员阅读文本并思考作业问题，如此次极端降水过程属于“天气学原理”哪一章节知识点，你能想到的预报理由有哪些，应该从哪几个方面梳理预报思路，你的预报结论是什么？并将小组讨论结果由小组长整理，以网络平台形式提交，由教师进行整合。
3.2.2 教学实施
教学实施过程由小组汇报和教师点拨为主，每小组派一人汇报小组讨论结果，并给出预报理由。教师针对案例文本，从致灾情况、预报思路、模型构建、降水预报原理等方面进行点评，并在MICAPS4.0上演示操作预报过程，绘制天气形势分析图。学员模拟教师操作流程，在个人电脑上进行此次极端降水过程的预报。
3.2.3 教学案例的意义
教学案例的意义主要有以下两点：①填补了相关空白。2017-06-222017-07-02湖南极端降水过程教学案例开发研究成果填补了湖南分院“天气学”教学过程中对大型降水一系统性暴雨天气案例实习实训空白。②获得良好的社会效益和显著的间接经济效益。推广案例教学成果，能为湖南省基层气象部门开展极端强降水天气和系统性暴雨天气预报预警提供有价值的参考资料，为进一步做好防灾减灾工作提供技术支撑，减轻气象灾害损失。
3.2.4 教学反思
本案例以2017-06-222017-07-02湖南极端降水过程历史案例为载体，梳理出适用于“天气学”教学的湖南极端强降水天气预报预警规范流程和典型天气现象关键预报预警技术，构建出适用于湖南的极端强降水预报教学模型，并以教学案例文本和预报实习教学视频形式展现出来，以提升湖南基层气象部门对极端强降水天气过程服务方面的能力和科技含量，提高分院教师对湖南大型降水天气过程的教学能力。本轮强降水过程持续时间长达lld，且南北摆动阶段性特征明显，累计降水量极端性难以预计，如何深入理解降水原理、如何有效提高其预警预报能力，并将“天气学”理论知识跟实际案例相结合，深入浅出地转化成科普语言是当前存在的难点之一。
将该教学案例应用于大气科学基础知识班、县级综合业务岗培训班、观测员上岗班等不同班型天气预报上机实习教学实践过程中，由于学员对“天气学”知识掌握程度不同，要使尽量多的学员们吃透这个案例，需要前期针对不同学员的层次，分别准备相应的案例文本和实习手册等，以期达到较好的教学效果。
参考文献：
[1]吕梅，邹力，姜勇强，等.研讨式教学模式在实践性教学中的应用“天气学”实习课程——“天气分析”教学体会[J].教育教学论坛，2015（ 39）：154-155.
[2]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2000.
[3]孟蕾，桑友伟.天气学基础知识课程中范例的选取与设计[J].科技风，2017 （9）： 125-126.
[4]呂梅，姜勇强，邹力，等.MOOCs模式下的教学改革“天气学”课程的教学体会[J].教育教学论坛，2015 （41）：283-284.
[5]姚素香.PBL教学法在“天气学分析”课程中的应用[J].绿色科技，2016 （9）： 228-229.
[6]郑金洲.案例教学：教师专业发展的新途径[J].教育理论与实践，2002（ 22）：36-41.
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