“普通水文气象学”研究性学习的实践模式探讨
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【摘 要】研究性学习是我国高等学校在经过多次教学改革的基础上形成的一个理念。普通水文气象学课程是大气科学专业（水文气象方向）的一门专业基础课，本文针对普通水文气象学课程的研究性学习进行探讨。首先，探讨了研究性学习的内涵，其次，剖析了在大学开展研究性学习实践的困难，再次，重点阐述在普通水文气象学课程中进行研究性学习的方法和途径，最后，分析在该课程中顺利开展研究性学习的保障措施。
【关键词】普通水文气象学;研究性学习;实践模式
中图分类号： G64 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）34-0073-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.030
1 研究性学习的内涵
研究性学习是我国在改革开放以后高等学校在经过多次教学改革的基础上形成的一个理念。根据前面四次（1978年-至今）教学改革的历程可以看出，研究性学习的理念一直贯穿在其中，在开始阶段研究性学习的思想刚刚萌芽，继而在这方面的教学要求逐渐明确，到今天研究性学习已经发展成为高校教学改革中的一个必然趋势，而且在不久的未来，研究性学习必将成为我国高等学校教学改革的主旋律之一。
大学研究性学习是指在高校教师的指导下，大学生以一个具有探索性的问题或课题作为学习内容，确定研究的主题、设计研究策略与方法，进一步进行资料的收集与整理、分析和研究等从而提高认识、得出结论的学习过程或学习方式。大学研究性学习的根本目标在于培养大学生提出问题、分析问题、研究问题和解决问题的能力，并促进老师和学生之间、学生和学生之间的相互探讨与交流，培养大学生的创新精神、探究精神、实践能力、科学道德和社会责任感，让学生初步掌握科学研究的基本方法，并逐步转变学生的学习方式和教师的教学方式。现代大学制度提倡教学和研究并重，推进研究型教学的改革有助于教师将科研与教学相融合，促进其科研创新，并达到教学相长。
2 实践中存在的困难
在高等学校实施研究性学习，其重点在于实现教学手段和教学方式的创新。这就要求在教师的指导下，学生通过与理论学习相结合的专业技能方面的实践、探索和实习，自主获取专业知识并形成专业技术方面的能力、品质和态度。当前大学教学模式所存在的问题，主要在于它缺乏研究和探索的氛围，缺乏对知识的联系和运用方面的足够的实践和训练，缺乏可供教师操作的创新和实践教学的条件，缺乏学生创新学习的实践平台。另一方面，研究性、实践性已经成为现代高校本科教学的重要特点，这方面亟需加强。
“普通水文气象学”课程是大气科学专业（水文气象方向）的一门专业基础课，对于培养学生在水文学和气象学交叉融合方面的综合知识和能力，具有重要的意义。针对该课程的教学，应该根据自身特色，积极探索适合创新人才培养的研究性学习模式。
3 普通水文气象学的研究性学习
3.1 课程特点
近年来，气象、水利和环境等业务部门对高质量水文气象人才的需求较大，国际上出现一些以水文气象学为研究对象的实验室。欧美高校和科研院所在水文和气象学科交叉方面已经展开深入研究，实施了多个能量水分循环和生态水文观测计划，积极推进建立研究水文-土壤-植被-大气连续体相互作用的模型，探求全球变化背景下水文气象过程与生态系统相互作用机理，建立理论结合实际、服务于流域水资源管理和水环境治理的学科体系。
水文气象学是研究陆面和对流层大气在水分循环中水的产生、存在、运动和转化以及能量相互转换的科学，着重应用气象学和水文学的原理和方法，研究水文循环和水分平衡、能量平衡中同降水、蒸发有关问题的一门学科。该课程的目的在于讨论和分析气象学在水文问题上的应用，培养学生通过气象学与水文学相结合的手段来解决水文与气象交叉学科中的科学问题。通过本课程的学习，学生应该熟悉常用的一些水文气象耦合模型，并理解当前迫切需要解决的与国民经济、生产实际密切相关的实际应用问题，学生还应能够利用气象学的基本理论和方法来解决一些常见的水文与气象交叉的科学问题。
3.2 研究性学习的实践途径
由于该课程在国内尚属新课程，因此研究性学习方面的相关经验也较少，需要進行充分的研究，积累相关资料、总结经验和教训。学生在研究性学习的实践中还可能会出现很多困难和障碍，这些需要教师在教学过程中积极应对，采取合适的策略和途径，加以解决。
首先，笔者认为在该课程的教学中，可以主要通过如下途径实现研究性学习：（1）通过对问题进行引申来开展研究性学习。例如，教师可以先给学生解释什么是蒸发悖论，它是如何提出的，然后提出问题：该理论可以解释什么现象，实际应用还存在什么问题或困难？让学生通过查阅文献进行研讨。（2）通过对某个方法进行探讨来开展研究性学习。例如，让学生针对当前设计暴雨和洪水计算方法的优缺点进行探讨，分析如何针对不同情况选择合适的计算方法。（3）通过对某个科学问题进行数学建模来开展研究性学习。例如，让学生收集南京地区的大气环境资料，建立数学模型，进行大气污染状况的研究，了解PM2.5对人体健康的影响。
其次，教育部关于高校的人才培养方案中要增加课程的相应实践环节，普通水文气象学的教学形式上，除了理论课的讲授以外，将加强实践教学。通过课堂上学生的实习和讨论，提高学生的兴趣和培养实际解决问题的能力。考核方法上，采用多种形式结合，避免单一考核方式的简单化处理。最终成绩采用平时成绩、作业、课堂提问和讨论、课程论文与笔试等相结合的方式。要求学生提交论文或学习感想一篇。通过考核方式的多样化，增强学生学习的自主性、提高学习兴趣，从而改进教学效果。
具体来说，强化实践课的教学包括，学习R语言的基本语法以及基本数据处理方法，结合实际的水文气象观测数据进行常见的统计数据分析和检验，并借助R语言的软件包进行地区线性矩（包括线性矩和地区分析两部分）的实习训练。课堂上，学生携带笔记本电脑跟随老师的讲解进行操作。同时，每次实习课课后均安排1次学生作业，要求学生提供程序命令和计算结果、绘制的图表等。 再次，教学环节上，教师应该发挥多种媒体的作用，比如，编制和发放实习和实践课的相关教程、指南或手册，运用多种途径进行实物的展示和操作演示，编制教学短片，组织学生到野外和现场进行参观教学，利用网络资源组织教学等;学生方面可以借助于集体学习的形式，让学生分组进行学习，安排各自不同的任务，分别进行相关资料的检索、数据的收集和整理、结果的分析和建模等工作，最后集中进行研讨，再选学生代表进行PPT汇报，并借助墙报或poster等进行成果的集中展示。
最后，应该加强对合适的普通水文气象学课程教材的编写工作。传统教材的撰写中关注对学科知识的总结和归纳，讲究对相关知识、方法和原理的逻辑性、系统性的归纳、整理和提炼，过于重视课程内容的系统性、理论性和完整性。这样的教材撰写方式没有体现出知识发现的过程，应该更多地从提出问题、探索问题、解决问题的角度来编写教材，帮助学生了解科学发现的过程，理解认识科学规律的途径，掌握探究科学问题和进行科学研究的方法，从而有助于学生加深对普通水文气象学课程和学科的理解。
4 保障措施
南京信息工程大学水文与水资源工程学院组织多位相关专业骨干教师，专门成立“水文气象学”教学团队，经常组织研讨活动。学院还形成了相关的“水文气象学”科研团队，利用遥感产品同化、气候数值模拟、分布式水文模拟等前沿技术，主要开展水文-气象过程相互作用、水文气象资料同化的理论与方法、防洪标准设计、水文气象灾害预警预报等研究工作。团队的集体科研能力和合作精神为该课程研究性学习的顺利进行提供保障。
5 结语
研究性学习已经成为当前高等学校教学改革的一个趋势，而普通水文气象学课程中的研究性学习的开展尚存在很多不足。针对高校课堂教学中研究性学习尚未得到足够重视的现象进行了较深层次的思考，提出了普通水文气象学课程的研究性学习的若干建议。研究性学习方面的实践和探索有助于构建大气科学专业人才的知识结构和能力结构，培养出既懂水文又懂气象的复合型人才。
【参考文献】
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