微课教学设计与应用
——以茶叶气象服务课程为例

柴 波，齐 玲，冉津江

（中国气象局气象干部培训学院四川分院 四川 成都 610072）

微课又名微型课程，是指为使学习者自主学习获得最佳效果，经过精心的信息化教学设计，以流媒体形式展示的围绕某个知识点或教学环节开展的简短、完整的教学活动[1]。在国外，美国爱荷华大学LeRoy A. McGrew 教授提出的 “60 秒课程” 被认为是微课的最早雏形，他将60 秒课程设计成三部分，即概念引入、解释、结合生活列举例子，并认为其他领域的专家也可用类似的方式普及自己的专业[2-3]。美国圣胡安学院的David Pensose于2008 年正式提出微课的概念，他认为在配套的课后练习与课后研讨支持下，微型课程能够与传统的长时间课堂教学取得相近的知识获取效果[4]。在国内，胡铁生等[3-5]指出微课是基于某个学科的某个知识点而构建、生成的新型网络课程资源，它包含微视频、微教案、微练习、微课件、微反思及微点评六部分资源，其中微视频是核心资源。刘明卓等[6]在对微课程与微视频、短课等概念关系梳理的基础上，分析了可汗学院、TEDEd 的设计结构，提出了 “微课程” 的概念设计模型。梁乐明等通过梳理及比较国内外微课程理论后，提出了微课程设计模式，包括前端分析（学习者特征、教学任务、学习内容）、微课程要素与设计（教学支持服务、课程内容）、评价与反馈三个模块。

随着气象事业的发展，现代气象业务工作对县级气象部门的基层人员工作能力提出了更高要求。基层人员能力不足与 “事多人少” 的工学矛盾突出，采用混合式培训方式开展基层业务培训是未来气象教育培训的发展方向。县级气象部门农业气象服务岗位的业务人员以非农业气象专业为主，农业气象基础知识较匮乏，对农业气象基础知识的需求较大，因此开发建设基于混合式培训的农业气象服务系列微课资源十分有必要。文章拟以茶叶气象服务课程为例，基于知识结构和教学模式对该课程进行教学设计，以期将该教学资源应用于农业气象服务相关培训或基层农业气象服务岗位人员自主学习，让学习者得以掌握茶叶气象服务的基础知识，为更好地开展气象为农服务夯实基础。

1 茶叶气象服务微课知识结构构建

微课的特点是短小精悍，碎片化，情景化，灵活性。根据课程特点构建微课知识结构，避免微课知识内容分散、逻辑混乱，是微课建设取得成功的首要条件。

首先分析茶叶气象服务课程的特点。茶叶气象服务是围绕茶树越冬芽萌发、春梢、秋梢、冬季休眠等主要生长发育阶段对气象条件的需求，提供气象条件影响评价，灌溉、施肥、整枝等茶树管理活动农用天气预报，霜冻、干旱、高温、冻害等气象灾害预警，病虫害发生潜势气象预报，以及不同茶树品种生长适宜度气候区划等的专业气象服务。茶叶气象服务是一门实践性很强的课程，该课程的教学对象是县级气象部门的农业气象服务岗位业务人员，因此需要根据教学对象的知识需求选择微课教学内容。

其次构建茶叶气象服务微课知识结构。针对教学对象的知识需求，选择茶叶和茶区概况、茶叶与气象、气象灾害对茶树生长的影响、茶叶气象服务产品、新技术与茶叶气象服务等5 部分知识模块作为微课的教学内容，并进一步将每个知识模块细分为多个知识点，针对每个单独的知识点设计一个微课，以确保在单个微课有限的时间内讲清楚、讲透彻每个知识点。经过构建，将茶叶气象服务微课划分为5 个知识模块，16 个知识点，如图1 所示。以上16个知识点的教学内容既涵盖茶叶与气象的基础理论知识，又涉及茶叶气象服务产品制作等实践应用知识，知识点的设计由浅入深、循序渐进、层次分明，理论与实践相互结合，形成了一套内容全面、逻辑清晰的茶叶气象服务微课授课知识体系。

图1 茶叶气象服务微课树状知识结构

2 茶叶气象服务微课教学模式设计

M.戴维 梅里尔博士提出了 “以问题为中心” “激活旧知” “充分展示” “尝试应用” “融会贯通” 五项首要教学原理[7]，据此将茶叶气象服务微课的教学模式设计为4 个部分，见表1。

表1 茶叶气象服务微课教学模式设计

“茶叶气象服务产品” 知识模块是茶叶气象服务课程的核心内容，是实践性比较强的知识内容，它又划分为4 个知识点，下面以 “春茶开采期预报” 知识点为例进行微课教学设计。这一知识点的教学目标是让学习者理解春茶开采期预报的基本方法，并能运用该方法进行春茶开采期预报实践。

2.1 激活旧知识，引出新知识

回顾前几个微课中学习的 “茶叶物候期” 知识内容及 “气温、水分、光照等气象条件与茶叶的生长发育” 知识内容，并过渡到新知识点 “茶叶开采期预报” 。每年冬末春初天气回暖后茶树的越冬芽才开始膨大生长，越冬芽膨大期及春茶开采期的迟早，不仅直接影响春茶的产量、品质和经济价值，而且还会影响夏茶甚至全年的春茶产量，因此准确预报春茶开采期显得尤为重要。进一步将 “茶叶开采期预报” 细分为以下3 个微知识点模块： “春茶开采期特征分析” “春茶开采前后气象条件分析” “春茶开采期预报模型” 。每个微知识点模块又包含2—4 个微知识点，9 个微知识点的结构设计如图2 所示。

图2 “茶叶开采期预报” 微知识点结构图

2.2 结合实际，设计微问题

根据上面细分的3 个微知识点模块设计3 个对应的微问题：春茶开采期预报需要用到什么数据和什么统计方法？气象要素与春茶芽萌动和春茶开采期有何关系？如何构建春茶开采期预报模型？微问题可以引导学习者在学习之前进行思考，让他们带着问题去学习，以此提高学习者的学习针对性和学习效果。

2.3 新知识展示，新知识应用

春茶开采期的预报思路是：

收集当地历年特定品种春茶的开采期与同期气象要素的数据。春茶开采期是指每年第一批鲜叶的采摘日期，以绿茶为例，通常春茶新梢有百分之15%—20%左右为一芽一叶或一芽二叶期时，即可开采。同期的气象要素主要包括气温、降水、空气相对湿度、日照时数等。

分析气象要素对春茶开采期的影响。为了计算方便，通常需要将历年的春茶开采日期转换为年日序值，应用相关系数法，将历年的春茶开采期日序值与同期的平均气温、日照时数、降水量、平均空气相对湿度等气象要素进行相关分析，找出春茶开采期的变化特征及其与气象条件之间的关系，根据相关系数的大小和显著性检验结果，筛选影响春茶开采期的关键气象要素。

建立春茶开采期预报模型，并进行预报验证。应用线性回归方法，结合影响春茶开采期的关键气象要素，建立基于关键气象因子的特定品种春茶开采期预报模型，根据预报模型计算结果与春茶开采期实测日期进行对比分析，验证预报模型的准确率。

以上是该节微课新知识的展示，后续还需要根据以上新知识的展示，引导学习者根据所学到的知识内容，解决每个微问题。

2.4 新知识迁移，融会贯通

总结知识结构，将历史数据包分发给学习者，让学习者利用该数据进行春茶开采期分析及预报实践，对于有条件的学习者，也可以采用本地的历史数据进行分析及预报实践，并验证预报的准确率。

“春茶开采期预报” 一节微课以茶叶气象服务中最重要的知识点为导向，对春茶开采期预报方法和思路进行讲解，再让学习者利用历史数据进行实践训练。这种理论知识与实践应用相辅相成、新旧知识融会贯通的方式，让学习者在学习知识的过程中能够深度参与到利用理论知识解决实际问题的实践中来，不再 “死记硬背” 被动接受知识，提升了学习者的学习效果。

3 茶叶气象服务微课的应用

根据上述微课教学模式设计，建设了6 个茶叶气象服务微课，包括序言、茶叶和茶区概况、茶叶与气象、气象灾害对茶树生长的影响、茶叶气象服务产品、新技术与茶叶气象服务，微课累计时长为1 学时。该微课学习资源已上传至学习网站的科普学习视频专区，供有需求的气象部门业务人员学习使用。通过实时跟踪反馈、学后回访、问卷调查等方式收集整理了微反思、微点评、微反馈等生成性和扩展性资源，为进一步改进微课教学资源提供了参考。

从本微课学习资源的学习者对微课学习资源适用性的反馈可知，学习者认为学习各节微课学习资源后收获较大，学习者对茶叶气象服务微课学习资源各节教学内容的收获程度，从高到低依次是茶叶气象服务产品、新技术与茶叶气象服务、茶叶与气象、气象灾害对茶树生长的影响、茶叶和茶区概况，占比分别为41.67%、25%、25%、8.33%、0%。学习者均认为微课学习资源学习时长适中。关于此类气象服务知识单个短视频课件的教学时长，75%的学习者认为教学时长在10 分钟内较为合适，25%的学习者认为教学时长为10―20 分钟较为适合。

本微课学习资源也得到了气象专家的肯定，专家认为本微课选题紧密结合气象行业服务需求，课程设计合理，由浅入深，循序渐进，对气象、农业等从业人员有指导意义，对其他行业人员有科普价值；微课内容简洁紧凑，分节讲授，便于集中学习、远程网络授课和利用零散时间进行自学；微课内容科学规范，有关茶叶生长的气候条件、灾害影响以及气象服务等方面的名词术语准确规范，数据翔实可靠；微课画面清晰美观，课程时间长短适中，语言流畅通俗易懂。

4 结语

文章以茶叶气象服务微课制作为例，分析了微课知识结构构建、微课教学模式设计、微课学习资源应用。茶叶气象服务是一门理论性、实践性较强的综合性课程，知识点繁多，在选择微课教学内容时，需要考虑教学对象的知识需求。针对县级气象部门的农业气象服务岗位业务人员对知识的需求，将茶叶气象服务微课划分为5 个知识模块，并进一步细分为16 个知识点，这种 “树状知识结构” 使得整个课程的知识体系更加逻辑清晰和内容完整。在理清茶叶气象服务知识体系脉络的基础之上，根据微课短小精悍、碎片化、情景化、灵活性的特点和五项首要教学原理，探讨了微课教学模式设计，提出了 “激活旧知识，引出新知识——结合实际，设计微问题——新知识展示，新知识应用——新知识迁移，融会贯通” 的微课教学模式。将每个知识点再进一步细分为若干个微知识点模块及微知识点，针对每个微知识点模块设计一个微问题作为引导，通过理论知识的展示，引导学员利用理论知识解决各个微问题。这种微课教学模式既保证了每个知识点的 “微” 特点，又确保了理论与实践相结合，构建了相互独立却前后呼应的知识整体。通过学习者学习微课后的反馈，得知这种微课教学模式提升了学习者的学习兴趣，从而提升了学习者的学习效果，让学习者得以掌握茶叶气象服务的基础知识，为更好地开展气象为农服务夯实基础。