基于“四合四联”的气象学与气候学课程教学创新研究

陈红翔，李亚屏

（宁夏师范学院 资源环境与生命科学学院，宁夏固原 756000）

1 课程基本信息

1.1 课程概况

气象学与气候学是地理科学专业在大学一年级第二学期开设的专业核心课程（学位课程），共计3 学分、48 学时。该课程于2018 年开始建设在线学习资源，2020 年被认定为校级线上线下混合式一流课程。目前，其已完成5 轮混合式教学实践，实现了“教学严起来，课堂活起来，学生忙起来”的教学改革要求。

1.2 课程内容

气象学与气候学课程内容体系包括气象篇、天气篇、气候篇，如图1 所示。

图1 气象学与气候学课程内容体系

1.3 课程目标

气象学与气候学课程制定了4项目标，具体如表1所示。

表1 气象学与气候学课程目标

2 学情分析

在大一第二学期，学生的观察能力、阅读能力、思维能力等有了一定的提高。在学习本节课之前，学生已经对大气运动知识有了一定的了解，且在日常生活中能接触到各种天气变化，所以印象较深刻。在这一阶段，学生对于天气变化的成因有较强的探索欲，大部分学生在初中、高中学习过天气与气候的区别，对天气变化有一定的认识，但推理能力、空间想象能力相对较差，面对复杂问题，认识上还存在一定的局限性，需要教师进行引导[1-2]。具体学情分析如表2 所示。

表2 上课班级（2022 级地理科学）学情分析

3 课程教学存在的问题

随着信息化进程的推进，知识的更新加快，传统的课堂已经很难适应时代的发展，在高校课堂，大部分教师依然处在主导地位，教师重教，学生轻学，在一定程度上阻碍了学生的发展。通过梳理，主要存在以下问题：

3.1 与专业教育缺乏联系

气象学与气候学课程面向地理科学与科学教育专业学生开设，学生的地理基础和认知能力参差不齐，不同专业的后续课程对气象学与气候学知识需求各有侧重。气象学与气候学作为专业核心课，应该适应不同层次学生的个性化需求，帮助学生有针对性地解决实际问题[3-4]，打破不同学科之间的壁垒，实现核心课与专业课的有机融合，将课程教学与现代教育技术接轨，体现“金课”“两性一度”标准。

3.2 与课程思政缺乏联系

在传统气象学与气候学课程教学中，教师注重知识传授和学生能力培养，忽略了课程育人功能，课程育人效果不明显[5]。如何围绕课程教学大纲和教案，挖掘气象学与气候学课程中蕴含的思政元素，发挥课程育人的功能，将“三全育人”有效融入知识传授和能力培养，实现课程与思政育人有机结合，是教学中值得深思的问题。

3.3 与实践创新缺乏联系

现行的课堂教学活动内容只包括理论讲授与考试，未能激发学生的学习兴趣和发挥气象学与气候学课程的实践作用[6]。教师需在现有的教学资源中增加实践环节，鼓励学生解决实际问题，开展实践创新。

3.4 评价方式单一，与过程性考核缺乏联系

一些高校课程评价重结果、轻过程，在以往的气象学与气候学的考核中，平时成绩（考勤+作业）占30%，期末考试占70%，评价只注重结果，而忽视了过程性评价。这样的评价方式导致部分学生对平时学习的投入不够，对课堂教学活动不感兴趣，参与度不高，对课程的学习还停留在知识记忆的阶段，缺少对学生综合分析、解决问题的高阶能力的培养[7-9]。

4 课程教学创新的思路与举措

4.1 创新的理念和思路

（1）创新理念：针对气象学与气候学课程教学中长期存在的问题，本文采用“整合教学资源、融合教学模式、结合思政育人、混合教学形态”的“四合”改革举措，实现课程教学与专业教育、特色育人、实践创新、个性发展紧密联系的“四联”目标，全面解决气象学与气候学课程教学中存在的问题[10]，如图2 所示。

图2 气象学与气候学课程教学创新理念

（2）创新思路：在新工科、新医科、新农科、新文科建设背景下，本文创新设计课程三阶学习环节，调整课程教学计划，合理安排教学内容，满足后续课程的教学需求。将每个专题教学内容按难易程度设计为三阶，合理制定每阶的培养目标（如图3 所示），使知识传授、能力培养、价值塑造体现在教学过程中[11]。

图3 创新设计课程三阶学习环节

4.2 创新举措

本文以学校新工科、新农科、新文科建设和师范专业认证为导向，以地理师范专业人才培养质量提升为改革目标，通过优化气象学与气候学课程体系、整合教学资源、融合教学模式、结合思政育人、混合教学形态等途径，探索改革气象学与气候学教学创新机制，把科学精神、思想道德素质、实践能力和人文素养的培养贯穿气象学与气候学课程教学的全过程[12]。

4.2.1 整合教学资源，形成多维度知识结构体系

根据学科的发展和学生的需要，本文重构了课程的知识体系，加强了学科的融合，拓展了课程的广度与深度，根据教育部对课堂教学“高阶性、创新性、挑战度”的要求，对课程资源进行了重组、丰富和提升。在教学内容上，教师增设了前沿的研究成果，充分利用网络教学资源，对网络教学资源进行筛选，让优质的网络教学资源丰富教学内容，在每一章，都会加入一些社会热点问题，让学生进行主题讨论，达到创新性及高阶性的目标。教学资源整合后，课程教学能够满足OBE 理念下的地理科学专业人才培养需求，有效解决教学内容问题[13]，如图4 所示。

图4 气象学与气候学课程知识体系

4.2.2 融合教学模式，实现多模式互融共促

课程的教学模式基于产出导向OBE理念，体现“学生发展为中心、产出导向、持续改进”的思想，强调高阶能力以及情感价值的课程目标。本文以学生发展为中心，优化教学设计，完成教学任务，如图5 所示。

图5 气象学与气候学课程线上线下混合式教学设计

在此模式中，学生是主体，教师是主导，体现以学生发展为中心的思想，学生和教师通过沟通、交流、分享、协作等方式相互作用、相互影响、相互促进，组成了学习共同体。课前，教师根据教学目标遴选优质的教学资源，发放学习任务单，学生以小组合作的形式进行课前的学习；课中，教师以学生的学习反馈及时调整教学策略，通过学生展示、问题提出、讨论反思、答疑解惑、总结提升等环节，促进知识的内化、能力的形成、思维的训练，通过知识讲授、设置问题、引导探究，组织课堂教学；课后，学生通过分享教学视频、测试、困惑反思、知识的应用、评价创新，达到高阶学习的目的[14]。

4.2.3 结合思政育人，深化特色思政教育

本文以提升课程“两性一度”为着力点，融合“知识要点—实际应用—课程思政—前沿热点”，构建“四位一体”思政强化模式，对教材进行“再加工”“再创造”，深挖课程思政元素，适时将课程思政教育融入教学中，提高课程思政教学的有效性，达到立德树人和“三全育人”的效果[13-14]，如图6 和表3 所示。

表3 气象学与气候学思政融合一览表

图6 气象学与气候学课程“四位一体”思政强化模式

4.2.4 “线上线下+BOPPPS”混合教学形态，全面提升学生实践创新能力

经过多年教学改革，课程组构建了基于学习通教学平台的课程教学资源，形成较为成熟的“线上线下+BOPPPS”的混合教学模式，为整合教学资源、融合教学模式、结合教学育人提供了强有力的平台支撑和运行动力。全新的教学模式改变了传统的课堂讲授教学模式，增加了实践教学环节。“线上线下+BOPPPS”授课模式下的线上自学取代了大班授课，线下面授采用翻转课堂形式。学生在线上提前完成各阶知识点的自主学习和预习，线下课堂教学采用BOPPPS 六步教学法。在第三步“前测”过程中，教师与学生参与学情诊断，运用翻转教学解决学生线上自主学习中的问题，实现当堂持续改进。第四步“参与式学习”主要用于实践教学。基于小组学习、问题学习、案例学习、探究学习等先进的教学方法，在小班讨论和翻转课堂中采用参与式学习。学生可以围绕专题进行分析、研讨、展示等高阶学习活动，通过高阶学习，学生获得知识与能力的全方位提升。教师在教学上的创新慢慢转变为学生自我驱动、自主学习、勤于思考、善于发问的创新，如图7 所示。

图7 野外实习混合教学活动的成效

4.2.5 构建多维度、多层次、多形式、全过程的课程考核评价体系

气象学与气候学课程的教学注重过程性评价，注重学生的学习过程，通过学习通、雨课堂平台的数据分析，对学生的参与度进行直观量化，在课程的考核中，从知识—能力—素养三维出发，以过程性评价与终结性评价相结合的方式进行，使评价标准多元化、考核方式多样化、考核结果动态化，如图8 所示。

图8 多维度、多层次、多形式、全过程的课程考核评价体系

课程组在对学生进行过程性考核的同时，也对教师开展教学过程性评价，构建“四位一体”评教形式（学生打分、同行评价、督导评价、个人教学反思等），以评促教，以评促改，同时，通过网络反馈、问卷调查的形式，了解教学中一些具体的问题，促进教学方式的持续改进。

5 教学创新效果评价

5.1 学生学习效果全面提升

教学平台数据显示，学生发帖数19 712 条，参与互动人数1 825 人。通过调查发现，有97.2%的学生认为个人自主学习能力得到加强。

从期末考试卷面成绩对比发现，教改班的及格率、平均分和优秀比例明显高于非教改班，如图9、图10 所示。

图9 教改班学生成绩对比分析

图10 非教改班学生成绩对比分析

5.2 教师的科研成果转化为教学资源，教学创新能力不断提高

教师团队承担国家自然科学基金及省部级科研项目10 余项。教师注重科研反哺教学，将自身科研成果转化为教学案例110 项，有效激发了学生的创新思维，授课效果得到学生的普遍认可与高度肯定。近5 年，通过创新教学模式的推广和实践，教师团队教学科研能力不断提高，教学团队受聘宁夏卓越教师发展人才小高地专家5 人，共出版教材2 部，主持教改项目20项，发表教改论文16 篇，获校级教学比赛奖一等奖1项、创新教学比赛二等奖2 项、自治区教学创新大赛三等奖1 项。

5.3 学生的创新成果凸显，创新能力增强

注重学科融合，保证人才培养的复合性和应用性；赛教融合，鼓励学生积极参与社会实践；创教融合，保证学生多样性发展；学生的学年论文、“双创”训练、学科竞赛、毕业论文选题均源自专业教师科研项目中的科学问题，从而锻炼了学生解决实际问题的能力，提高了学生的综合分析能力，培养了学生的科技创新能力。教师团队成员2020—2022 年指导学生申请各级“大创项目”30 余项：“三下乡”活动16 项，学生的科研能力明显提高。教师团队指导学生参加全国师范生微课大赛，获得国家级特等奖1 项、国家级二等奖1 项，中国大学生计算机设计大赛西北赛区一等奖1 项、三等奖1 项，在中国自然资源学会“国地杯”第四届全国大学生自然资源科技作品大赛入围决赛1 项。

6 结语

气象与气候学课程经过多年“四合四联”创新的探索和实践，实现了从传统课堂向智慧课堂、知识课堂向能力课堂、理论课堂向实践课堂、封闭课堂向开放课堂的转变。教学改革需要持续进行，创新教学需要进一步提炼、深挖和实践，促进学生全面发展。通过教学改革，课程组更清楚地认识到作为创新教学改革的教师，需要在不同的教学阶段，采取不同的教学策略，促进学生从低阶的知识记忆转变为对高阶知识的综合应用。