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水文与气象交叉课程建设的思考

 论文栏目:气象信息论文     更新时间:2017/9/13 15:01:43   

摘要:学科交叉是科学发展的必然。我国特殊的地理气候条件导致各类水文气象灾害频发,因此加强水文气象学科的交叉和课程建设势在必行。本文针对水文气象学科发展和课程建设中遇到的问题,在人才培养、课程组建设和教学方式的改革方面提出了一些有针对性的措施,为水文气象交叉学科的发展提供有效的建议。

关键词:交叉学科;水文气象;课程建设

学科交叉是优势学科的发展点,新学科滋生的源泉,是获得科技创新的重要突破点。近年来,发展交叉学科已经成为许多高校培养新世纪创新性人才的首要策略和途径。关于交叉学科的定义,刘仲林等认为交叉学科是两门或两门以上的学科相互结合、彼此渗透交叉而形成的新学科。这是目前接受最为广泛的定义。

1水文气象交叉学科的可行性

1.1气象学和水文学存在互补性、递进性

气象学是把大气当作研究的客体,从定性和定量两方面来说明大气特征的学科,通过研究大气的变化规律,并最终对天气做出合理的预报,预报的对象包括降雨、气温、气压、风速等。水文学是研究地球大气层、地表及地壳内水的分布、运动和变化规律的学科。通过测验、分析计算和模拟,预报自然界中水量和水质的变化和发展。可以看出,气象学是水文学的上游学科,水文研究的地表水资源来自于大气降水,且地表水资源的演变直接受到气候条件的影响,气象学为水文学的研究提供有力的边界条件。

1.2社会急需人才的紧缺促进该交叉学科的发展

近年来,各种水文气象极端事件频发,如城市内涝,北京2012年的“7.21”暴雨;2016年7月连续暴雨导致湖北多个城市严重内涝,损失严重;如干旱,自2009年,水资源丰富的西南五省却持续干旱;2016年北方春季持续性严重干旱,等等。中国正处于经济快速发展阶段,经济的发展、财富的积累和人口的增加都需要更高的防洪抗旱安全保障。但是若要应对上述种种极端水文气象事件,单靠气象学科或者水文学科已无法培养出适用的人才。社会急需既懂气象又懂水文的专业人才。因此,必须加强水文、气象学科之间的交叉和整合,这是社会发展的需要。

2水文气象交叉学科的课程设计

交叉学科的设置和发展依托于交叉课程的建设,本文将以二门特色课程的建设为例,说明水文气象学科的设置思路。

2.1普通水文气象学

普通水文气象学是水文气象学科中重要的一门专业主干课。该课程的目的在于讲述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问题中与大气有关的自然现象。通过该课程的学习,学生初步掌握水文气象学的基本概念,理解水文气象学中的重要理论依据、主要的研究内容、研究技术和方法,以及了解当今常用的一些水文气象耦合模型和一些迫切需要解决的与国民经济生产实际密切相关的应用问题。

2.2水文气象集合预报

水文气象集合预报是水文气象交叉学科发展中设置的一门专业课程,具有较为明显的学科交叉性。水文预报的重要输入条件是降雨,而降雨的预报则来自于气象学,同时,地面条件的改变也会对局部的气象背景要素产生影响。通过课程学习,可以掌握水文预报和降水预报的相关技术,掌握水文气象集合预报的基本原理和方法,了解水文气象集合预报的发展趋势和应用进展,带领学生接触到目前国内外的学术热点和难点问题,培养学生的学习兴趣和探索精神,并进一步提高联系实际、分析问题与解决问题的能力。

3水文气象课程建设存在的问题

3.1师资和教材资源缺乏

对水文气象专有人才的培养在国际上只有4家研究机构涉及,国内更是很少,目前只有南京信息工程大学一家。虽然近年来从事该领域研究的教师人数已有一定的规模,但是能将研究成果转化为本科教学内容却需要一定时间的积累,而且由于涉及多学科领域,对教师的要求相较于传统专业要高,一般需要有较长的留学经历。而目前的相关教师储备不足。

3.2教学和考核方式较为陈旧

水文气象方向课程的考核方式仍以笔试为主,占总体成绩的70%;虽然会辅以报告、作业的形式,但分数比例较低,不能有效突出学生在课堂上的参与度和平时的表现,无法考核出学生对这门课程的真实掌握程度和学生对这门课程的理解,需要对考核方式进行改革。

4水文气象交叉学科的发展对策

水文气象学紧贴国际发展前沿,水文与气象的交叉和整合是气象学科和水文科学发展新的增长点,水文气象专业人才的培养关乎到国民经济的健康发展和人民生命财产的安全,建设水文气象方向的专业课程是社会发展的需要。

4.1培养教学人才,加强教材建设

加大对教师出国进修的资助,通过与国际著名水文气象研究机构的合作和交流,提升教师的科研水平和在该研究领域的影响力。将知识结构相似的教师组成课程组,通过不断的交流和碰撞,进行知识的更新,以提升教师的教学水平。课程组是高校教学团队建设的有效载体,课程是学科与专业、教学与科研的联系纽带,也是推进新兴课程建设和发展的有效途径。

4.2改革教学方式,提高课堂效果

水文气象学与目前国家发展中的减灾防灾关系密切,因此对学生解决实际问题的能力有一定的要求。该课程的教学需以实际问题为案例,对其进行分析、建模、求解及实施。因此,传统的教学方法不再适应,需结合新的教学方法,比如:案例教学法、兴趣教学法、启发式教学法、合作式学习、双轨教学法及其研究性教学法等双向交流教学方法。而且,实际问题内容多,板书影响教学效果,需借助于多媒体课件,演示复杂大信息量的内容。

参考文献:

[1]李志远.互动式教学中案例的选择与应用[J].合作经济与科技,2011,(14):112-113.

作者:杨娜 张叶晖

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