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农业气象学课程教学分析及革新

 论文栏目:气象学教育论文     更新时间:2012-7-23 11:30:31   

农业气象学是研究农业生产与气象条件之间相互关系及其规律的科学,农业科学的基础学科之一,气象学科中应用气象学的重要分支。农业气象学研究的目的在于围绕农业的发展与现代化,不断认识和解决生产中的气象问题,提出促进农业生产的最优气象条件和措施。农业气象课程的学习,使学生系统的学习农业气象学的基础知识和基本原理,较全面地掌握光照、温度、水分、大气、风和气压等农业气象要素的意义、特征、变化规律及形成各种天气过程的原因;初步弄清天气与农业天气、气候与农业气候的基本知识,掌握小气候与农业小气候的形成、变化规律及调节原理,掌握基本的农业气象要素和小气候的观测原理、方法及气象资料的分析整理方法,明确气象条件在农业生态环境中的重要性,为学习其他专业课程和以后分析农作物与气象条件的关系,充分合理地利用农业气候资源,调节和改善农田气象环境条件等方面打下坚实的农业气象学基础。

目前,在全球气候变暖的背景下,极端气象灾害增多增强,农业病虫害趋多趋广,给农业生产带来了严重的影响,面临的自然风险也更多更大[1]。随着农业气象学科的快速发展和当前新的历史时期对农业气象学更好服务于农业的新要求,课程的教学存在学生学习的主动性不高,不知道农业气象学的具体作用和功能,教学内容、教学理念、教学手段单一,不重视实践能力培养等问题,农业气象学的优势和为农业服务的作用没有得到充分的展示。因此,如何根据农业气象学课程自身特点及专业学生的培养目标,有针对性地进行教学改革,使学生能快速、准确掌握知识并应用与生产实践中是一个值得思考的问题。

1使学生明确农业气象在农业生产中的重要作用

农业生产离不开气象服务的支撑和保障。据统计,2000年以来,我国每年因自然灾害造成的农业损失占农业生产总值的15%~20%,远高于自然灾害损失占全国GDP2%~5%的比重[2]。现代农业气象是现代农业生产与现代气象业务的高度结合,现代农业生产与气象条件密切相关,对气象保障服务需求更为迫切。随着气象为农业服务深入发展,农用气象服务工作也日益显示其重要作用,成为气象为农业服务的重要手段。

1.1农用气象预报服务

包括农业天气分析评估、农业灾害性天气、病虫害、作物适宜播种期、收获期、重要物候期、土壤水分、未来气候趋势预测和极端气候条件预测及对农林牧业生产影响的预评估等服务产品。同时预报服务也包括农业气象旬(月)报、雨情、墒情、温情、灾情、农业干旱监测专报,作物生育期间的农业气象条件分析,年度农业气候评价,气象灾害评估与风险分析产品等服务产品。

1.2农用气候服务

包括农用气候专题分析、作物气候生态适应性分析、气候变化对农业生产的影响分析、农用气象灾害专题分析、农用气候资源开发利用、开展精细化的农用气候动态区划及成果推广应用、退耕还林草气候适应性分析等服务产品。

1.3特色农业气象服务

包括开展特色经济作物种植的气候环境评价。如中药材(当归、党参、黄芪、甘草);制啤酒原料(啤酒大麦、啤酒花);油橄榄、百合、黄花菜、花椒、白兰瓜、酿酒葡萄、苹果、桃、板栗等作物。开展特色作物播种期、采摘期等时机、适宜天气预报;开展特色作物对气候变化和极端天气事件的响应;开展特色物极端天气条件和病虫害预报等服务产品。

1.4为农业生产提供综合服务

在产前,根据各区内农业气候资源状况,为合理制定栽培计划及选择适宜各区农业气候条件的优质、高效的优良品种,提供气候预测分析服务和适播期预报服务;在产中,通过进行实时平行对比观测和测量,及时获取有关农业气象资料,开展农业气象研究和服务,进行产量、品质的预测预报服务,重点对影响产量和品质的气象因素进行研究,并提出对策;在产后,及时对当年基地生产期间的农业气象条件利弊影响进行分析鉴定,做出气候影响评价,总结当年基地生产经验教训,从中总结规律,指导来年计划和决策,并做好收获和储运期间的气象服务[3]。

2加强和完善现有的教学体系

2.1突出学生创新思维,以能力培养为本位

培养大学生的创新精神最重要的是培养他们在实践活动中的创新行为,有了创新行为,创新精神才有生命力,才有实际价值。科学方法的掌握与学生能力的培养都必须依靠学生的实践。对于高校学生而言积极参加社会实践活动是培养其科技创新能力的有效途径。一方面大学生通过实习、见习、参观、社会调查、业余兼职等多种社会实践,在具体的实践活动中,学生们会遇到许多生搬硬套书本知识所不能解决的问题;另一方面学生可以通过将科研与教学相结合来培养创新思维和创新行为[4]。农业气象学是一门实践性很强的学科,比如说农田蒸散量是由作物叶面蒸腾和土壤表面蒸发造成的农田水分损失量,它是决定农田水分状况,作物光合作用和生长状况的重要因素。对于蒸散量的测定方法很多,无论那一种方法的测定都会有各自的优缺点,针对此问题如何以一种创新的思维去理解农田蒸散量的测定,由老师加以引导,逐步培养学生的创新理念,以期在测定方法上有所突破和创新。农业气象学本身具有专业性强、实践性强的特点,同时也是其他相应专业课的基础课程,为今后的专业课程学习起到铺垫的作用,如果在基础课阶段的学习中,学生没有培养起基本的科学思维方式和动手能力,专业课的学习势必会非常被动。因此,确立以学生综合能力培养为本位的教学思想,注重教学各个环节的科学性、灵活性和针对性,启发学生独立思考和解决问题就显得尤为重要[5]。比如说研究同一个农业气候区域内,由于地形不同而形成局地的气候差异以及对农业产生影响,是农业气候的一个重要内容,其研究方法一般是对典型的地形进行短时间的气象观测,并用物理模型进行计算或数理统计分析,确定地形影响气候条件的规律及其农业意义。学习这个知识点的过程中,老师可以采用讨论式教学、案例分析教学法、启发式教学法、互动式教学等方法,充分调动学生积极主动思考,要求学生在后面学习地学课程中注意把握,不同的地形条件下会产生不同的农业气候区域,那么对于不同的地质地貌类型的形成是否和当时的气候条件有关呢?因此,农业气象学的学习为其他专业课程的学习起到了很好的知识积累作用,同时也是创新思维和能力培养的良好开端。

2.2重视实践教学,改进教学方法

我校农业气象学实验课学时较少,目前开设的内容仅为辐射、温度、湿度、蒸发、降水、气压和风这几个主要气象要素的观测,由于课程设置的限制没有涉及综合性实验。我们认为应根据专业的不同,在安排实验课教学时有区别地对待。对于农林专业,建议将各气象要素观测开设为地面气象综合观测实验,集中在一次对各个气象要素同时进行测定,这样有利于学生认识气象要素之间的相互联系和影响,促进学生深入分析气象要素的综合表现差异而产生的不同天气状况。对于资源环境专业类的学生,不仅仅要安排农业气象基本因子的观测,同时可采用选修课、课程论文、毕业论文的形式增设验证性实验、综合性实验和部分气象数据的处理和建模。比如利用我校现有的气象观测设备,完成对农田蒸散量的计算,通过学生对最高温度、最低温度、平均温度、风速、日照时数等气象要素的测定,利用Penman-Monteith公式推导农田蒸散量的数值,既加深了同学们对该知识点的掌握,同时也锻炼了学生实践操作动手能力。与此同时,教师在课堂上讲授完理论知识后,有选择地设计一些题目,让学生利用业余时间(主要是节假日),通过社会调查了解生产实际问题,既开阔了学生视野,增进了对社会的了解,又锻炼了学生分析问题、解决问题的能力。如调查家乡主要农作物的种植、家乡土壤的解冻期、作物的播种期、某一天的温度变化(温差)情况,主要生理病害等情况,以及它们和气候之间的关系。选择自己感兴趣的题目,并查阅相关资料,进行交流,班级同学可分为几组,设定不同的题目,最后通过大家每一组的调查讲解,实现相互之间的知识共享。

2.3使学生了解农业气象学的发展前景

兴趣是最好的老师,学生的学习兴趣在很多情况下是需要老师引导和激发的,它能使学生对感兴趣的东西给予优先注意并促使学生积极主动地去研究它、领会它和掌握它。农业气象学涉及的学科前沿性问题有全球气候变化与作物适应性问题,环境胁迫和调控,灾害规律和预警,界面过程与水热传输,资源利用、持续生产力与利用率,信息与遥感应用,精细农业或精确农业中物质能量输导等方面[6]。

从20世纪70年代以来,农业气象学在观测手段研究方面正逐步实现自动化、遥测和精确化。在作物气象条件研究方面,从过去单因子研究向多因子综合研究发展,其方法上突出的特点是开展数值模拟和模型实验[7]。如作物-天气-土壤的各种统计模式和动态模式的试验研究,作物的生长发育和产量同气象条件的关系等。在农业气候方面,应用聚类分析、模糊数学等近代数学方法,使农业气候相似研究和农业气候区划工作更加客观化和定量化;应用线性规划和统计决策等方法,使农业气候区划工作由只考虑单个生产对象发展到综合考虑多个生产对象在不同区域的最优配置。综上所述,为了适应目前新形势下农业气象学的新任务和农林专业学生发展的要求,农业气象学必须进行积极的教学改革和思维转变。只有通过不断优化该课程的知识体系,做到以能力培养为本位,才能够更好地为教学、科研和农业生产服务。


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