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农业气象学是高等农林及农林职业技术院校中农学类各专业必修的一门专业基础课程。主要介绍气象要素光、温、水、气的分布、变化规律,它们与农业生产的关系和调节措施;天气形成、变化原理及灾害性天气发生规律,地区特征和防御途径;气候形成、区划,农业气候资源的开发及利用等。农业气象学不但是农学类各专业必修的一门专业基础课,更是一门重要的技术课,其实验课程教学改革势在必行,以培养学生的创新意识和动脑、动手能力,才能与时俱进,真正体现出“以人为本”的现代教育理念。因此,必须对实验教学内容、实验教学方法、实验考核办法进行改革,充分发挥教师的主导和学生的主体作用,培养学生严谨的科学态度和良好的科学作风。
1 实验课程教学内容改革的针对性
1. 1 压缩验证性实验教学内容
依据实验课程教学大纲应开设的实验有太阳辐射的观测、空气温度和土壤温度的观测、空气湿度的观测与查算、气压和风的观测、蒸发和降水的观测、农业小气候的观测及地面气象观测资料整理等。除农业小气候的观测以外,基本上都属于验证性实验。为尽可能地压缩验证性实验,给学生增加设计性与探索性实验的机会,将实验四、五压缩合并为一个实验,取消了气压的观测,对风的观测内容进行了缩减,只讲小气候观测仪器的使用,气象站使用的仪器只要求学生了解。资料整理中农业界限温度起止日期的确定和积温的求算,将原来的多种方法,如界限温度求算中的五日滑动平均法、偏差法、日平均法等压缩为前一种,其余由学生自学。
1. 2 注重设计性实验教学内容
农业气象学实验课程的设计性实验主要是让学生自己根据社会实践中可能遇到的实际问题,按照教师的要求自行设计方案,并组织实施,有计划、有目的地解决这些问题。在验证性实验教学内容的基础上,注重增加设计性实验内容。
1. 2. 1 增加农业气象调查实验
通过调查方案的设计、调查过程的组织实施、调查资料的整理、调查报告的撰写等,使学生学会从实践出发解决生产实际问题的能力。
1. 2. 2 增加农业气象试验设计
开设一部分设计性实验,比如农田(果园、温室、菜地)温光因子的观测方案设计、农业害虫生育进程、危害期的起始温度和积温研究的方案设计等。结合这些方案,学生可以根据自己的情况,有选择地组织实施。这样学生可以结合自己的专业,对通过查阅图书资料或向专业教师咨询等各种方式得来的多方面的知识进行综合分析,设计出科学的方案。这一过程既锻炼了学生的动脑、动手能力,又丰富了学生的实践知识,增加了学生的学习兴趣,还培养了学生的综合能力和创新意识。
1. 3 增加探索性实验教学内容
在实验课程教学中,依据学生的专业和兴趣,引导学生自行设计实验方案,并进行实验,探索实验结果。在太阳光照度和日照时间的观测中,植保专业学生对光对昆虫的影响这一内容比较感兴趣,就引导他们尝试做一些这方面的实验,如不同的昆虫对光照度感受的能力及指标、同一昆虫不同生育期对光照度的感受能力与指标等;园艺专业的学生对光与园艺植物的关系应用方面感兴趣,就引导他们做通过改变光照时间的长短来控制花期的实验,并对不同的花卉控制指标进行探索。学生通过做这些探索性实验,并进行讨论,可以总结自己实验设计方案的优劣,既能满足学生的求知欲望,也能锻炼学生的思维能力,还培养了学生的创新能力和创新精神。
2 实验课程教学方法改革的必要性
2. 1 实验教材的改革
以前实验教材主要是验证性实验,而且内容与形式不利于学生自学和预习。因此,必须对实验原理、仪器原理和仪器使用方法及操作步骤、注意事项、数据处理方法等进行改革,做到重点突出,并在每个实验中加入“预习思考题”和“技术关键”两项内容。设置“预习思考题”是为了让学生对此次实验有大致的了解,做到心中有数,在实验过程中能够得心应手,掌握主动权。在实验中增加“技术关键”是为了让学生在实验中掌握重点、难点,另外还设置了多种思路和问题,使学生在实验过程中充分发挥其主观能动性,积极拓展思路去解决这些问题,从而使学生的能力得到提升。
2. 2 实验讲授方式的改革
改革后的实验讲授分为两个阶段。一是提问与讨论阶段,提前通知学生实验内容,让学生提前预习,对实验内容、实验过程等有初步的了解,避免学生在实验中的盲目性,使学生在实验过程中处于主动地位。二是讲授与模拟阶段,根据学生的提问及学生的讨论情况,在讲授时只针对学生的问题及本次实验的重点、难点进行讲授,对实验过程中易出现的问题进行简单模拟与演示,强调技术的关键,使学生在较短时间内便能够掌握整个实验的内容与技术。通过这两个讲授过程,保证了实验的顺利进展,并能很好地降低实验物品的损耗率。
2. 3 实验教学方法的改革
2. 3. 1 开放实验室
让学生自行安排实验顺序,给学生更多的主动权。学生可以根据自己的情况安排实验顺序,首选自己感兴趣的实验,并允许学生按教学计划要求提前完成自己的实验任务。2. 3. 2 提供知识咨询由于增加了探索性实验和设计性实验,学生在学习、实验或实践过程中遇到的问题,在较短的实验课堂上不能够完全加以解决,必须在课外时间进行。这就强化了教师的咨询作用,要求教师及时给予学生帮助,知识咨询的内容以评判方案、提供有关的仪器或资料、解答问题为主。
2. 3. 3 组织兴趣小组
结合学生的专业,向学生提出不同的实验课题和让学生进行调查等形式去实实在在感受农业气象的重要性,激发学生的学习兴趣。学生对自己感兴趣的问题可设实验课题,在教师的引导下使自己的兴趣得以激发,使学生的思维得到锻炼,能力得到发展,知识得到拓展,还能增强团队意识。
3 实验课程考核方法改革的督促性
实验考核主要从学生预习、实验的操作过程、实验态度、实验报告等几方面综合评定。其中,预习占考核成绩的30%,主要从预习与实验课有关的理论内容、熟悉有关仪器的使用方法、查阅实验中所用仪器的性能参数或额定值及与农作物有关的指标、能够设计有关的观测实验方案、写出预习报告等几方面来衡量。实际操作占考核成绩的50%,主要从正确使用各种常用仪器与器皿和准确读数、按照实验的具体要求正确操作、在规定时间内完成实验并写出实验报告、不损坏仪器和浪费实验材料、实验完成后的整理情况及物归原处等几方面考核。实验报告占考核成绩的20%,主要从根据要求整理实验数据绘制相应的曲线或图表、对实验数据进行分析并得出结论、记录和讨论实验中发现的问题与解决办法、正确回答农业气象学实验课程中提出的问题、报告语言通顺、条理清晰等方面进行考核。同时学生还可以提出提高实验效果的改进建议,对一些综合性、设计性实验,还要求附有实验设计的方案,以培养学生科学实验的能力和完整、准确、科学表达自己观点和思路的方法。这样,通过对学生实验课程实行全程管理、全程考核,让学生对每一个实验、每一个环节都加以重视,增强学生学习的主动性和自觉性,充分体现实验考核的督促作用。
4 结语
根据学校培养学生的目标要求,省属高等农林及农林职业技术院校的大学毕业生多数都面向农业生产基层工作第一线的实际,通过十多年来对农业气象学理论和实验课程教学过程每一环节的亲身经历,在实验课程教学改革具体实施的前提下,写出此文,以期同行们参考并恳请提出宝贵意见。
我国的农业气象学科在老一辈科学家竺可祯、陈凤桐、赵九章、吕炯等的倡导、主持和宛敏渭、江爱良、刘明孝、潘怡航等参与下，于1953年建立起中国第1个现代农业气象研究机构，经厉了40个岁月，走过了创建、艰苦、波折、发展的道路，奠定了农业气象发展的基础。今天，我们在回顾过去，瞻望未来时，应当缅怀农业气象先驱者们的功绩。我们坚信再过40年，我国农业气象科学将走在世界的前列。
l主要成就与水平估计
1.1建立了一支配套的农业气象科技队伍
1953年以气象、农学专业人员相结合，开展了农业气象研究，举办过提高不同层次的讲习班。1956年在大学建立第1个农业气象专业，1958~1961年相继有5所大学设立了农业气象专业。先后有近40个研究单位设立了农业气象研究机构，培养了大批农业气象专业人才，造就了一些与世界同一专业相当的农业气象学家和专家，一大批有才能的中青年农业气象学科技人员正在成长，他们是农业气象发展的有生力量。据不完全统计，全国有4000多从事农业气象研究和业务工作的科技人员，居世界第1位，其中研究人员约80。余人。
1.2形成了分支学科较齐全的专业结构
农业气象在切多年的发展过程中，与世界农业气象发展相呼应，与国家经济建设孺要相适应，由单一的农业气象发展有作物气象、农业气候、农业小气候、畜牧气象、森林气象、农业气象灾害、农业气象预报、农业气象仪器与监测等专业。这些专业在原有的基础上不断地更新内容，得到新的发展，一些新的领域正在出现，以温室气体大气成分对气候与农业影响的研究已开始，农业生物学与气象关系的微观结构的研究起步，农业气象数值模拟已开展，并向动态模拟模式发展，农业产后气象学扩大了小气候的研究领域，与全球环境变化相联系的农业环境气象已经提出或起步。这些为农业气象学科注入了新的内容，促进农业气象学的发展。
1.340多年农业气象取得了一批主要成果
在农业气候资源利用和农业气候区划、农业气象预报、农业气象灾害、早地农业的类型和防单体系，作物气候生产力、区域农业气候和局地农业气候等都获得过国家奖或重大进展，其中许多项达到国际水平，引起了国内外同行的重视。如中国农业气候资源与区划、中国农作物气候规律，以农业气候与小气候为依据的橡胶北移成功、湿害防御技术、亚热带东部山区农业气候与小气候、农业气象预报等取得重大成果，早地农业类型与防早技术体系、干热风、低温冷害等也取得重要进展。这些研究成果促进和保证了农业生产的发展。
1.4农业生产的发展得到农业气象理论和技术的支持
农业发展规划、农业生产布局和农业生产结构的调整、作物栽培、农业气象灾害防御对策、农业自然资源特别是水资源的利用、农业设施的结构设计优化与小气候调控等得到农业气象学有效的理论和技术的支持。如橡胶北移成功是以气候资源、地形小气候和生物气象理论为基础的，种植制度的调整是以气候条件的分析为主要依据，早地农业水分调控和节水农业措施是建立在气候的水分平衡的基础上，气候变化和灾害发生规律研究为农业生产波动找到原因和对策，农业气象预报为农业生产安排与保护提供了有效保障，农田生产管理科学化的实现和高效，浦要协调作物生育、技术措施与水、热、气、肥关系，亦是以天气气候为基础、以小气候规律为指导的。一大批农业气象基础工作如农业气候资源图、作物气候图、各种农业气象著作等在农业生产中起到积极作用。由此不难看出农业气象理论和技术原理，正在农业生产和农学各个领域中，直接或间接地发挥了巨大的知识力量。
1.5水平估计
目前我国农业气象科学的学术水平在总体上处于中等地位，在农业气候、农业气象灾害、农业气象预报等领域和其它领域个别环节上达到国际先进水平，比美国、日本、原苏联、以色列、英国、德国、法国、荷兰等有些方面有差距，比其它国家略高，但在应用方面处在世界的前列。我国与世界农业气象学科主要差距:美国的农业气象体系并不明显，但在基础研究(水分平衡等)、基础资料积累、农业气象模拟、农业小气候等方面领先;日本整体水平较高，基本上适应农业生产，在低温冷害方面的研究领先;原苏联在机构设置、资料积累和研究工作方面都有较坚实的基础，在农业气候、作物气候方面有许多先行的研究，但由于基础理论较薄弱，近年没有重大进展。其它如英国在植物小气候、德国在森林小气候、荷兰在农业气象动态模拟等方面领先。我国除在这些湃究领域有差距外研究设备和手段方面差距很大，基础工作的基本资料、积累、基础理论研究方面都有较明显的差距。
2主要问题
经过40多年的努力，农业气象研究取得长足的进步，但也存在不少问题。
2.1研究工作面很广，但深入的少;研究的间题多，但重点不突出
我国的农业气象工作从早期研究面狭窄走向多方面研究;不限于研究各分支学科内的问题，而且研究的对象很广，涉及农业生展间题也多，但系统深入研究的问题少，许多研究工作只走完第一步即中止。如低温冷害在气候规律、某些机制上取得进展，但到进一步解决低温冷害时由于条件限制未深入;湿害在解决实际问题有明显成效，但在理论上没有取得重大进展。同时由于研究的问题广，没有进行梳理和聚焦，在一个阶段没有形成重点，或形成重点但对学科的发展没有“带头”作用，对农业气象学的发展促进不大。2.2模仿引进的多，创立的少大部分农业气象基础研究没有摆脱模仿阶段，没有建立、提出新思想、新理论。当前兴起的农业气象数值模拟，其模型大多是引用国外的，没有创立中国的模拟模型，没有走在世界所建模型之前开展研究，没有创立模型的凉型，使许多研究工作长期与国外保持。时问差”，处于紧迫的状态。这是有碍于我国农业气象学发展的。
2.3基础工作薄弱，农业气象装备落后
许多方面基础研究不够，缺乏必要的资料和数据，而许多农业气象科学数据是弓{用国外的，有些极为重要的数据如温室气体的农业排放量，由于缺乏观测资料，在一些国际会议卜沙有充分发言权。此外，大多数研究单位设备简单，仪器和信息采集及处理手段落后，主要是资充源少，使农业气象设备长期得不到更新换代。目前国内尚无专门研制农业气象仪器设备机构，研究手段长期落后的状态，必然影响农业气象的发展，与国外的差距越来越大。
2.4理农业气象理论体系尚未形成，缺乏解决农业实际间题的能力
成为农业气象学的三大理论基础都是从其它学科中移植过来的，如生物气象来源于生物学的某些领域，农业小气候理论基础是微气象学，农业气象预报的理论是借助于气象预报理论与方法。农业气象的交叉与边沿地位应该体现在研究领域和学术问题上，而不应长期处于依附的地位。在理论基础薄弱的同时，农业气象技术体系也未建立，两者是相辅相成的。这是发展农业气象学科至关重要的根本。
3农业气象面临的形势与任务
从世界与我国农业气象研究的发展过程看，都有过不同程度的起伏。西欧70年代，在植被与大气环境理论、植物生长与作物生产模拟，美国在生物环境小气候方面，日本在低温冷害、温室环境控制等方面都取得重大进展，进入80年代农业气象的理论成就并不十分显著。美国近期转向气候变化对农业影响的研究又有起色。我国的农业气象因多种原因而起伏更大，曾三起三落。这说明农业气象学科稳定地位的基础并不牢固。当前我国的农业气象学正处在关键时期，一方面如不奋起加强和改革，又有落人低谷的危险;另一方面又面临农业要求农业气象必须发展的形势，也即是说当前农业气象处在不断增长的客观需求和自身理论与技术极不完善的双重艰巨任务下发展，这对农业气象科学来说既背负生存和发展，又面对挑战和机遇。
3.1国民经济的发展要求农业气象科学参与国家农业发展战咯决策。我国的国民经济要求在本世纪末翻两番，农业上两个台阶，农业气象可以从农业气候资源，农业发展重大措施的农业气象依据等方面提出决策建议，虽已错过某些时机，但仍有大量工作可做。
3.2我国农业生产不稳定性，是围绕农业发展进程的长期因素。我国处在东亚强季风气候区，大陆性又很强烈，农业气象灾害十分颇繁，是造成我国农业生产不稳定性的主要原因。农业气象学要为保证农业生产稳定性发挥重要作用。40多年来，粮食生产最大波动可达17.6%，一般年景可达5%左右，在粮食总产4boo多亿kg的水平，每年约损失200多亿kg。解决农业生产的不稳定性，使农业生产稳定发展，这是农业气象学科的重大责任。
3.3我国农业生产特别是粮食生产的形势仍然严峻，同时对多种优质农产品的需求在不断增长，影响农业生产发展的基本的环境因素是气候。解决我国的农业生产问题，不仅对我国的稳定和发展十分重要，而且也是对人类的生存发展的重大贡献。因此，要求农业气象学科更快拿出更多、更高的理论与技术成果，为解决农业生产中的农业气象问题作出贡献。
3.4当代科学技术的飞速发展推动许多科学的发展和知识的更新换代，新技术、新方法、新观点应运而生，冲击着农业气象学科的传统阵地，使农业气象面临前所未有的形势，这既是挑战，也是机遇和条件。但是，在当前形势下，作为农学的基础分支学科的农业气象学科，不能与飞速发展科学技术相适应，还没有形成独立理论体系与技术体系，严重地影响了农业气象的地位和发展，我们要抓住当前的时机，既要发展，又要创新、既要引进，更要创立，建立起自身的理论体系和技术体系，以适应日新月异的世界科技发展形势和农业不断增长的需求，这也是农业气象学不能回避，又必须面对的重要任务。
3.5农业气象学科还面临着没有引起重视而已存在的问题，即多学科伸向同一个农业气象研究间题，既开展协作，又展开激烈的竟争，如农业干旱间题，虽是农业气象间题，但是农学各分岁学科、地理、水利、大气、植物、生理、环境、自然灾害等学科都会伸向这一领域，一旦列为重点课题，争夺这一课题会激烈化。同时市场经济的发展带来的竞争机制，也势必加剧科学研究的竞争。当然，这对发展科学是十分有利的，但也对农业气象学科提出了严重警告，如不加强和提高，增强研究实力，必然会在竞争中败下阵来。这也迫使农业气象加快步伐，加强基础工作，提高竞争能力，以适应未来科学研究的发展形势。
4当前农业气象学科发展的生要趋势
除了一些共同的特点外，诸如研究的问题愈来愈深入，涉及的领域越来越宽广，难度越来越大等，从当前看农业气象学科的发展趋势:
4.1农业气象由单纯学术间题研究向农业生产重大问题靠拢。如由开展气象与作物关系研究、气象灾害危害规律和特征、农田小气候特征、农业气候资源数量评价等研究转向农业水资源及水分问题、农业气象灾害、农业布局和结构调整、重大工程的农业气象评价、农业发展战略决策等重大农业生产问题。世界范围和我国进人70年代，有关气候异常与农业生产，特别是粮食间题的研究，80年代关于农业水分间题研究，用于农业发展战略和布局的农业气候资源和区划，种植制度的气候向题研究等等，都是当前农业生产发展的重大间题，农业气象向这些重大问题靠拢，开展大规模研究，取得重大进展，不仅为农业发展提供依据，也为解决这些重大间题发挥了学科作用，提高解决实际问题的能力，加强和提高农业气象在农业生产中的地位，这是农业气象得以生存和发展的基础。美国的农业气象学家也认识到农业气象不与经济间题结合起来是没有生命力的。
4.2农业气象理论引进在加速，同时促进农业气象向农学各分支的渗透。计算机的发展和应用推动农业气象学的前进，使农业气候出成果的速度加快;采用遥测遥感等现代信息科学手段，使农业气象预报理论和方法迅速更新，准确率大为提高;模糊数学应用使农业气象的许多工作的定量化更明确了;摘的观点引进，阐发了生态环境劣变导致嫡增，更易诱发灾害和群发性的关系，大气温室气体增加的气候变化效应，引发了大气成分对农业影响研究等令。这些引进推动了农业气象学理论的发展，开拓了新的研究领域，丰富了农业气象的内容，有利于促进农业气象学理论和技术体系的建立。与此同时，农业气象学科也加强向有关学科渗透，农业气象由处于解释农业生产问题的作用进而伸入有关学科，达到共同解决农业生产问题。如以生态气候为基础，根据天气气候分析，与植物保护学科共同探讨农业昆虫迁飞的规律;根据气候季节变化和农田小气候规律，与栽培学科共同解决作物生育促控的条件与措施，农业小气候关于近地层热水平衡或热水输送的研究，使早地农业研究更深入一步。总之，农业气象学的介人，促进农业生产各要素协同理论得到发展。
4.3农业气象当前有向微观结构探入，向宏观综合联系扩展的趋势.经过几十年的努力，农业气象学广泛地探讨气候与农业的一般关系，这在农业气象初期发展阶段中起过重要作用，但没有适时地引向深入，使农业气象学的发展在较长时间内处于徘徊境地。近年来出现一些新的动向，如霜冻的研究，利用高倍显微镜观察和摄影可以记录到植物霜冻过程的微细结构;霜冻冰核活性细菌成冰作用和提早与加重危害影响的发现，对霜冻提出新的见解。其它如湿害、干热风向生理反应的研究方向发展，生物工程的微环境研究已开始。大气湍流扩散以及热量传输等物理过程和动力过程的微细结构已进入农田边界层的研究。生物与气象条件的微细结构的深入研究，将使农业气象取得新的重大进展。利用光、温、水因子对生物生长发育和特性的影响和控制，有可能发展成为新的农业气象产业。在宏观联系方面向大范围、多因子扩展，如农田小气候由单一结构的研究进而研究大面积朴体系统能量与物质输送，在气候生产潜力方面从单项气候条件与产量关系进而研究农业诸多因子与气候的关系，作物栽培中研究各要素与气候因子协同的关系，农业气候区划由单纯的气候条件区划到考虑农、林、牧和环境等多方面的综合区划，在山地气候研究方面向小、中、大尺度相结合的研究发展，农业气象与社会经济领域相结合有利发挥农业气象学参与宏观调控的作用.农业气象的这种综合研究动向将导致农业气象学产生更大的效益。
4.4注意全球性农业气候问题的研究。气候变化往往是大范围洲际性甚至是全球性的。如1972年我国发生大范围干早，与此同时非洲、原苏联、北美等都发生不同程度干早。当今出现的温室效应导致的气候问题，是全球性的，影响人类生存环境，也会导致我国的气候变暖、变干或变湿，势必影响农业生产的发展。联合国开展全球行动，我国正参与全球气候变化问题和对农业生产影响的研究。美国航空和空间管理机构制定的Eos(地球观测系统)计划，世界上许多国家参加，对陆地、海洋、大气、生物圈等进行了大规模观测。全球性有关农业气象科学活动的增加，扩大了农业气象学研究的视野，有利子我国农业气象的发展。
4.5农业生产人工环境小气候调控的研究有加强的趋势。由于人口的增长，耕地的减少，社会藉求的增长并趋于多样化和周年供应，特种农产品的供应也有新的需求，必然要发展和增加设施农业生产来补充和满足经济发展的需要。人工环境设施农业生产的关键性技术是小气候调控，目前这方面在国外的研究应用已有很大进展，但我国的小气候自动化调控的装备和监测程度还很低，设施内无病环境的调控哑待解决，目前研究正向温室理想环境调节发展，利用计算机综合控制温、光、水、肥、co:浓度等，达到产品产量的增加速度任何时候都保持最高点。今后在一定程度上对这方面还会提出更多更新的要求。
农业气象学是高等农业院校植物生产类专业基础课, 目的是介绍对农作物生长发育和农业生产活动有影响的大气科学知识。其学习内容具有较强的拓展性和实践性, 单凭传统的课堂讲授进行教学存在一定的困难。在高等学校实施质量工程的背景下, 我们希望通过借助网络教学来提高该课程的教学质量。在应用网络改进教学方面, 应用混合式教学已是大势所趋,因而我们采取混合式教学的方式实施农业气象学课程教学改革。
1 混合式教学的基本原理
一般认为, 混合学习要将网络教学的优势和传统教学优势相互融合, 它不仅是一种学习方式的混合,更是教育理论、教育理念的混合, 包括教学方法、教学模式、教学资源、教学环境、教学媒介、教学目标等教学各要素的混合, 其目标是整个教学系统以最小的投入获得最大的回报[1][2]。我们认为, 混合式学习 ( 在本研究中 “混合式学习”等同于 “混合式教学”) 就是把传统学习方式的优势和 E- learning ( 即数字化或网络化学习) 的优势结合起来的教学方法。
2 农业气象学课程开展混合式教学的实践
2.1 开展混合式教学的试验研究设计
(1) 试验研究的目标。本研究旨在探索如何构建适用于混合学习的农业气象学课程资源, 如何应用课程资源开展混合式学习, 如何对混合式课程资源以及所进行的教学进行评价。
(2) 试验内容与教学对象。试验内容包括农业气象学整门课程的教学内容。在对课程所有章节进行知识目标划分后, 我们确定了课堂讲授、网络教学、实践操作三种不同教学方式的分布和时间 ( 见表 1) , 该表列出了课程哪些可以通过网上学习、哪些是课堂讲授、哪些是实践课程, 分别占多少课时以及划分的依据。教学对象为仲恺农业技术学院农业与园林学院园艺专业 2006 级本科生, 共 30 人, 试验环境包括多媒体教室、网络教室、实验室。
(3) 试验研究的方法。试验研究主要采用行动研究和评价研究。行动研究主要应用在开展自主学习的教学策略、操作流程等方面。评价研究主要应用在检验网站对学生自主学习的作用、教学效果方面。
2.2 开展混合式教学的网络资源和教学策略的设计
(1) 网络资源学习平台设计。混合学习是将传统教学与网络教学有机结合并有效实施, 那么, 有效开展网络教学首先要搭建网络学习平台, 网络学习平台构建的好与坏直接影响到网络教学效果。在本研究中, 我们制作了农业气象学网络课程并用于网络教学。根农业气象学网络课程的应用方式即混合学习中的网络学习, 它的设计与开发主要遵循了两条原则:
第一, 不同知识内容采用不同媒体表现。对不同类型的知识, 在网络教学资源中可以有不同类型的课件来表现, 我们设计的课件比较常见的有流媒体 ( 视频) 课件、操作练习课件、资料呈现课件、物理模拟课件。对于生产实践性比较强的课程网络教学资源的设计, 充分考虑到学生在生产实践方面的不足, 尽可能地设计一些教师课堂讲授或生产现场操作的录相资料, 并借助于一些物理模拟技术, 弥补学生在实践环节动手不足的缺陷, 从而缓解有限的教学资源与教学、生产实践、技能训练的矛盾。因此, 农业气象学网络课程中, 视频类的课件使用最为普遍。
第二, 支持自主学习。由于网络学习主要是自主学习, 因此, 在网络课程的设计过程中, 我们通过有效的设计策略来促进学生的自主学习, 提出了应用混合学习的网络课程需具备 5 个支持系统: 学习内容支持: 明确学习目标, 建立完善的知识结构, 提供丰富的多媒体资源; 学习活动支持: 设计专题探究活动;交互支持: 建立教师导学模块; 导航支持: 设计清晰的导航策略; 评价反馈支持: 设置多种评价手段。
(2) 混合学习教学策略的设计。常见的混合式教学策略有基于问题的混合式学习、基于专题的混合式学习、基于案例的混合式学习、基于研究性学习的混合式学习、基于任务的混合式学习五种。根据教学的实际需求, 农业气象学主要采用了基于案例的混合式学习, 基于研究性学习的的混合式学习、基于任务的的混合式学习三种教学策略。教学策略、混合方式、混合学习活动成分三者的对应关系如表 2 所示。
课堂教学主要在多媒体教室进行, 目的是解决一些难点问题, 主要采用基于案例的混合式学习、讲授法,约占总课时的 39%。网络学习主要是学生在课后在宿舍自主学习 ( 由于部分学生因缺少计算机等原因不能在宿舍内访问网络课程, 我们采取了折衷的办法, 为这些学生申请免费的计算机机房使用, 从而保证每一位学生都可以参与到网络学习中) , 也组织了 3 个课时的集中学习。网络学习约占总课时的 27%, 主要采用基于问题的混合学习、自主学习和教师的在线指导三种策略。实践操作主要是课程的实验课部分, 学习场所主要是包括实验室、校园、农场, 旨在培养学生的动手能力, 学习时间约占总课时的 34%。实践操作部分首先要求学生通过网络学习掌握实验的基本步骤, 观看实验视频, 认真填写实验计划后才进行实地实验, 主要采取了基于任务的混合学习策略。
2.3 开展混合式教学的实施过程
农业气象学课程从 2007 年 9 月底开始到 12 月底结束, 利用主要的学习方式: 面对面的多媒体教学、网络学习、实践教学环节。学生必须按照规定的参与课堂讲授学习, 其中包括教师知识讲解、疑难问题解决、学习讨论等。其基本的教学流程包括对学生的各种问题答疑, 以问题为导向与案例分析结合起来突破教学的难点。除了面对面课堂教学以外, 约有 1/3 的课时是网络学习, 网络学习活动包括:
(1) 学生按教师的要求, 浏览网络课程, 在规定时间内完成某部分内容的自主学习。
(2) 学生以小组为单位, 围绕 4 个专题完成课程作业。课程作业要求学生多途径搜集资料, 包括网络搜集、图书馆报刊、实地考察测量数据等途径, 最后形成电子作品在网络课程的作品展示模块中。
(3) 学生利用网络学习平台提出问题, 教师可以通过同步或异步的方式进行问题解答, 从而使得学生获得问题解决的方法。
(4) 完成自测题目以及学习量表, 对自己的学习效果、学习方法、学习体验进行检验。课程考核包括课堂考试、平时表现、期末考试、网络学习经历等, 成绩评分的比例分配见表 3。
3 开展混合式教学的效果评估
在混合式教学试验研究结束之后, 为了了解学生对开展混合式教学的态度, 我们采取随机抽样的原则, 抽取了 40 位学生作为调查对象, 以问卷调查的形式对这些学生进行了调查。从教学实施、教学效果、教学资源三方面展开调查, 调查以研究者直接到所在班级发放问卷, 当场收集问卷的方式进行。问卷调查共发放问卷 40 份, 回收问卷 40 份, 有收率为100%, 数据统计使用了 SPSS V11.0。通过数据处理、分析, 我们发现了以下问题。
(1) 教学资源的评价。对混合学习使用的网络课程的评价,我们设计了 7 个问题对资源库、课堂教学PPT 讲义、教师授课录像、课程学习内容、在线测试、作品展示、在线交流进行了调查, 结果表明: 该班同学对农业气象学网络课程对学习的支持作用是肯定的, 几乎所有观测点的好评率到都在 80%以上, 说明了我们的设计策略是比较有效的。
(2) 教学效果的评估。对混合学习教学效果的评价,我们设计了 4 个问题对混合式学习对课程内容、信息技术应用能力、学业成绩、学习效率的作用进行了调查, 分析结果如下表 4 所示。从上表可知, 该班同学对采用混合式学习所取得的教学效果是肯定的, 说明了此次混合式学习的教学效果比较好。
(3) 教学实施的评估。学生对混合式学习的反应普遍比较好, 97.5%被调查者表示喜欢这种学习方式,并且 65%的同学认为本次混合式教学开展的很好 ( 或较好)。当问及 “混合式学习的优点”时, 40 名被调查同学一共选择了 129 个关于该种授课方式的优点, 其中“师生及同学之间的互动较好、讨论压力较小” “增加网络及信息技术工具的使用技能” “增强对课程内容的兴趣” “参考资料可立即分享”是感受比较强的优点。
尽管同学们对混合式学习的授课方式比较认同,但在实施的过程中, 也暴露出一些问题。首先是学生网络学习的时间比较少, 在 1 小时以下的占到 40%,这种情况可能与较多同学缺乏个人计算机, 需要到网络教室上机不够方便所致。对于此次混合学习的缺点, 同学们反应最多的是 “网络速度不快”, “互动情况不佳”和 “教师指导不够”也是较大的缺点。并且, 他们认为网络学习中的主要困难包括: 网上学习时间不够, 网络资源不足、网络学习工具不好用。这些反馈意见对我们以后改进组织方式、教学策略明确了方向。
4 结论和讨论
本研究根据媒体适用性原则和自主学习原则构建了课程资源, 采用课堂教学结合网络学习、实践操作开展混合式学习的教学策略, 通过调查问卷的方式对课程资源、教学效果和实施过程进行了评价。课程试验结果表明, 面向混合学习的教学设计模式是可行的, 得到了教师和学生的认同, 充分发挥了学生学习的主动性和教师教学的主导性作用, 课程的教学效果是良好的。根据实践的经验我们认为, 尽管混合学习的内涵比较广泛, 而适合当前高校实际情况的混合学习包括以下三种:
(1) 学习资源的混合: 不同类型课件的混合;
(2) 学习方法的混合: 教师主导与自主学习的混合;
(3) 学习环境的混合: 常规课堂讲授、实践操作环节与在线学习的混合。
2008年1月12日至2月5日,我国南方地区出现了历史同期罕见的大范围持续低温雨雪冰冻灾害过程,对我国农业生产、农村经济和农民生活造成了十分严重的影响。由于这次灾害的复合性强、持续时间长,因此,灾害发生后我国相关部门及时开展了调查和研究。气象部门较多地分析了灾害发生的机制和成因[1-4]。但为客观、正确评估该农业气象灾害对农业生产造成的影响,掌握第一手资料,检验农业气象服务和科研成果的应用情况和效果,探讨应对此类突发性、复合性强的灾害所需加强的科研、业务建设,提高业务服务的能力。全国各相关部门都及时开展了实地考察和调研,获取了大量宝贵的资料[5-6]。通过考察,提出了农业灾后恢复、重建以及春季农业生产的应对策略;同时,探讨了农业气象灾害监测、预警、评估等业务需求和科研方向,为开展农业防灾减灾的科研、业务开发提供了重要依据和资料。
1 低温雨雪冰冻灾害概况
2008年1月10日以来,我国天气形势发生了显著的变化。从去冬以来的晴暖、少雨天气转变为低温、多雨雪天气。这次罕见的低温雨雪冰冻灾害主要由4次天气过程造成,发生的时间段分别为1月10-16日, 18-22日和25-29日, 31-2月2日。总体上,具有范围广、强度大、持续时间长、灾害影响重的特点,大部分地区为50年一遇,部分地区达到百年一遇,属历史罕见。
1•1 范围广
持续的低温雨雪冰冻天气,影响了贵州、湖南、湖北、安徽、江西、广西、重庆、广东、浙江、福建、四川、陕西、江苏、云南、甘肃、河南、青海、西藏、山西、上海等20个省(自治区、市)。
1•2 强度大
1月10日以来,河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏6省区降水量达1951年以来同期最大值。长江中下游地区的最低气温降至-6~0℃,日最高气温与最低气温接近。武汉和长沙市连续半个多月日平均气温接近或低于0℃;湖北、安徽、江西、湖南和贵州5省大部的气温比常年同期偏低2~4℃,湖北中东部、湖南大部、贵州东部偏低达4℃以上;河南、湖北、湖南、广西、贵州、甘肃、陕西平均气温均为历史同期最低值,江西、重庆、宁夏为次低值。江南、华南及西北大部地区过程最大降温幅度达10~20℃,其中华南西北部超过20℃。浙江暴雪是1984年以来最强的一次,安徽和江苏的部分地区积雪深度创近50年极值。
1•3 持续时间长
2007年12月1日至2008年1月31日,长江中下游(江苏、安徽、湖北、湖南、江西、上海)及贵州日平均气温<1℃的最长连续日数仅少于1954/55年,持续时间为历史同期次大值;长江中下游及贵州雨雪日数超过1954/55年,为历史同期最大值;冰冻日数接近1954/55年,为历史同期次大值。其中湖南、湖北省雨雪冰冻天气是1954年以来持续时间最长、影响程度最严重的。
1•4 灾害影响重
持续低温雨雪冰冻天气给湖南、湖北、安徽、江西、广西、贵州等20个省(区、市)造成重大灾害,特别是对交通运输、能源供应、电力传输、通信设施、农业生产、群众生活造成严重影响和损失,受灾人口达1亿多人,因灾直接经济损失1 516•5亿元,农作物受灾面积和直接经济损失,均已经超过2007年全年低温雨雪冰冻灾害造成的损失。
2 对农业造成的影响
农业是此次灾害过程中受损失最严重的部门之一。据中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业减灾研究室对受灾影响的20个省(市、自治区)的评估,受灾作物种类包括油菜、蔬菜、果树、茶树和小麦等,其中油菜、蔬菜和果树受灾最重,小麦受灾相对较轻(表1)。
2•1 农业生产遭受损失重大,受灾范围广
全国有20多个省(市、自治区)的冬季农业生产普遍受到影响,据民政部副部长李立国2月23日提供的数据,在这次低温雨雪冰冻灾害中,农作物受灾面积为1 200万hm2;而据国家发展和改革委员会主任张平4月22日向十一届全国人大常委会第二次会议报告抗击低温雨雪冰冻灾害及灾后重建工作的有关情况时透露农作物受灾面积更是高达1 400万hm2,绝收205•1万hm2。秋冬种油菜、蔬菜受灾面积分别占全国的57•8%和36•8%。因灾死亡畜禽7 455•2万头只,水产养殖受灾面积97万hm2。(1)影响品种多 油菜、蔬菜、果树、茶树、甘蔗、马铃薯等农作物遭受严重冻害,生猪、家禽、水产等养殖品种因灾死亡较多。(2)受灾程度深 各种农作物成灾面积达584•3万hm2,绝收176万hm2,受农资价格上涨,劳动力短缺等因素,给春季农业生产带来明显的不利影响。(3)设施损毁严重 因在损毁塑料大棚4万hm2、畜禽圈舍1 943万m2、水产养殖设施1 485万m2、农机具64万台、机库棚62万m2。农业原种场、良种场等育种设施也遭受到重创。
2•2 农民收入受到较大影响
灾区农民人均直接农业损失在100元左右,对农民增收有较大贡献的蔬菜、瓜果等经济作物、园艺产业和畜牧水产养殖业受损严重,实现全年农民增收目标的难度加大。
2•3 鲜活农产品有效供给和价格稳定的压力加大
由于冬季蔬菜主要供应地区的蔬菜、禽类、生猪及水产养殖业受灾严重,使我国春季部分地区的蔬菜、肉鸡、鲜肉和部分水产品出现季节性、区域性和结构性供应紧张,全国跨区域鲜活农产品调运压力增大。此外,由于油菜、甘蔗等受灾严重,将使全年食用油、食用糖等供应以及农产品价格上涨的压力加大。
2•4 对一些农业生产领域带来持续性影响
灾区农业良种繁育体系和农业生产设施严重受损,幼龄柑橘和种苗、亲鱼及鱼种以及仔猪大量死亡,破坏了部分地区的农业生产力。尽管这次灾害没有影响到我国粮食生产大局和农业发展的总体趋势,但对蔬菜、油菜、果树、茶叶和养殖业等“菜篮子”产品的影响十分严重,特别是对设施农业、果树等的影响需要一定时间的恢复。
3 对农业气象工作的启示
农业气象是气象部门为“三农”服务的重要领域,回顾这一次重大自然灾害,我们也看到了在农业气象灾害研究和服务方面存在的不足,有许多工作需要加强。
3•1 农业气象服务能力有待提高
当前农业气象的业务服务工作已经得到了很大的发展,服务领域不断拓宽,服务对象不断增加,服务手段不断加强,技术水平也在不断的提高。特别是在农业气象情报服务和主要作物的产量预报方面,均实现了历史性的突破,受到了各级领导和政府部门的认同。但在农业气象灾害的业务服务方面依然存在很大的问题,服务不够及时、缺少有效的手段,特别是应对突发性灾害和极端气象灾害的服务能力严重不足,其时效性和有效性仍需加强。
3•2 农业气象实验条件有待改善
农业气象灾害的研究必须在实验研究的基础上开展,而目前,我国农业气象试验站的实验条件较差,大部分站多年来几乎没有经费支持仪器设备的更新改造,更不用说增加新的现代化观测设备,技术人员严重缺乏,且缺少技术交流和必要的培训,实验能力也不能满足现代农业气象实验的要求。总体来说,农业气象的实验能力和观测设备要远落后于气象领域其它专业,对农业气象科研和业务的支撑作用还不能满足要求。因此,为了满足农业气象发展,急需改善实验条件,增强农业气象科研能力。
3•3 农业气象灾害监测预警能力仍不足
目前,各省农业气象的业务部门几乎都没有开展农业气象灾害的监测预警服务业务,仅有限的几个省在近年开展了部分农业气象灾害的监测预警工作,特别是农业气象灾害的预测服务远不能满足当前农业生产发展的需求。因此,在农业气象灾害的监测预警方面,必须加大研究的投入,尽快建立农业气象灾害的监测预警服务系统,特别是提高对极端农业气象灾害的监测预警能力。
3•4 农业气象灾害防御措施的有效性欠缺
农业气象灾害防御技术是减轻农业因灾损失的重要手段,目前虽对农业气象灾害防御技术的研究很多,但在极端灾害出现时往往不能发挥有效的作用。特别是当灾害发生面积较大,影响程度较严重时,其防灾效果不能满足需要。本次灾害发生时,有关地区针对具有较高经济效益的作物也使用了较多的通用方法,但效果甚微,典型的例子是使用烟熏来减轻霜冻灾害的危害,但由于低温时间过长,低温程度严重,再加上光照不足,这种措施没有起到任何作用。而在当前来说,还没有更有效的技术。
3•5 极端农业气象灾害研究的重要性
我国对于农业气象灾害的研究基本都集中在常发性的单灾种研究,对偶发性和复合性的极端农业气象灾害的研究极少[7]。但极端农业气象灾害虽然发生的几率很低,但一旦发生往往由于准备不足而造成巨大的损失。因此,有必要开展极端农业气象灾害相关方面的研究工作,特别是要加强极端农业气象灾害以及复合型农业气象灾害对农作物影响的机制、监测预测方法以及减灾措施的研究,并建立相应的服务机制和应急响应机制。
3•6 农业气象科研工作要适应农业生产结构调整的需要
随着农业结构的调整和农业布局的变化,当前的农业生产正在飞速发展,名、特、优、新产品不断涌现,设施农业、精准农业的发展势头迅猛。农业气象工作要适应当前新形势下农业生产的需要,特别是在本次灾害中设施农业的影响最为严重,大量的塑料大棚被压塌就是典型的事例。此外,大量高产、优质新品种的引种,由于缺乏农业气候的论证也受损严重,给当地农民造成了巨大经济损失。
3•7 加强农业气象灾害风险评估研究
农业气象灾害风险评估是保证农业高产稳产的重要保证,要在农业气象灾害监测预警和防御技术研究的基础上,进一步加强重大农业气象灾害的风险评估、风险预测、风险区划、保险区划、风险管理、综合影响评估技术体系和综合服务系统。要进一步提高我国重大农业气象灾害监测预测水平和评估的准确率,提高服务的时效性以及信息化水平,对提升农业防灾减灾的能力和水平,最大限度地减轻农业气象灾害造成的损失都有重大意义。
平时成绩是为弥补考试制度的不足而设计出的主要措施,是现行考试模式下成绩评定最重要的补充。《农业气象学》是我国高等农业院校农学类专业,包括农学、林学、园林、园艺、植保农业资源环境及其相关专业的专业基础课,是目前我国高等农业教育中最重要基础课之一,已有多年的开设历史[1-2]。多年以来,该课程的成绩的构成一直是由平时成绩、实验成绩与期考成绩按比例合成作为最终的总成绩,这种评价模式,也是是农学类专业其它相关课程成绩评定中最常见的方式。
长期以来,《农业气象学》平时成绩的评定主要是由学生出勤率高低、作业完成情况以及学生课堂听课状况等按印象打分,往往就是上课出勤率高的,作业写的认真的就可以获得较高的平时成绩。这种情况虽然可以在一定程度上强迫学生走进课堂,并且有助于学生写作业认真一些,但对学生上课的效率,比如是否专心思考,是否认真完成作业,是否进行预习复习,听课效果如何等作用甚微,因此平时成绩的改革,势在必行。为此,笔者以河北农业大学中荷园艺学双学士学位合作项目班为试点班进行了平时成绩改革的初步探索,通过参与式、互动式的教学方法,激发学生自主积极性的课后作业方式。结果表明,较之其它按传统手法比较的班级,成绩有了显著提高。所以笔者认为,如果在日常教学过程中,通过科学合理的管理方法、激励方法,提高学生在教学过程中积极参与,再结合课程设定合理的教学手段或方法,全面科学的制定平时成绩的考评,就能促使学生提高听课效率,勤于思考,变被动学习为主动学习,有效地提高学生学习的能力,同时也提高了教学质量。
一、中荷园艺学双学士学位合作项
目班《农业气象学》课程简介中荷园艺学双学士学位合作项目(简称“中荷班”)是河北农业大学与荷兰王国荷兰应用科技大学的校际合作项目之一。学习方式采取2+2模式,即转入后的学生先在河北农业大学按培养方案单独培养两年,英语成绩达到雅思6.0或托福网络考试80分,并通过由荷兰应用科技大学与河北农业大学联合组成的面试小组测试,进入荷兰应用科技大学农学院学习两年。从2009年开始招收第一个中荷班共18名同学,2010年中荷班共招收学生25名。《农业气象学》(简称气象学)是该项目学生的专业基础课,于新生入学第一学期开始开设,共16学时,包括讲授10学时,实验6学时。理论课主要包括辐射、温度与大气中的水分三种主要气象要素的基本概念、变化规律,另外主要讲授这三种主要的气象要素对园艺生产的作用,如不同光谱的辐射对花卉着色的影响、不同温度对蔬菜营养与生殖生长的影响以及空气湿度与设施园艺小气候的关系等;实验主要包括空气温湿度与地面温度的观测,农业小气候的测定与比较两部分内容,主要涉及各种温度、湿度仪表的使用与安装原则,小气候的测点布置、仪器使用方法,以及在园艺生产中的主要应用。
二、平时成绩改革探索实践
(一)试验组平时成绩改革方式
1.课堂出勤与课堂表现方面
态度是不可观察的一种假设结构,它必须通过对客体做出积极或消极的评价结果来测量[4]。因此,学生的学习态度可以从其学习出勤的表现中间接地反映出来。本次试点班通过点名方式记录学生考勤,满勤学生,记60分,以此做为基准。请假,无论事假病假学生均扣2分,迟到早退扣3分,无故不出勤扣4分。不出勤会影响学习效果,论什么假效果都是一样,但请假不是主观故意,故请假一次扣2分;迟到早退影响正常行课学习,但依然有一定的学习结果,故扣3分;而无故不出勤属于逃课,态度不端正扣4分[3]。
2.随堂教学活动方面
课堂讲授是我们目前教育体系中主要的传授知识的方式,也是最能反应学生平时表现的场所。本课程采用课堂同学提问、教师提问的互动方式,同时采取学生参与教学的方式。教师提问上次课讲授的问题,可以有效反应学生复习的状况,学生课堂提问可以反应他思路是否在与教师授课同步。每课时结束前5分钟,由学生自愿简短的发表对该堂课的一些意见或者建议,具体规定如下:能积极参加课堂活动的(如主动对课堂授课知识提出看法),且达到参与目的的(问题能较为准确的反应该生思路与授课同步)加5分,没有达到参与目的的(如可以积极对授课知识提出问题,但问题目的不明确,不能准确反应该生认真思考)加2•5分。被动参加参加课堂活动的(如被点名就课堂知识发表见解以及回答问题等),但达到参与效果的加2.5分,被动参加参加课堂活动的(如被点名就课堂知识发表见解以及回答问题等),且未达到参与效果的不加分;课堂上其它违纪表现,如上课睡觉及走思、心不在焉、上课吃东西的扣2.5分;大声说话,开手机接打电话等严重影响课堂秩序扣5分。
3.课后作业方面
“书为心画”,书写工整,卷面情况,在很大程度上可以侧面反应学生对待作业的态度,虽然文字书写习惯不同,书写文字水平有很大程度是能力问题,但书写工整、卷面整洁则是态度问题。内容与教师要求的契合度,作业完成的水平从反应了学生对课堂讲授知识的消化比例,又从另一个方面反应了学生上课听讲的态度。以此把学生作业分为“优秀”(加8~10分)、“良好”(加5~7分)、“一般”(加2~4分)、“差”(加1分)4个等次。
4.笔记与课堂记录方面
维特罗克认为,记笔记是一个技术生成的过程[3,4,7]。笔记有助于指引个人注意和发现知识的内在联系,进而建立新知识和旧知识之间的联系。前人通过调查研究发现,笔记的连贯性以及笔记状况记课堂笔记与成绩之间呈现显著的正相关[5,6],所以,通过观察学生的笔记,可以非常有效的反应学生上课思路的连续性与学习态度。因此作出如下规定:不记笔记或笔记数量不足课时一半的的同学不加分;整理笔记超过一半但不完全的加3分;能连续按行课顺序记笔记的加5分,笔记完整并能提纲挈领的反映重点,且有后续整理情况的8分。
(二)主要实验组设定方法
本试验均以中荷班为研究对象,以2009年开课的中荷班为“对照组”,采用传统的平时成绩考核方式,以考勤和回答问题为主要依据给出平时成绩。以2010年开课的中荷班为“试验组”,采用平时成绩改革后的管理模式给出平时成绩。两组学生都开设完全相同的实验课与理论课,经学生与教师测算,考试用试卷难度系数十分接近,实验课开设情况完全相同。
三、结果分析
(一)成绩构成比例比较分析
表1显示的是试验组与对照组中荷班各项成绩构成情况,由表可知,平时成绩一项中,对照组学生中平时成绩80分及以上比例为100%,远多于2010级的76%,但90分以上的比例试验组要高于对照组,由于对照组采用的传统平时成绩管理,所以由于学生出勤率较高,80分以下的未出现,而试验组则有24%的学生都是80分以下。两个班均为出现60分以下的学生;期末成绩与总评成绩比例两项90分以上学生比例,都是试验组远高于对照组,平均高出28•9个百分点,实验成绩中试验组90分以上学生比例,试验组稍低于对照组。
(二)平时成绩与期末成绩和总评成绩的相关性分析
表2所示为试验组的平时成绩、期末成绩与总评成绩的相关性分析。由表2可知,试验组学习由出勤率、课堂表现、课后作业、笔记等多方面因素共同组成的平时成绩,与考试成绩呈现极其显著的正相关(r=0•899,p=0•01),与总评成绩不仅呈现极其显著的正相关,而且相关系数更大(r=0•491,p<0•01);表3所示为对照组的平时成绩、期末成绩与总评成绩的相关性分析。由表3可知,对照组平时成绩与总评成绩呈正相关(r=0•525,p<0•05),但相关系数但相关系数明显小于试验组,而平时成绩与期末成绩无显著相关(r=0•332,p<0•05)。
(三)平均成绩分析
图1所显示的是对照组与试验组平均成绩的情况,可以看出,试验组的总评成绩、期末成绩与总评成绩的平均值都要超过对照组,其中期末成绩与总评成绩的平均值分别高于对照组2•6分和3•9分;试验组唯有实验成绩平均值低于对照组1•8分。
(四)试验组各项平时成绩与期末成绩之间的关系分析
表4所显示的是试验组平时成绩构成要素与期末成绩的相关性分析表,由表4可知,平时成绩的构成要素中,出勤率成绩与期末成绩无显著相关(r=0•194,P(0•05),作业成绩与期末成绩则则呈负相关(r=-0•286,P(0•05)。课堂表现与笔记记录成绩则与期末成绩成极显著正相关,分别是课堂表现成绩与期末成绩的相关系数r=0•881,笔记成绩与期末成绩的相关系数r=0•813。表5所显示的是试验组平时成绩构成要素与总评成绩的相关性分析表,由表5可知,平时成绩的构成要素中,出勤率成绩与总评成绩无显著相关(r=0•309,P(0•05),作业成绩与总评成绩则则呈负相关(r=-0•253,P(0•05)。课堂表现与笔记记录成绩则与总评成绩成极显著正相关,分别是课堂表现成绩与总评成绩的相关系数r=0•9481,笔记成绩与期末成绩的相关系数r=0•798。
四、结论与讨论
平时成绩是教学活动所不可缺少的重要环节,也是课堂教学的重要补充。平时成绩的管理除了更加全面的反应学生成绩的构成外,还应该成为教师教学活动中激发学生学习兴趣与开发学生潜力的重要手段。因此,认真、严格搞好平时成绩考核,可促进教风、学风的建设和教育体制改革,对提高教学质量,培养高素质的合格人才具有重要的意义和作用[7]。适当的平时成绩的管理方法可以有效的提高学生的学习积极性,使学生可以充分挖掘学习潜力,并且奖惩分明的管理方法使得学生更能发挥自身的学习特长。本研究显示,学生的平时成绩与期末成绩、总评成绩之间存在明显的相关性,但采用传统的平时成绩管理模式下的相关系数明显低于新管理模式下的试验组的。试验组的期末成绩与总评成绩都要高于对照组,这说明改革后的平时成绩管理模式对于学生的学习,是有着积极的促进作用的。研究还发现,平时成绩中各部分构成要素对期末成绩与总评成绩的影响差异很大,其中出勤率与期末成绩和总评成绩无显著相关,而作业成绩与期末成绩与总评成绩还成负相关,课堂表现成绩与课堂笔记记录情况则与期末成绩与总评成绩成极显著正相关。这说明,在学生平时成绩中,传统平时成绩考核模式,即依靠学生出勤与课后作业作为依据记录平时成绩,是有很大弊端的。而真正能反应学生真实学习情况的则是学生课堂表现与笔记记录情况。当然基于样本的限制,学生平时成绩构成中哪些具体的表现会对成绩有显著的促进作用,还有待于进一步观察研究,以期形成一套有效的平时成绩管理机制,把那些平时成绩中对于学生成绩有显著促进作用的活动进一步强化,以此来从源头上提高学生的学习效率。
《农业气象学》是高等农业院校农学、林学、园艺、植物保护、资源与环境科学等涉农学科的专业基础课,也是在农业科学与气象学基础上相互渗透而发展起来的一门气象学、农学以及农业生态学边缘学科[1-2],在各农业高校已有很多年的开设历史。但由于种种原因,《农业气象学》一直并未受到足够的重视,仍然只是对系统的、成型的知识进行讲授[3]。另外,还存在课程学时数过少、教学设备陈旧、教学观念滞后等诸多问题。针对《农业气象学》原有教学体系的不足,笔者拟对该课程体系进行深入改革(图1),提高教学效率,提高学生运用综合知识,解决实际问题的能力,培养出“厚基础、宽口径、个性化、研究型”高素质的复合型人才。
1梳理教学内容
目前,高等农业院校开设的《农业气象学》主要包括农业气象、农业天气与气象灾害、气候和农业气候资源和农业小气候等4个部分的内容[4]。其中农业气象部分是研究的重点,主要介绍与农业生物和农业生产活动有密切关系的光照、温度、水分、气压与风等气象要素,阐明这些要素与农业生产的关系。因此,从研究内容来讲,《农业气象学》课程的教学目标应围绕高等农业院校的专业特色,为涉农类专业提供一个学习专业知识的平台,使学生在了解气象学相关知识的基础上,重点将气象知识与农业生产、科研联系起来。比如,“熏烟法”防御重要的农业气象灾害———冻害,综合应用降低地表有效辐射、潜热热交换等知识点达到保护农业生产的目的。《农业气象学》课程教师应正确处理“气象”与“农业”的关系,梳理教学内容,明确教学目标,把握好侧重点,始终以“农业”为主线,以达到良好的教学效果。
2改革教学手段
2.1激发兴趣,构建学习思路《农业气象学》作为一门系统的课程出现,对于所有学生来讲都是崭新的。虽然《农业气象学》中的一些知识点或者名词在其他课程中有所提及,但涉及的专业知识较少且范围有限。所以,上课之前应先梳理学科内容,帮助学生构建一个完整的学习思路。因多数学生对于枯燥的理论知识缺乏兴趣,可紧密结合相关生活实例,有针对性的讲解疑难知识点,提高学生的学习积极性。如在讲解气象学分支学科时,涉及到小气候部分,可通过举例“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”,或者“橘生淮南则为橘,淮北则为枳”,讲解小气候的特征及其形成原因等。另外,如通过浇灌越冬水来增加土壤的比热容进而保护作物安全越冬,以及在清晨具有逆温层时喷洒农药等都是讲解农业气象知识与农业生产联系的生动案例。实践教学表明,激发学生的学习积极性可使教学效果远好于单纯灌输理论知识。在此基础上为学生铺设一个宏观的学习思路,引导学生由表及里,由浅及深的学习,培养学生的学习兴趣,并最终让学生获得从理论到实践,再从实践丰富理论的一种学习思路。
2.2改革教学手段,完善教学方法
2.2.1采用板书与多媒体相结合的授课形式。《农业气象学》课堂教学比较枯燥,即使是平时能够观测到的大气现象,在理论教学中也无法随时都遇到。比如云的成因与分类、台风的结构、大气环流、压强带分布等知识点单靠教师语言讲述,很难达到理想的教学效果,需采用多媒体生动教学。而实验教学中也存在诸多抽象的知识点,如EL型电接风向风速计的构造,以及其记录风向与风速的原理等。还有涉及大量计算或者演算的,如太阳高度角的计算,拉普拉斯压高公式的应用以及地球自转偏向力的形成等,则需以板书依次计算的方式效果更好。因此,应采用板书与多媒体相结合的授课形式,依靠现代技术手段,使学生既重新巩固了所学的知识,又能更为直观的观看一些现象的产生和发展以及其演变规律,加深对相关知识点的理解与领悟,同时板书也能突出学习重点,提高学生的学习效率。
2.2.2开发趣味性课堂教学。《农业气象学》课程内容涉及地理、物理等多学科领域,与实际生活紧密相连。因此,针对这一特点,可开发趣味性农业气象教学。综合多种教学手段,激发学生学习兴趣。如在学习气压与风章节时,涉及地球自转偏向力的知识点。若直接讲解物理公式,多数学生理解起来可能存在困难。在讲授之前可先做个小游戏,将一滴墨水滴在地球仪的北半球部分,然后飞快的旋转地球仪,慢慢的就发现墨水偏离了原来下滑的轨迹,向右侧偏转,要求学生对此现象进行观察讨论,并给出合理解释。进一步结合实例,如我们在马路上都是靠右侧行走;我们跑步都是逆时针绕操场等,促使学生深入思考,激发学生的求知欲。在此基础上,全面讲解相对抽象的知识点,取得良好的教学效果。同时,教师应充分利用课余时间搜集形象生动的教学素材。如在网络上收集Flash的动画实例,其中包括昼夜长短的变化,太阳直射点的季节变化,热量平衡,风的形成,大气的运动,三圈环流,锋面系统,地面雨,海陆风等。通过多种方式提高教学的趣味性,使教学内容更加生动直观,活跃课堂气氛,达到良好的教学效果。
3调查学情
《农业气象学》与《植物生理学》、《植物学》、《基础生物化学》等基础课程相似,面向的开课对象不仅专业门类众多,而且年级级别也不同。不同专业年级的学生拥有不同的知识背景,这给《农业气象学》课程教学带来一定的难度,应采用灵活多变的教学方案。比如讲解辐射与农业生产章节,大二、大三的学生已在《植物生理学》课程中学过此部分内容,应将重点放在气象要素与农业生产的相互影响机理的讲解上,而对于大一新生则应全面的概述讲解。授课教师应统筹安排教学进度,在面对农学、植物保护、园艺、环境科学、旅游管理等不同专业的学生开设《农业气象学》时,需要因材施教、因势利导,有针对性开展教学活动。在依照教学大纲的前提下,通过不同的教学案例来引导学生发挥已有知识体系的优势。如讲授农业气象灾害时,针对环境科学专业学生可从环境灾害的角度讲解;针对农学专业学生可从大田作物的灾害角度讲解,针对旅游管理学生可从天气灾害对旅游的影响角度讲解。因此,在《农业气象学》开课之前,应提前调查学情,针对不同的专业、不同年级的学生设置不同的教学体系,并最终使学生在掌握农业气象学基础理论知识的基础上,最大限度的领会到该课程与其专业之间的联系,并能充分地将所学知识应用到专业课程的学习与实践之中。
4完善实践环节
4.1加强理论与实践相结合的教学理念
长期以来,《农业气象学》课程的实践教学一直被作为理论教学的附属,导致教师重视理论教学,忽视实践教学;学生重视理论考试,忽视实际能力训练;管理者重视教学效果,忽视实践教学管理。从而形成了“以教师为中心,以课堂为中心,以教材为中心”的传统教学模式,严重影响《农业气象学》教学质量的提高,也制约了学生社会实践能力的发展和综合素质的提高。因此,应加大实践教学的力度,完善实践教学体系,培养适应社会需要的复合应用型专门人才。在《农业气象学》教学过程中,从转变教学思路入手,逐渐将课堂教学与实践环节紧密联系起来,形成学生重视并积极参与实践教学的良好的学术氛围,具体实施包括2个方面。①指导思想。实践教学融政治思想教育、专业技能培养和为生产服务于一体,通过实践教学,树立学生学农、爱农和务农的思想;培养学生勤奋、朴实、严谨、创新的工作作风;提高学生适应生产、适应社会的能力;保障高等农业院校教育的培养目标和基本规格的实现。②基本思路。以实验室建设和实习基地建设为基础,以增加投入为保障,以提高师生素质为重点,以加强管理为关键,以提高质量为目的。全面贯彻教育部对各个农林院校提出的总要求、总计划和总任务。
4.2加强实践教学环节
《农业气象学》实验教学包括实验课程和教学实习2个部分,教学重点放在基础课和专业基础课学习阶段。实验教学的主要目的是加深学生对课堂所学知识的理解,提高学生动手能力和进行科学实验的能力。因此,应全面加强农业气象学的实践教学环节,主要包括3个方面。①合理安排实践教学内容。实验课的开设要精选实验内容,优化实验项目,在保证实验开设率的前提下,减少验证性实验。相关课程的实验课开设相互兼顾,减少重复和遗漏。实践性较强的课程需安排一定时间的教学实习,部分课程的实验课实行单独开设。②合理配置实践教学仪器设备。根据实践教学的指导思想和基本思路,结合现代农业教育的特点,合理配置教学仪器。在实训课的仪器配置中,应坚持使用符合地面气象观测范围的常规仪器,杜绝非气象仪器的使用。同时,向学生介绍当今农业科研和工作实际中所使用的较为先进的仪器。仪器的合理配置既保证了教学仪器的正规性与先进性,也使学生具有了一定层次的知识储备。③结合实训开展实践教学。可结合实训提高学生运用气象知识分析和解决实际问题的能力,如农业小气候观测,根据不同的小气候环境设立观测项目,安排学生分组分时连续观测,对比不同小气候环境间各气象要素的差异,分析出不同小气候环境下温度、湿度、风等不同要素变化的原因与规律,进而将这些知识应用到农业生产中去,指导农业生产实践。
5结语
《农业气象学》做为高等农林院校的专业基础课,是公共课与专业课之间的纽带,对开展农业相关的教学、科研与生产有着重要推动作用,尤其涉及环境对农业生产的影响方面。笔者从教学实践中总结了部分《农业气象学》教学改革的思路与方法,主要涉及学生学习兴趣的激发、教学方法的完善、学情分析以及实践教学的改进,旨在进一步提高《农业气象学》授课教师的教学效果,同时也提高学生的学习效率,使农业气象学更好的为农业的教学、生产与科研服务。
在农业生产与外部环境条件的相互关系和相互作用过程中，包含着农业生产对象———农业生物和农业生产过程两个方面。在农业生物的生命周期中，它既受人类活动影响，同时又与其所处自然环境发生联系，外界环境条件的优劣决定着生物体生长发育状况的好坏，直至决定最终产品质量和数量。在农业生产过程中始终伴随着农业生物受其外部自然环境的这种影响，同时农业生产过程本身也必须充分考虑这种影响。因此，现代农业研究的重要任务之一就是要揭示农业生物与其所处外界环境条件之间的相互关系，了解农业生物的生长发育所需的适宜环境，通过合理安排种植制度、甚至通过环境调控，能够为农业生物的生命活动提供良好的外部环境条件，从而为有效解决粮食安全问题，实现农业高产、优质、高效的目标服务。
农业气象学课程是全国农业院校的基础课程，也是应用气象专业的专业主干课程，其教学目的就是要求学生通过理论学习和实验技能训练，认识农业生物与农业生产过程与气象条件的相互关系和作用规律，特别是要掌握农业生物和生产过程对气象条件的定量要求，确定各种农业气象指标，计算有关生物物理、化学过程中的重要物质交换、能量转化等，为后续专业课程的学习打下坚实的基础［1－3］。而要实现上述教学目标，首先必须对农业气象课程涉及到的生物与环境之间的相互作用有深刻的认识。
一、外界环境条件的最小因子限制性
太阳辐射是地球上一切生物的能量来源，绿色植物通过光合作用将光能转变为生物化学能，形成“初始生产力”或“第一性生产力”(PrimaryProductivi-ty)。影响植物光合作用强度的环境因素不仅包括光，还有水分、环境温度和二氧化碳浓度等，以及这些要素的组合。如果哪一种要素不适，都可能导致生长停止。例如，在我国青藏高原高海拔地区，那里的光照充足，降水丰沛，二氧化碳浓度可维持在光合作用所需水平，但是由于气温过低，植物组织活力很弱，甚至不能成活，因此一年中大部分季节不能进行光合作用，也就无法发展农业生产。同样，在世界上广大的干旱地区，光能充足，气温适宜，二氧化碳浓度满足需要，但是由于降水严重缺乏，植物处于萎焉状态，气孔关闭，光合作用受阻，因而也不能发展农业生产。通过这两种极端典型的事例，说明影响生物体适宜生长发育的环境条件具有综合的特点，任何一种最不利的气象条件都可能起决定性作用，并且其不利影响不能被其他任何要素所补偿［4］，这正像所谓的“水桶定律”一样。由此进一步说明，不同地点由于光照、水分和温度条件的适宜程度不同就构成了农业生物的生长发育、产量和品质的差异，甚至构成各地种植制度、作物类型等极大的不同。
二、农业生物与其所处环境的系统性
学好农业气象学课程必须要有系统的观点，只有运用系统的理论和方法才能处理好农业生物与环境条件的关系。植物的地上器官为大气所包围，植物的根系扎入土壤之中，因此植物同时受大气和土壤两种介质的影响，从而构成了土壤－植物－大气系统。在植物生长发育过程中，始终伴随着这一系统中各组分之间的能量交换、物质输送以及信息传输等过程，农业生产的目的就是要获取最大收益时的干物质贮存和经济产量。例如，植物根系从土壤中吸收水分，向茎叶输送，并通过气孔扩散进入大气中，这样就完成了该系统的水分输送过程，但是在水由液态变成气态向外扩散的过程中需要消耗汽化潜热，因此同时又完成了该系统的部分能量交换过程。消耗的汽化潜热能量来源于系统所吸收的太阳辐射，因此，太阳辐射不仅用于通过光合作用系统的化学能的转化，同时还用于从辐射能到热能的转化，即系统所吸收的辐射平衡或净辐射转变为热量平衡中的各项支出，包括用于植物与大气的显热交换、植物蒸腾和土壤蒸发潜热、土壤热通量等，真正消耗于光合作用的辐射能仅占辐射平衡的很小比值，但这并不意味着光对植物生产不重要，只是在全球大多地区，光并不明显成为限制农业生产发展的环境因子。
在教学过程中特别要提起学生注意的是，在土壤—植物—大气系统中，每一种过程，如发育过程、蒸腾过程、光合作用过程等都是系统中的子系统，各子系统之间相互联系、相互作用，只有正确处理好每一子系统，才能够处理好整个系统。如果对子系统涉及的过程认识不清楚，那么就必然影响到对整个系统的认识。如植物的光合作用这一子系统涉及到影响水分利用效率的植物蒸腾过程、影响叶面积扩张的干物质分配过程等，而蒸腾过程又与土壤水分平衡过程有关，因此必须有效地估计土壤水分平衡、蒸腾速率、干物质分配等，才能较好地估计光合作用速率;而呼吸作用、养分吸收等子系统所涉及的过程也非常多，光合作用、呼吸作用、养分吸收等子系统之间又存在着密切联系，要想获得植物干重的增长、产量等信息，就必须了解和掌握这些过程，因此系统分析和处理的方法显得非常必要。
三、生物体与环境的互为反馈性
通常我们认为生物体对环境的响应是被动的，这对刚开始接触这门专业知识的学生来说更是有这样的认识，其实在农业生产过程中，并不都是这样。植物可以通过对环境的影响形成独特的植物微气象(或小气候)环境，反过来又会影响植物本身的生长发育状况。例如在郁闭的冠层中，可以形成特殊的光分布环境;由于土壤蒸发和植物蒸腾使空气中的水汽浓度增大，因而产生了湿润的空气;同时由于植物冠层吸收辐射的特征与其他下垫面不同，对冠层的气温也产生一定影响，这就构成了独有的植物微气象。由于光的分布而影响不同高度叶片的光合作用，最终决定着群体的光合作用;由于空气湿润，空气饱和差减小，从而减弱土壤蒸发和植物蒸腾;在植物冠层内空气中的二氧化碳浓度变化也有其特点，夜间由于土壤和植物呼吸释放二氧化碳，加上夜间大气层结比较稳定，因此冠层空气二氧化碳浓度非常高，甚至超过500ppm;但是在白天，由于植物光合作用吸收空气二氧化碳，使得冠层空气中的二氧化碳浓度降低，不过，由于白天大气垂直交换较强，因此植被上方的二氧化碳不断向下方补充，从而可以满足植物光合作用的需要［5］。生物体与环境的互为反馈性对于温室作物栽培来说更为有用，因为在几乎密闭的温室环境中，植物的蒸腾使空气湿度增大，过湿的环境对植物生长不利，同时还会产生病虫危害，因此，这就需要进行通风降湿;另外，植物光合作用不断吸收和固定温室内空气二氧化碳，使温室二氧化碳水平很低，从而降低光合作用强度，这时就需要考虑对温室补充二氧化碳，以提高作物生产力。
四、农业生物的质变与量变对环境的依赖性
质变与量变一直贯穿于农业生物的整个生命活动周期，而环境条件影响其质的转化和量的增减。这一特性的总结能够让学生从哲学的深度更好地认识农业生物体的生长与发育如何受环境的影响。植物的一生要完成不同的发育阶段，这是由植物遗传特性和内部矛盾决定的。从一个阶段发育到另一个阶段是植物性质的变化，而某一发育阶段进程的快慢则是植物数量上的变化。植物这种量变和质变的变化始终与环境的作用联系在一起，如越冬作物的春化作用需要冬季一段时间的低温经历，才能在以后的生长阶段顺利进入生殖生长，完成开花结实。再如短日作物需要短于一定界限的日长才能开花结实。植物的发育速度也依赖于环境条件，如在一定的温度范围，随温度升高，其发育往往加快，同时日长也会产生一定的影响，这就表明作物要完成某一发育阶段需要一段时日的温度积累并考虑日长的修正。因此，通过研究作物发育速度和温度及日长之间的数学关系［6－7］，就可以进行发育期的预报，从而用于指导农业生产。另一方面，植物干物质积累的速度以及最终产量的高低与环境条件紧密联系在一起，如充分适宜的水分是保证植物气孔开张，使二氧化碳扩散进入植物体内进行同化作用形成干物质的前提条件，一旦水分不足，会产生植物凋萎，气孔关闭，从而降低同化作用。光照和温度同样影响植物的同化作用，因此，运用这种数量影响关系可以进行作物产量预报［8］。
五、结语
在农业气象学教学中，从以上四个特性出发，借助实例，阐述农业生物与气象条件的相互作用和关系，可以让学生从多角度和多层面，由表及里、由浅入深地来学好这门课程。如果通过设计一些实践和实验课程，把一些生物生理过程和气象条件相互作用的关系用现代探测设备跟踪并演示，可以让学生更直观地掌握农业生物与环境条件之间的相互作用规律，使这门课程的教学效果达到更佳。
当今世界面临的许多重大问题，如粮食、能源、环境保护、资源利用与保护等，都与大气科学有着密不可分的联系，大气科学的分支之一的气象学可为之提供理论、方法与技术，这说明气象学对社会的各个领域的发展有重大作用。不论是从学科发展还是从现实情况出发，我们都必须对气象学有所了解。
《农业气象学》属应用气象学范畴，是气象学与农业科学相互交叉形成的一门边缘学科，主要讲述了气象学的一些基本概念、原理、方法和这些原理方法在农业科学中的应用。《农业气象学》这门课程涉及到数学、物理学、化学、地理学、生物学等多学科知识，对学生的知识面要求较高，所以，大多数学生在学习这门课程中，普遍感到比较难学。因此，如何提高《农业气象学》课堂教学效果，使学生不再感觉气象学是个难学的课程，是一个很值得探讨与深思的课题。以下是笔者在教学过程中总结出来的提高课堂教学效果的一些方法。
1课堂教学中存在的问题
笔者在教学过程中发现，许多学生在学习本课程时，都觉得难学、难懂，在与学生交流过程中发现了其中的原因:(1)由于该课程的多学科性，使得许多同学难以适应。如前所述，农业气象学涉及的学科较多，课程内容相对难以理解，再加上现在的大学生对气象学所涉及的众多学科的知识涉及程度不深，因而学习起来常常感到力不从心。(2)在整个农业气象学课程体系中，始终贯穿“变化”的思想，与学生的固有思维方式相冲突。对大多数学生而言，有规律的、固化的东西比较容易理解记忆，而对于处于变化中的事物难于掌握。而《农业气象学》中大气科学部分研究内容要用变化的思维方式去理解记忆，这恰恰是学生的弱点。(3)教学方法单一，讲课内容枯燥无味，学生在上课过程中没有兴趣，提不起精神，这也是学生感觉难学的原因之一。
2几种教学方法的应用及效果为了提高《农业气象学》这门课程的教学效果，笔者在教学过程中，不断研究与摸索，积累了一些有益的教学方法与经验，取得了良好的效果。
2.1实例教学法
相信绝大多数教师在讲课过程中都会穿插实例来对理论知识进行讲解，也会收到一定的效果，但是，如果举例生动形象，且是大家都熟悉的事例，那么就会使教学效果更上一层楼。例如本课程中，大气稳定度部分是难点，它分3种情况，其中之一就是稳定大气，就是有一团空气在某一平衡点受到外力作用后，离开平衡点到达新位置后，其具有返回平衡位置的趋势，具有这种属性的大气就是稳定大气。怎么理解它呢?我们可以举例，稳定大气就像弹簧一样弹，当我们人为将弹簧一端从平衡位置拉到一个新位置后，弹簧具有返回平衡点的趋势，相反，将弹簧从平衡点压缩到一个新位置后，弹簧也具有返回平衡位置的趋势，稳定大气就像被拉伸或被压缩的弹簧一样。这样，我们就会对稳定大气产生一个感性的认识，理解就会更加深刻了。
2.2互动式教学法
互动式教学法就是师生之间就某一问题进行探讨交流，以期使学生对问题的看法更加深刻，同时也有助于提高学生学习的主动性与积极性，对培养学生的学习兴趣很有意义。比如就全球气候变化之类的问题，大家都熟知但又不是非常理解的问题，可以进行更深层次的探讨与交流，这种教学方法比单一的“填鸭式”教学更有效果。
2.3角色转换教学法
角色转换，顾名思义，就是学生和教师位置对调，让学生也体验一下当教师的角色。我们事先给学生布置一个与所学课程紧密相联的一个问题(知识点)，给他们一定的准备时间，然后让学生走上讲台，发表自己对该问题的看法，同时，可以和讲台下的学生进行互动交流。这种教学方法的优点是，可以使学生主动地熟悉教材中的理论知识和主动的查阅相关文献，来充实自己所讲内容，变被动学习为主动学习;在此过程中可以发现学生所具有的某些潜能，如语言组织能力、表达能力、临场发挥应变能力等;可以极大地激发学生学习本课程的兴趣。现在的大学教育倡导素质教育，我们要在课堂上给他们一个展示自我风采的舞台，在有限的课时要求条件下，尽量给学生创造机会，使学生知道为什么学习和学习什么。
2.4多媒体技术应用于教学
多媒体在教学上的应用发展很快，它具有信息量大、图文并茂、动静结合等优点，运用在教学过程中，对提高教学效果有很重要的作用。笔者在运用多媒体进行教学的过程中，在加大信息量的同时，注重分清主次。因为在教学中，有的学生不分主次，忙于记笔记，对所讲述内容不能很好的去理解，这时，就要提醒学生哪部分需要掌握，哪部分需要了解，这样，学生就会有的放矢，可以达到多媒体教学应有的教学效果。
2.5理论与实际相结合
结合理论课程教学实际，为提高学生的动手能力，由教师拟定题目或由学生自由选题开展“课程论文”活动，极大地激发了学生的学习研究积极性和主动性。把同学分成若干组，每组一个题目，从查资料、定方案、做实验、写论文到小组交流会形式的小答辩(答辩委员会由学生代表组成，教师是顾问)，学生们表现出极大的热情。该环节可以使学生综合掌握、运用学到的知识，充分挖掘了学生学习潜力，激发了他们的主动性，提高了他们对理论知识的实际应用能力，使他们对教材上理论知识的理解更加深刻，同时也培养了同学们的团结协作意识，既提高了教学效果，也提高了学生们的综合素质。
3总结
教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。笔者通过灵活运用启发式、探究式、协作式、讨论式等多种教学方法，调动了学生参与学习的积极性，既提高了课堂教学效果，又培养了大学生的综合素质。
《农业气象学》是农业科学和气象科学相互渗透而形成的边缘学科，它也是农业科学的重要基础。农业气象学的课程教学内容包括气象学、天气学、气候学以及应用气象学等领域的相关知识。农业气象学作为一门高等农业院校非农业气象专业开设的专业基础课，具有一般专业基础课所具有的一些共性，如学生的学习积极性不高、教学内容乏味等。但该课程是高等农业院校农学、园艺、植物保护和资源环境等专业学生必修的专业基础课程之一，且与后续的专业课有密切联系。另外，随着高校教学改革的全面实施，农业气象学课程授课时间不断被压缩，这在一定程度上也加大了本课程的教学改革难度。本文根据农业气象学课程特点及其在实际教学中所面临的现状，并结合教学实践经验，就农业气象学课程教学改革浅谈几点认识。
教学内容的改革
教育部于2007年2月27日了“关于进一步深化本科教学改革，全面提高教学质量的若干意见”，文件中对教学内容改革提出了明确要求，即要根据经济社会发展和科技进步的需要，及时更新教学内容，将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中，为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容。其主体是要求把大量新的内容反映到课程体系和教学内容上，使之能符合时代需要，而教学内容的改革也应围绕这一指导思想来开展。根据这一指导思想，在教学内容改革中，首先要考虑专业基础课的课程定位，专业基础课作为学生素质教育的重要环节，有其明确的教学目标，即培养和提高学生专业科学素质、科学思维和研究能力，并为后续专业课程的开设打下基础和提供桥梁与工具等。
其次，要考虑课程体系中教学内容的取舍，在此基础上考虑加入一些新的内容。农业气象学作为高等农业院校非农业气象专业开设的专业基础课，有其独立的课程体系。目前我国高校非农业气象专业的农业气象学课程内容可划分为以下三个单元：第一，与农业生物和农业生产活动有密切关系的大气、辐射、热、水和风等农业气象要素的形成与变化规律以及农业生物生长发育和农业生产活动对这些气象要素的反应；第二，单元内容为主要天气系统的形成、灾害性天气的发生机理和时空分布规律及其对农业生产的影响和相应的防御对策等；第三，有气候的形成和分类、气候变迁、中国的气候、农业气候的分析、区划及农业小气候的利用与调节等内容。根据农业气象学各单元教学内容特点，认为应从以下几个方面进行教学内容的改革。
1.农业气象学课程教学体系中的第一单元内容是高等院校非农业气象专业，如农学、园艺及植物保护等专业的诸多专业课知识的主要结合点。因此，在教学内容改革中，对这部分内容的取舍尤其要慎重。即在保持原来知识结构的前提下，对一些不合理的教学内容进行适当删减。例如，辐射相关教学内容中有作物群体内的辐射状况、光饱和点和补偿点、光照时间随季节和纬度的变化、植物的光周期现象、光照时间与作物引种等，其中，除作物群体中的辐射状况和光照时间的变化规律外，其他已在植物生理学等其他课程中学过的内容。所以，作物群体中的辐射状况和光照时间的变化规律是需要重点讲授的内容，其他可以略带而过。剩下的时间可以介绍一些新的内容，如，基于作物冠层反射光谱的农业遥感理论、农田植被消光系数的测定原理和方法等。对于本单元的其他知识点，也可通过类似的方法，把一些新的理论、研究成果引入到新的教学内容体系中。
2.天气系统及灾害性天气是第二单元的主要内容。我国的农业气象灾害相当频繁，它主要由降水、温度等的较大年际变化所引起，农业气象灾害也是引起我国粮食大幅减产的主要自然灾害之一。通过该单元知识的学习，提高学生的防灾减灾意识，培养学生防御农业气象灾害的能力。另外，我国幅员辽阔，具有除极地气候和地中海气候外的各种气候类型，各地所发生的农业气象灾害种类繁多，差异较大。因此，根据不同地区农业气象灾害发生规律和分布特点，可适当调整教学内容，使教学始终围绕当地主要天气系统及农业气象灾害来展开。如，对于华北地区来说，春旱、冻害、干热风、风沙害等是经常发生的气象灾害，教学重点也应围绕上述几个气象灾害和主要天气系统的形成来展开。
3.气候的形成和分类、气候变迁、中国气候、农业气候区划、利用与调节、农业气象观测、农业气象情报预报等是农业气象学课程体系中的第三单元内容。对于应用气象专业来说，该单元知识是学习后续专业课程的基础，但对于非农业气象专业来说，农业气候区划、利用与调节等是这一单元中重点讲授的内容，这些知识也是学好作物栽培、园艺作物栽培、植物保护等后续专业课的基础。全球气候变化是当前的科学热点之一，其中有关全球气候变化对农业生产的影响评价研究更是农业气象和作物生长模拟模型研究的热点内容。把全球气候变化对农业生产的影响评价研究与大气污染、全球温暖化等新的内容引入到新的教学体系中，不仅有利于学生了解全球气候变暖的原因、气候变化对农业生产的影响及其评价方法、适应对策等，也有利于提高学生的环境保护意识。在大力强调环保意识的大趋势下，农业气象学的教学内容改革也应该顺应这种时代潮流[1]。
教学方法的改革
教学方法和手段的改革是加强课程建设，提高教学质量的重要途径，要遵循系统性、整体性、综合性、动态性、全体性和启发性原则[2]。通过教学方法和手段的改革，为学生独立思考和主动探索提供宽松的环境。
1.采用多媒体教学法，提高教学效果。随着现代信息技术的发展，信息技术正逐渐成为提高高校教学质量的重要手段。教育部明确指出，要进一步培养和提高教师制作和使用多媒体课件、运用信息技术开展教学活动的能力，培养和提高本科生通过计算机和多媒体课件学习的能力，以及利用网络资源进行学习的能力。制作并使用多媒体课件是充分利用现代信息技术进行课堂教学的有效方式，多媒体课件把抽象的知识变为生动、形象、具体、直观的内容,有利于激发学生的学习兴趣，加深对抽象概念的理解和快速准确地掌握所学知识。农业气象学的很多教学对象时空范围广，动态性强，非常适合用多媒体课件进行课堂教学。如气象要素的空间分布、锋面天气的形成、台风及云的形成、科里奥利力的产生过程等内容都非常适合用各种媒体手段来直观地表现出来。教学是一个由教师、学生、教学内容、教学方法、教学工具及教学手段构成的系统，多媒体是这个系统的一个组成部分，它只有与教师、学生、教学内容等其他因素有机结合起来，才能发挥其应有的作用，但如使用不当，会带来相反的效果。多媒体课件质量不高，调动不了学生学习的积极性；内容太多，主次不分，淡化主体；不管课程性质，滥用多媒体等[3]都是多媒体教学中经常出现的问题，只有克服多媒体教学的这些诸多不足，才能达到提高教学质量的目的。
2.采用灵活多样的教学方法，调动学生学习积极性。传统的课堂教学方式是以教师为中心的，其特点是由教师通过讲授、板书及教学媒体的辅助，把教学内容传输或灌输给学生。在这种模式下，作为认知主体的学生是被动接受者，在整个教学过程中始终处于比较被动的地位，很难达到较理想的教学效果，也不利于培养出创新型人才。因此，在课堂上应坚持学生为主体、教师为主导的原则，通过各种教学手段和方法，增强学生学习的主动性，创造学生独立思考和主动探索的环境。根据教学内容的特点，教师可以向学生提出问题，学生则带着问题去学习、归纳、思考、解决问题，并向教师提出问题，实现教师与学生互相沟通[4]；同样，教师也可以针对某些教学难点或其他一些与专业课密切相关的知识点，组织即兴课堂讨论，激发学生学习兴趣，调动学生学习积极性。如，前年年初我国南方冰雪灾害的成因、危害及防御对策、农田植被消光系数的计算方法及其在作物学研究中的应用等内容都可以成为即兴课堂讨论的题材。
3.充分利用校园网资源为拓宽学生的知识面创造有利条件。目前大部分高校已基本建成校园网络，且已开始在高校教学、科研及行政管理等领域发挥着巨大的作用。在教学过程中如何利用校园网资源来提高教学效果是值得探讨的问题。网络版多媒体课件是提高校园网资源利用效率的有效途径之一，能对传统课堂教学起到补充和辅助作用。利用校园网资源，为学生提供由于受教学时间的限制而未能在课堂上讲授的教学资源，如气候分布与纬度、灾害性天气、气候变迁、大气污染与气候变化的关系、全球气候变化及其对农业生产的影响评价方法等多种媒体组成的大量资料，从而为拓宽学生的知识面和培养学生的科研能力创造有利的条件。
结束语
教学改革的根本目的是通过教学内容和教学方法的不断改革，提高课程的教学质量，培养学生科学思维和研究能力。随着时代的发展，《农业气象学》课程内容也不断发生变化，它主要体现在新的研究成果的不断涌现，这些变化要求对教学内容进行不断地改革。另外，教学时间被进一步压缩这一现实也促使教师在教学方法改革上也要有新的突破。因此，教学改革可以说是一个没有终点，需要不断总结、探索和创新的过程。只有教师通过各种途径不断提高自身综合素质，丰富和完善教学内容，改善教学方法，教学改革才能见成效。
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。
农业气象学是一门研究农业生产与气象条件相互作用及其规律的科学,是把农业生产对象与天气气候联系在一起的科学体系,也是重要的农业基础科学。长期以来,农业气象学一直作为高等院校农学、植保、园艺、林学等农林专业的基础课开设,它根据农业生产的需要,运用农学及气象学技术,揭示和解决农业生产中的农业气象问题,以谋求合理利用农业气候资源,战胜不利的气象因素,促进农业发展,其目的在于让学生通过该门课程的学习,为后续农业生产类课程的学习以及从事农业生产与科研活动打下良好基础,为学生解决在农业生产中遇到的气象问题提供理论依据。它既是应用气象学的一个分支,又是农学的一门基础学科。随着自身知识体系的完善,农业气象学在农业生产中的地位也越来越重要。为了提高我校农业气象学的教学质量,通过以下几方面对该课程的教学进行改革探索,以便充分发挥农业气象学的特色,使学生更准确地掌握其精华内容。
1讲好绪论
绪论是对全书的高度概括和总结。讲好绪论部分是激发学生学习兴趣和了解农业气象学课程内容的关键。农业气象学绪论首先给学生一个关于这门课程组成结构的整体介绍,首先让学生了解气象学、农业气象学的基本概念;农业气象学研究的对象、任务和方法;在此基础上会重点介绍与农业生产关系密切的光、温、水、气等气象要素的变化规律、相互关系以及对农业生产的影响;然后是与农业生产关系密切的灾害性天气及其防御措施;最后介绍农田小气候、设施小气候的特点及其调节措施。通过绪论的学习使学生认识到本课程环环相扣的结构及其与实际生活的密切关联,开始对农业气象学产生浓厚的兴趣。
2引用农谚,运用实例深入浅出讲授理论
气象学是研究大气中所发生的各种物理过程的本质及其变化规律的科学,可以形象地把大气比喻为“天气变化的舞台”,水汽是“天气变化的主角”,太阳辐射则是“天气变化的动力”。正是由于各种气象要素在天气变化的舞台上既相互联系、又相互制约,所以在不同的条件下错综复杂地结合,才表现为各种复杂的天气和气候。根据土壤温度垂直分布的特点,把土壤深层比做夏天的“电冰箱”,冬天的“保温箱”。利用这种特点进行深贮藏,使蔬菜水果等农副产品越冬过夏、果树枝条安全过冬,不失为既省事省电、省钱、保鲜,又调节市场供求关系、提高农副产品价值的一种有效途径。这种形象比喻,对学习理论起到了提纲挈领的作用。又比如,在讲雾、云的形状和特点时“,早上有雾,晌午晒布”能很好说明辐射雾多预兆晴天的特点。用“天上鲤鱼斑,明日晒谷不用翻”来说明透光高积云的特点。又如,在讲解锋面天气时“,一日黄沙三日雨,三日黄沙九日晴”能形象说明冷锋过境的天气特点。在讲锋面气旋时,首先从三国时诸葛亮借东风火烧赤壁谈起,在简单介绍这场经典战役时,巧妙地将两军的布阵位置、东风的由来与锋面气旋的结构联系起来,学生能快速准确地把握该天气系统内各个区域风向的差别以及降雨产生的具体位置。这样在兴趣提升的同时,会激发学生主动思维,这时再让大家共同讨论,教师最后补充完善,知识点的掌握就会非常牢固。
3应用多媒体技术提高教学质量
当前,多媒体技术应用于课堂教学,已成为现代化教育手段发展的新趋势。在农业气象教学中,对于难以表达的、学生难以理解的抽象内容、复杂变化过程,多媒体演示手段都能予以解决,使学生容易掌握,既可增加课堂教学的生动感,又可利于知识的获取,从而突破教学的重点,淡化教学的难点。例如,在讲解引种时,各地光照时间长短的变化规律是很重要的内容,引种及新品种推广必须清楚各地光照时间长短的变化规律,光照时间长短的变化直接受当地太阳高度角大小的影响,而太阳高度角的变化比较抽象。运用多媒体来模拟太阳光线照射到地球上的变化情况就可以使抽象的太阳高度角的变化具体化、形象化、生动化、直观化,从而使学生轻松了解光照时间随季节、纬度不同引起的变化规律。讲解锋面天气时,运用多媒体展现锋面移动过程,就可以很轻松的示范锋面降雨的过程。而在讲灾害性天气时,利用多媒体再现如“干热风”、“龙卷风”、“台风”等各种灾害性天气的发生情况,同学们可以很直观地看到灾害发生时所带来的损失,就可以充分理解抗灾防灾的重要意义,也大大提高了防灾意识,就可以主动去了解当地经常发生的气象灾害及发生规律,以便及时地采取措施,防御灾害,以减轻灾害带来的损失,从而达到预期的教学效果。
4注重实验,增强学生动手能力
农业气象学的一切理论是在实践的基础上建立的,对农业气象学实验技术的掌握已经成为在新的高度和水平揭示天气奥秘的需求。我校农业气象学实验课学时较少,林学、园艺和植保专业目前开设的内容仅为辐射、温度、湿度、降水、气压和风这几个主要气象要素的观测,没有设计综合性实验;农学、资环专业在这些观测实验基础上还有综合性农田小气候观察和到气象站的综合实习。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。对于林学专业,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,促进学生深入分析由于气象要素的综合表现差异而产生的不同天气状况;园艺专业则可以增加温室大棚建设与地理纬度的关系方面的知识介绍,考察当地温室大棚的建设;而植保专业,则可以增加灾害性天气对作物病害、农业生产的影响方面的知识,增加相关资料调查方面的实验。这些实验的开设将有助于学生通过调查方案的设计、调查过程的组织实施、调查资料的整理、调查报告的撰写等,使学生学会从实践出发解决生产实际问题的能力。这样学生对通过查阅图书资料或向专业教师咨询等各种方式得来的多方面的知识进行综合分析,设计出科学的方案,这一过程既锻炼学生的动手动脑能力,丰富学生的实践知识,又增加学生的学习兴趣,还能锻炼学生的综合能力和探索精神。
综上所述,为了适应新形势下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。只有通过改革才能不断优化该课程的知识体系,更好地为教学、科研和农业生产服务。
随着高等教育的不断改革与发展，学时少、信息量大、效果差已经成为各高校教育工作者的共识，也已经成为各高校教育工作者迫切需要解决的问题之一。较传统教学法相比，多媒体技术具备处理文字、数据、图形信息和综合处理图像、声音、动画、视频信息的功能，已经成为各高校教育工作者普遍借助的手段。本文尝试以新疆塔里木大学为例，尝试探讨多媒体技术在少数民族高校《农业气象学》课程教学中应用的优势及存在问题，旨在探求适合少数民族高校《农业气象学》的教学法，也期望为各民族院(校)的教育工作者提供理论参考。
1《农业气象学》课程性质及现状分析
1.1课程性质
《农业气象学》属于应用气象学的一个分支学科，涉及地理学、生态学、农业科学、大气科学等的交叉边缘性学科，研究对象涉及到农业生物、农业生产过程及农业技术措施与气象条件间的关系及作用［2］，是各农学类专业学生必修的一门专业基础课程，其气象要素的观测具有很强的规范性，数据分析具有很强的专业性。
1.2现状分析
笔者通过查阅参考文献、网络查询及与同行交流等途径发现，该课程在各农业高校重视程度普遍不够，均不属于骨干课程，教学时间一般多为40学时左右，个别高校仅为30学时左右，这无疑给《农业气象学》课程教育工作者增大了难度，尤其是对存在语言障碍的民族高校学生。以新疆塔里木大学为例，该课程仅为30学时，改革后仅为32学时(2011年开始执行)，通过笔者6a的观察与统计发现:70%以上的汉族学生和90%以上的民族学生认为该课程内容多、很抽象，教学时间太短;汉族和民族学生普遍认为该课程十分有用，通过该课程的学习，能初步了解常见气象要素时空变化规律性及灾害性天气发生规律及防御措施，能够很好地指导农业生产，趋利避害。基于上述种种问题，笔者发现采用多媒体讲授《农业气象学》课程可为教学提供诸多方便，但也发现了诸多问题。
2《农业气象学》多媒体教学的优势
2.1有利于提高教师计算机操作能力和提升学生学习兴趣，促进学生创新性能力培养
在以往的教学中，有些教师往往采用灌输式教学方式;有些教师采用诸如简单挂图、模型等进行演示讲解;有些教师则采用黑板绘制图形方式进行教学，这往往因设备、教师绘图水平等因子限制而无法生动形象地表现气象要素和天气系统的时空变化性，使教学质量低下。而借助多媒体技术可将各气象要素及天气系统的时空动态性巧妙展示，是传统教学所不能比拟的。在实现高质量多媒体教学环节中，教师就需要不断借助网络平台获取各种专业媒体资料，不断学习诸如Pho-toshop图像处理软件、Flash动画、PowerPoint中的“自定义动画”、UlerdGIFAnimator动画制作软件。比如可借助Flash动画直观、连续展示气旋从初生、发展、锢囚到消亡的生命史及各阶段特征，也可促使学生对诸如“这些图片及发展过程是怎么做出来的?”一系列问题的思考。在一定程度上讲，有利于促进学生创新性学习能力的培养。
2.2直观形象、切中教学重点难点，提高教学效率
在少学时、短时间的课堂教学中，突出重点难点，吸引学生注意力是每一位教师经常思考的问题。教师可在章节内容讲授前采用“一般知识点、重点、难点”进行引导，授课过程中采用不同颜色突出重点难点，在章节结束时采用“了解、掌握、理解”等字眼进行总结;在讲解诸如冷锋、暖锋、准静止锋等天气系统时，配合过境时和过境后的天气现象，使抽象问题具体化;在讲解影响达到地面太阳辐射量及光照时间的太阳高度时，可采用PowerPoint中的“自定义动画”来模拟太阳光线到达地面上的变化情况，使抽象的太阳高度角变化形象化、具体化和直观化。笔者认为，采用高质量的多媒体教学手段，可节省10%～20%的时间，增加20%～30%的课程信息量。尤其对存在语言障碍的民族学生效果甚好，教师可采用慢节奏、高质量完成课堂教学内容，使学生能直观、形象地了解和认识气象要素及天气系统变化规律。
2.3及时展现最新天气事件，活跃课堂及课间氛围
在授课过程中，结合典型天气事件可加深学生对课堂知识的理解，时刻关注天气变化。比如在讲解辐射、温度、水分及气压和风等章节时，可通过“问天网”展示区域各气象要素变化曲线，实地进行讲解分析;在讲述灾害性天气与农业气象灾害时，可通过观看“98特大洪涝灾害与副热带高压”、“2010西南地区冬春初夏连旱”、“沙尘暴”视频及图片，可让学生及时了解和认识各种极端天气事件，也可引起学生高度的注意力。在课间休息环节，教师可有目的地播放学生喜欢的音乐和视频，以调节课件气氛，缓解课堂疲劳。
2.4能将理论—实验—实习环节紧密结合，提高学生动手能力
《农业气象学》实验和实习环节与其他课程明显不同，具有很强的规范性，需严格按照《中国气象局地面气象观测规范》进行操作，由此很容易受天气、人数、场地和设备的影响，因而可采用观看“观测视频”、“实地演示”和“学生亲自观测”相结合方式，达到省时、高效的目的。比如空气温湿度、土壤温度观测时，可采用实验、视频和亲自观测记录相结合的方式，使教学取得良好效果。笔者认为，在时间短、规范要求高、学生语言存在障碍的少数民族高校，采用多媒体技术，促使理论—实验—实习有机地结合，无疑是《农业气象学》教学的一种择优手段。
3《农业气象学》多媒体教学存在的问题及对策
借助相同的多媒体教学手段，而不同教师的教学方式及教学效果却明显不同。笔者发现，有的教学流于形式，照课件宣读，枯燥乏味;有的教师却注重感官刺激，课件制作过于夸张;有的教师课件则是课本的堆积，字体大小不科学。笔者认为，应根据各课程性质不同，合理定位，科学利用多媒体技术。就《农业气象学》来说，应主要从以下几方面着手:
3.1转变思想观念，树立服务理念，慢节奏、高质量教好每一节课程
在少数民族高校，民族学生语言存在障碍，数学、地理基础相对比较薄弱，这就需要教师具备服务意识，关心学生，课堂上慢节奏、高质量地掌握好每一个教学环节;不断提升自身专业技能与专业理论，制作高水平的多媒体课件，最起码达到“台上一节课，台下8h”的标准要求。
3.2板书—多媒体—实验—实习环节紧密结合
各高校对《农业气象学》课程教学的重视程度普遍不够，教学设备较差，尤其是偏远地区。笔者认为，合理的《农业气象学》教学应采用“4块上下移动的黑板+多媒体技术+实验+实习”的模式。比如在讲解对称或不对称温压系统随高度变化时，可采用多媒体演示+黑板(板书)的方式效果较好，较为直观，学生容易理解。
3.3建立与充实校内气象网，帮助学生课后自学
除了课堂、实验和实习环节讲授外，校内气象网的建立和充实，无疑是对学生课程学习的多媒体补充措施。比如南京信息工程大学“气象网络教学”和华中农业大学“气象万千”网的建立，可为学生提供视频自学、天气谚语、气象知识、在线测试及交流平台，很值得各高校教育工作者借鉴与参考。
在农业生产与外部环境条件的相互关系和相互作用过程中，包含着农业生产对象———农业生物和农业生产过程两个方面。在农业生物的生命周期中，它既受人类活动影响，同时又与其所处自然环境发生联系，外界环境条件的优劣决定着生物体生长发育状况的好坏，直至决定最终产品质量和数量。在农业生产过程中始终伴随着农业生物受其外部自然环境的这种影响，同时农业生产过程本身也必须充分考虑这种影响。因此，现代农业研究的重要任务之一就是要揭示农业生物与其所处外界环境条件之间的相互关系，了解农业生物的生长发育所需的适宜环境，通过合理安排种植制度、甚至通过环境调控，能够为农业生物的生命活动提供良好的外部环境条件，从而为有效解决粮食安全问题，实现农业高产、优质、高效的目标服务。
农业气象学课程是全国农业院校的基础课程，也是应用气象专业的专业主干课程，其教学目的就是要求学生通过理论学习和实验技能训练，认识农业生物与农业生产过程与气象条件的相互关系和作用规律，特别是要掌握农业生物和生产过程对气象条件的定量要求，确定各种农业气象指标，计算有关生物物理、化学过程中的重要物质交换、能量转化等，为后续专业课程的学习打下坚实的基础［1－3］。而要实现上述教学目标，首先必须对农业气象课程涉及到的生物与环境之间的相互作用有深刻的认识。
一、外界环境条件的最小因子限制性
太阳辐射是地球上一切生物的能量来源，绿色植物通过光合作用将光能转变为生物化学能，形成“初始生产力”或“第一性生产力”(PrimaryProductivi-ty)。影响植物光合作用强度的环境因素不仅包括光，还有水分、环境温度和二氧化碳浓度等，以及这些要素的组合。如果哪一种要素不适，都可能导致生长停止。例如，在我国青藏高原高海拔地区，那里的光照充足，降水丰沛，二氧化碳浓度可维持在光合作用所需水平，但是由于气温过低，植物组织活力很弱，甚至不能成活，因此一年中大部分季节不能进行光合作用，也就无法发展农业生产。同样，在世界上广大的干旱地区，光能充足，气温适宜，二氧化碳浓度满足需要，但是由于降水严重缺乏，植物处于萎焉状态，气孔关闭，光合作用受阻，因而也不能发展农业生产。通过这两种极端典型的事例，说明影响生物体适宜生长发育的环境条件具有综合的特点，任何一种最不利的气象条件都可能起决定性作用，并且其不利影响不能被其他任何要素所补偿［4］，这正像所谓的“水桶定律”一样。由此进一步说明，不同地点由于光照、水分和温度条件的适宜程度不同就构成了农业生物的生长发育、产量和品质的差异，甚至构成各地种植制度、作物类型等极大的不同。
二、农业生物与其所处环境的系统性
学好农业气象学课程必须要有系统的观点，只有运用系统的理论和方法才能处理好农业生物与环境条件的关系。植物的地上器官为大气所包围，植物的根系扎入土壤之中，因此植物同时受大气和土壤两种介质的影响，从而构成了土壤－植物－大气系统。在植物生长发育过程中，始终伴随着这一系统中各组分之间的能量交换、物质输送以及信息传输等过程，农业生产的目的就是要获取最大收益时的干物质贮存和经济产量。例如，植物根系从土壤中吸收水分，向茎叶输送，并通过气孔扩散进入大气中，这样就完成了该系统的水分输送过程，但是在水由液态变成气态向外扩散的过程中需要消耗汽化潜热，因此同时又完成了该系统的部分能量交换过程。消耗的汽化潜热能量来源于系统所吸收的太阳辐射，因此，太阳辐射不仅用于通过光合作用系统的化学能的转化，同时还用于从辐射能到热能的转化，即系统所吸收的辐射平衡或净辐射转变为热量平衡中的各项支出，包括用于植物与大气的显热交换、植物蒸腾和土壤蒸发潜热、土壤热通量等，真正消耗于光合作用的辐射能仅占辐射平衡的很小比值，但这并不意味着光对植物生产不重要，只是在全球大多地区，光并不明显成为限制农业生产发展的环境因子。
在教学过程中特别要提起学生注意的是，在土壤—植物—大气系统中，每一种过程，如发育过程、蒸腾过程、光合作用过程等都是系统中的子系统，各子系统之间相互联系、相互作用，只有正确处理好每一子系统，才能够处理好整个系统。如果对子系统涉及的过程认识不清楚，那么就必然影响到对整个系统的认识。如植物的光合作用这一子系统涉及到影响水分利用效率的植物蒸腾过程、影响叶面积扩张的干物质分配过程等，而蒸腾过程又与土壤水分平衡过程有关，因此必须有效地估计土壤水分平衡、蒸腾速率、干物质分配等，才能较好地估计光合作用速率;而呼吸作用、养分吸收等子系统所涉及的过程也非常多，光合作用、呼吸作用、养分吸收等子系统之间又存在着密切联系，要想获得植物干重的增长、产量等信息，就必须了解和掌握这些过程，因此系统分析和处理的方法显得非常必要。
三、生物体与环境的互为反馈性
通常我们认为生物体对环境的响应是被动的，这对刚开始接触这门专业知识的学生来说更是有这样的认识，其实在农业生产过程中，并不都是这样。植物可以通过对环境的影响形成独特的植物微气象(或小气候)环境，反过来又会影响植物本身的生长发育状况。例如在郁闭的冠层中，可以形成特殊的光分布环境;由于土壤蒸发和植物蒸腾使空气中的水汽浓度增大，因而产生了湿润的空气;同时由于植物冠层吸收辐射的特征与其他下垫面不同，对冠层的气温也产生一定影响，这就构成了独有的植物微气象。由于光的分布而影响不同高度叶片的光合作用，最终决定着群体的光合作用;由于空气湿润，空气饱和差减小，从而减弱土壤蒸发和植物蒸腾;在植物冠层内空气中的二氧化碳浓度变化也有其特点，夜间由于土壤和植物呼吸释放二氧化碳，加上夜间大气层结比较稳定，因此冠层空气二氧化碳浓度非常高，甚至超过500ppm;但是在白天，由于植物光合作用吸收空气二氧化碳，使得冠层空气中的二氧化碳浓度降低，不过，由于白天大气垂直交换较强，因此植被上方的二氧化碳不断向下方补充，从而可以满足植物光合作用的需要［5］。生物体与环境的互为反馈性对于温室作物栽培来说更为有用，因为在几乎密闭的温室环境中，植物的蒸腾使空气湿度增大，过湿的环境对植物生长不利，同时还会产生病虫危害，因此，这就需要进行通风降湿;另外，植物光合作用不断吸收和固定温室内空气二氧化碳，使温室二氧化碳水平很低，从而降低光合作用强度，这时就需要考虑对温室补充二氧化碳，以提高作物生产力。
四、农业生物的质变与量变对环境的依赖性
质变与量变一直贯穿于农业生物的整个生命活动周期，而环境条件影响其质的转化和量的增减。这一特性的总结能够让学生从哲学的深度更好地认识农业生物体的生长与发育如何受环境的影响。植物的一生要完成不同的发育阶段，这是由植物遗传特性和内部矛盾决定的。从一个阶段发育到另一个阶段是植物性质的变化，而某一发育阶段进程的快慢则是植物数量上的变化。植物这种量变和质变的变化始终与环境的作用联系在一起，如越冬作物的春化作用需要冬季一段时间的低温经历，才能在以后的生长阶段顺利进入生殖生长，完成开花结实。再如短日作物需要短于一定界限的日长才能开花结实。植物的发育速度也依赖于环境条件，如在一定的温度范围，随温度升高，其发育往往加快，同时日长也会产生一定的影响，这就表明作物要完成某一发育阶段需要一段时日的温度积累并考虑日长的修正。因此，通过研究作物发育速度和温度及日长之间的数学关系［6－7］，就可以进行发育期的预报，从而用于指导农业生产。另一方面，植物干物质积累的速度以及最终产量的高低与环境条件紧密联系在一起，如充分适宜的水分是保证植物气孔开张，使二氧化碳扩散进入植物体内进行同化作用形成干物质的前提条件，一旦水分不足，会产生植物凋萎，气孔关闭，从而降低同化作用。光照和温度同样影响植物的同化作用，因此，运用这种数量影响关系可以进行作物产量预报［8］。
五、结语
在农业气象学教学中，从以上四个特性出发，借助实例，阐述农业生物与气象条件的相互作用和关系，可以让学生从多角度和多层面，由表及里、由浅入深地来学好这门课程。如果通过设计一些实践和实验课程，把一些生物生理过程和气象条件相互作用的关系用现代探测设备跟踪并演示，可以让学生更直观地掌握农业生物与环境条件之间的相互作用规律，使这门课程的教学效果达到更佳。
摘要：本文结合驻马店市气象局气象为现代农业生产服务实际情况，探讨现代农业生产对气象服务的需求，提出气象为现代农业生产防灾减灾服务对策，以供相关部门参考。
关键词：气象为农服务；现代农业；防灾减灾；服务思路
驻马店市位于河南省中南部，地处北亚热带与暖温带过渡地带，是典型的大陆性季风型半湿润气候，气候温和，雨量充沛，光照充足，年平均气温为14.9~15.0益，年平均降雨量为850~960mm。农业是驻马店市第一产业，是农民经济增收主要来源。随着全球变暖，驻马店市气象灾害频发，严重威胁农业生产。为确保农业高产丰收，驻马店市气象局将农业气象服务作为工作重点，通过拓宽气象服务领域，增强服务水平，为驻马店市农业现代化发展提供可靠气象服务。
1现代农业生产对气象服务的需求
1.1现代农业增产高效的气象需求
为确保各区域内特色农业稳产高产，应保证特色农业整个生长发育期气温、光照及降水量等符合生长适宜气象指标，为特色农业提供精细化水平更高的气象服务。如驻马店市主要经济作物是小麦和玉米，除了解小麦和玉米各生长发育阶段对气象条件需求外，还要准确掌握农田土壤、土质及营养成分等[1]。
1.2现代农业气象灾害防御的需求
与传统农业相比，现代农业生产对气象灾害敏感性更强，受灾害性天气危害更大。应做好现代农业布局气候区划和气象灾害风险区划，充分利用当地气候资源，根据农业品种生长发育指标，结合气象灾害风险区划，找出适宜农作物生长区域，再加上品种更新速度快、集约化程度高，这就需要精细化气象服务为支撑。因此，驻马店市气象局在为当地农业生产提供针对性气象预报预警服务同时，还要增加种植、养殖的不同品种生长发育阶段内病虫害等综合信息[2]。
2气象为现代农业生产防灾减灾服务对策
2.1建立气象灾害应急响应体系
驻马店市气象部门应尽快建立以政府部门为主导、各单位共同参与的气象灾害应急响应体系，制定气象灾害应急预案，建立健全野预警到乡、预案到村、责任到人冶机制并不断完善。在农村各乡镇及自然村建立气象灾害预警信息工作站，配备信息协理员和信息员共同开展气象灾害预警。市级、县级气象部门应加强沟通交流，充分发挥气象协理员和信息员作用。利用各种现代化媒介做好灾害性信息传播，确保农民第一时间接收到气象灾害预警信息，在灾害发生后做好灾情上报，减少灾害性天气造成的损失。
2.2加大防灾减灾科普宣传
驻马店市气象部门应在政府部门和有关单位积极开展气象防灾减灾宣传，提升各级政府部门和相关单位对现代农业生产气象防灾减灾认识，提供切实可行的方针政策和规划建议，并尽快落实。此外，借助电视、网络、报纸、新媒体等平台共同组成气象防灾减灾科普宣传网络，确保政府领导和社会大众认识到气象防灾减灾工作的重要性，并根据气象防灾减灾要求开展工作。综合农技推广站和气象站建立科技资讯和技术培训体系，利用培训班、讲座、技术推广、专题咨询等形式对种养殖大户、农技人员、合作社及相关负责人开展气象灾害防御指导和培训，确保气象防灾减灾技术广泛应用，充分发挥在其现代农业生产中的作用[3]。
2.3建立气象为现代农业生产气象灾害预测预报体系
随着现代农业快速发展和现代化新型农村建设工作稳步推进，驻马店市气象部门根据高效农业和特色农业实际需求积极开展专业、专项农业气象灾害预警预测工作。在提升农业气象预报时效性和准确性的同时，做好气象灾害预报预警工作，结合当地特色农业、设施农业、畜牧业、林业等，做好干旱、暴雨洪涝、冰雹、大风、寒潮、霜冻等灾害防御；针对重大农业气象灾害和林业病虫害及时进行预警预报工作。以农业生产各环节及农作物生长发育阶段具体需求为依据，增加与农业生产相关的观测项目，做好关键农事活动的气象预报。
2.4加快建设与现代农业发展相适应的观测站网
不断调整并完善驻马店市境内区域性气象观测站网，确保现代化气象综合监测网络具有多要素、自动化、高时空密度特征，增强气象监测资料及时性、准确性及高效性。县级气象部门正确调阅和应用辖区内各区域站气象要素实况资料、预警信息、雷达回波资料等。做好加密采集，在本地区建立综合数据库，提升气象部门对气象灾害监测能力[4]。
2.5更新农业气象服务理念
以现代化生产为背景，更新现代农业气象服务理念。不断完善农村经济结构，分析农业生产受气象灾害危害程度，运用现代化观测仪器设备和科技手段，建立各种信息监测手段、预警信息、气象观测站等，及时掌握农业生产中各类气象灾害，作出相关预防预警，降低气象灾害对现代农业生产危害，推动现代化农业可持续发展。
3结语
做好气象为现代农业生产防灾减灾服务，不仅可以确保农业稳定发展，还能提升社会经济水平。气象人员应加强专业知识学习，提升气象预报准确性，充分发挥气象为农服务作用，加快推动现代化农业生产走可持续发展道路。
作者：王芦 单位：河南省驻马店市气象局
