馬 紅 云

(南京信息工程大學(xué) 大氣科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210044)

氣象業(yè)務(wù)與研究中，經(jīng)常需要利用計(jì)算機(jī)語言和專業(yè)繪圖軟件對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。因此，氣象專業(yè)編程與繪圖水平已經(jīng)成為衡量本學(xué)科大學(xué)生業(yè)務(wù)素質(zhì)和能力的突出標(biāo)志，它為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具有重要意義。

從傳統(tǒng)的課程設(shè)置來看，氣象專業(yè)編程與繪圖課程在包括我校在內(nèi)的絕大多數(shù)高校中均被劃分為兩類獨(dú)立課程：計(jì)算機(jī)語言課程(Fortran，C ++等)和專業(yè)軟件類課程(繪圖軟件GrADS)。圍繞各類課程教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新進(jìn)行的研究與探索已有許多[1～3]，這些改革措施確實(shí)有利于提高課程的教學(xué)質(zhì)量。然而，就氣象專業(yè)而言，數(shù)據(jù)的編程處理與圖形分析是相互聯(lián)系、密不可分的。課程設(shè)置中專業(yè)應(yīng)用的考慮缺失，致使原本緊密互促的課程被割裂，學(xué)生難以將所學(xué)知識(shí)熟練應(yīng)用到專業(yè)領(lǐng)域的需求中。通過學(xué)生參加課程實(shí)踐、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)、教師科研項(xiàng)目等活動(dòng)，我們發(fā)現(xiàn)在學(xué)校教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際需求之間存在一定的差距。目前，根據(jù)我校人才培養(yǎng)的新方案，已將“Fortran語言程序設(shè)計(jì)”和“GrADS繪圖與編程”進(jìn)行課程整合，形成一門全新的氣象學(xué)科基礎(chǔ)課程——“氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖”。該課程介紹目前氣象界廣泛使用的程序設(shè)計(jì)語言Fortran和專業(yè)繪圖軟件GrADS，通過理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生掌握Fortran語言的特點(diǎn)、基本成分及在氣象業(yè)務(wù)與研究中的應(yīng)用；讓學(xué)生系統(tǒng)了解GrADS繪圖軟件的基本原理，切實(shí)掌握用該軟件制圖的基本方法，具備編程繪圖的能力；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)氣象專業(yè)問題的處理、分析、繪圖和識(shí)圖能力；培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維方法和創(chuàng)新意識(shí)。因此，在該課程教學(xué)中，筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)方面分別闡述對(duì)該課程的探索與思考。

1 明確教學(xué)目標(biāo)

“氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖”課程的總體教學(xué)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)需求相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)軟件的興趣，加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)技能的鍛煉，提高他們的業(yè)務(wù)水平與獨(dú)立科研能力，為學(xué)生將來的學(xué)習(xí)、科研和工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

該課程在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)和繪圖命令相關(guān)理論的同時(shí)，注重對(duì)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過課堂理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)該具備以下的實(shí)踐動(dòng)手能力：熟悉Fortran語言和GrADS軟件的運(yùn)行環(huán)境，能夠熟練掌握程序調(diào)試的方法和步驟、能熟練運(yùn)用兩款軟件處理氣象數(shù)據(jù)資料，實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的分析和圖形化顯示，有效解決本專業(yè)中遇到的一些實(shí)際問題，使學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力得到顯著提高，為專業(yè)應(yīng)用和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖”是由原先兩門獨(dú)立課程整合而得，在配套教材建設(shè)尚未啟動(dòng)之前，沿用原有教材。從內(nèi)容來看，無論是介紹Fortran程序設(shè)計(jì)語言還是GrADS繪圖軟件的教材，基本都是先理論、后實(shí)踐訓(xùn)練，兩教材之間也沒有聯(lián)系。如果還是僅僅按照教材內(nèi)容授課，讓學(xué)生一開始就接觸眾多的專業(yè)名詞、概念、原理等抽象內(nèi)容，也不了解各知識(shí)點(diǎn)在專業(yè)方面的銜接，學(xué)生難免懵懂，很難提起學(xué)習(xí)興趣。因此，教師在教學(xué)之初應(yīng)根據(jù)課程特點(diǎn)，從行業(yè)需要和學(xué)生需求的實(shí)際出發(fā)，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行重新編排、適當(dāng)刪減，針對(duì)要解決的實(shí)際氣象問題，將介紹程序設(shè)計(jì)語言和繪圖軟件的教材內(nèi)容融會(huì)貫通起來，選取具體實(shí)例作為學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的切入點(diǎn)和學(xué)習(xí)重點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，將基本概念融入到實(shí)際應(yīng)用中，預(yù)留適當(dāng)內(nèi)容用于課外自學(xué)，增加學(xué)生的探究性和自主學(xué)習(xí)性。鑒于課程的實(shí)踐性較強(qiáng)，從以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看，實(shí)踐內(nèi)容最好與理論講解同步，在教學(xué)條件允許的情況下，理論教學(xué)穿插于實(shí)踐訓(xùn)練過程中，有利于反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況和應(yīng)用能力，便于教師針對(duì)學(xué)生存在的問題進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整。

此外，教師還應(yīng)該有導(dǎo)向地、積極地向?qū)W生提供除教材外的多種與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的參考書與資料，包括網(wǎng)絡(luò)資源。例如在講授GrADS氣象繪圖軟件內(nèi)容時(shí)，考慮到該軟件是美國馬里蘭大學(xué)開發(fā)的開放性軟件，國內(nèi)外很多專業(yè)論壇上都有關(guān)于這款軟件使用方法和技巧的討論，因此在以往的教學(xué)過程中，我們都會(huì)選擇有學(xué)習(xí)價(jià)值的網(wǎng)站推薦給學(xué)生，以拓展學(xué)生的知識(shí)面，鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

3 改革教學(xué)方法

教學(xué)方法是教學(xué)過程中的重要組成部分，應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生特點(diǎn)，選用科學(xué)合理的教學(xué)方法。

作為一門學(xué)科基礎(chǔ)課程，“氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖”的概念多、內(nèi)容廣、專業(yè)性和實(shí)踐性強(qiáng)，需要較強(qiáng)的邏輯思維和空間想象能力。因此，傳統(tǒng)的課堂板書教學(xué)方法不再適用，必須充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，結(jié)合多媒體教學(xué)與各種傳統(tǒng)教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)課堂教學(xué)的生動(dòng)性和啟發(fā)性，提高學(xué)生理解和掌握氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖的基本概念、原理、方法的能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

3.1 現(xiàn)代化教學(xué)手段的運(yùn)用

為了最大限度地發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，在采用多媒體課件講授時(shí)，同時(shí)保持傳統(tǒng)教學(xué)方法的特點(diǎn)，堅(jiān)持啟發(fā)式教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)，使課堂教學(xué)更加生動(dòng)、更富有啟發(fā)性，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。在課件運(yùn)行的過程中，注意保持課件畫面的出現(xiàn)與教師的講授同步，同時(shí)教師要時(shí)刻注意學(xué)生的情緒變化，要走下講臺(tái)，走到學(xué)生中，邊走邊講解，多用目光與學(xué)生接觸，隨時(shí)解答學(xué)生的疑問，并根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)和表現(xiàn)及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。一些重要的教學(xué)內(nèi)容依然寫在黑板上，即便只是一些關(guān)鍵詞或標(biāo)題，這樣便于學(xué)生做筆記，掌握其中的要點(diǎn)和重點(diǎn)。

3.2 理論實(shí)踐一體化[4]

目前我校的計(jì)算機(jī)類課程主要采用多媒體教室上理論課程，實(shí)踐課在機(jī)房。受教學(xué)條件限制，很可能導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)脫節(jié)，學(xué)生無法現(xiàn)學(xué)現(xiàn)練，及時(shí)鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。因此，學(xué)校在新一輪教學(xué)改革中倡導(dǎo)小班化教學(xué)，針對(duì)計(jì)算機(jī)使用水平較高的課程，建議將課堂設(shè)置到機(jī)房，實(shí)現(xiàn)學(xué)生人手一臺(tái)電腦，教、學(xué)、做一并完成，形成邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊做的一體化教學(xué)形式。采用這種面對(duì)面的直觀教學(xué)方式，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，增進(jìn)師生之間的互動(dòng)性，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

“氣象程序設(shè)計(jì)及繪圖”課程的主要教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，因此，實(shí)踐教學(xué)在該課程的總體教學(xué)環(huán)節(jié)中占有重要地位?？茖W(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，合理安排實(shí)踐教學(xué)形式和進(jìn)度，是提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的重要保障。我們根據(jù)不同學(xué)習(xí)階段，將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)層次：首先是基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)主要涉及課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生驗(yàn)證、理解、掌握基本教學(xué)內(nèi)容；其次是設(shè)計(jì)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)提出具體實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)成果，要求學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)來設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；最后是綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)針對(duì)一些氣象專業(yè)問題，要求學(xué)生綜合應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和繪圖技能進(jìn)行解決，目的是培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。前兩類實(shí)驗(yàn)一般要求學(xué)生自己獨(dú)立完成，第三類實(shí)驗(yàn)可根據(jù)項(xiàng)目的復(fù)雜性，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，在設(shè)計(jì)過程中分工協(xié)作，然后系統(tǒng)地把各項(xiàng)結(jié)合，這樣也鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

5 結(jié)語

根據(jù)教學(xué)實(shí)際來看，實(shí)踐性強(qiáng)的課程相對(duì)于一些理論性較強(qiáng)的課程來說容易受學(xué)生歡迎，如何通過本課程的講授，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力，使得學(xué)生學(xué)完課程能切實(shí)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決專業(yè)領(lǐng)域問題，真正實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)，這還需要在教學(xué)實(shí)踐過程中不斷探索。上述關(guān)于本課程的教學(xué)研究與探索，可以為高等院校其他同類型課程的教學(xué)改革提供借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭莉霞,曹永瀟.高校Fortran語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法研究[J].科技信息,2012,(35):648.

[2]張亞紅.計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程理論教學(xué)方法探討[J].中國科技信息,2007，(19):250～251.

[3]李麗平.GrADS教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)[J].氣象教育與科技,2008,31(2):1～8.

[4]王迎尉.理論實(shí)踐一體化教學(xué)改革的實(shí)踐[J].職業(yè)技術(shù),2011，(135):41～42.