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摘要：为适应信息化条件下联合作战的新需求，军队院校教育逐步从以学历教育为主转变为以继续教育为主，这就要求《数值天气预报》专业课的教学内容和教学方式方法也要做相应的调整。分析和讨论现状，从教学内容和教学模式两方面探讨了《数值天气预报》课程改革的一些思考。
关键词：数值天气预报；教学改革；教育转型；课程设计
本文引用格式：刘宇迪,等.关于教学转型后《数值天气预报》教学改革的思考[J].教育现代化,2019,6(30):59-60.
一 现状的分析和讨论
以前的《数值天气预报》课内容的设置主要针对生长干部非合训本科学员，教学目的是通过本课程的教学，使学员理解数值天气预报的基本理论，学会常用数值天气预报模式的使用方法，具有分析解决数值天气预报实际问题的能力，掌握数值天气预报的基本方法、常用物理过程参数化方案，具有初步的综合设计能力，了解数值天气预报方法在军事气象保障系统中的应用，为以后的工作奠定必要的理论和实践基础。而以后的《数值天气预报》课内容的设置主要针对国防生，由于生源来源广泛，尽管近几年来自气象学专业的人员越来越多，但各个地方院校讲授的《数值天气预报》课内容深浅不一，更何况还有部分学员来自其它专业。这就给《数值天气预报》内容的安排带来了很大困难。同时这些国防生的工作岗位已定，部分在从事气象保障工作，也有一部分从事其它工作，特别是后一部分人的第一任职不是气象保障，因此他们对气象的专业课兴趣不大，仅仅是来“例行公事”而已[1]。这也给《数值天气预报》课内容安排带来了困难。针对目前的现状，本着军事院校教育的思想，按照照顾多数的原则，同时考虑到他们第一任职的需要，拟对《数值天气预报》课的教学改革思考如下：
二《数值天气预报》课教学改革的思考
（一）教学内容
国防生的第一任职是气象保障，为此，拟将《数值天气预报》课的内容以学习目前最先进的有限区域数值预报模式WRF为主线，针对WRF模式中用到的数值预报相关技术进行展开讲解，这样一方面学员掌握了WRF模式的使用，另一方面也可以对模式中用到的技术细节进行深入学习。从前面对军事气象学本科班的反映来看，这样的内容安排是会令学员满意的。教学内容主要包括八大部分。
（1）基本方程组部分包括大气运动规律的基本方程组的导出、推导平均运动方程组的方法、选择垂直坐标的原则、普遍垂直坐标转换的方法、σ坐标系中方程组形式和特点、常用的几种地图投影方式及地图投影坐标方程组和地图投影放大系数的计算方法。这部分是后续部分的基础。
（2）大气中的能量关系包括大气中的基本能量形式及各种能量形式间的相互转换过程、各种坐标系中能量方程推导思路和方法、静力平衡条件下能量转换过程的特点和有地形时模式大气中的能量方程及其特点。该部分内容使学员认识到：研究大气的能量过程是认识大气运动和天气过程的一种有效途径，是模式设计的重要约束条件。
（3）混合波动解与滤波部分包括大气中各种波动的基本性质及天气意义、处理波动问题的一般思路方法、静力平衡近似对重力惯性波的影响、“噪音”的概念及滤波的原则和方法。使学员认识到数值模式中如何过滤抑制高频快波。
（4）数值方法部分包括差分法求偏微分方程数值解的一般思路方法、分析线性计算稳定性条件的谐波法、有限网格离散近似的计算误差及其控制方法、非线性计算稳定性的概念及其抑制非线性计算不稳定的方法、各种常用的时间积分格式和水平侧边界条件。使学员理解差分近似计算可能引发的各种问题及解决的方法。
（5）过滤模式包括过滤模式的特点和预报能力、数值求解椭圆型方程的超松弛迭代法、准地转正压模式和准地转斜压模式的计算格式和求解方法。这部分内容比较简单，目的使学员了解数值天气预报的发展简史。
（6）正压原始方程模式包括正压原始方程模式的基本特点和守恒特征、不同变量配置的水平差分格式对模式适应过程的关系、用Shuman符号书写差分方程的方法、构造守恒格式的原理和方法、常用的初值化方法。该部分内容使学员能够全面地认识数值天气预报的业务流程和模式设计方面的重要问题，能运用所学知识，自行设计一些简单的正压原始方程模式，以培养学员的动手能力和运用计算机解决实际问题的能力。
（7）斜压原始方程模式包括斜压原始方程模式的基本特点和守恒特性、垂直变量配置和构造守恒的垂直差分格式的原理和方法、地形的动力作用、σ坐标系中计算水平气压梯度力的常用方法、分离积分法的要点。该部分内容注意培养学员发散思维和创新思维能力。在科学研究过程中对同一个问题，常常可以从不同的角度，采用不同的方法使问题得到解决。
（8）若干物理过程的处理方法包括数值模式中引入各种物理过程的必要性和可能性、计算大尺度凝结的凝结函数法和迭代法、处理次网格物理过程的参数化方法的基本思想、处理对流降水的对流调整方案和郭晓岚参数化方案、处理边界层过程的参数化方案。该部分内容在于培养学员科学的思维方法和思维的灵活性，认识参数化方法在科学研究中的地位和意义。
（二）教学模式
要遵循这样一种思想：实施素质教育、突出创新能力培养。素质教育和创新教育作为教学过程中的主要内容，教学方法[2]由传统的“注入式知识传授”转变为“研究式素质教育”；授课方式由“连续型细节式授课”转变为“启发式专题授课”；教学形式由“单一的课堂教学”转变为“多形式的互动交流”。建立“以学员为主体、以教员为主导”的基于探索和研究的教学模式，激发每个学员的特长和潜能，鼓励并引导他们的求知欲、想象力、创新欲和探索精神；以知识综合、创新设计为原则设计“小论文”题目；优化考核方式，建立以衡量综合素质为依据的评分标准，采用理论考试、撰写“小论文”等综合测试评估的方法评定课程成绩。
在本课程的实施过程中，以课堂讲授为主，注意采用启发式的教学方法。什么是启发式教学？是指在教学过程中，学员的自主学习和合作是前提，把教材当作基础，在教员的启发引导下学员自由表达观点、置疑探究问题，并通过个人、小组、集体等多种形式的解难释疑活动，用所学知识解决实际问题的教学形式。
启发式教学特别重视培养学员的自学能力，发展创新性思维，开发学员智力，并通过自我探究，掌握科学方法和学会学习，为终生学习奠定基础。教员作为启发式教学的引导者，其任务是调动学员的积极性，促使他们自己去获取知识、发展能力，做到自己去发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。所以，对教员的要求也大大提高，教员不仅需要具备专业的理论知识，还需要有一定的实战经验。与此同时，教员还要为学员的学习创设合适的情境，营造与情境相适应的氛围，能够激发学员讨论欲望，更好地把握讨论的深度，对成效进行评价。学员是学习的主人，要在学习中明确谈论目标，对相关问题进行思考，掌握学习方法，在最后的时候对学习的结果进行总结。教学过程是多样化的，结合书本的理论与案例，辅助上机实习，让学员能够用理论知识去指导实践，在实践中能对理论知识进行消化、吸收、甚至升华。
启发式教学与案例教学有一定的区别：启发式教学强调了学员的参与和自主学习，教学不再是“填鸭式”的教学或者“传授经验”的教学，而是能够让学员在相应的环境下自我提高、自主学习的过程。教员的角色也相应地有所变化，课堂不再是教员个人演讲的舞台，而是一个真正实现“师生互动”交流的平台。
利用校园网扩展课堂教学，方便学员和教员在网上进行交流和答疑，变有限学时的教学为在读期间的全程教学。这种专业课教学的特点就是：教材内容可以随着时间的推移不断地更新发展，教学内容应该根据所在领域前沿研究成果做一些适当的调整，这样可以使得教员随时了解关注前沿领域成果，也能够鼓励学员查阅和阅读最新的参考文献。“给学员一杯水自己就要有一桶水”，如果教员的教学问题固守于教科书的固有内容，不吸收外界的新信息，则肯定不会满足学员的需要。
参考文献
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[2]侯长林.罗静,郑国桂.雅斯贝尔斯大学整全人教育思想探讨[J].教育探索,2016,0(1):17-21.
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[4]王珊.高校教育模式的思考[J].才智,2018(34):123.
[5]苏冬梅,刘洁晶.学校应用转型与教学手段改革研究[J].教育现代化,2018,5(26):31-32.
[6]刘臣宇,李卫灵,孙伟奇.启发式教学的有效运用[J].中国校外教育,2018(36):114-115.
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