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摘要:具有创新精神和实践能力是我国高等教育对高级专门人才的培养要求,而在当今国家生态环境保护战略的大背景下,林学类高校的气象类课程发挥着衔接大气、生态与环境保护的重要作用。结合南京林业大学林学和生态学专业的生态气象特色,从林学特色课程体系设置与更新、专业实践能力培养方面探讨了林学类高校生态气象实践教学课程的改革方向,以期为培养出适应于新时代下生态环境保护所要求的高素质本科人才提供参考。
关键词:林业高校,生态气象,课程实验,两山理论
中图分类号:G712 文献标识码:A
“绿水青山就是金山银山”即“两山理论”,从经济发展和生态环境保护的角度辩证地阐述了两者之间的统一关系。随着时代的发展,该理论被不断赋予新的时代内涵,且逐渐融入当今经济社会发展和政策制定等相关领域,其所涉及学科方向包含林业、生态、气象等学科的专业知识[1]。结合以上背景,在林学类高校相关专业开展的生态气象类课程,不仅在专业培养体系里是非常重要一环,也具有重大的社会和生态效益,更是“新农科建设”和新型农林人才培养的重要教学内容。南京林业大学是一所以林科为特色,林学、生态学是学校乃至全国办学历史悠久的专业。因此,生态气象是林科高校学生和涉林单位需要学习的重要专业课程。针对林科高校的生态气象特色,本文对以往教学与实践的不足展开了总结和讨论,并进一步针对林学与生态学专业特色进行了改革和探索。
一、当前课程内容的不足与实验教学所面临的困难
1.教材内容陈旧,缺乏学科最新发展动态
由于教材中并无完全匹配“生态气象”学,传统教学形式主要以气象学与气候学为基础,在上课过程中辅以课程思政的形式,把生态气象的理念贯穿到整个教学课程。此外,由于该教材编撰于2000年以前,随着生态气象学领域在近20年取得快速更新,其内容已经不能覆盖新时代的理论与技术,且无法展现多学科交叉的能力[1]。此外,传统的气象教学设计体系,主要目的是使学生掌握气象与气候过程的基本概况、发生原因及对生产生活的影响。体系涉及气候变化对林业和生态系统的影响教学较少,这主要是相关内容比较抽象且涉及交叉学科。为了让学生直观感受温室气体、气候变化、植被生长三者之间的关系,以往的教学都是基于视频或者图片文本的形式进行讲授。课后教学调研中,学生往往反应对相关知识点抽象且记忆不牢固。
2.实验仪器品种单一
实验与实习教学是生态气象课程体系的重要组成部分,其中实验是包含于这门课中,实习则是单独的课程。传统实习教学方法是按照课程分组的形式,选择野外不同的下垫面,进行常规气象要素的分析与对比。由于实验仪器的限制,主要包括手持式观测辐射、风向风速、空气温度、湿度的小型仪器。以上仪器通常为其他学科在野外的科研提供气象辅助,并不是当今森林气象观测站的主流和常规仪器;且在我国气象站点改革中,手持式的人工观测气象仪器已经退出了历史舞台。以上实验和实习内容并不能满足当今业务发展的需要,而观测大气温室气体的大型仪器更是欠缺,学生没有基于仪器操作的观测数据可供分析,导致对大气温室气体的常规概念认识度不高。
二、生态气象教学与实践课程改革建议 更新课程体系,适应新时代生态气象教学特色 可在教学体系中加以《森林气象学》《生物气象学》《微气象学》等教材的部分相关内容进入生态气象学的课程内容,进而增加气象学与生态及林业的相关性,从知识结构上弥补传统教材单一的问题。在课程思政环节,引入新时代下对大气污染控制、生态、环保、林业保护等相关内容的介绍,并和对应章节的知识点相结合,进而让学生更容易把书本上的知识与当今国家的环保方针相联系。此外,鉴于传统实习与实验仪器在实际生产应用中已趋于淘汰的情况,应在校内建立基于台站的实习基地,配以使用电子元件的气象观测仪器,进而为学生实验、实习提供便利。实习台站的建立,还可长时间积累气象观测资料,克服传统实习中观测资料只限于几天的实习期内,而无法从气候的角度去分析的困难。 增加网络授课资源 虽然气象课程在林科类高校并不像气象类高校(如南京信息工程大学)所要求的全面和深入,但使用公共网络的气象资源,分析其对林业的影响却是当今本科生所必须掌握的业务本领。因此,应广泛收集当今已公开的国内外相关网站,如基于“中国天气网”资料,从雷达图、云图、风流图,降水、气温、相对湿度分析;或者从“国家气象科学数据中心”下载过去几十年基于台站的观测,可为本科生毕业后开展业务和科研工作提供重要数据支撑。
3. 虚拟仿真技术在实践教学中的引入和使用
学院从2020年起开始引入虚拟仿真技术,依托过去几十年的科研积累,化实为虚地把气候变化与植被的相关关系嵌入仿真系统,学生可通过主观的仿真内容关键参数调整,通过情景再现与结果对比等形式。仿真中不仅增加了学生的上课乐趣和积极性,还可通过每一关键步骤的作业布置来实时掌握学生的学习进展和程度,从而有效地提升了生态气象教学在林学类高校的效率。学校后期还将基于校外合作的形式,向同类院校免费共享该虚拟仿真实验。
结语
林业类院校的生态气象类课程的教学与实验实习,是培养新时代下林业和生态专业毕业生成为我国森林生态领域业务的关键步骤。为了更贴近社会需要,高校需要立足气象学、林学、生态气象等多学科交叉的领域,以培养培养复合型和专业性林学人才为目标,进而更新传统课程知识体系,丰富教学手段,增加实践与实习机会,使学生能够快速将理论转化为生活中和业务中的动手与解决实际问题的能力。
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关键词:林业高校,生态气象,课程实验,两山理论
中图分类号:G712 文献标识码:A
“绿水青山就是金山银山”即“两山理论”,从经济发展和生态环境保护的角度辩证地阐述了两者之间的统一关系。随着时代的发展,该理论被不断赋予新的时代内涵,且逐渐融入当今经济社会发展和政策制定等相关领域,其所涉及学科方向包含林业、生态、气象等学科的专业知识[1]。结合以上背景,在林学类高校相关专业开展的生态气象类课程,不仅在专业培养体系里是非常重要一环,也具有重大的社会和生态效益,更是“新农科建设”和新型农林人才培养的重要教学内容。南京林业大学是一所以林科为特色,林学、生态学是学校乃至全国办学历史悠久的专业。因此,生态气象是林科高校学生和涉林单位需要学习的重要专业课程。针对林科高校的生态气象特色,本文对以往教学与实践的不足展开了总结和讨论,并进一步针对林学与生态学专业特色进行了改革和探索。
一、当前课程内容的不足与实验教学所面临的困难
1.教材内容陈旧,缺乏学科最新发展动态
由于教材中并无完全匹配“生态气象”学,传统教学形式主要以气象学与气候学为基础,在上课过程中辅以课程思政的形式,把生态气象的理念贯穿到整个教学课程。此外,由于该教材编撰于2000年以前,随着生态气象学领域在近20年取得快速更新,其内容已经不能覆盖新时代的理论与技术,且无法展现多学科交叉的能力[1]。此外,传统的气象教学设计体系,主要目的是使学生掌握气象与气候过程的基本概况、发生原因及对生产生活的影响。体系涉及气候变化对林业和生态系统的影响教学较少,这主要是相关内容比较抽象且涉及交叉学科。为了让学生直观感受温室气体、气候变化、植被生长三者之间的关系,以往的教学都是基于视频或者图片文本的形式进行讲授。课后教学调研中,学生往往反应对相关知识点抽象且记忆不牢固。
2.实验仪器品种单一
实验与实习教学是生态气象课程体系的重要组成部分,其中实验是包含于这门课中,实习则是单独的课程。传统实习教学方法是按照课程分组的形式,选择野外不同的下垫面,进行常规气象要素的分析与对比。由于实验仪器的限制,主要包括手持式观测辐射、风向风速、空气温度、湿度的小型仪器。以上仪器通常为其他学科在野外的科研提供气象辅助,并不是当今森林气象观测站的主流和常规仪器;且在我国气象站点改革中,手持式的人工观测气象仪器已经退出了历史舞台。以上实验和实习内容并不能满足当今业务发展的需要,而观测大气温室气体的大型仪器更是欠缺,学生没有基于仪器操作的观测数据可供分析,导致对大气温室气体的常规概念认识度不高。
二、生态气象教学与实践课程改革建议 更新课程体系,适应新时代生态气象教学特色 可在教学体系中加以《森林气象学》《生物气象学》《微气象学》等教材的部分相关内容进入生态气象学的课程内容,进而增加气象学与生态及林业的相关性,从知识结构上弥补传统教材单一的问题。在课程思政环节,引入新时代下对大气污染控制、生态、环保、林业保护等相关内容的介绍,并和对应章节的知识点相结合,进而让学生更容易把书本上的知识与当今国家的环保方针相联系。此外,鉴于传统实习与实验仪器在实际生产应用中已趋于淘汰的情况,应在校内建立基于台站的实习基地,配以使用电子元件的气象观测仪器,进而为学生实验、实习提供便利。实习台站的建立,还可长时间积累气象观测资料,克服传统实习中观测资料只限于几天的实习期内,而无法从气候的角度去分析的困难。 增加网络授课资源 虽然气象课程在林科类高校并不像气象类高校(如南京信息工程大学)所要求的全面和深入,但使用公共网络的气象资源,分析其对林业的影响却是当今本科生所必须掌握的业务本领。因此,应广泛收集当今已公开的国内外相关网站,如基于“中国天气网”资料,从雷达图、云图、风流图,降水、气温、相对湿度分析;或者从“国家气象科学数据中心”下载过去几十年基于台站的观测,可为本科生毕业后开展业务和科研工作提供重要数据支撑。
3. 虚拟仿真技术在实践教学中的引入和使用
学院从2020年起开始引入虚拟仿真技术,依托过去几十年的科研积累,化实为虚地把气候变化与植被的相关关系嵌入仿真系统,学生可通过主观的仿真内容关键参数调整,通过情景再现与结果对比等形式。仿真中不仅增加了学生的上课乐趣和积极性,还可通过每一关键步骤的作业布置来实时掌握学生的学习进展和程度,从而有效地提升了生态气象教学在林学类高校的效率。学校后期还将基于校外合作的形式,向同类院校免费共享该虚拟仿真实验。
结语
林业类院校的生态气象类课程的教学与实验实习,是培养新时代下林业和生态专业毕业生成为我国森林生态领域业务的关键步骤。为了更贴近社会需要,高校需要立足气象学、林学、生态气象等多学科交叉的领域,以培养培养复合型和专业性林学人才为目标,进而更新传统课程知识体系,丰富教学手段,增加实践与实习机会,使学生能够快速将理论转化为生活中和业务中的动手与解决实际问题的能力。
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