“农业气象学”课程及内容优化改革初探

［摘 要］ “农业气象学”是农业科学专业基础课程之一，在高等农林院校广泛开设。结合多年教学实践，提出了对“农业气象学”课程及内容的优化建议，为“农业气象学”课程教学优化提供理论借鉴。针对目前“农业气象学”课程教学过程中存在内容繁多、概念抽象、前沿和热点知识较为缺乏、课程安排偏早、课时偏少等主要问题，建议从教学模式改变、热点研究内容加入、思政元素有机融入和结合实践等方面进行优化，以提高学生的学习兴趣、创新能力及对课程的系统理解。

［关键词］ 农业气象学；教学改革；教学内容；教学方法

［基金项目］ 2022年度海南大学教育教学改革研究项目“‘农业气象学’课程体系开发与内容优化研究”（hdjy2268）

［作者简介］ 杨 秋（1981—），女，河南项城人，博士，海南大学生态学院副教授，主要从事农业气象学研究；刘文杰（1981—），男，湖北仙桃人，博士，海南大学生态学院教授（通信作者），博士生导师，主要从事生态系统生态学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0073-04 ［收稿日期］ 2023-09-18

公元前4世纪亚里士多德编著的《气象汇论》，开创了气象科学发展的先河。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，在农学和气象学的基础上已从描述性的定性学科发展成为定性与定量交叉的学科［1］。农业生产是在自然多变的气候环境下进行的，是把农业生产对象与天气及气候联系在一起的科学体系。农业生产对象包括农作物、园艺植物和食用菌等，因此，农业气象学是涉农专业重要的专业基础科学。长期以来，“农业气象学”一直作为高等院校农学、种子科学、设施农业与工程、农业资源与环境、植物保护、园艺、林学、中药学、草业科学等农林类专业的专业基础课［2-3］，其目的在于让农林类学生通过本门课程的学习，为解决在农林生产中遇到的气象问题提供重要的知识储备和理论依据。

一、“农业气象学”课程的特点和教学中存在的主要问题

（一）应用面广、实践性强

“农业气象学”学科理论复杂深奥，如农业气象要素之间的相互作用，教学内容需要及时更新，传统的以教师为中心的教学模式，以及较少的理论学时，难以让学生在有限的课堂教学学时内完全熟练系统地掌握课程内容，不利于学生获取知识和自主学习能力的培养。

（二）内容繁多、概念抽象，不利于学生理解

“农业气象学”基础理论知识的教学重点是气象要素时空分布、变化特征及规律的讲解，包括辐射、温度、水分、气压和风等气象要素。从教学内容上来看，教学过程中过分强调这些气象要素的定义、时空变化规律、特点、计算等理论知识。例如，《辐射》一章的讲授重点在于影响太阳辐射强弱的因素，如太阳高度角、太阳方位角和昼长等的计算上；《温度》一章的重点是讲授基本概念，如土壤表面温度、深层土壤温度和空气温度的基本概念和特点等；《气压》一章的学习多集中在不同气压系统性分析及压高公式的计算等。这些教学重点导致学生运用理论知识时脱离了农业生产和生活实际，学生难以将所学的基础理论知识应用到农业生产实践中。

（三）前沿和热点知识较为缺乏

“农业气象学”学科理论复杂深奥，如农业气象要素光照、空气温度与空气湿度之间的相互作用，且气象要素内容繁多、概念抽象，前沿的科学成果及新的前沿动态，如深化农业气象学基础理论、气候变化适应机制、农业固碳减排、农业气候资源高效利用理论与技术、农业小气候理论与技术及气候智慧型农业［4］等并没有在教材和教学中体现，一定程度上降低了学生学习“农业气象学”理论知识的兴趣。

（四）理论学习安排时间不合理

“农业气象学”是研究农业生产与气象条件相互作用及其规律的科学。课程的学习既要求有一定的“高等数学”和“大学物理”等课程的基础，也要求有一定的如“植物学”“作物学”“植物栽培学”“植物生理学”“植物生态学”“植物生理生态学”等农学相关专业课的基础。但“农业气象学”课程大多安排在大二第二学期，此阶段往往相关的专业基础课还未开设。学科基础知识的缺乏，使得“农业气象学”知识点讲授方面存在一定的挑战，需要花时间解释一些专业术语，加之“农业气象学”课程的学时有限，因此，对于学生系统学习和理解农业气象学知识的时间无法得到保障。

（五）授课内容未能与农业生产中遇到的实际问题有机结合

具体的专业方向缺少与气象学理论知识的结合，没有过多地涉及农业生产过程中具体的内容与气象要素之间关系的理论内容。同时，教学内容缺乏针对性。“农业气象学”课程的学习旨在帮助学生系统地掌握各种基本气象要素及其时空变化规律和天气学、气候学、农业小气候等方面的基础理论知识，熟悉与生物环境密切相关的气象条件的形成、演变规律，以及我国的主要天气、气候状况，并能够将所学知识与生产和生活实际相结合，综合分析，灵活应用。而目前教学内容广而大，缺乏针对性。

二、“农业气象学”课程教学改革的主要内容

（一）转变教学模式，顺应时代发展

目前，高校“农业气象学”课程的教学主要是以PPT讲授为主的传统课堂教学，以教师为中心，采取“灌输式”的教学讲述教材内容，学生对课堂的专注力和积极性不高，对“农业气象学”的认知能力和学习兴趣不高。随着线上教学的发展，以知识传授为中心的教育手段和方式的改革迎来了契机。通过智慧树、雨课堂、超星学习通等现代教学手段，以教师为主导、学生为中心的教育思想，依据课程标准及应用型人才培养目标，确定教学目标、教学方法和学生预期学习效果，建立知识点、作业库、辅助材料、相关文献等学习资源，应用多媒体技术和互联网资源，采用现代教育技术手段制作课件、视频等，建设课内与课外、线上与线下相结合的混合教学模式。以笔者在2019—2020学年第二学期讲授的“农业气象学”课程为实际案例，利用超星学习通，教师和学生只需下载教师端和学生端并安装App到手机上，或在电脑上直接搜索打开网页，即可不受时间和地点的限制通过网络进行教学和自学，教师可提前把录好的课件音频、PPT上传至超星学习通的章节模块中，通过设置任务点的形式监督学生自主学习，学生可随时打开学习和回放，且教师可在统计模块中看到学生的完成情况。课上先利用15分钟播放本次课程音频，然后进行15分钟的教师与学生互动环节，用这一环节检测学生自学的情况，可设置不同的模块，如以选人、投票、抢答等形式进行互动。教师也可发布一些讨论专题，如水汽在环境中的作用和意义、以二氧化碳与全球变暖为话题谈谈你的观点、土壤温度对空气温度的影响、土壤水分蒸发的影响因素、空气湿度的不同表示方法等，学生可发言或留言。最后15分钟是作业时间，可设置限时作业，学生必须在规定的时间内完成，否则无法提交，且不得分。系统可对客观题进行自动判分，作为平时成绩的重要依据，同时为教师批改作业节省了大量的时间。另外，还可在资料区放置与本节课知识点相关的实例、前沿知识、文献等资料，供学生根据自己的专业背景、学习进度及兴趣爱好进行自学和复习。通知模块一般是教师用来发布上课信息或课堂计划表，学生可在课前先看通知中的相关事宜，了解本次课的计划安排。总体来看，利用网络平台进行教学，可不受课时时间限制，所录音频一般是以一个知识点为一个任务点，一个章节有若干个知识点，就可以设置为若干个任务点；同时，能够监督学生的学习情况，在统计模块中可看到教师上传的任务点的数量，以及学生的章节学习次数、成绩统计、成绩积分等情况。作为移动教学的有效手段，网络教学能够基本实现基于音频、视频、图像、文字等信息交互和共享，是传统课堂线下教学的有效延展，为课堂教学注入了新的活力。另外，可以尝试教学内容课堂讲授与课后自学相结合的新的教学模式，课堂上讲授理论基础，课后自学章节其他部分，即上课时前半个小时讲理论基础，后面15分钟时间通过提问、作业、讨论等检查学生的自学情况。这也是一种新的教学模式的尝试，能够使学生充分参与，大大提高学生的自学能力和参与度。

（二）更新教学内容，课程思政元素有机融入

课程思政于2014年首次提出，兴起于2016年习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的重要讲话［5］。2020年教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，标志着课程思政从自发阶段走向自觉阶段、从政策引导推进到课程建设实践［6］。授课期间可通过思想政治意识的引导和价值观的宣讲及思政元素的有机融入，使农科专业学生真正爱上农业，喜欢自己的专业，掌握气象要素与农林业生产的关系，在农业生产中能充分合理地利用气候资源，战胜不利气象因素，提出促进农林业生产“高产、优质、高效”的可持续发展气象条件和气象保障措施［7］。

与理工科专业教学相比，思政教育作为人文科学教育，能够极大地调动学生情感，促进学生产生学习动力。如在“农业气象学”绪论部分讲述我国农业气象之路，我国古人发明的测风速风向的“相风铜乌”比欧洲的“候风鸡”早1 000多年［8］。通过讲述先辈的发明创造，增强学生的民族自豪感与爱国主义情怀，发挥英雄人物教育作用，为学生树立追求真理的精神榜样，激发其克服困难的决心和勇气，提供解决问题的方法。在第一章《大气》内容中，讲授大气的成分二氧化碳在环境中的作用和意义时介绍节能减排、碳达峰碳中和等有关我国对大气保护的相关政策等，激发学生的使命感与责任感，意识到自己的学习与研究不仅与自身相关，而且与国家、民族的兴盛相关，从主观上产生更大的学习动力。在第二章《辐射》讲述太阳辐射时，介绍我国光能资源分布及利用。第四章《水分》讨论天气形成的原因及如何节约水资源等。在课堂教学中采用课堂分组讨论，让学生在课堂上分析对水资源可持续发展取得的成绩和面临的问题，促使学生在生活中能积极参与水资源保护实践，注重学以致用，在实践中落实思政教育。在讲述第五章《空气的运动模式》时，介绍我国古代在有关风的认识及应用等方面取得的成绩，激励学生将所学知识应用于实践。同时，在讲解对风的利用时，可结合涿鹿之战、赤壁之战等古代经典战争中对风的运用，一方面加强学生对风在日常生活中的作用的理解，另一方面可宣传中华优秀传统文化。理论学习的目的在于实践，而思政教育是链接科技发展与道德、伦理、价值观的桥梁，促使学生思考、认同，将课程思政的内容内化为自身思想，从而塑造高尚的人格和崇高的理想。

近年来，气象学与其他学科（如农学、园艺、农业设施与工程及农业资源与环境）的交叉融合发展非常快速，出现了一系列的科研成果，提升了科技工作者对气象学本质的认识。在授课期间教师通过思想政治意识的引导和价值观的培育，以及思政元素的有机加入，使学生对这些前沿动态有了较好的把握。在讲授第三章《温度》时讨论温度分布和变化对我国文化和社会结构等形成的影响。第二章与第三章相结合，讲授如何解决粮食农业生产，通过光能资源利用分析得出，农业生产潜力主要在我国西部，东部受光、水等很多限制，而西部农业大开发，热量和水分是限制因子，以及农业气象灾害如高温干旱、暴雨洪涝、低温冷害、雷电冰雹、大风、台风、冰雪冻害等对我国农业的影响及应对措施，这也是影响我国农业发展的重要因素。第四章《水分》讨论天气如何影响水资源及如何节约水资源等。第五章讲述《空气的运动模式》时穿插介绍我国古代有关风的认识及应用等。在教学过程中融入课程思政元素、国内外农业气象领域的新进展及新科研成果，对“农业气象学”课程的教学内容理论结合实践，并适时融入思政元素，实现价值塑造、知识传授和能力培养的人才培养目标。

（三）加强生态文明教育

党的十七大报告首次提出生态文明建设［9］。2012年11月，党的十八大从新的历史起点出发，做出“大力推进生态文明建设”的战略决策，走向生态文明新时代，建设美丽中国，是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要内容。习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”理念［10］。

大气作为地球表层系统主要的组成成分之一，有着非常重要的资源属性以及环境属性。农业气象条件是农业生产发展尤为重要的一环。高校师生要深刻领会时代赋予的历史使命，面对气候资源要素如水资源约束趋紧、土壤环境污染严重、农业生态系统退化的严峻形势，农业典型气象灾害如旱灾、冰雹、洪水、飓风、霜冻等对生态环境造成直接的不利影响，这些影响不仅会对农产品造成直接的影响，而且给生态环境造成了严重的损害。在课程教学过程中引导学生掌握农业气象学的基础理论知识，为国家提出的实施乡村振兴战略提升气象为农业服务的能力、加强农业防灾减灾救灾的能力，并将生态文明建设的内容融入其中，引导学生树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念。

（四）与应用实践和前沿热点相结合

“农业气象学”课程内容主要是为人类的农业生产生活实践服务的。因此，高校教师一方面，应积极开展教学研究，提高教学质量；另一方面，教师要在广泛阅读大量文献并结合自身的研究实践的基础上，讲解当前农业气象研究前沿和热点，如“3S”技术在农业气象观测中的应用，农作物生长和产量预报模型，全球气候变化与作物适应性问题，环境胁迫和调控，灾害监测预警及信息与“3S”技术应用等。还可利用先进的气象预测手段和设备，对可能的病虫害发生进行预警判断，在一定程度上对于降低气象灾害和病虫害对农作物的影响有很大的作用，为学生及时掌握国内外农业气象研究前沿和动态提供了较好的基础，也为学生在未来从事“农业气象学”相关专业研究工作奠定了一定的理论基础。

参考文献

［1］梅旭荣.农业气象学发展现状及展望［J］.农学学报，2018，8（1）：61-66.

［2］袁卉馥，牛瑞明，李卫欣.农业气象学教学方法初探［J］.学周刊C版，2010（10）：52.

［3］申双和，景元书，张建新.农业气象学课程教学的理论思考［J］.高等农业教育，2011（10）：71-73.

［4］潘志华.新阶段农业气象学发展面临的形势与研究展望［J］.中国农业气象，2023，44（4）：327-332.