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Practice on the teaching reform of the Agricultural Meteorology course

  • QIU Meijuan
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  • College of Agronomy and Resources & Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China

Received date: 2024-11-14

  Online published: 2025-10-31

Abstract

In response to the existing problems in the teaching of the Agricultural Meteorology course, such as the mismatch between teaching content and class hours, the disconnection between theoretical knowledge and actual agricultural production, and the need for improvement in the ideological and political construction of the course, this paper proposes targeted reform countermeasures. Specifically, the reform includes: optimizing teaching content and class hours by major, focusing on intensive teaching of common knowledge points, expanding content in line with professional characteristics, and simplifying overlapping content across courses; strengthening the connection between theory and practice, such as raising questions based on daily phenomena and integrating agricultural proverbs to enhance classroom interest and knowledge applicability; and deeply exploring ideological and political elements, such as infiltrating the recognition of traditional culture in the explanation of solar terms, and cultivating ecological awareness in the modules of climate and water. After 2 years of reform practice, the course has achieved remarkable results: the rate of unexcused absence of students is nearly 0, students' classroom participation has increased; for the Seed Science and Engineering major, the failure rate has dropped from 11.1% to 3.9%, and the proportion of students scoring above 80 has risen from 31.5% to 54.9%. In addition, some students have shown willingness to pursue further studies in meteorology-related majors, and undergraduate students majoring in Agronomy have published papers on meteorological disaster risk assessment, with their practical and data analysis abilities significantly improved. A survey of 111 students from the 2022 cohort (111 valid questionnaires were collected, with an effective response rate of 100%) revealed that the practical training and internships in the curriculum still need further enhancement. Currently, a cooperation agreement has been reached with the Tianjin Municipal Meteorological Bureau, and there are plans to organize on-site visits and learning activities for the students. This study can provide references for the teaching reform of similar courses in relevant colleges and universities.

Cite this article

QIU Meijuan . Practice on the teaching reform of the Agricultural Meteorology course[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(20) : 119 -122 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.20.027

农业气象学是研究气象条件与农业生产关系及相互作用规律的一门学科,其是广义农学与气象学之间相互渗透的交叉学科。农业气象学课程系统论述了温度、辐射、水分、气压、风等气象要素的基础知识及其与作物生长发育的关系以及在农业生产过程中的作用,阐述了气象灾害对农业生产的影响以及灾害的防御措施。该课程覆盖面广、核心概念密集、内容复杂且边界模糊,同时具有较强的抽象性,理解难度较高。随着教学改革的持续推进,课程授课时长不断压缩,进一步加剧了其教学难度。因此,针对课程实际情况提出切实可行的解决方案十分必要。牛建龙等[1]针对农业气象学课程教学过程中存在的问题,提出优化课程教学内容、量化课程考核内容、构建科学评价体系等一系列教学质量提升策略,增强了学生的基础理论知识和气象数据应用能力。闫素辉等[2]将互联网思维有机融入农业气象学课程的教学改革中,形成以学生学习为中心、线上线下混合式教学模式,提高了学生学习兴趣和积极性。谢平等[3]将探究式教学引入课堂,促进学生思考,可以较好地解决不同专业内容侧重点不同的问题。姜艳等[4]设计了农业气象学混合式教学方法和模式,构建了多元网络资源学习、检验与监督平台,优化了线上线下教学过程及考评模式,表明学习资源与教学方式的结合是提高教学质量和教学效果的优秀模式。本文主要针对农业气象学课程教学过程中存在的主要问题,结合教学实践经验,对教学内容和教学模式等进行探索,提出改革措施,为相关高校农业气象学课程建设提供参考。

1 农业气象学课程教学中需重点关注的环节

1.1 课程内容与学时方面

牛建龙等[1]研究指出,农业气象学课程主要侧重于农业气象常规理论知识的讲解,而对如何高效利用气候资源、灾害发生的机制和补救措施等讲解较少,难以运用到农业生产实际中。目前,本校农业气象学课程也存在课时较少,内容与学时不匹配的情况。例如,教学大纲中规定农学专业和种子科学与工程专业理论授课学时为18学时,实验学时为6学时;林学、菌物工程与科学专业理论授课学时为26学时,实验学时为6学时。这在一定程度上加大了该门课程的教学难度。教师需在有限的教学课时内完成教学内容,对各章节仅能突出重点内容精讲,其余内容则只能泛讲,且缺乏充足时间开展师生互动。此类教学模式不利于学生对课程内容的理解,进而导致学生学习积极性偏低。

1.2 理论知识与生产实际关联方面

农业气象学课程具有较强的实践性,非气象专业学生初学该课程时,仅依赖教材中的理论阐释,难以准确把握其具体作用与功能[5]。受课程学时限制及学校农业气象试验观测条件缺乏的影响,学生难以实地开展感知与动手操作,致使理论知识与专业实践难以深度融合,教学难以达到理想效果。因此,如何针对农业气象学课程自身特点,在教学过程中将其基础知识与农业生产实际紧密结合,帮助学生快速、准确地掌握相关知识并应用于生产实践,进而强化课堂教学效果,是值得探讨的问题。

1.3 课程思政方面

莫非[6]研究指出,思想政治教育是系统工程,需要高校全体教师的积极参与。在常规农业气象学课程教学中,教师更注重知识的传授和学生能力的培养,而对课程育人功能的重视程度有待加强[7]。如何围绕课程培养目标,挖掘农业气象学课程中蕴含的思政元素,将思想政治教育融入教育教学全过程,引领农业气象学课程的开展,发挥课程育人的功能,是教学过程中值得深思的问题。从思政内容的应用来看,本校农业气象学课程思政典型案例库处于探索初期,课程思政建设内容不够健全,课程包含的课程思政内容暂未得到有效剖析。如二十四节气与中国传统文化传承、气候变化与粮食安全的重要关系等内容难以得到有效剖析。因此,在教学过程中,关注学生能力培养的同时,也需注重素质教育。

2 农业气象学课程教学改革对策

2.1 优化教学内容和学时

教师要根据不同专业对该课程的需求,有针对性地进行教学,合理安排教学内容[8]。在授课过程中,既要注意不同专业需共同掌握的知识点,同时还需针对专业特点对相关内容进行拓展,达到学以致用的目的[9]。比如辐射、温度、水分等基础知识需要所有专业的学生重点掌握,但在讲解过程中可以依据不同专业引入不同的例子。以三基点温度为例,对于不同专业可以分别以农作物不同生长发育阶段的三基点温度(农学专业)、种子发芽所需要的三基点温度(种子科学与工程专业)、食用菌生长的三基点温度(菌物科学与工程专业)以及果树不同生长发育阶段的三基点温度(林学专业)为侧重点进行展示讲解。以水分和辐射为例,依据农作物不同生长发育阶段、种子发芽、食用菌生长的不同阶段、果树不同生长发育阶段对水分和辐射的需求差异作为各个专业的侧重点突出讲解。同时,对于其他基础课程涉及并且已经讲过的知识点可以简化。例如,讲述土壤蒸发和植物蒸腾时,其相关定义、过程及原理等内容均已在土壤学和植物生理学等课程中讲述过,辐射的基本特性在中学物理中也有学习,因此,在教学过程中可对这部分内容进行适当简化。
在掌握基础知识的前提下,针对不同授课学时的不同专业,需对其他章节的授课侧重点进行适当调整,对与专业课程联系不强的内容进行简化或删减,而对与课程联系比较紧密的内容进行适当的延伸拓展。例如,对于农学专业和种子科学与工程专业授课学时较少,气候部分应重点讲解气候的基本特征,而对于专业授课学时相对较多的专业,可先从气候形成的因素、气候带和气候型等方面进行讲解,进而过渡到气候的基本特征。农业气象灾害部分主要讲解温度异常引起的高温热害、低温冷害、霜冻,水分异常引起的干旱、洪涝灾害,气流异常引起的大风灾害,复合因子异常引起的干热风、连阴雨等灾害以及其他一些气象灾害的形成条件和防御措施。对于种子科学与工程专业,更关注低温、湿渍害对种子萌发的影响;对于菌物科学与工程专业,主要是大风降雨伴随降温天气对食用菌生产的影响;对于林学专业,更关注果树花期低温、大风造成的落花落果、日灼对商品外观的影响等。

2.2 强化课程内容理论与实际联系

将重点教学内容与日常生活中的现象相结合,增加课堂趣味性,充实课程内容。在课堂教学开始前,引入相关知识点的实际应用场景,提出问题,激发学生的兴趣。例如,在讲解太阳高度角时,先让学生思考自己影子的长短在一年中不同季节、一天中不同时刻有什么变化?然后通过太阳高度角的讲解来回答为什么在早晚影子最长、中午影子最短。讲解土壤热特性时,先提出炎热的夏季,光脚踩在湿的土壤上和沙地上分别有什么感受?然后通过对不同土壤成分的热容量、导热率以及影响因素进行讲解来回答差异原因。讲解积温时,通过积温计算与作物发育期相结合,使学生理解积温学说中作物完成某一生育阶段需要一定积温的含义。讲解降水时,学生可以通过对家乡降水量的计算或文献查找,了解家乡所属的气候区域类型。学习农业气象灾害的知识点时,探讨学生家乡的主要农业气象灾害及其防御措施,提高学生对理论知识的理解和应用能力,以增加学习的趣味性,使其乐于学习并主动学习。
教师也可以运用一些农事谚语及实例讲授,以增加课堂教学的趣味性,活跃课堂气氛,开阔学生思维。例如,讲解季节形成与二十四节气时,引入二十四节气歌和有关农事谚语,让学生了解节气与农事生产的关系。

2.3 挖掘课程思政元素

在课程讲授当中,可根据不同的教学情节,融入不同的思政元素,将思想政治与专业知识相融合,培养知农爱农、德智体美劳全面发展的创新人才[10]
在讲授季节的形成与二十四节气时,通过简明的介绍和互动式问答交流,引导帮助学生自主探索中国传统文化中与农业和气候相关的学术资源,使学生对中国传统学术研究成果的现代应用价值有更深刻地认知,增强对民族文化的认同感和自豪感。在讲解温度与农业生产时,结合气候变暖对作物生长期长短、作物分布界限等影响的知识点,引导学生辩证看待气候变暖对作物的影响,增强节能减排、低碳环保、建设生态文明的意识。在讲授水分与农业生产时,可引入水资源概况、水资源安全及重要水利工程等内容,阐明此类水利工程在推动地方经济发展、解决农业灌溉与民生用水问题、保障粮食自给等方面的重要作用。此举既能强化学生的民族自信心与凝聚力,亦能引导其树立节水意识。通过专业知识的学习,引导学生深刻认识到所学专业对于农业生产、社会服务等方面的重要意义,使学生在学习过程中逐渐树立专业荣誉感与职业使命感。

3 课程教学改革成效分析

通过连续2年的教学改革,农业气象学课程实践已有初步成效。一方面,学生的专业素养和学习积极性得到明显提高,学生的学习兴趣更加浓厚。如部分2023级农学专业的学生通过农业气象学课程的学习,对该课程表现出极大的兴趣,自行参观了中国气象局和中国科学院大气物理研究所,并查阅了大量的文献资料,表示将来要考气象专业相关的研究生。另外,通过农业气象学课程的学习,提升了学生的动手能力、数据分析能力和应用能力,如2024年已经有3名农学专业本科生发表了气象灾害风险评估方向的学术论文,论文中均使用了大量的气象数据,通过对气象数据的统计分析得出相关研究结果[11-13]。教学改革实施后,农业气象学课程的学生无故缺勤率近乎为0,课堂参与积极性明显提升;课程不及格率明显下降,学生平均分、最高分及最低分均明显提高。种子科学与工程专业2022—2023学年第二学期(21级)、2023—2024学年第二学期(22级)的期末考试总成绩显示,挂科率分别为11.1%和3.9%,80分以上分别为31.5%和54.9%,学生成绩明显提高。
为掌握学生对农业气象学课程的满意度,向2022级农学专业、种子科学与工程专业共发放111份调查问卷,回收有效问卷111份,有效回收率达100%,问卷的核心内容包括学习该课程后的收获、对专业学习的具体帮助以及课程后续改革的方向。从学生反馈来看,普遍认为课程存在实践实习内容不足的问题,建议以增加实践环节为核心推进改革。针对实践实习环节的完善,课程教学团队已与天津市气象局等单位建立联系,计划分批组织学生赴气象局科普馆、气象观测场、业务平台等场所参观学习,并体验气象工作者的日常工作,为学生搭建更广阔的学习平台。

4 结语

针对农业气象学课程在内容与学时匹配、理论与生产实践衔接、课程思政建设方面的问题,本文通过分专业优化教学内容与学时、强化理论联系实际、挖掘课程思政元素等改革对策,有效提升了教学效果。改革后,学生专业素养与学习积极性明显提高,课程缺勤率和不及格率下降,部分学生产生气象相关专业深造意愿或发表学术论文。同时,调研显示课程仍存在实践实习不足的短板,目前已与天津市气象局等单位规划实地教学方案。后续需进一步完善实践教学体系,深化思政与专业知识的融合,为培养农业类人才及服务农业生产提供更有力的课程支撑。
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