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— 与北京科技大学老师谈教学 北京大学物理学院大气与海洋科学系 刘树华 2012 年 4 月 25 日

教无定法 , 唯精是道. — 与北京科技大学老师谈教学 北京大学物理学院大气与海洋科学系 刘树华 2012 年 4 月 25 日. 报告内容 一、专业基础课教学思考 二、 高等教育质量之我见. 报告内容 一、专业基础课教学思考 二、 高等教育质量之我见. 专业基础课教学内容原则 通今溯源，开拓创新 ； 经典理论，立论严谨； 通俗易懂，举一反三 。.

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— 与北京科技大学老师谈教学 北京大学物理学院大气与海洋科学系 刘树华 2012 年 4 月 25 日

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Presentation Transcript

  1. 教无定法, 唯精是道 —与北京科技大学老师谈教学 北京大学物理学院大气与海洋科学系 刘树华 2012年4月25日

  2. 报告内容 一、专业基础课教学思考 二、高等教育质量之我见

  3. 报告内容 一、专业基础课教学思考 二、高等教育质量之我见

  4. 专业基础课教学内容原则 通今溯源，开拓创新； 经典理论，立论严谨； 通俗易懂，举一反三。

  5. 介绍基本概念的形成和发展，揭示科学发展背景、思想渊源和认识过程，向学生展现科学发展的生动过程及必由之路，激发学生学习研究的兴趣和主动性，使学生在学习基础知识的同时，也得到了科学素质的培养。介绍基本概念的形成和发展，揭示科学发展背景、思想渊源和认识过程，向学生展现科学发展的生动过程及必由之路，激发学生学习研究的兴趣和主动性，使学生在学习基础知识的同时，也得到了科学素质的培养。

  6. ★对基础课教师的要求 讲课不但是传授知识，也是一门艺术，除了个人的表达能力外，主要是对课程内容的掌握达到融会贯通程度。 课程与课程不一样。基础课，上课要能让学生产生兴趣，有吸引力，一定要讲的通俗易懂。对一些很枯燥的基础课，如自然科学、工科课程，主讲教员首先要把课程内容吃透，不能照本宣科。内容吃透之后，课才能讲的游刃有余。 社会浮躁现象影响到教学秩序，教师队伍的稳定，影响教学质量。（北京大学对任课教师的要求，助教的要求，批改作业，社会兼职，…。）

  7. ★教学手段和技术现代化 基础课上课学生较多，提高教学质量，在多媒体教学实践基础上，实现网络辅助教学非常重要。（为学生提供下载多媒体课件、电子公告、网络答疑等条件） 在充分利用现代化教学手段和技术的同时，重要的理论公式的推导必须使用板书。 作为一名大学教师写好板书对提高教学质量具有重要作用（人格魅力、提高学生的注意力，…。)

  8. 专业课教学，要讲的有吸引力，你必须抓住学科前沿，讲学科国内外最新发展动态和新理论成果，讲国家和社会的需求，提高学生投身到专业学习的兴趣和动力。专业课教学，要讲的有吸引力，你必须抓住学科前沿，讲学科国内外最新发展动态和新理论成果，讲国家和社会的需求，提高学生投身到专业学习的兴趣和动力。 学科专业基础知识随着科学技术和社会的发展，其理论和知识结构也在不断的更新和进步，专业课的教学要传授基本的专业基础理论及其应用，所以你要抓住学科的前沿，讲一些学科新的理论和方法，使学生感到学习有方向和目的，学生的学习就有动力，就能吸引学生学好专业课。 主讲教师必须从事一定的专业科学研究项目，以研究成果促进教学非常重要。

  9. 如何上好专业基础课？ 如何启发学生学习专业基础课的兴趣？ 是主讲专业基础课教师应思考的问题。

  10. 比如我在讲《环境生态学》的“全球变暖对地球人类生存安全”的章节时，就用通俗的语言从“地球系统”、“全球变暖的动力学过程”讲起，并结合一些图片和动画讲授。比如我在讲《环境生态学》的“全球变暖对地球人类生存安全”的章节时，就用通俗的语言从“地球系统”、“全球变暖的动力学过程”讲起，并结合一些图片和动画讲授。 如果全球变暖使得地球上南北极的冰川融化消失，是如何影响地球的动力学过程？又是如何影响地球上的降水分布的？地球生态系统将如何变化？将如何威胁到人类的生存安全？到那时人类还能不能适应在这个地球上生存？ 学生非常感兴趣，一些学生可望探讨这类问题，抓住学生强烈的求知欲，引导学生深入学习。

  11. 何谓地球系统？

  12. 地球动力系统 地球环境生态系统的 形成机理； 动力学过程； 水热平衡；

  13. 副极低压 极地高压 地球大气环流动力学系统 极地环流· 极地东风带 Polar cell 极锋 东风带 哈得来环流 副热带高压 副热带无风带 东北信风 哈得来环流 赤道低压 赤道无风带 东南信风 极地环流·

  14. 太阳常数计算原理： 太阳的辐射温度是6000K，根据Stefan – Boltzmann 定律， 我们得到太阳表面的辐射强度（通量）为E=6.4×107W/m2。 那么在到达地球表面时，太阳的辐射通量可以通过下面的公式求出 r是太阳的半径； d是太阳中心到地球中心的距离 S0称为太阳常数；

  15. 地球大气的温室效应的计算: 根据辐射原理： 取S0 = 1367 w/m2 ，地球表面对太阳辐射的反射率为= 0.3，地球半径为R = 6370 km 需要指出的是， 如果地球大气中没有温室气体，根据计算地球表面只有－18 °C，远低于地球表面的实际平均温度15 。C。这就是说地球大气的温室效应使地面平均温度上升了 33 。C。

  16. 地球系统中人类圈的演化

  17. “生命行星”阶段的地球系统 地球系统 人类圈 生物圈 岩石圈 大气圈 水圈 （海洋） 人类作为生物圈中的物种之一，封闭在生物圈内（狩猎采集时代生存方式）

  18. “文明行星”阶段的地球系统 I 地球系统 生物圈 人类圈 岩石圈 水圈 （海洋） 大气圈 人类从生物圈中分离出来，成为“文明行星”I阶段，产业革命前（农耕畜牧时 代，人类圈内部没有驱动力阶段，为人类圈与地球系统和谐阶段，人类只影响 到人类活动范围

  19. “文明行星”阶段的地球系统 II 地球系统 生物圈 人类圈 岩石圈 水圈 （海洋） 大气圈 人类从生物圈中分离出来，成为“文明行星”II阶段，人类圈内部有了驱动力 （产业革命），用这种内部驱动力，诱发人类圈迅速扩张，突破地球系统范围， 人类开始向地球系统外扩展

  20. 21世纪的地球系统 人类向月 球或其它 星球 扩张 地球系统 生物圈 岩石圈 人类圈 水圈 （海洋） 大气圈 21世纪人类进入了所谓的“文明纪”（Civilization Era)，人类圈的扩张需要扩大 流入人类圈的物质量和能源量，即造成了地球系统中的物质和能源流程的紊乱， 这就是现在人类面临的地球环境、资源、能源、人口和粮食等问题的本质所在。

  21. Where are mankind going ? Washington Post, March 30, 2005

  22. Implications Where I want to go Alice: Can you tell me which way I should take? The Cat: It depends on where you want to go. Alice: I don’t know where I want to go. The Cat: Then it does not matter which way you take. Lewis Carroll 1865 人类将向何处去，需要明确发展之路，才能持续进步。

  23. 让学生感到学习课程对他们的思路的开阔、知识面的扩大，知识结构的建立，综合素质的提高及其将来从事专业和任何工作都是非常重要的。让学生感到学习课程对他们的思路的开阔、知识面的扩大，知识结构的建立，综合素质的提高及其将来从事专业和任何工作都是非常重要的。

  24. 专业基础课的教学要特别强调教学目的及课程的重要性，注重启发学生学习的主动性和探索精神。专业基础课的教学要特别强调教学目的及课程的重要性，注重启发学生学习的主动性和探索精神。 例如：在《大气探测学》的教学中特别强调该课程是学习其它专业课、从事大学科学研究的基础，并向学生讲述大气探测学国际发展趋势。

  25. 区域大气探测

  26. 城市区域大气探测 系留艇

  27. 大气边界层探测 北京325米铁塔，在15个高度进行温度、湿度、风速、风向和大气化学垂直立体观测

  28. 近地层大气探测

  29. 系留飞艇大气观测系统

  30. 美国耦合边界层海气传输低风试验

  31. 全球气候观测系统

  32. 全球空基观测系统 A Combination of Geostationary and Polar Orbiting Satellites

  33. 2007-2020我国风云气象卫星发展路线图 2012FY-3PM1 2013FY-4A (TEST) 2011FY-3AM1 2012FY-2G 2010FY-2F 2013FY-3RM (TEST) 2009FY-3B (TEST) 2014FY-3AM2 2008FY-2E 2015FY-4EAST1 2006FY-2D 2015FY-3PM2 2007FY-3A (TEST) 2016FY-4WEST1 2017FY-4MS (TEST) 2020 FY-4MS 2018FY-3PM3 2019FY-3RM2 2016FY-3RM1 2017FY-3AM3 2020 FY-4WEST2 2019 FY-4EAST2

  34. 注重理论与应用相结合 纯粹讲解大气探测原理是很枯燥的，但是结合应用讲述，教学效果就会提高。

  35. 地理区域特征导致城市区域热岛及热岛环流 局地系统 污染物 NH3 HNO3 PM O3,NO2 污染物 局地系统

  36. 城市边界层污染及热岛环流特征

  37. 山谷城市大气大气边界层特征和 大气污染形成机理研究

  38. 城市边界层发展将影响城市降水分布 和污染物的输送，如何设计探测方案？ 城市边界层发展特征

  39. 结合实际讲解一些专业基本知识，帮助学生加深基本概念的掌握。例如：在国家精品课《大气探测学》课程中穿插讲解国内大气科学热点问题，使学生更加热爱专业课的学习。 （1）2008年我国西南地区严重的冻雨灾害性天气的形成云物理过程； （2）2011年我国长江流域旱涝急转灾害性天气的成因；

  40. 2008年我国西南地区严重的冻雨灾害性天气的形成云物理过程

  41. Strong Snowstorm in China, Jan. 2008 从东南方向输送大量暖湿气流至我国南方；地面温度低于零度；水汽和过冷水滴，遇到物体时结冰；在树枝上形成树挂，或称雾凇。

  42. 雪、雨雪、冻雨、雨降机理 冻雨 雨雪 （霰） 雪 雨

  43. 2011年我国长江流域 旱涝急转灾害性天气的成因

  44. 问题的提出： ★长江流域干旱性灾害天气的成因 ★长江流域洪涝性灾害天气成因 ★长江流域旱涝急转灾害性天气成因 ★全球气候变化与灾害性天气成因

  45. 问题的提出： ★长江流域干旱性灾害天气的成因 ★长江流域洪涝性灾害天气成因 ★长江流域旱涝急转灾害性天气成因 ★全球气候变化与灾害性天气成因

  46. 2011年春季长江流域干旱

  47. 2011年5月以前，大气环流异常导致长江流域长期被副热带高压控制，使得北方和青藏高原的冷空气难以与加拉湾、南海及太平洋输送来的水汽在长江流域相遇，导致长江流域严重干旱。2011年5月以前，大气环流异常导致长江流域长期被副热带高压控制，使得北方和青藏高原的冷空气难以与加拉湾、南海及太平洋输送来的水汽在长江流域相遇，导致长江流域严重干旱。 冷空气 冷空气 副热带高原控制 长江流域干旱 太平洋水汽输送 孟加拉湾水汽输送 南海水汽输送

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