一、引言
加强学生实践能力培养是高等院校教学改革和专业建设的重要方向,这也是培养高等航运人才的要求。国际海事组织的海员培训、发证和值班标准国际公约(STCW)马尼拉修正案非常重视和强调航海类专业学员的实践和实操环节;国家教育部和交通运输部也要求推进航海类专门人才培养模式创新,大力强化实践教学环节。利用气象观测资料识读和分析影响船舶安全的天气系统,是航海技术专业的主干课程“航海气象学与海洋学”课程的教学目标。但由于海船船员适任考试的压力,当前教学强调应试,忽视学生实践能力培养。案例教学作为一种将学生引入实践情境的、以学生为中心的教学方式,开始在 “航海气象学与海洋学”类课程的教学上受到重视,而作为案例教学的基本教学材料-案例,有必要结合教学目标和实践能力培养,开展系统化的建设。
关于“航海气象学与海洋学”课程教学方法的研究,相关学者结合教学内容探讨了多种教学手段。朱鹏飞等探讨“图形+动画”教学法在“航海气象”课程中的应;张永宁等提出利用多媒体教学手段提高教学质量;王辉等在“航海气象学与海洋学”课程教学中应用了案例教学法;此外,也有学者根据线上教学的发展,对MOOC教学方法进行了探讨和分析;杨亚新等依托在线课程构建了基于SPOC的《航海气象》课程混合式教学模式。各种教学手段和方法大大丰富了“航海气象学与海洋学”相关课程的教学形式,在这个过程中,学者都强调“航海气象学与海洋学”课程中实践教学的重要性,然而,目前尚缺乏从课程整体任务和要求的角度,将案例编写和案例库建设结合起来探讨案例教学。
本研究根据“航海气象学与海洋学”课程的教学目标,选择气象传真图的识读和应用,探讨教学案例编写和案例库建设,主要工作包括:案例编写原则、案例库建设流程和案例库质量评价三个方面。
二、教学案例编写
案例库的建立应基于“航海气象学与海洋学”课程的理论体系,综合考虑海船船员适任考试和实际应用能力的要求。案例编写应以海上船舶事故和典型天气系统为抓手,以气象传真图的应用为落脚点,综合体现教学内容。通过系统化的组织和编写案例,建立案例库,最终满足课程目标和要求。
1. 课程对于教学案例的要求
案例库的建设应服务于课程目标和要求,应根据课程内容编写案例。“航海气象学与海洋学”课程的目标是通过气象、海洋要素以及天气系统等的理论学习,能够应用海上气象水文资料,掌握船舶当前和未来可能遇到的天气和海况。课程主要内容包括:气象要素的概念、特征、时空分布及其变化规律;大气运动和大气环流的基本特征及其规律;船舶水文气象观测;海流、海浪、海温、海冰等特征及其变化规律;各种天气系统及其天气特征;天气图知识;船舶气象信息的获取和应用。
教学案例的选择应服务于知识点,同时要具有一定的综合性,有效联系课程内容和知识点。对于“航海气象学与海洋学”课程,关于知识应用或者实践能力的要求主要体现在气象传真图的应用上,涉及的知识要点包括:(1)传真图图面要素的识读,要求认识气象传真图的种类、图题和图中符号说明,并且能够在传真图上定位船舶、天气系统;(2)天气系统的识读,要求根据传真图获取锋面气旋、冷高压、副热带高压和热带气旋这些天气系统的基本特征和动态,并能够分析出不同位置的气象水文要素信息。然而,仅依据知识点选择案例,结果是知识点之间缺乏联系,影响课程内容的理解和应用,无法有效识别海上恶劣天气系统的危害,所以案例的选择应考虑综合性。为了保证课程的学习和实践应用效果,建议选择恶劣气天气海况下的海上船舶事故作为教学案例。
2. 教学案例编写原则
(1)真实性原则
教学案例选择恶劣天气海况下真实的船舶事故,一方面,使学生认识到气象、水文条件对船舶航行安全的重要性,在思想上重视课程的学习;另一方面,真实案例容易将学生带入实际的场景体验,能够设身处地根据气象水温信息的识读进行决策;再者,通过对事后案例的学习,能够前人的错误中学习,也是一种实际经验的积累。
(2)时效性原则
教学案例在时间上应尽可能贴近当前。贴近当前的案例能够增加学生实际场景的带入感;同时,各种途径获取的资料也比较丰富,有助于全面认识事故;再者,现代科技对于船舶的航行安全提供越来越强的支撑能力,在面临恶劣气象海况时,无论是在决策还是处置方式上也都会与时俱进的变化。选择时效性强的案例,某种程度上,对于学生和教师都是一种知识上的更新。
(3)典型性原则
典型性体现在恶劣气象海况是导致案例事故的直接因素,同时,也是海上航行船舶经常遇到的恶劣气象海况,或经常导致船舶事故的恶劣气象海况。通过案例讨论和分析,学生能够充分认识气象海况条件在船舶事故中可能扮演的作用,并能够正确识读气象海况信息。
(4)简洁性原则
案例撰写应做到简洁,通过图片和文字使学生清楚掌握案例事故;设定的问题应具体、明确。这样避免学生花费大量时间阅读和理解案例,在讨论和分析案例时也能做到目标明确,进而达到设定的教学目标;同时,也提高了课堂效率。
三、案例库建设流程
1. 案例选题
为了保障海上航行船舶的安全,要求能够熟练运用气象传真图识别各种恶劣的气象水文环境,因此,在选题时需要考虑:
(1)覆盖不同类型的气象传真图,主要包括:地面分析和预报图,波浪分析和预报图,台风预警报图;
(2)来自不同水域气象传真图,比如:北太平洋、北大西洋等;
(3)来自不同海岸电台的气象传真图,比如:日本、美国等;
(4)覆盖典型的、能够带来恶劣天气的锋面气旋、冷高压、副热带高压和热带气旋。
2. 收集素材
收集素材应立足于真实性、时效性和典型性,收集素材时应:
(1)积极关注各类船舶海上事故,分析气象水文环境在船舶事故中扮演的作用,选择典型案例,能够充分体现气象水文在船舶事故中的作用;
(2)针对不同季节和水域,选择典型的天气系统,能够充分体现该天气系统的特征、演变,以及可能对船舶产生的不利影响。
3. 撰写案例
撰写案例是案例库建设和案例开发中的最重要一步,这也是对前期工作的一个思考和总结过程,教学案例遵从以下样式进行编写。
表1 教学案例编写样式
对于船舶事故,案例背景主要介绍涉事船舶、事故的时间线和事故水域等基本信息;教学目的在于根据船舶航线和天气系统发展,识读船舶可能面临的气象水文环境;案例问题主要围绕如何利用气象传真图识别恶劣气象水文环境和船员在整个事故中的决策及其合理性;情境描述重点在于根据事故的时间线,说明天气系统的发展和船员在整个过程中的决策;问题讨论主要包括:从气象传真图识读气象要素、天气系统的天气特征及其发展;如何利用气象传真图作出合理决策来保障船舶航行安全。
对于典型天气系统,案例背景主要介绍天气系统的类型、发生季节和所处海域;教学目的在于掌握该天气系统的识读、天气特征和发展;案例问题主要涉及:重建天气系统发展的时间线,天气系统的特征及其未来趋势;情境描述主要说明天气系统的强度、移动路径、发展阶段等系统演化信息;问题讨论主要包括:从气象传真图识读气象要素、天气系统的天气特征及其发展;船舶如何防范天气系统所带来的恶劣气象水文环境。
案例初稿完成后,交由专业领域的一线教学老师进行评阅,请他们提出一些建议,进一步完善案例。
四、案例库质量评估
根据教学案例编写原则和案例编写样式可以保证单个案例的质量,对于整个案例库的质量应根据以下标准衡量:
(1)数量丰富
数量丰富与否是评价一个案例库的一个重要标准。案例数量太少,就难以称之为“库”,而且难以满足教学工作的需要。
(2)覆盖面全
覆盖面全,即案例能综合覆盖教学内容和气象传真图应用的知识要点,具体体现为船舶事故案例和典型天气系统。
(3)及时更新
海上气象水文环境多变、各种气象水文环境下的船舶事故、气象传真图图面内容的变化,以及教学案例的时效性和代入感,都要求及时补充新的案例。
实际上,这三个标准之间是相互联系的。案例数量的丰富,不仅是指数目上的多少,也包括内容上的丰富和全面,而覆盖面全本身就有一定数量要求,而只有及时更新才能不断扩充案例的数量和覆盖面。
五、结论
无论是国际海事组织,还是国家教育部和交通运输部,都强调航海类学员实践能力的培养。案例教学作为一种将学生引入实践情境的、以学生为中心的教学方式,开始在航海技术专业的主干课程“航海气象学与海洋学”的教学中实践,而作为案例教学的基本教学材料-案例,有必要结合教学目标和实践能力培养,开展系统化的建设。
本研究从课程教学内容和气象传真图实际应用出发,详细介绍案例编写原则、案例选题和案例编写样式,以保证单个教学案例的质量;从案例库建设的角度,提出了案例库建设的质量标准,为“航海气象学与海洋学”的案例库建设提供了清晰、可操作的案例库建设思路。
结合笔者前期在“航海气象学与海洋学”课程中案例教学的实践,提出的“航海气象学与海洋学”课程教学案例库建设思路,有助于推动学生实践能力培养,满足航运业的人才要求。
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