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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称： 中长期天气预报 一级学科：  07 理学
二级学科： 0709 大气科学类 教学层次：  本科
负责教师： 肖天贵 学校名称：  成都信息工程学院
院系名称：   申报状态：  已获奖
申报级别： 省级 申报文件下载：  无下载文件
获奖名称： 获奖年度：  2006
主页地址： http://jpkc.cuit.edu.cn/kecheng/zcqtqyb/xiao/default.asp 是否交换：  否
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课程介绍：

4-1 本课程校内发展的主要历史沿革
● 课程地位? 中长期天气预报是大气科学领域研究和应用的终极目标之一。近20多年来，中长期天气预报一直是大气科学（或气象）专业的核心必修课程，在大气科学的知识结构中有着重要的地位和作用。
● 课程校内发展的主要历史沿革??
学院1978年成立本科院校，1979年气象专业首次招生，1982年《中长期天气预报》作为专业课开设，至今已对24届大气科学专业的学生讲授这门课程，共有10位教师主讲过这门课程。可见，《中长期天气预报》是一门历史悠久的课程了。总体上来看，20多年课程的教学具有三个阶段的特征：
第一阶段：教学内容以苏联流派为主的阶段。早期几届学生的教学内容，主要借鉴了苏联流派的课程体系，以章基嘉主编的《中长期天气预报基础》（气象出版社，1982年第一版）为基本教材，以章基嘉翻译的《长期天气预告原理》（A.A.吉尔斯著，科学出版社，1963）作为参考教材。
第二阶段：教学内容概括了国际上新的研究成果和我国“七五”科研项目“长期天气预报理论、方法和资料库建立”成果的阶段。20世纪80年代中期，由于全球兴的气候异常，国际上对中长期天气预报非常重视，建立了一系列的研究计划，召开了一系列的科学会议，取得了一系列的成果，90年代初，章基嘉主编了《中长期天气预报基础》（气象出版社，1994年修订版），邓贤峰等主编了《中长期天气预报》（气象出版社，1996年），这两本教材作为我们教学的基本教材。
第三阶段，以现代教育理念、现代教学手段重新整合教学内容的阶段。20世纪90年代，不断发生的气象灾害，如1998年的长江流域大洪水等使得国家对中长期的天气预报有了更高的要求，也使我们开始反思有关的教学工作，可否使教学内容更加适应现代气象业务的需要？在教学效果上更容易为学生接受？20世纪90年代末，我们开始按照现代教育思想重新整合课程内容，充分运用现代教学方法和教育技术手段，逐步构成完善的教学体系。在教学过程中，不断增加新的研究成果，并逐步将这些成果概括为新的教材，即将出版；运用现代教育的多媒体教学手段，使得传统教学中通过复杂的图形图像来认识的许多气象概念及天气变化规律，容易为学生所接受；通过网络提供了许多实践性教学的工具和内容，可使学生的实际能力有较大的提高。我们相信，全面按照课程建设评估方案的标准进行课程建设，对提高课程的教学效果，丰富教学内容，培养学生专业能力有着非常直接的积极意义，也能使这门课程在同类课程中特色明显，课程体系、教学内容、教学手段的改革走在全国同类课程前列。

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4-2理论课和理论（含实践）课教学内容
4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况，说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
中长期天气预报是大气科学领域研究和应用的终极目标之一。近20多年来，中长期天气预报一直是大气科学（或气象）专业的核心必修课程，在大气科学的知识结构中有着重要的地位和作用。
中长期天气预报的业务实践在天气预报的实践中占有重要的地位，也是目前各级气象局（台站）的主要业务预报内容之一，国家气象中心也设有专门的中长期天气预报的业务机构。我们学院的办学定位主要是培养较高层次的应用型专业人才，所以，《中长期天气预报》的课程设置将使学生对中长期天气过程的规律性有较为系统的认识，对中长期天气预报方法有较为全面的了解,为学生就业并尽早进行实际的中长期预报实践奠定基础。通过本课程的学习,要求学生掌握长中短期天气预报的区别、中期天气特征及预报方法、长期天气特征、影响因素及预报方法等。
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4-2-2知识模块顺序及对应的学时
本课程课堂教学40学时，预报实践教学采用互动形式在网上进行,主要由学生自主学习。
第一章 引言?????????????????????????????? （2学时）
第二章 中期天气过程特征和中期天气过程模式 （4学时）
第三章 中期数值天气预报?????????????????? （4学时）
第四章 中期天气统计预报?????????????????? （4学时）
第五章 长期天气过程特征与长期天气预报???? （4学时）???
第六章 大气环流变化与长期天气预报???????? （6学时）
第七章 海气相互作用与长期天气预报???????? （8学时）
第八章 长期天气统计预报?????????????????? （6学时）
第九章 中长期天气预报自动化系统?????????? （2学时）
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4-2-3课程的重点、难点及解决办法
课程的主要内容包括两大部分，即中期天气预报和长期天气预报的特征和方法。
（1）中期天气预报特征和方法。重点包括中期天气过程的特征、预报思路和建模的天气学、统计学和数值预报三类方法。难点在于理解中期天气过程的特征和预报思路，理解中期数值模式的构造和参数化处理方法以及灰色系统预测方法、PPM、MOS等统计方法。教学中通过多媒体工具的特点，利用图表、框图以及我们提供的MICAPS气象信息综合分析处理系统及系统指导资料、统计程序包等掌握重点，理解难点。
（2）长期天气预报特征和方法。由于长期天气过程的影响机制和中短期天气过程有显著不同，并且目前还是以半经验的方法为主，所以我们在教学中重点讲解长期天气过程的特征及长期天气变化影响的物理因子以及海气相互作用等基本理论，其中可预报性问题、遥相关理论、ENSO事件与长期天气的关系以及提供的如多层递阶预报方法等统计类方法是其难点。教学中，重点和难点内容的掌握需要大量的图表资料，所以，我们将通过图表的分析概括作为掌握重点和理解难点的基本方法。
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4-2-4实践教学的设计思想与效果（不含实践教学内容的课程不填）
● 实践性教学的设计思想
中长期天气预报课程是一门实践性很强的课程，但由于天气预报的复杂性，其具体的预报方法非常专门、庞大、多样和复杂，难于作为学生简单的实践实习加以练习。但是，教学内容的实践又是必不可少的内容。由此，我们设计了如下三个方面的实践性内容：
(1)提供系统的操作指导资料，供学生进行预报实践操作时参考。我们提供了中国气象局《新一代气象信息综合分析处理系统》即最新的MICAPS V2.0版本的《系统管理员手册》供学生实践参考。
MICAPS气象信息综合分析处理系统能够集气象卫星云图、雷达拼图等多种气象数据于一体，是与卫星通讯、数据库配套的支持天气预报制作的人机交互系统。MICAPS系统非常庞大，是目前我国气象业务台站的主要信息分析和预报平台。该系统已安装在学院综合气象台，学生可实习操作。
(2)提供最新发展和系统总结的统计分析和预测方法，鼓励学生使用统计或数学软件包（如Matlab, DPS数据处理系统,SPSS等）进行统计预报的实践性研究。
(3)提供某些预测模型供学生预测实践时直接调用。
● 实践性教学的效果
通过上述三种方式的实践性训练，将使学生在三个方面的能力和意识得到提高：
(1)使学生对中长期天气预报的三类主要方法即天气学、统计学和数值预报模式产品应用的方法有清晰的认识，并具有应用能力。
(2)直接熟悉了气象业务台站的工作平台MICAPS系统，为毕业后的业务预报工作奠定了良好的基础。
(3)熟悉了常用的数学软件包的使用，增强了数学模型的应用能力。
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4-3教学条件（含教材使用与建设；促进学生自主学习的扩充性资料使用情况；配套实验教材的教学效果；实践性教学环境；网络教学环境）
● 教材使用与建设
目前课程基本教材使用邓贤峰、曾文华、孔玉寿合编的《中长期天气预报》一书，该书由气象出版社1996年出版。由于近年来，短期气候变化的研究取得了很大进展，月季和年际天气预报技术和水平也有了很大提高，这些新的发展内容我们已通过多种教学过程传授给学生。另外，我们受中国气象局科技发展司的委托组织编写的《中长期天气预报基础》新教材已在审稿阶段，由气象出版社出版。
● 促进学生主动学习的扩充性资料使用情况
目前，已经为学生提供的扩展性资料包括参考文献书目目录、最新和系统编写的《中长期天气预报统计分析和预报方法》电子文本、MICAPS V2.0版本的《系统管理员手册》、DPS数据处理系统、多种气象统计分析和诊断方法程序包等，这些扩展性资料对学生理解课堂内容、拓展思路和开阔眼界、自主学习和研究性学习创造了良好的条件。
● 配套实验教材的教学效果
提供的如前述的三类实践性训练的材料，对中长期天气预报的教学中理论与实践的结合起到了很好的作用，大大培养了学生的实践能力。
● 实践性教学环境
大气科学实验室（综合气象台）提供包括80台计算机的网络教室，提供包括MICAPS系统、Mathlab数学软件包、DPS数据处理系统、Grads软件系统等应用系统，大型气象数据资料库，可以满足大气科学专业的所有专业课程的实践应用课程的教学需要，满足中长期天气预报课程的教学需要。
● 网络教学环境
校园网已经建成运行，实验室、教室、图书馆等都可以方便地连接到校园网上，访问教学资源，讨论和答疑。
中长期天气预报课程的教学大纲、电子教案、习题练习、实践性课程指导等资料已经上网，学生可充分利用校园网资源了解课程地位、课程内容、课程要求，接触更多的扩充性资料，并可通过E-mail、BBS等多种方式同老师互动讨论课程内容。

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4-4教学方法与教学手段（含多种教学方法灵活使用的形式与目的；现代教育技术应用与教学改革）
● 教学方法
(1)充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，教师通过启发式教学，把培养学生学习兴趣作为入门向导，改变以教师为中心的课堂教学方式，形成教师控制下学生互动式课堂教学方式或师生合作探讨式课堂教学方式。课程教学活动中体现出“以学生为主体”“授之以渔”“引导式”“启发式”“交互式”等现代教学理念。在学生的学习过程中，做到有疑问、有思考，带着问题去学习，效果会更好，效率也高。以学生为中心的课堂教学模式，使教师由单一的知识传授者改变为学生学习的指导者，活动的组织者。
(2)大力培养学生读图、识图的直观能力，培养学生的空间想象力，克服中长期天气预报过程中的抽象性困难，学会和掌握运用物理实在性的预测思维。
(3)积极不断地革新教学手段，重视现代信息技术和现代教育手段在教学中的应用。运用多媒体教学手段的优势建立多种天气预测的空间概念模式，提高天气预测的准确率。使用多种先进的教学方法，灵活、有效地调动学生的学习积极性，促进学生的积极思考，激发学生的潜能，加强了对学生知识运用能力的考察。 ?
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● 教学手段
中长期天气预报是一门理论性和实践性都较强的课程，内容比较抽象而难懂，其中最重要的是建立大气运动的空间概念及其变化。传统的教学方式比较难于理解教材内容。教学过程中，我们注重了三类现代教育技术的应用和改革：
(1)多媒体技术的应用。为了学生更好的理解中长期天气预报课程中的一些重要的物理图像，如大气环流型、遥相关、ENSO等，2001年起我们就逐步使用多媒体投影方式进行课堂教学。电子教案对图形图像内容的讲解非常方便、简明、重点突出、易于理解，可以帮助学生很好的理解那些重要的物理概念和物理图像。
(2)数学软件的应用。中长期天气预报的重要内容之一就是预报方法的介绍，其中最具实用价值的方法目前仍然是统计方法。但统计方法或模型是一个庞大的系统，不可能也不必要一一介绍。如果学生能够应用数学软件，那么，统计预报模型就能够在需要时被方便的使用，所以，教学中引导学生注重数学软件的使用显得非常重要。
(3)网络技术的应用。教学答疑、互动讨论、资料查阅等许多教学交流都可以通过与课程相关的网站来进行。我们已经建立了相关的课程网站。
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