第一篇:教學與科研相結(jié)合 研修心得—教學科研相結(jié)合
教學與科研相結(jié)合 研修心得—教學科研相結(jié)合
聽完專家們的講座,很有感觸,下面我就自己感觸最深的一點做一下闡述。每個專家?guī)缀醵继岬搅诉@一點,那就是作為青年教師,一定要積極參與科研,努力提高自己的科研水平。我們知道培養(yǎng)人才、科學研究、服務社會、文化傳承與創(chuàng)新是我們現(xiàn)代高校的四大任務。其中科學研究是高校的重要職能,它直接關(guān)系到高校培養(yǎng)人才的質(zhì)量和學術(shù)水平的提高。
高等學校一方面通過教學為科技事業(yè)培養(yǎng)大批高層次的創(chuàng)造性人才,而培養(yǎng)這類人才過程的本身又為開展科研工作提供了良好的條件,我們既可以利用高年級本科生、研究生這支自然流動更新的有生力量,為我們的科學研究事業(yè)注入新鮮的活力,又可以以此來活躍科研人員的思維,將科研成果進行系統(tǒng)化,并得以廣泛傳播和應用。另一方面,高等學校教學有賴于科研支持,科學研究不斷豐富革新高等學校教學內(nèi)容和手段,科研過程為提高師資水平和學生實踐能力提供了最有效的訓練條件。從這當中,我們清晰的看出:高等學校的教學和科學研究是相互依賴,相互促進,相輔相成,共同發(fā)展的,把兩者進行綜合是優(yōu)化資源配置和發(fā)展教育與科技的最佳選擇。這樣一來我們高校的人才、資源和設(shè)備既用于科研,又服務于教學,可獲得既出成果又出人才的雙重效果,有利于提高綜合效益。因此,高等學校在貫徹科教興國的戰(zhàn)略中,應當采用“以教興科、以科興教、科教結(jié)合、振興國家”的發(fā)展方略,從指導思想、確定方向、選擇課題到組織實施,都要堅持走教學與科研相統(tǒng)一的道路。
對一所大學而言,科學研究都是做好教學工作的重要保證。只有具備高水平的科研,才能使最新的科研成果進入教學過程,促進教學的更好發(fā)展。
對于青年教師來講,更應積極主動地參與科研工作,努力提高科研能力,并且將科研成果反映在教學內(nèi)容中,從而帶動教學水平和能力的提高,我們也只有有了足夠的科研經(jīng)驗才能更好的指導學生進行科學研究活動。同時,我們還要結(jié)合自己所帶課程的教學,對學生進行科研方法的訓練,培養(yǎng)學生的科研能力,努力使學生養(yǎng)成科學精神和科學態(tài)度。要成為合格的高校教師,必須先是一個科研工作者,好的科研工作者才能夠成為優(yōu)秀的教師。沒有高水平的科學研究,就沒有教學的高質(zhì)量。教師要圍繞教學進行科學研究,建立教學與科研良性互動的機制。要積極地把教學中的疑難問題上升為科研的問題,同時要把科研成果即使轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容,提升教學的科技含量。
我們培養(yǎng)的學生不僅要掌握一定的學科領(lǐng)域基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能,而且要能在本專業(yè)領(lǐng)域進行一定的科學研究,創(chuàng)造性地解決一些理論和實際方面的問題,具有一定的科研素質(zhì)和能力。這就要求我們高校教師要結(jié)合專業(yè)課的教學、社會實踐、學生的學年論文和畢業(yè)論文以及在師生合作當中對大學生進行科研指導。隨著高等學校教學國際化、個性化、學科綜合化,教學管理活性化趨勢的增強,自主性學習、創(chuàng)新人才培養(yǎng)呼聲的增強。高校的教學越來越離不開科學研究工作,越來越多的依賴于科學研究事業(yè)的支持。這些都深刻的證明了科學研究的重要性。
未來,我們青年教師的挑戰(zhàn)與機遇并存,如何把握科研,以科研指導我們的教學,將對我們的職業(yè)生涯產(chǎn)生不可估量的作用。
學習高等教育學的感受
我們知道高等教育是指在完全的中等教育基礎(chǔ)上進行的,培養(yǎng)學術(shù)性或職業(yè)性的各類高級專門人才的專業(yè)教育。而我們所學習的高等教育學就是一門以高等教育的特殊本質(zhì)、運行形態(tài)及其發(fā)展基本規(guī)律為研究對象的具有綜合性、理論性和應用性的教育科學。
在古代,我們的高等教育是隨著政治、經(jīng)濟、文化中心的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移的;具有“官辦”、“私辦”或“官私合辦”等多種形式;教育內(nèi)容也比較全面,比較注重道德和倫理教育;教育的方式也比較靈活,交流、啟發(fā)、論辯是常用的方法;那時的學術(shù)研究和教學育才結(jié)合的更是比較緊密。
高等教育具有很多功能,對我們個體而言,能夠促進我們掌握知識和發(fā)展能力,提高文明素養(yǎng)以及改變社會地位。對受教育者整體而言,能夠使受教育者政治化,培養(yǎng)政治領(lǐng)袖和專門政治、法律人才,促進政治的民主化。高等教育擔負著勞動力再生產(chǎn)的任務,為生產(chǎn)發(fā)展提供專門人才的支持,高等教育是科學技術(shù)再生產(chǎn)的手段和途徑,高等教育也能促進經(jīng)濟的調(diào)整和完善。文化方面,高等教育具有選擇、傳遞、保存文化的功能,具有創(chuàng)新和發(fā)展文化的功能。
最為新入職的青年教師,我們學習高等教育學的目的就在于了解高等教育的特殊本質(zhì)、理解高等教育的運行形態(tài)、認識高等教育的基本規(guī)律,從理論和實踐相結(jié)合的高度,掌握高等教育學的基本原理,以增強高等教育實踐的自覺性,從根本上提高高等學校教學質(zhì)量。
學好高等教育學有利于增強我們對高等教育事業(yè)的的責任感和事業(yè)心;有利于深化我們對高等教育的理性認識;有利于提高我們教育教學工作的技能和水平。
我們要以現(xiàn)實的高等教育工作為中心;注重將高等教育學的理論運用于實際;同時對高等教育實際問題進行理性思考來好好學習這門課程。
第二篇:科研與學科建設(shè)相結(jié)合
科研與學科建設(shè)相結(jié)合科研工作和學科建設(shè)相結(jié)合,促進兩者的不斷發(fā)展,是我們在爭創(chuàng)一流大學中要解決的一個重要問題。科研工作和學科建設(shè)的關(guān)系是相互促進的。科研是學科建設(shè)的“本錢”,有了高水平的科研,才會使學科整體力量得到不斷發(fā)展。要把科研和學科建設(shè)緊密結(jié)合起來,首先,要克服科研選題的分散和盲目性,加強研究課題與學科建設(shè)的有機聯(lián)系。院、系、所、中心的學科帶頭人應對當前社會政治、經(jīng)濟文化的發(fā)展對本學科的科研需求,以及本學科的國際研究現(xiàn)狀有一個宏觀而又清晰的把握;明確本學科在國際學術(shù)界中的地位,從而制定出某一時期本學科的科研方向,并通過有效、切實、能動的組織設(shè)計,引導教師選擇具有一定前瞻性、現(xiàn)實性、既能充分反映當今社會發(fā)展的 趨勢,又能反映學科發(fā)展高水平的課題。克服科研選題與學科建設(shè)脫節(jié)的現(xiàn)象。事實上,一個學科的發(fā)展,只有通過若干個重大科研項目的連續(xù)集中攻關(guān),才能實現(xiàn)。如社會學人類學研究所的“人類學”學科,就是在費孝通教授的指導下,通過“社會人類學理論與方法”、“當代文化人類學思潮研究”、“中外民族學、文化人類學比較研究”等若干個國家社科基金項目、教育部“九五”重點規(guī)劃項目和青年項目的攻關(guān)研究,使得這門外來的課程,脫胎換骨,有了新貌,開創(chuàng)了人類學中國本土化的先例,引起了國內(nèi)外學術(shù)界極大的關(guān)注,使人類學學科建設(shè)呈現(xiàn)出新的氣象。
其次,搞好教學是學科建設(shè)的中心,因此要重視科研成果與教學內(nèi)容的接軌。一項好的科研,它的進展與成果應首先在教學內(nèi)容中得以體現(xiàn),這是提高教學質(zhì)量的首要方面。教學管理部門應對在教學中能否及時反映最新科研信息及成果要有明確的要求,要把教學中能否反映最新科研成果作為教學評估中的一項重要內(nèi)容。要通過活躍的科研活動,促使課程體系進一步完善,課程內(nèi)容不斷更新。在研究生層次的教學中,融進最新的科研內(nèi)容不僅可以豐富教學內(nèi)容,加大信息含量,開闊學生思路,同時還可就科研中的某些難點,發(fā)動學生討論、思考,既可培養(yǎng)他們的科研攻關(guān)能力,也可以教學相長,為教師的科研提供新的思路。此外,學校的一切工作都是為了培養(yǎng)人才,這也是科研和學科建設(shè)的根本目的所在。要培養(yǎng)高素質(zhì)的人才,首先要培養(yǎng)一批具有較高科研能力的“研究型”教師。一流大學的教師既要是教育家,更要是科學家,這是一流大學的學術(shù)地位所決定的。科研是最好的創(chuàng)新活動,一個具有不斷創(chuàng)新能力的教師,才有可能讓他的教學哪怕是最基礎(chǔ)、最抽象的課程,充滿活力,而決不會是東拼西湊、照本宣科,讓一本講義“久經(jīng)不衰”。因此,要把教師科研能力的培養(yǎng)作為提高教師業(yè)務素質(zhì)的主要問題來抓,提倡青年教師多參加科研活動,只有有了一批高素質(zhì)的“研究型”的教師,才能把科研與學科建設(shè)真正緊密結(jié)合起來,使科學研究、學科建設(shè)、人才培養(yǎng)形成一個良好的循環(huán)和互動。(筱 瑜)
第三篇:如何讓科研更好的與教學實踐相結(jié)合
如何讓科研更好的與教學實踐相結(jié)合,更好地促進教學質(zhì)量的提高
廣西靖西市 靖西中學 黃雄杰
關(guān) 鍵 詞:科研 教學實踐 教學質(zhì)量
內(nèi)容提要:對于中小學這一特殊年段,教學科研必須特別關(guān)注教學過程中出現(xiàn)并亟待解決的焦點、熱點、難點問題,其研究成果切實能解決教學實際問題,真正能促進教學質(zhì)量的提高,有推廣價值和實踐意義,只有這樣才能讓科研更好的與教學實踐相結(jié)合,更好地促進教學質(zhì)量的提高。
在中小學這個特殊年段中,一提起教學科研,有相當一部分老師就會覺得教學科研離自己很遠,甚至認為與自己無關(guān);平時組織他們進行教學科研,總有部分教師埋怨“現(xiàn)在教學工作任務已很繁重,壓力已很大,還要分出一部分精力和時間去搞教學科研,如何承受得了”,于是無形中產(chǎn)生了抵觸心理,分配給教學科研任務時也不樂意接受或不主動配合,尤其是沒有申報更高一級職稱愿望的教師這種情況更為嚴重,導致出現(xiàn)各項教學科研工作難于推進的局面。
筆者認為這其中的原因固然很多,但其中最主要的原因之一便是課題負責人所選的科研項目與教師教學實際相距太遠,甚至嚴重脫離教學實際,不能解決教學中出現(xiàn)的實際問題,對教學質(zhì)量的提高作用不大;于是讓老師們產(chǎn)生了教學科研分散他們的精力、增加他們負擔、占用他們時間這樣的錯覺。
一、教學科研課題要與教學實踐相結(jié)合
教學科研課題要來自教學實際本身,才能避免出現(xiàn)教學科研與教學實踐嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象。教學問題即教學科研課題。我們在教學過程中往往會不可避免的碰到各種各樣難于解決又急需解決的問題,而這些問題如得不到解決就會嚴重影響到教學質(zhì)量的提高。我們的教學科研就是以這些問題作為科研課題進行深入的探索研究,解決教學中的實際問題,積極為教學服務,這樣才能避免出現(xiàn)教學科研與教學實踐嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象。
筆者所在的單位——靖西市靖西中學,是一所位于南國邊陲的示范性普通高中。南國邊陲農(nóng)村高中生對中華民族傳統(tǒng)美德和燦爛的民族文化的了解相對于內(nèi)地高中生來說就要少得多,陌生得多。隨著改革開放的深入,我們與越南的關(guān)系也在不斷改善,邊民之間的交往也越來越頻繁,鄰國的各種思想意識、價值觀、人生觀等也隨之不斷滲透進來。在這種背景下,如何加強南國邊陲農(nóng)村高中學生的愛國主義教育、中華民族傳統(tǒng)美德教育、民族文化教育、理想與價值觀、人生觀、世界觀等政治思想教育?成為擺在我們每個高中語文教師面前的難點問題。筆者適時地選取“南國邊陲農(nóng)村高中語文教學中德育滲透問題 研究” 作為科研課題,組織同組教師研究和探索如何針對南國邊陲農(nóng)村高中學生特點在閱讀教學、作文教學、聽說教學、課外活動等環(huán)節(jié)中把握德育滲透的藝術(shù),培養(yǎng)南國邊陲農(nóng)村高中學生熱愛祖國文字、熱愛中華優(yōu)秀文化的感情,培養(yǎng)他們社會主義思想道德和愛國主義精神;培養(yǎng)他們高尚的審美情趣和一定的審美能力;引導他們關(guān)心當代文化生活,尊重多樣文化,提高文化品位;滿足他們不同的學習需要,發(fā)展健康個性,形成健全人格。由于這一課題來自教學實踐本身,幫助老師們解決了《中學語文教學大綱》中關(guān)于語文科如何進行德育滲透的問題,實現(xiàn)高中語文教學德語滲透的目標,真正落實《中學語文教學大綱》精神,積極為語文教學服務,提高語文教學質(zhì)量。從而避免了出現(xiàn)教學科研與教學實踐嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象,也提高師生參與研究和實踐的積極性。
二、教學科研課題要高度關(guān)注教學過程中出現(xiàn)的焦點、熱點、難點問題 教學科研課題要高度關(guān)注教學過程中出現(xiàn)的焦點、熱點、難點問題,才能使教學科研與教學實踐更好地結(jié)合起來。教學過程中出現(xiàn)的焦點、熱點、難點問題,往往是難于攻克的問題。要解決這些問題僅憑單個老師的能力難于攻克,必須集眾人之力才能攻克,但是這些問題一旦被攻克,就能大大促進教學質(zhì)量的提高。課題負責人在選課題的時候,就要高度關(guān)注這些問題,重點選取這些問題作為自己的科研課題并組織課題組成員進行深入的探索和研究,尋求解決這些問題的有效途徑;這種科研課題一旦出成果就能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力——解決這些教學中出現(xiàn)的實際問題,切切實實提高中高考教學質(zhì)量;這有這樣才能使我們的教學科研與教學實踐更緊密地結(jié)合起來,更好地為教學服務。也只有這樣的科研課題才容易在更大程度上激發(fā)廣大師生的熱情,并讓他們主動參與進來;也只有這樣的課題才有更強的針對性,有更強的輻射作用和更大的推廣價值,也更易于被有關(guān)部門給予立項。
近幾年,針對全國上下轟轟烈烈進行的課改,我們的語文課改將何處去,是教師感到迷茫和困惑的問題;同時也是廣大家長和學生高度關(guān)注的焦點、熱點問題。但是要解決這些問題談何容易,一是我們沒有現(xiàn)成的教材和資料;二是沒有一整套便于操作并行之有效的教學方法、學法指導方案、訓練方法和訓練材料。解決這些問題,是一個工作量大而又繁雜的系統(tǒng)工程,僅憑單個老師的能力去攻克這些問題,可以說是不可能的事,只有把它列為一個科研課題,整合整個語文組全體教師的力量才能把它們一一攻克。筆者適時地選取“在讀寫結(jié)合中改變學生的語文學習方式”作為科研課題,組織同組教師進行研究,組織老師們改變教學觀念、改變教學方法、重新整合教學內(nèi)容、豐富語文課的課型、指導學生改變語文的學習方法;在很大程度上激發(fā)了學生對語文的學習興趣,從而大幅度提高了學生的語文成績,也使老師們對語文教改課改有了一個明晰的思路和深刻的認識,同時也大大增強了老師們投身語文教改課改的信心和決心。
三、以科研課題為切入點,積極為教學服務
教學科研課題來源于教學實際本身,就為科研更好的與教學實踐相結(jié)合創(chuàng)造了條件。課題確立后,課題組負責人要以此為切入點,以點帶面組織課題組成員對該領(lǐng)域進行研究與實踐,把教學科研和教學實踐有效結(jié)合起來,積極為教學服務,實現(xiàn)教學科研與教學實踐緊密結(jié)合和提高教學質(zhì)量的目標。
就高中語文來說,寫作、現(xiàn)代文閱讀鑒賞、古詩鑒賞這些內(nèi)容是每年語文高考中重點考查的知識點,其中作文占60分、現(xiàn)代文閱讀鑒賞占34分、古詩鑒賞占11分,光這幾項就占了高考語文總分中的105分(高考語文整套試卷滿分為150分),這些考點也是筆者所在學校中學生得分率相對較低的內(nèi)容,與內(nèi)地高中生的得分情況相比,差距較大。如果不能千方百計提高學生寫作、現(xiàn)代文閱讀鑒賞、古詩鑒賞等這些方面的能力,就難于提高學生的語文高考成績。針對這些情況筆者依次確立了“南國邊陲農(nóng)村高中學生寫作能力分項訓練實驗研究”、“南國邊陲農(nóng)村高中學生現(xiàn)代文閱讀鑒賞能力分項訓練實驗研究”、“南國邊陲農(nóng)村高中學生古詩鑒賞能力分項訓練實驗研究”等科研課題,并親自擔任這些課題的課題組組長。由于這些課題針對性強,有一定的輻射作用和推廣價值,很快得到了相關(guān)科研部門的立項,其中“南國邊陲農(nóng)村高中學生寫作能力分項訓練實驗研究”、“南國邊陲農(nóng)村高中學生現(xiàn)代文閱讀鑒賞能力分項訓練實驗研究”分別被百色市教科所確定為百色市重點科研課題給予立項,“南國邊陲農(nóng)村高中學生古詩鑒賞能力分項訓練實驗研究” 則被自治區(qū)教科所確定為省級科研課題給予立項。
筆者以這些課題作為切入點,組織課題組成員系統(tǒng)學習與這些研究領(lǐng)域相關(guān)的理論,提高課題組成員在這些研究領(lǐng)域的理論水平,為這些研究領(lǐng)域的教學實踐提供理論指導。組織課題組成員搜集與這些研究領(lǐng)域相關(guān)的材料,積極探索解決問題的有效途徑,解決這些研究領(lǐng)域教學方面出現(xiàn)的問題。組織課題組成員深入探討這些研究領(lǐng)域的課堂教學方法,提高課題組成員在這些研究領(lǐng)域的課堂教學水平。組織課題組成員深入學生群體進行廣泛的調(diào)查了解和進行深刻的分析,弄清學生在這些研究領(lǐng)域的學習現(xiàn)狀,探討如何對學生進行有針對性的學習方法指導,幫助學生提高這些研究領(lǐng)域的學習效率。組織課題組成員編寫該研究領(lǐng)域的配套教材資料,增強學生在這些研究領(lǐng)域?qū)W習的針對性。這些課題研究歷時7年多,均以南國邊陲地區(qū)農(nóng)村高中生為調(diào)查研究對象,以靖西中學2008級、2011級、2014級學生為課題教學及訓練研究和實踐主陣地。每個專項都有具體老師負責研究,在備課組會議上,大家一起進行討論補充,形成統(tǒng)一教案、導學案、學法指導方案、課件、訓練方法和訓練資料,然后向全年級推廣。在課題研究過程中,我們編寫出了適合于南國邊陲農(nóng)村高中進行寫作能力、現(xiàn)代文閱讀鑒賞能力、古詩鑒賞能力分項訓練的教材和資料,摸索出了一套便于老師們掌握和運用并行之有效的適合于培養(yǎng)南國邊陲農(nóng)村高中生 寫作能力、現(xiàn)代文閱讀鑒賞能力、古詩鑒賞能力的教學方法、教學課件、教案、學案以及對學生進行學法指導的方案、訓練方法和訓練資料。經(jīng)過7年多的實踐,收效顯著。參與實驗年級學生的語文高考成績也在不斷提高,其中高2011級學生在2014年語文高考成績尤為突出,得到了百色市教科所的肯定,并讓我校當年高三語文備課組(也是全程參與這些課題研究的備課組)代表全百色市語文科做書面經(jīng)驗介紹。這些課題也一一順利通過了市級、省級等相關(guān)部門的結(jié)題驗收。這些課題使得教學科研積極為教學服務,真正解決教學過程中出現(xiàn)的實際問題,進而促進教學質(zhì)量的提高,使科研成果能盡快轉(zhuǎn)化為“生產(chǎn)力”,真正實現(xiàn)了教學科研與教學實踐緊密結(jié)合和促進教學質(zhì)量提高的目標。
總之,對于中小學這樣一個特殊的教學年段來說,教學科研課題只有來自教學實際本身,切實能解決教師教學實際中出現(xiàn)并亟待解決的焦點、熱點、難點問題;我們只有善于捕捉這樣的問題并把它確立為我們的教學科研課題進行研究,這些教學科研課題的研究成果又能直接服務于我們的教學,這樣才能使得我們的教學科研更好地與教學實際結(jié)合起來,才能更好的促進教學質(zhì)量的提高;也只有這樣我們的教學科研才能激發(fā)廣大教師和學生參與的熱情。
第四篇:《量子力學》理論教學與科研實踐相結(jié)合的教學模式的思考
《量子力學》理論教學與科研實踐相結(jié)合的教學模式的思考
摘要:電子科學與技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱和基礎(chǔ),量子力學作為電子科學與技術(shù)專業(yè)最重要的必修課,其體現(xiàn)出的研究和對待新事物的思想和方法,對培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識具有十分重要的啟迪作用。論文圍繞“科研融入教學、教學提升科研”的理念,提出拓展和更新量子力學理論課的教學內(nèi)容,科研是充實教學內(nèi)容、提高教學質(zhì)量的源泉。同時,教師在提升教學效果的同時需要不斷充實提升自己的科研水平,形成科研教學雙促進,從而推動人才的培養(yǎng)和教學水平的提高。
關(guān)鍵詞:電子科學與技術(shù);量子力學;理論教學;科研實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)24-0229-02
現(xiàn)代信息技術(shù)即將步入光子學新階段,光子作為信息和能量的載體,迅速推動建立了一個前所未有的現(xiàn)代光電子交叉學科和信息產(chǎn)業(yè)。電子科學與技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱和基礎(chǔ),是多學科相互滲透而形成的交叉學科。量子力學在近代物理中的地位如此之重,但在實際教學中學生普遍感到量子力學理論性太強,公式眾多,邏輯推理嚴密,太過抽象,難以理解,特別是跟實際生活聯(lián)系不緊密,從而導致缺乏學習興趣。作者在多年量子力學專業(yè)課程教學過程中,總結(jié)教學心得,提出了“科研與教學互進互促”的教學理念,建立了教學內(nèi)容與科研課題相結(jié)合的量子力學專業(yè)課程教學模式。
一、介紹量子力學理論在現(xiàn)代科學技術(shù)中的實際應用,調(diào)動學生學習量子力學的熱情
興趣是學習一切知識的源動力,在緒論講述中通過大量多媒體資源向?qū)W生們展示現(xiàn)代科技革命與量子力學息息相關(guān),量子力學滲透到現(xiàn)代科技的方方面面,從電腦、手機到航天、核能,從科幻電影到工業(yè)4.0,幾乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于量子論。同時針對學生們的喜好,科普《星際穿越》、《生活大爆炸》、《源代碼》等熱門影視中黑洞、蟲洞、平行宇宙等量子物理的基本思想,以激發(fā)學生對量子論的求知欲,并向他們介紹一些關(guān)于量子力學的科普書籍,如曹天元的《上帝執(zhí)骰子嗎――量子力學史話》、霍金的《大設(shè)計》以及羅杰的《神奇的粒子世界》,并引用《上帝執(zhí)骰子嗎》中優(yōu)美的開場向?qū)W生引出量子力學這一神秘和優(yōu)美的故事,用生動有趣的方式講述量子力學的發(fā)展史話,穿插每一個具有革命性大事記形成和建立的歷史背景,相關(guān)科學家的簡史和名人逸事,如德布羅意如何從一個紈绔子弟成長為諾貝爾獎獲得者;牛頓和胡克還有其他科學家之間關(guān)于理論歸屬問題的爭執(zhí);一個早期不受大家認可的愛因斯坦;二戰(zhàn)期間參與研制原子彈,二戰(zhàn)結(jié)束后大力促進核能和平利用的“哥本哈根學派”代表人物玻爾;以嚴謹、博學而著稱,同時又以尖刻和愛挑刺而聞名的天才少年泡利;在建筑領(lǐng)域同樣杰出的胡爾;愛打賭的霍金;等等。這些偶像級的人物在物理發(fā)展中就像一個個明星,你方唱罷我登場,一起連接起物理發(fā)展的恢弘歷史,循序漸進地消除學生對量子力學的恐懼感,并且對于培養(yǎng)他們的科研品質(zhì)有很大啟迪。
量子理論的出現(xiàn)徹底地改變了世界的科技面貌,引發(fā)了許多的技術(shù)革命。用多媒體將最新的科技知識和高新技術(shù)全面融入到教學課程中,可以形象直觀地表述量子力學與科學前沿的緊密聯(lián)系,擴充學生們的知識和視野。如講述電子自旋有兩個取向這部分內(nèi)容時,正好與計算機存儲中二進制0和1相對應,這也正是量子計算機的基本原理,并展開介紹量子信息、量子通訊、量子計算機的基礎(chǔ)理論均是遵從量子力學變量的分立特性疊加原理和量子相干原理。機械硬盤的原理是巨磁電阻效應,其本質(zhì)是電子自旋相交的量子現(xiàn)象,醫(yī)院里最先進的診斷技術(shù)――核磁共振,就是核自旋效應的典型應用。CPU邏輯單元CMOS中的核心部件――場效應晶體管,是量子力學在固體中的應用;集成電路生產(chǎn)用到的光刻機――其光源激光,航天領(lǐng)域?qū)τ贕PS的系統(tǒng)誤差校準以及尤其重要的衛(wèi)星鐘,也是量子力學的應用。沒有量子力學,就沒有以半導體占主導地位的現(xiàn)代化工業(yè)。讓學生們切身感受到量子力學已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面,其影響巨大是以往所不能想象的。
二、根據(jù)電子科學與技術(shù)專業(yè),優(yōu)化教學內(nèi)容和方法
教師在教學過程中,一方面給學生講授了教材上的基本內(nèi)容,另一方面通過PPT和視頻的方式將國內(nèi)外研究動態(tài)和研究成果固化到教學中來,以保證教學內(nèi)容總是站在專業(yè)學科前沿。通過這種融入方式,形成理論水平高、實用性強、特色鮮明的課堂教學,理論聯(lián)系實際,擴大學生的知識面,從而提高學生的學習興趣和主動性。例如講述微觀粒子波動性中波長公式λ=h/時,通過比較電子和經(jīng)典粒子的波長,說明為什么在日常生活中難以觀測到粒子的波動性,并拓展引入透射電子顯微鏡的工作原理,當加速電壓達到200kV時,電子的波長達到在0.1納米量級,和原子的大小相比,由于透過樣品后的電子束攜帶有樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息,通過分析電子束的成像可以得到顆粒形貌、大小、位錯、缺陷、成分和相組成等微觀特性,進而介紹電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)、成像原理及電子衍射原理,加深學生對微觀粒子波粒二象性的理解和掌握。同時,還鼓勵學生自己動手制作相關(guān)動畫,提升他們的動手能力和參與性,并通過保齡球視頻類比描述雙縫衍射實驗,形象直觀。
講述一維薛定諤方程求解例題――一維勢壘貫穿時,引入隧穿效應概念,并且引用一張經(jīng)典的獅子“穿墻”追到墻對面高枕無憂人的配圖,這在經(jīng)典物理中完全不可能想象,形象的例子可以更好地理解量子遂穿效應,并且強調(diào)了量子論與經(jīng)典物理的不同之處,進而向?qū)W生介紹隧穿效應在現(xiàn)代科學技術(shù)中的實際應用――掃描隧道顯微鏡,用視頻和多媒體向?qū)W生們展示掃描隧道顯微鏡的工作原理及分辨率的影響因素,并與課本上遂穿透射系數(shù)公式相互驗證,并給大家介紹用掃描隧道顯微鏡的最新研究進展以及自己科研工作中的相關(guān)實驗結(jié)果。
通過讓學生們接觸這些儀器的工作原理,等同于提前接觸了科研工作,對研究工作有了切身體會和形象了解,同時對課程的理論知識有了現(xiàn)實認識。教學中不斷滲透專業(yè)前沿科學知識,不僅可以使量子力學富有生命力和時代感,而且培養(yǎng)了學生的科學素質(zhì),讓學習目標更明確,這些都對學生今后的工作和考研打下了一定的實踐基礎(chǔ)。另一方面,活躍課堂教學氣氛和建立討論環(huán)節(jié)在教學中是十分必要的。課堂教學一定不能讓教師唱獨角戲,要充分引導和鼓勵學生提出問題、分析問題和解決問題,這樣有助于激發(fā)學生的思維能力,形成新的思維方式。同時要讓學生占主導地位,將學習的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學生,可以鼓勵學生分享量子力學理論在現(xiàn)代技術(shù)中的應用實例,通過查閱資料,動手制作多媒體的過程,充分發(fā)揮學生的學習自主能動性,以及增強學生探索性學習的能力和搜集信息的能力。
三、科研融入教學,教學提升科研
在課堂上,要想真正提高學生的學習積極性,加深對量子力學理論的認識,教師只講授課本上的知識體系是遠遠不夠的,特別是新知識日新月異,這些均需要授課教師不斷吸取養(yǎng)分和了解本專業(yè)的前沿科學動態(tài)和研究進展,不斷加強自身的科研水平,讓教學和科研相輔相成,相互促進。
圍繞“科研融入教學、教學提升科研”的理念,拓展和更新量子力學理論課的教學內(nèi)容,在實施過程中,緊跟學科前沿發(fā)展,將自身的科研經(jīng)歷和成果,以及量子力學理論相關(guān)的學科前沿實例靈活融入教學內(nèi)容的各個環(huán)節(jié),形成水平高、前沿性強、內(nèi)容豐富的課堂教學內(nèi)容,這將會大大提高學生的學習興趣。比如講述海森伯測不準關(guān)系Δx?Δp≥?捩/2時,引入衍射極限這一物理問題,衍射極限本質(zhì)上來源于量子力學中的測不準關(guān)系限制,是量子特性的一種宏觀體現(xiàn)。
由于衍射極限限制了器件最小特征尺寸和加工分辨率,必須突破光學衍射極限才能進一步發(fā)展納米光學和光子學,表面等離子體激元是目前解決這一瓶頸的唯一方案。進而系統(tǒng)地介紹表面等離子激元的基本原理,及其在光探測器、傳感器、發(fā)光二極管及太陽能電池方面的應用。講述電子自旋這一章節(jié)時,向同學們介紹材料界的新寵――電阻率超低、電子遷移速度極快,可以有效傳導電子自旋的石墨烯,該材料卓越的性能令科學界普遍期待它能引領(lǐng)新一輪的電子元器件革命。引入科技巨頭IBM公司制作的《一個男孩和他的原子》的微電影視頻形象講述自旋電子施法大數(shù)據(jù)存儲,電子自旋的自由度得以被操控。當自旋電子學施展“魔法”,存儲介質(zhì)的體積將變得越來越小,而存儲的容量卻越來越大,甚至無限延展,真正一粒沙中存儲一個世界。這種通過實實在在的研究案例讓學生們清楚研究方法,加深對新知識點的理解,讓枯燥的公式轉(zhuǎn)換成形象的材料和器件,教學效果生動而富有啟發(fā)性。
科研是充實教學內(nèi)容、提高教學質(zhì)量的源泉,同時也是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的必然需求。同時,教師在提升教學效果的同時,需要不斷充實提升自己的科研水平,形成科研教學雙促進,從而推動創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和教學水平的提高。
參考文獻:
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第五篇:如何強化海洋氣象科研與業(yè)務相結(jié)合調(diào)研思考
為了以科學發(fā)展觀為指導,解決山東省氣象科研所在科研工作與業(yè)務相結(jié)合過程中面臨的若干問題,更好地為“打造山東特色海洋氣象服務品牌”提供科技支撐,山東省氣象科學研究所就我省海洋氣象服務、業(yè)務和科研有關(guān)問題進行調(diào)研,具體內(nèi)容包括:海洋氣象服務需求,對海洋監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的需求,沿海市級海洋氣象臺業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀,市級海洋氣象臺對上級指導的需求,海洋氣象業(yè)務對科研工作的需求,科研如何與業(yè)務更好地結(jié)合。調(diào)研時間是2008年11月17日—20日,通過調(diào)查問卷的方式獲得了7個沿海市氣象局(青島、濱州、東營、威海、濰坊、煙臺、日照)的反饋信息。
通過調(diào)研,比較全面地了解了我省海洋產(chǎn)業(yè)的總體分布,對各產(chǎn)業(yè)構(gòu)成威脅的災害性天氣;應急、海上救援對氣象服務的需求;中短期和短時臨近預報業(yè)務對觀測資料的需求,急需建立的海洋監(jiān)測系統(tǒng);市級海洋氣象臺對客觀預報產(chǎn)品的需求,市級海洋氣象臺對不同海洋災害性天氣的預報能力的大小,市級海洋氣象臺開展精細化預報服務的情況,詳細分析了制約精細化海洋氣象服務工作開展的主要困難;了解了海洋氣象業(yè)務對海洋氣象災害機理研究和數(shù)值預報產(chǎn)品的需求,明確了科研人員如何在業(yè)務工作中發(fā)揮指導作用,以及如何促進海洋氣象業(yè)務和科研交流。這些調(diào)研結(jié)果對于海洋氣象服務工作具有一定的參考價值,對于科研所制定未來海洋氣象科研發(fā)展規(guī)劃,加強對海洋氣象業(yè)務支撐能力建設(shè)具有重要的意義。具體調(diào)研內(nèi)容和結(jié)果如下:
我省海洋產(chǎn)業(yè)主要分布 城市
石油
航運
海水養(yǎng)殖
海洋漁業(yè)
鹽業(yè)
日照
貨運為主
客貨兼有
√
√
威海
客貨兼有
√
√
√
煙臺
√
√
√
√
濰坊
貨運
√
√
√
濱州
貨運
√
√
√
東營
√
客貨兼有
(石油運輸)
√
√
√
青島
√
√
√
石油產(chǎn)業(yè):主要位于東營市河口區(qū)。
航運:遍及各沿海市,除濰坊、濱州以客運為主外,其他城市客貨運兼有,其中煙大航線擔負著十分重要的客運任務,東營近海擔負著石油及物資運輸任務。
海水養(yǎng)殖:主要分布在東營市河口區(qū)、墾利縣,濱州沾化縣北部沿海,煙臺沿海灘涂,威海沿海,青島沿海,日照中南部沿海。
海洋漁業(yè):遍布山東責任海域。
鹽業(yè):除日照外,威海、煙臺、濰坊、濱州、東營均有鹽業(yè),其中濱州為重要的鹽業(yè)基地,鹽業(yè)分布于無棣縣、沾化縣北部沿海。
二、影響我省海洋產(chǎn)業(yè)的災害性天氣
1.氣象服務需求及關(guān)鍵資料
1.1 石油行業(yè)
在石油產(chǎn)業(yè)中,受氣象條件影響最大的工作是海管電纜鋪設(shè)和油輪拖油,影響作業(yè)的災害性天氣包括風力≥ 6 級的大風,能見度小于500米的海霧,雷電、風暴潮和強對流天氣,海浪和海冰影響對機動作業(yè)也有較大影響。
1.2 航運
在山東責任海域,對航運構(gòu)成威脅的災害性天氣主要包括,風力≥7 級的大風,海霧,雷電,風暴潮,強對流,暴雨,在山東北部沿海,海浪、海冰對航運的影響也較大。其中大風、海霧發(fā)生頻率較高,服務需求最為迫切。
山東半島突入黃、渤海之間,大風災害多發(fā)。據(jù)山東省海上安全指揮部統(tǒng)計,1974年8月至1982年9月,山東海域由大風造成的海損事故99起,平均每年12起,大風造成的海上災害主要是風浪造成的翻船等。
山東是我國的海霧多發(fā)區(qū),尤以黃海沿岸為最多,海霧易造成船只觸礁、碰撞、沉沒、擱淺等,尤其對不配備雷達的中小船只危害最大,據(jù)不完全統(tǒng)計,1950年~1992年,山東海區(qū)因霧而造成的海事和海難達59起,共死亡128人。此外,因霧影響使各類船只誤入海帶、紫菜養(yǎng)殖區(qū)多起,不僅使海帶等受到不同程度的破壞,而且經(jīng)常發(fā)生“纏擺”、“打擺”等事故,對船只的正常航行威脅很大。至于因霧使船只不得不在海上拋錨或減速行駛而造成的人力、物力和時間上的浪費,更是無法估量。
因此,為提高對海上航運的氣象服務能力,必須加強對海上大風、海霧的監(jiān)測和預報服務。
1.3近海養(yǎng)殖
在近海養(yǎng)殖中,易受天氣條件影響的品種和主要的災害性天氣包括:
東營:蝦、蟹,風力≥6級的大風、雷電、風暴潮、暴雨、強對流
濱州:魚、蝦,風力≥6級的大風、風暴潮、暴雨
濰坊:風暴潮、暴雨、強對流
煙臺:貝類養(yǎng)殖,風力≥ 7 級的大風、能見度小于 500米海霧、雷電、風暴潮、暴雨
威海:海參、蝦、海帶等,風暴潮、暴雨
日照:海帶養(yǎng)殖、扇貝養(yǎng)殖、螃蟹養(yǎng)殖、對蝦養(yǎng)殖、魚類養(yǎng)殖,風力≥ 6 級大風、能見度小于500米海霧、風暴潮、強對流
因此,除了大風和海霧以外,加強雷電、強降水、強對流的監(jiān)測預警同樣是近海養(yǎng)殖氣象服務的重要內(nèi)容。
1.4 海洋漁業(yè)
海洋漁業(yè)中,數(shù)量較多船體較小的捕撈船只易受各類災害性天氣影響,風力≥6 級的大風,能見度小于1000米的海霧,雷電,風暴潮,暴雨,強對流等都對近海漁業(yè)構(gòu)成威脅。較遠距離作業(yè)主要分布在渤海灣,黃海北部 渤海海峽黃海南部和東海海域抵御災害性天氣的能力相對較強。
因此,除大風和海霧外,加強對流天氣的監(jiān)測預警對海洋漁業(yè)同樣十分重要。
1.5 鹽業(yè)
對鹽業(yè)威脅最大的海洋氣象災害是風暴潮,暴雨和強對流。
1.6 海洋污染應急服務
我省開展過抗擊滸苔自然災害氣象服務,服務中的產(chǎn)品主要有天氣狀況、風力風向、能見度及是否有災害性天氣發(fā)生等
1.7 海上救援
根據(jù)以往開展海上救援氣象服務的經(jīng)驗,重要的服務產(chǎn)品包括:海面風向、風速、能見度、天空狀況實時資料、短時臨近預報產(chǎn)品,有時也需要歷史資料。
在風暴潮災害時,風向風速及其發(fā)展趨勢的預報至關(guān)重要,如果伴有強降水,降水減弱停止時間需要預報。
三、預報業(yè)務對氣象監(jiān)測的需求
現(xiàn)階段開展精細化海洋天氣預報和跟蹤服務的主要困難之一觀測資料不足,觀測資料不足還直接影響到預報技術(shù)的研究和改進。
1.在海洋天氣中短期預報服務中,急需獲取的觀測資料是:
①渤海海峽海面風向、風速、能見度、天況;
②濱州沿海和近海及預報海區(qū)的天氣實況,主要有風、能見度、溫度,以便對預報產(chǎn)品進行檢驗;
③濰坊北部海區(qū)的溫度、風向風速、能見度等;
④東營海上降水、風向、風速、氣溫、水溫、能見度、海浪的觀測;
⑤渤海海峽,黃海北部、中部,海上的風向風速、能見度,浪高;
⑥日照市近海的海域能見度和風力風向及是否有災害性天氣發(fā)生等。
2.在海洋天氣短時臨近預報服務中,急需獲取的觀測資料是:
在各市海洋氣象臺的反饋意見中,海上風向、風速、降水量是短時臨近預報急需獲取的資料,另外,對能見度和氣溫資料需求也較為迫切。
3.根據(jù)市級海洋氣象預報服務需要,應該首先增加的探測設(shè)備:
市級海洋氣象業(yè)務服務工作急需建立的觀測系統(tǒng)包括:
①渤海海峽增加自動站、能見度、浮標站。
②渤海海域增加自動站、能見度儀
③威海近海浮標站?近海能見度自動觀測儀
④在日照海岸線設(shè)置自動站、能見度儀等資料,在海上設(shè)置浮標站、水文監(jiān)測
4.海洋實景監(jiān)測
對于實景監(jiān)測,各市海洋氣象臺均認為有對于預報服務一定幫助,主要用于獲取能見度、降水和浪高信息。
四、對指導產(chǎn)品的需求
1.海洋災害性天氣預報業(yè)務對數(shù)值預報產(chǎn)品的需求
城市
海霧
海浪
風暴潮
中尺度天氣預報產(chǎn)品
日照
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√
威海
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√
√
√
煙臺
√
濰坊
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√
√
√
濱州
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√
東營
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√
青島
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√
√
√
市級海洋災害性天氣預報業(yè)務對數(shù)值預報產(chǎn)品有較為廣泛的需求,目前,省科研所、氣象臺已經(jīng)建立了較為全面的海洋氣象數(shù)值預報系統(tǒng),預報業(yè)務對這些系統(tǒng)及其預報產(chǎn)品都有著明確的需求
2.希望上級部門提高和改進哪些數(shù)值預報產(chǎn)品
海霧
海浪
風暴潮
中尺度天氣預報產(chǎn)品
日照
√
√
√
威海
√
√
√
√
煙臺
√
濰坊
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濱州
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√
√
東營
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√
√
√
青島
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√
√
√
566
在所有數(shù)值預報系統(tǒng)中,最希望得到改進的系統(tǒng)是風暴潮和中尺度天氣預報產(chǎn)品。
3.關(guān)于上級提供劃分海域的客觀預報產(chǎn)品
各市海洋氣象臺都認為需要。可提高精細化預報水平,這類產(chǎn)品對降水預報、風向風速、水溫、氣溫、海流、能見度等的預報有幫助,可以提高海上大風、海霧、海浪的精細化預報水平(威海),需要海霧、海浪等產(chǎn)品的需求最為迫切(日照)
五、業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀
1.在市級海洋天氣預報中,針對不同災害性天氣的預報能力分析
根據(jù)各市海洋氣象臺提供的預報能力排序,統(tǒng)計得出以下結(jié)論。
大風
海霧
雷電
風暴潮
暴雨
強對流
日照
45威海
164
3煙臺
濰坊
濱州
東營
青島
9/7
35/7
18/7
19/6
19/7
30/7
對于大風的預報能力最強,對海霧的預報能力最差。對雷電、風暴潮、暴雨預報的能力比較相近,強對流的預報能力較差。
另外,全部市級海洋氣象臺認為大風預報已經(jīng)具備豐富的經(jīng)驗,有的海洋氣象臺在暴雨和風暴潮預報方面經(jīng)驗較為豐富
大風
海霧
雷電
風暴潮
暴雨
強對流
日照
威海
2煙臺
1濰坊
濱州
東營
12.開展的精細化海洋氣象服務情況
部分是海洋氣象臺開展了定常的精細化海洋氣象服務:
煙臺開展了精細化海面大風預報
濱州針對鹽業(yè)的降水預報服務。常規(guī)3小時預報服務,有天氣時短時、臨近預報服務。每天下午對北部近海和渤海南部提供的48小時內(nèi)的預報為定常開展的精細化預報服務。
東營開展的精細化預報服務有降水預報、風向風速預報、氣溫預報。
威海開展了精細化航線天氣預報
日照開展海上天空狀況,風向風速、能見度、溫度等預報
3.現(xiàn)階段定常開展精細化海洋天氣預報和跟蹤服務主要的困難有
在制約精細化海洋氣象服務的各種因素中,最突出的是預報技術(shù)欠缺和觀測資料不足,其次是預報經(jīng)驗不足和缺少上級指導產(chǎn)品,專業(yè)人員數(shù)量不足也是重要原因之一。
其中,海霧、海上大風、能見度等海上資料少、數(shù)值預報產(chǎn)品精細化程度不高、上級指導產(chǎn)品粗。
專職業(yè)務人員數(shù)量不足
預報經(jīng)驗缺乏
缺少上級指導產(chǎn)品
預報技術(shù)欠缺
缺少發(fā)布渠道
用戶不關(guān)心
不了解用戶相關(guān)信息
觀測資料不足
日照
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√
威海
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√
煙臺
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濰坊
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濱州
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√
√
√
東營
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√
√
√
√
青島
√
√
446
六、科研與業(yè)務結(jié)合
1.哪些災害性天氣加強物理機制研究?
根據(jù)市級海洋氣象臺業(yè)務經(jīng)驗,需要加強物理機制研究的災害性天氣包括:渤海海峽大風,風暴潮、海霧、強對流
2.提高當前數(shù)值天氣預報的水平,將對哪些災害性天氣預報準確率的提高有較大的幫助?
各市海洋氣象臺按由大到小順序提出了自己的意見:
大風、強對流、降雪、海霧(煙臺)
大風、大霧、降水(濱州)
大風、風暴潮、強降水、連陰雨(濰坊)
能見度、暴雨落區(qū)、強對流、雷電、水溫、風暴潮、大風等。(東營)
大風、大霧、暴雨(日照)
海霧、風、雷電、強對流(青島)
3.在哪些海洋災害性天氣預報中,科研人員(包括高校、研究院所)的分析意見對預報服務有較大幫助?
各市海洋氣象臺按由大到小順序提出了自己的意見:
強對流、暴雨(煙臺)
大風、暴雨、冰雹、風暴潮(濱州)
風暴潮、強降水、寒潮(濰坊)
能見度、暴雨落區(qū)、強對流、雷電、水溫、風暴潮、大風等。(東營)
大霧、風、暴雨(日照)
海霧、風、雷電、強對流(青島)
因此,應進一步發(fā)揮科研人員在海洋氣象預報服務中的指導作用。
4.加強海洋氣象業(yè)務和科研交流
根據(jù)各沿海市的建議,應采取以下措施加強海洋氣象業(yè)務和科研交流:
① 組織各沿海臺站主要預報人員,召開海洋預報技術(shù)培訓和交流會,提升相關(guān)臺站海洋預報能力。
② 組織集中學習、向海洋服務水平高的省市部門及國家學習(濰坊)
③ 加強有關(guān)海上氣象災害的培訓講座
④ 省局多了解市局的實際工作,有針對性的開展科研;省局科研工作邀請市局預報經(jīng)驗和理論及計算機知識相對豐富的人員參加;科研一定要與實際業(yè)務結(jié)合,只要有研究成果出現(xiàn)一定要在相關(guān)地市檢驗,如果條件成熟,推廣應用;減少重復研究。
七、小結(jié)
以上通過調(diào)查問卷的方式,進一步了解了海洋氣象服務需求,對海洋監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)需求,預報業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀,對科研工作的需求等,為發(fā)展海洋氣象科研,加強業(yè)務和科研相結(jié)合提供了思路。今后還應繼續(xù)加強調(diào)研工作,尤其是對海洋氣象服務的需求,還應該獲取更廣泛、直接來自用戶的信息。