情景模拟教学在气象业务培训的实践

关键词：情景模拟；教学方法；综合气象业务；岗位培训

1情景模拟教学的优势

情景模拟教学是案例教学的一种延伸。它是通过现代管理、电子、计算机、软件等技术，用归类、模拟、仿真、建模等手段形成的较为先进的教学方式。运用情景模拟教学方法，模拟真实的工作环境和场景，能够将培训内容直观地展现出来，教学过程组织方便、安全、可靠。在商务管理教学中，可以设定时间、角色、场景，模拟某种商业行为过程，学习者分组演练不同角色，体验不同岗位遇到的问题及解决方法。在实用业务技术培训中，可以使用教学器材进行情景模拟训练，比如实物模型、仿真电路教学板、设备模板等。教学器材可以有效解决学习者不能真实训练技能的问题，也不受教学场地和气候条件的限制，能够节约教学成本、提高教学效率，在飞行训练、模拟驾驶、服装设计等教学领域得到了应用。情景模拟还可以利用计算机软件技术开展教学，模拟开发出特定教学场景，开展相应教学，或者搭建网络平台模拟事件发生时的一些参数和场景特征，供学习者实践。比如，用VR虚拟技术模拟出火灾等场景用于应急演练教学。情景模拟教学具有科学性、先进性、高效性特点，它对教师的综合素质要求较高，教学整体设计需要遵循以下基本原则：①要对教学目标精准定位。情景模拟往往是针对一个具体事件而设计，应在场景设定时突出教学的重点和难点，直观地将较为抽象的内容展现出来，吸引学习者主动学习。②教学设计要具有科学性。设计教学环节、模拟场景或器材、准备背景资料、分配任务等都要充分周密、科学合理。③情景模拟的所有环节都具有可操作性，教师必须熟悉每个教学环节以及教学器材，能够很好地把控教学的整体走向，及时引导学习者分析、判断、解决实际问题，调动学习者的主观能动性。

2综合气象业务情景模拟教学的准备

目前，中国气象事业进入现代化进程，县级综合气象业务改革逐步推进，县级综合业务人员的业务内容较为繁杂，主要有公共气象服务业务、气象预警预报服务、气象观测业务、气象装备保障业务。相应的业务技术培训任务较为繁重，培训的经济和人力成本都较高。业务改革对人才培养提出了新要求，需要建设一支技术过硬、综合素质高的人才队伍。所以，学习者不仅要熟练掌握业务技能，还应该在培训中深层次思考、分析、总结问题，提高解决实际问题的能力。基于综合气象业务培训的总体目标，结合情景模拟教学的几种形式，灵活设计情景模拟教学课程，可以转变传统的教学方式，提升学习的趣味性，增强培训效果。

2.1脚本设计

在教学设计前，教师应充分了解教学需求，针对教学目标策划和准备教学主题，把教学内容变成可实施的脚本。教学主题要具有典型性、真实性和实用性，能够模拟出较为真实的情况和效果。安徽分院在对安徽省基层台站近10年来综合气象业务进行梳理后，整理出30个业务软件数据质量控制个例、5个高空探测个例、5个雷达值机业务个例、7个气象服务产品制作个例。这些个例含有数据、当时的天气情况以及情景设定，可以用于情景模拟教学设计。例如，业务软件ISOS疑误数据处理情景模拟教学个例，脚本设定时间是2013-07-05，有夜间、08：00天气现象记录及数据资料，学员的角色是业务值班员，任务是完成08：00数据质量控制。在教学中，需要学员根据业务流程完成08：00的正点观测任务，需要巡视观测场，检查仪器是否都正常；查看夜间自动站正点观测数据，并进行数据质量控制；填写08：00需要人工录入数据，同时检查08：00自动站观测数据。难点设置为自动站降水量、人工观测降水、天气现象以及蒸发量之间的逻辑关系判断。所以，在开展教学之前，学员还需要通过传统的讲授以及实习实训课程获得情景模拟教学所需的知识储备。

2.2环境营造

情景模拟教学准备还包括教学场景的营造。根据教学内容模拟接近真实的情况和场景，能够使学习者有更强的代入感，有利于激发学习者对新知识的理解和应用。在综合气象业务培训中，学习者通常在各自业务岗位上工作，需要营造的一般是办公情景，环境模拟重点是天气情况的展现。真实的天气情况在教学中可以是观测场地天气现象真实情况的录影，学员观看录影可以了解当时的云量、云型、能见度及天气情况，也可以用VR技术仿真观测场地，模拟天气变化实景，使学员产生更强的“沉浸感”。

2.3情景模拟培训系统开发

情景模拟培训系统利用计算机技术可以辅助情景模拟教学场景的营造。在实际工作中，大部分业务系统不具备实习实训的功能，情景模拟培训系统通过设计与实际业务系统大体相同的操作界面，同时，建设对应复杂业务状况的典型历史资料个例库，通过学员自己的探索掌握知识和技能，激发学员的学习兴趣。中国气象局气象干部学院安徽分院设计开发了虚拟气象站培训系统（VR）、综合气象观测业务情景模拟培训系统、气象数据分析与产品加工培训系统，用于综合气象业务培训情景模拟教学。虚拟气象站培训系统根据自动站真实观测数据对气象要素统计分析，总结出温、压、湿等气象要素在常规阴天、晴天、雨天等天气条件下连续变化规律，将统计方法与人工判识经验转变为机器学习规则。根据气象要素的变化规律用VR技术仿真观测场地、设备和天气变化实景。综合气象观测业务情景模拟培训系统包括地面气象观测、高空气象观测和雷达气象观测情景模拟。通过建立典型历史数据个例库，模拟业务系统操作与数据质量控制过程，学员在终端上运行数据处理业务软件，教师端通过收集学员数据处理产生的数据文件进行考核，完成实践课的客观评价。气象数据分析与产品加工培训系统模拟了气象数据形成图表、服务产品的过程。互联网时代，方便快捷的培训方式也更加适应现代生活的节奏，学员登录情景模拟培训系统可以随时随地地学习，能够节约人力和经济成本。

3情景模拟教学应用分析

3.1组织实施

情景模拟课程的实施应当注重教师主导作用的发挥，注重学生合作能力、应变能力、操作能力的培养。任课教师在课程开始前应充分了解和熟悉授课流程、器材设备以及具体操作过程。学习者应该熟悉情景模拟教学内容所涉及的相关专业知识。教师在做好场地模拟、教学器材准备等工作后，公布模拟主题和背景资料，再分配角色和任务开始模拟教学。模拟教学中教师应当及时给予引导，锻炼学习者独立思考和解决问题的能力，鼓励他们多角度、创新性地思考问题，让他们把教学内容真正掌握并灵活应用。在学习者完成任务后，教师可以对任务结果对比验证，分析总结授课效果。从教学目标出发，分析解决问题的重点和难点，客观点评学习者的学习效果和不足之处。综合气象业务情景模拟教学业务软件数据质量控制个例、高空探测个例、雷达值机业务个例，可以在“综合气象观测情景模拟培训系统”上实施教学。教学内容包括地面气象观测中定时疑误数据处理、高空气象观测放球过程中的费点（失效的数据）处理、雷达气象观测干扰数据的识别等。比如雷雨大风过程对应业务软件平台操作、翻斗降水堵塞故障的发现与处理等。气象数据分析与服务产品制作可以在气象数据分析与产品加工培训系统上实施教学，培训内容包括气象服务产品的制作流程、气象数据获取、图表制作、服务材料模板生成最终产品的模拟教学。安徽分院自2013年以来，承担的综合气象业务岗位类培训有气象观测员上岗资格培训班、地面气象观测装备保障骨干人员培训班、气象综合业务岗位人员轮训班、县级综合业务岗位培训班等。综合气象观测情景模拟培训系统2013年底开始在气象观测员上岗资格培训班中应用。气象数据分析与产品加工培训系统在省内气象综合业务岗位人员轮训班中使用。

3.2应用效果

情景模拟教学在综合气象业务各类培训结束后，其应用效果可以通过《教学质量调查表》以及座谈情况反馈，结果表明学员对情景模拟课程的整体满意度较好。中国气象局气象干部学院安徽分院情景模拟教学还相继在湖南分院、甘肃分院等单位推广应用。学员培训后对一些知识技能的掌握程度有所提高，在进入设定的角色、完成布置任务的过程中，可以将抽象的理论知识灵活应用到实际操作中，能够很好地温故而知新。送培单位认为学员参加培训后处理业务问题的能力有一定提高，情景模拟培训课程能够解决一些实际工作问题。

4总结

情景模拟教学法在商务管理、应急演练、医疗卫生等行业教育培训中的应用已经较为普遍，在气象业务培训中的使用也逐渐增多。综合气象观测培训是安徽分院特色培训方向之一，现建有综合气象观测装备保障实习平台、情景模拟教学平台、实习观测场等教学场地。安徽分院依托教学硬件设施，结合综合气象业务特点，开展了一系列综合气象业务情景模拟教学课程培训。情景模拟教学法如果应用得当，能够达到事半功倍的效果，在培训实施过程中如何将情景模拟教学法更好地应用到气象培训中是应重点考虑的问题。应明确把握教学目标，合理筛选个例。在开展情景模拟教学前针对教学目标，精准地筛选出适合业务需求、实用价值高、更贴合实际的个例。同时，也要考虑模拟的仿真程度，以及难易程度，合理取舍，不要重复或浪费资源。情景模拟要足够真实，教学准备要充分。情景模拟效果直接影响学习的效果，生动逼真的教学场景更能吸引学员的注意力，激发他们的学习兴趣，但不能偏离主题，一切都要围绕着教学目标设计。情景模拟教学需要与其他教学方法相结合。课堂讲授侧重于专业知识的学习，教师重点阐述概念、基本原理和方法。情景模拟教学能够使得学习者在轻松愉悦的氛围中自觉地将理论与实际联系起来，把学到的书本知识灵活地应用在解决问题中。多种教学方法的融合能够帮助学习者主动吸收知识，提升培训效果。积极调动学员的主动性，注重自主学习能力的培养。在有限的培训时间内，学员能够通过课堂接收到的知识很有限，必须让学员快速地进入岗位角色，深刻地体会到理论与实际之间的联系和差异，这样有助于学员学习能力和学习技巧的提高。

参考文献：

［1］戴子刚.论情景模拟教学［J］.中国校外教育，2008（8）：764.

［2］薛静.浅谈情景模拟教学法在“商务沟通”教学中的运用［J］.教育与职业，2010，666（26）：155-156.

［3］尹子民，孙辉，魏颖辉.情景模拟教学法的初探［J］.辽宁工业大学学报，2019，11（3）：91-94.

作者：吴欢 刘慧杰 李学行 单位：中国气象局气象干部学院安徽分院