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构建指标全景 – 从单一日照时数指标到大气科学知识体系

“点知识”的延伸

1. 点知识的概念

“点知识”指的是一个具体的、相对孤立的知识点。它是知识的最小单位,比如“日照时数”就是一个点知识。点知识通常较为基础,但往往单独理解时会存在局限性。因此,单纯依靠“点”来解释问题可能导致理解不全面。

2. 面知识的构建 

将多个相关的点知识汇集起来,形成“面知识”。在这个过程中,点与点之间的联系被建立起来,形成知识网络。

3. 体知识的系统化

“体知识”是对“面知识”的更深层次整合,它涉及知识的纵向延伸,形成完整的系统。点与面的集合构建了知识的立体框架,并且包含了动态变化、相互影响的维度。这种从点到面的拓展,再到体的整合,是一个渐进的认知过程。

通过不断将具体问题放入更广阔的背景中,我们能够突破局部的局限性,从整体上掌握复杂问题。 

这一认知过程反映了系统思维的重要性。在面对复杂问题时,我们不能只停留在单一的点知识上,而要构建系统化的思维框架。系统思维不仅关注个体元素,还强调它们之间的相互作用以及整体的动态变化。

日照时数知识点的拓展过程 – 借助学科设置

日照时数是太阳辐射在地球表面表现的一种形式,而太阳辐射是决定日照时数的主要因素之一。随着地球自转和公转,太阳辐射的强度和角度不断变化,导致不同地区的日照时数存在差异。此外,云层、空气质量、大气层的厚度等因素也会影响地表接受到的太阳辐射量,从而影响日照时数。  这种关系不仅仅影响到气象领域,还会对农业、能源等领域产生直接的影响。例如,日照时数的长短直接影响农作物的光合作用效率,而太阳能的利用也与太阳辐射和日照时数息息相关。

现代教育的逐步细化使得知识的学习和扩展更具有体系化和专业化的特点。特别是在大学的学科体系中,许多知识点并不是独立存在的,而是与其他课程和领域相互联系,这种联系不仅体现在教学内容上,还涉及到课程安排的逻辑和学习顺序。通过这种方式,学生可以在系统的学习过程中逐步构建起一个完整的知识体系。以“日照时数”这一具体概念为例,我们可以通过以下几个方面展开讨论。

点知识面知识的关联:从单一概念到学科领域的拓

“日照时数”是气象学中的一个常见概念,用来描述一段时间内某地实际接受阳光的小时数。虽然这个概念听起来很简单,但要深入理解它的影响因素和背后原理,就需要将它放入更广泛的气象学知识体系中。

例如,影响日照时数的因素很多,包括云层厚度、地理位置、大气层的状态等。这些因素不仅仅是单一概念,而是与气象学中的其他原理相互交织。这也正是为什么“日照时数”通常首先在《气象学》教材中被提及的原因。通过学习《气象学》,学生可以理解这些相关现象的运作方式,从而更好地掌握“日照时数”背后的科学逻辑。

知识链条的延伸:从气象学到基础学科的依

《气象学》课程并不孤立存在,而是与其他基础学科有着紧密的联系。在深入学习《气象学》的过程中,学生会发现许多概念和原理依赖于更基础的知识,例如流体力学、热力学和大气化学等。这些基础学科为理解气象学中的复杂现象提供了必要的科学背景。

举例来说,流体力学中的原理有助于理解大气的运动规律,而大气化学则为分析大气成分及其变化提供了基础知识。因此,学生在学习气象学时,往往会遇到许多跨学科的内容,这些内容构成了气象学的基础,并帮助学生更好地理解和解释复杂的气象现象。

课程设置的逻辑:前置课程与后续课程的安

在高等教育中,课程的设置通常是有一定的顺序和逻辑的。例如,《气象学》课程通常在大三阶段开设,这意味着学生在此之前已经掌握了一些基础的自然科学知识。这样的课程安排并不是随机的,而是根据知识的递进性和学生学习能力的提高来设置的。

对于更好地理解《气象学》,学生需要先学习诸如数学、物理学、化学等基础课程,这些学科为气象学提供了理论支撑。之后,在掌握了气象学的基础概念后,学生还可以继续学习更加高级的课程,例如应用气象学或大气动力学等,从而进一步加深对气象现象的理解。

点知识体知识:专业体系的构

“日照时数”作为一个气象学中的具体知识点,可以看作是“点知识”。通过学习气象学教材,学生能够将这一点知识拓展为“面知识”,即理解整个气象学领域中的多个相关概念和现象。而从专业的角度看,气象学又是大气科学这个更广泛的学科中的一个分支。因此,学生的学习最终会从单一的概念拓展到整个学科领域的“体知识”。

通过参考“普通高等学校本科专业目录”以及北京大学等高校的大气科学专业课程设置,我们可以清楚地看到,日照时数只是大气科学中的一个小知识点,它与大气物理学、大气化学、气象预报等课程相互联系,共同构建起一个完整的大气科学知识体系。这种知识体系的构建不仅有助于学生理解具体的概念,更为他们提供了系统的思维框架,帮助他们将学科间的联系融会贯通。

专业课程地图

普通高等学校本科专业目录出发,【指标探索】发现有两个专业在课程中出现“日照时数”这一概念,分别是“大气科学”专业和“自然地理和资源环境”专业,显然“大气科学”专业对相关研究更深入。

概念 →→→→→→ 专业 →→→→→→ 课程 →→→→→→ 参考资料
日照时数大气科学  大气探测《大气探测原理》,作者:赵柏林等;  
《现代气象观测》,作者,张霭琛。  
日照时数自然地理和资源环境气象气候学  《气候学》,作者:刘继韩。
《气象学与气候学》,作者:周淑贞。    

教育部第四轮学科评比中,北京大学的大气科学获得A+评级,国内排名第一。

这里【指标探索】将北京大学大气科学专业课程地图摘录在这里供大家参考。

具体来说,“日照时数” 是对某个天气现象的观测,在下面这个课程地图中,首先在“大气探测”这个课程中被讨论。现有的《大气物理学基础》和《大气探测原理》是大气专业本科生的主干基础课,是学习其他专业课程的基础。

就大气科学本科专业来说,专属于本专业的核心课程如下,

  • 大气科学导论
  • 大气探测原理
  • 大气物理学基础
  • 天气学
  • 大气动力学
  • 大气物理与探测讨论班

书籍

在《北京大学本科专业核心课程手册 – 理科卷》关于大气探测 这一课程的介绍中,给出的两本参考教材分别是

《大气探测原理》,作者:赵柏林等;  (注:赵柏林是中科院院士)

《现代气象观测》,作者,张霭琛。

《大气物理学》, 盛裴轩等,北京大学出版社

结论 

通过对“点知识-面知识-体知识”的讨论,我们可以更好地理解复杂的自然现象或学术问题。掌握这种从点到体的转化思维模式,有助于我们在研究中构建全面的知识体系,并更准确地理解和应对现实中的复杂问题。

这种方法不仅适用于日照时数和太阳辐射的研究,也同样适用于其他领域的问题分析与理解。

唯有将一个点知识置于一个面知识的框架下,才能更好的理解这个知识点。
也唯有将一个面知识的框架,置于体知识的系统下,才能更好的掌握这个框架。

资源下载

  • 普通高等学校本科专业目录(2024年):点击下载
  • 北京大学本科专业核心课程手册 – 理科卷:点击下载
  • 北京大学本科培养方案 – 理科卷:点击下载

参考文献:

全国第四轮学科评估结果. www.cdgdc.edu.cn/dslxkpgjggb.

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