浅谈自动气象站维护与维修课程教学的现状及改进思路

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　　【摘要】当前地面气象观测自动化设备越来越多，自动气象站的维护维修保障工作会很大程度上影响到气象观测数据的质量，进一步影响对天气、气候的预报预测和气象科技服务能力，行业对自动气象站维护与维修的技术技能型人才的需求会越来越多。本文作者通过分析当前自动气象站维护与维修在教学中存在的主要问题，结合日常的教学经验，提出相应的解决思路和方法，以进一步优化师资队伍、提高保障类学生的技能水平，更好服务气象科技工作。
　　【关键词】自动气象站;气象装备保障;职业教育;教育教学;气象科技
　　1 引言
　　自动气象站是综合气象观测系统的重要组成部分，获取的气象资料是天气预报的重要来源。当前，我国气象、民航、部队部门布设的自动气象站（或称自动气象观测系统），主要以新型自动气象站为基础，利用综合硬件集成控制器挂接各种气象观测设备。新型自动气象站基于现代总线技术和嵌入式系统技术设计，结构设计方式为“主采集器+分采集器+外部总线+传感器+外围设备”，主要由硬件和软件两部分组成。随着气象观测自动化的发展，气象部门的六万余个区域气象观测站中将会有一部分也将并入国家级地面气象观测站，自动气象站维护与维修保障教学工作越来越重要。
　　2 自动气象站教学现状
　　2.1课程开设情况
　　当前，全国仅有两所气象类高职院校开设了《自动站维护与维修》、《气象观测设备保障技术》，中国气象局气象干部培训学院及八所分院在气象观测员上岗培训班及保障人员上岗培训班中开设了《仪器观测技能实践》等自动气象站维护与维修课程。随着新设备不断投入业务运行，自动气象站保障教学内容将要有一定的变化。
　　2.2学生学情
　　自动气象站维护与维修是一项操作技能较强的学科，需要学生具有较高的电子类相关知识和技能。高职院校学生生源存在较大差异，主要存在单独测试考生比统招考生、统招考生中文科比理科考生电子类知识基础弱的问题，学生基础薄弱不均的情况。
　　2.3师资队伍
　　自动气象站维护与维修保障教学工作需要教师应具备气象类、電子技术类、信息技术类相关知识与技能，属于综合能力要求较高的一个学科。当前相关教学单位的师资多是其中某个专业毕业后在实际工作中自学、转行而来，未经过系统专业的学习及培训，教学水平参差不齐。以兰州资源环境职业技术学院为例，仅有4名教师可从事自动气象站保障教学培训工作。专业分布主要有电子信息工程、通信工程、自动化、计算机技术等专业，年龄结构上也多以青年教师为主。
　　2.4实习实训条件
　　当前气象类高职院校仅兰州资源环境职业技术学院建立了气象仪器检修实训室、气象装备保障实训室，中国气象局干部培训学院及八所分院都建有仪器观测技能实践相关的实训场所，基本可以满足常规气象观测要素设备及个别新型自动气象观测设备的安装调试、维护与维修等内容的学习，但仍存在实训设备不足、设备更新速率跟不上等问题。
　　3 教学实践中存在的常见问题
　　3.1教学周期的问题
　　由于职业院校培养学生的时间周期为3年，学生人才培养方案的制订时间与学生毕业工作时气象业务环境的变化较大，造成教学内容与工作内容存在些许差异，只能通过上岗培训进行补充，大大削弱了职业院校的职能。诸如近年来，气象部门业务改革的周期只有一到两年，出现了一批学生还没培养出来，业务内容就发生改变的现状。
　　3.2学生实践中存在的问题
　　通过近几年教学实训过程中，发现学生由于新奇性、纪律性等原因，常常会出现以下的错误，以致造成设备损坏进而影响教学、教学质量较差等情况。
　　3.2.1传感器安装测试方面
　　传感器是感受气象要素变化向采集器传输信号的重要设备。在进行各传感器的安装测试过程中，学生常出现航空插头未对准的情况暴力插拔造成航空插头损坏、传感器安装过程未按规范步骤操作造成损坏、测试过程相关仪表操作不规范产生安全隐患或直接损坏仪表等现象。
　　3.2.2供电系统操作方面
　　自动气象站供电系统主要由空气开关、电源避雷器、开关电源、蓄电池及其他附属设施组成。在进行供电系统测试方面，学生常出现测试操作不规范，火线零线短接造成跳闸现象;开机关机过程中，电源打开顺序不合适;关机后忘记关闭直流开关造成蓄电池持续放电直至亏电等现象。
　　3.2.3通信与软件设置
　　通信设备是采集器或新型自动气象观测设备向终端计算机传输数据的重要通讯设备。学生在通信设备连接及相关软件设置方面主要存在综合集成硬件控制器收发接口接反、网线断裂、光纤线不经意间折断、相关通信参数设置不正确等问题。
　　3.3实训条件更新的问题
　　随着气象业务改革的不断深入，越来越多的新型自动气象观测设备投入业务运行。高职院校及气象部门培训机构由于经费预算、行业发展速度等各方面的原因造成实习实训条件不能及时跟进业务设备的发展速度，尤其以高职院校为甚。诸如光电式日照计、激光云高仪、全天候大气成像仪等设备高职院校尚不能满足教学实训及学员培训的需要。
　　3.4实操考核存在的问题
　　自动气象站的实操考核需要教师与考生一对一进行，每次考核需要的教师人数较多。目前各教学单位基本保持在每次考核教师3～6人左右，当考生人数较多时，存在考核时间过长、考核质量逐步下降等问题。
　　4 相应措施
　　4.1加强顶层设计与合作
　　高职院校在顶层设计方面，在原有基层气象台站的基础上，还应积极寻求与中国气象局、各省（市、区）气象局的合作。聘请气象行业专家参与到人才培养方案、顶岗实习标准的制（修）订;加强校局之间教师队伍的交流，高职院校教师每年利用寒暑假深入中国气象局气象探测中心、各省（市、区）气象局气象装备保障中心或大气探测中心等单位进行自动气象站保障业务内容的学习及保障技能的培训;气象部门的行业专家作为兼职教师参与高职院校自动气象站维护维修保障教学工作;校局间通过优化资源配置，共商共建共享，提升教学实训条件。 　　4.2师资队伍建设
　　除加强与气象部门合作培养外，相关教师还应深入自动气象站生产厂家实践锻炼，进行专业学习。不断引进或聘请高水平、经验丰富的一线专家担任兼职教师，例如聘请省气象装备中心或大气探测中心的高级工程师给学生（员）上课，聘请自动气象站生产厂家的高级工程师讲解自动气象站的结构及各系统间的关系等;积极吸引担任与本课程有关联学科的任课教师跟随学习或承担少量教学任务，充实扩大课程教学团队。
　　4.3加强新技术在课程教学中的使用
　　通过虚拟现实技术（VR）或增强现实技术（AR）将自动气象站的各个组成部分、功能原理、安装调试、维护与维修等工作进行虚拟仿真，能有效解决设备少、人数多、师资不足的问题;通过虚拟现实技术对不规范操作的警示设置的创新，也能解决学生在操作过程中的安全问题、有效解决设备损坏率高的问题;另外还是积极响应国家采用信息化教學手段、建立虚拟课堂、虚拟工厂的号召。
　　4.4加强基础技能的训练
　　高职院校学生大多理论知识基础较为薄弱，但是实践动手能力较强。在教学过程加强电子类、信息类技能的训练非常重要。在教学过程中应让学生不断加强电子元器件的认知、相关信号线缆的制作、维修测试工具的正确操作、相关电路图的识别分析、通信网络的调试、相关软件的安装与设置等内容的训练，尤其是万用表、电烙铁的操作使用，为学生参加工作后能快速上手打下坚实的基础。
　　5 结论
　　人才培养工作是一项重要的工作，面临气象行业发展形势，不断加强自动气象站的保障教学、培训工作，提升专项技能人才的培养与培训质量势在必行。高职院校应积极加强与气象部门的交流，在人才培养方案修订、顶岗实习标准制订、师资队伍互培互促、实习实训条件共同建设等方面深入合作，不断提升学生的技能训练，加强师资队伍的培养，积极寻求新技术新方法在课程教学中的应用。
　　参考文献：
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　　作者简介：
　　金庆忠（1986-），山东茌平人，讲师，研究方向：气象装备技术保障、防雷科学防护技术。
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