環(huán)境科學(xué)專業(yè)“地球科學(xué)導(dǎo)論”課程創(chuàng)新實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

王旭 李建碧 李佳

［摘要］環(huán)境科學(xué)專業(yè)“地球科學(xué)導(dǎo)論”課程針對該專業(yè)的特點和對課程的教學(xué)要求，結(jié)合新生入學(xué)和高校實驗室的實際，通過對課程內(nèi)容的把握和學(xué)生特點的深入分析，確定了授課的原則目前，我國140多所高校已建立了超過200余個環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)，專業(yè)教學(xué)計劃日臻完善，課堂教學(xué)內(nèi)容逐漸向科學(xué)化、合理化邁進(jìn)。[1] [2]

海南大學(xué)“地球科學(xué)導(dǎo)論”作為環(huán)境科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課，安排于大一的第一個學(xué)期講授，3個學(xué)分，共68學(xué)時，其中理論講授56學(xué)時（第7－21周），實踐教學(xué)12學(xué)時（第10－13周）。按照教育教學(xué)改革的要求，根據(jù)學(xué)校和教研組的實際情況，在深入分析課程特點和學(xué)生背景的基礎(chǔ)上，結(jié)合以往的授課情況，借鑒國內(nèi)外著名院校的先進(jìn)經(jīng)驗，對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的安排與設(shè)計等進(jìn)行了多次討論、修改和補充，形成了一整套行之有效的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式。

一、課程特點和受眾情況分析

“地球科學(xué)導(dǎo)論”有著鮮明的特點：一方面，內(nèi)容極為豐富，涉及領(lǐng)域眾多，天文、地理、生物幾乎無所不包，充分適應(yīng)了當(dāng)今以地球為研究對象的各學(xué)科間的相互滲透、相互促進(jìn)的發(fā)展趨勢。[3]但同時，又存在過多的理論，特別是一些較為艱深的假說、學(xué)說等，對抽象思維要求較高，加深了理解的難度。

本門課程的教授對象是環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)的大一新生，按照教學(xué)計劃，在入學(xué)之初，軍訓(xùn)剛一結(jié)束就開始授課。一方面，作為剛進(jìn)入大學(xué)校門的新生，受多年應(yīng)試教育的影響，缺乏相關(guān)地理、氣象學(xué)基礎(chǔ)，接受相關(guān)理論有一定難度。另一方面，作為“90后”的年輕人，對于高新技術(shù)、社會熱點有著本能的興趣，而對于過多的概念、理論，易產(chǎn)生抵觸情緒，同時，又缺乏必要的地球科學(xué)實驗技能，這些都是實踐教學(xué)體系中應(yīng)特別注意的問題。

二、實踐教學(xué)原則

根據(jù)“地球科學(xué)導(dǎo)論”的課程特點和受眾對象的具體情況，我們確定了實踐教學(xué)的以下授課原則：第一是系統(tǒng)性原則，通過實踐教學(xué)，特別是實習(xí)課程的精心設(shè)計，將各學(xué)科、各章節(jié)的知識有機地組成一個整體，并注意在邏輯結(jié)構(gòu)和知識基礎(chǔ)上的前后銜接，嚴(yán)格強調(diào)系統(tǒng)性和邏輯性；第二是實踐性原則，強調(diào)與實踐的關(guān)聯(lián)性，安排一些與時代脈搏共通的內(nèi)容，諸如社會主義新農(nóng)村建設(shè)、可再生能源等社會輿論關(guān)注的焦點，讓學(xué)生感覺到“地球科學(xué)導(dǎo)論”并非只是一些晦澀難懂的理論，而與自己的日常生活息息相關(guān)，并啟迪學(xué)生將相關(guān)知識應(yīng)用到日常生活中；第三是先進(jìn)性原則，將基礎(chǔ)知識與當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)術(shù)熱點、學(xué)術(shù)前沿緊密聯(lián)系在一起，并融科學(xué)性、趣味性于一體，以激勵學(xué)生的熱情和科學(xué)探索精神；第四是可操作性原則，由于學(xué)生缺乏深厚的地球科學(xué)背景和實驗技能，故在安排實驗時，盡可能利用一些常用、簡易的地球科學(xué)儀器和設(shè)備，讓學(xué)生從基礎(chǔ)的實驗技能入手，培養(yǎng)勤于動手、積極思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科研作風(fēng)。

三、創(chuàng)新實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

（一）課程實習(xí)設(shè)計

實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)在環(huán)境科學(xué)課程教學(xué)體系中有著重要而獨特的作用。[4]根據(jù)大一新生入校不久，對環(huán)境科學(xué)專業(yè)的認(rèn)識還比較模糊，同時處于從高中－大學(xué)學(xué)習(xí)生活的過渡期，面對豐富而緊張的大學(xué)生活無所適從的現(xiàn)狀，結(jié)合“地球科學(xué)導(dǎo)論”的理論教學(xué)內(nèi)容，將課程實習(xí)定位為環(huán)境科學(xué)專業(yè)進(jìn)行的初次系統(tǒng)的認(rèn)識性實習(xí)，即“綜合環(huán)境實習(xí)”，其意義在于使大一新生結(jié)合所學(xué)課程內(nèi)容，有一次接觸環(huán)境、認(rèn)識環(huán)境問題的機會，除增加對本課程的理解，激發(fā)專業(yè)熱情外，還可為后續(xù)的專業(yè)課和高年級的生產(chǎn)實習(xí)奠定基礎(chǔ)。[5]

1. “熱帶典型生態(tài)工程的原理與實踐”——美萬生態(tài)村考察

目的是使學(xué)生親身體驗在課堂上所學(xué)的地球科學(xué)導(dǎo)論（生態(tài)工程部分）的基本理論、方法和技術(shù)在我國新農(nóng)村建設(shè)中的具體應(yīng)用，進(jìn)一步理解和掌握相關(guān)理論，同時也有助于開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)其對專業(yè)的興趣，激發(fā)其創(chuàng)新思維。主要內(nèi)容是由教師及當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員實地講解，并與參觀海南典型文明生態(tài)村相結(jié)合。本次實踐教學(xué)要求學(xué)生了解農(nóng)林生態(tài)工程的基本原理、方法和技術(shù)，深入理解“山頂種樹，山腰種膠，平地種果，水面養(yǎng)鴨，水底養(yǎng)魚”等模式的環(huán)境生態(tài)學(xué)原理；對常用生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)，如沼氣、太陽能利用等有初步的了解，并對海南生態(tài)文明村的進(jìn)一步建設(shè)提出建議。

2. “熱帶典型生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”——野外實習(xí)考察

實習(xí)路線是由海南大學(xué)苗圃－果園－植物園－熱帶牧草種植資源圃－國家熱帶農(nóng)業(yè)高新科技園區(qū)，通過步行，沿途可仔細(xì)觀察農(nóng)田、森林、草地等各類典型生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并可實地講解溪流、集水區(qū)、湖泊等地球科學(xué)的相關(guān)概念。通過本次實習(xí)，學(xué)生對理論知識有了一個直觀的認(rèn)識，加深了理解，效果良好。

（二）實驗課程設(shè)計

考慮到地球科學(xué)導(dǎo)論的課程進(jìn)度和大一新生的實際情況，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)分為兩個方面：其一是代表學(xué)科前沿且操作簡便的先進(jìn)地球科學(xué)儀器的原理和操作，以“衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的原理與應(yīng)用”為例。其二是注重對經(jīng)典環(huán)境生態(tài)儀器的運用，以及基本實驗設(shè)計、動手能力和初步的統(tǒng)計分析技能的培養(yǎng)，這部分以“不同生態(tài)系統(tǒng)不同深度土壤含水率的測定（鋁盒法）”為例。

1. “衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的原理與應(yīng)用”——現(xiàn)代設(shè)備的使用

通過課堂理論講解、圖片展示和資料片播放，使學(xué)生了解衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的原理、系統(tǒng)組成、應(yīng)用領(lǐng)域、使用精度、局限條件以及在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用。同時，通過操作示范和野外實踐，要求學(xué)生熟練掌握GPS的基本操作技巧。在實驗中分別選擇與學(xué)生日常學(xué)習(xí)生活密切相關(guān)的實驗樓、課室、宿舍、食堂、植物園、云月湖，測定其地理坐標(biāo)，描繪運動軌跡，并分別選擇林內(nèi)、空地、大樓前進(jìn)行GPS測定，比較其地理坐標(biāo)以及信號強弱。在本實驗中除在理論層面GPS的一般知識外，還著重介紹了最新的發(fā)展動態(tài)：我國北極星系統(tǒng)的研制和進(jìn)展及其背景，讓學(xué)生在社會、經(jīng)濟、國防層面更為廣闊的背景下對學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用加深理解。

2. “生態(tài)系統(tǒng)不同深度土壤含水率的測定（鋁盒法）” ——經(jīng)典儀器的應(yīng)用

通過課堂理論講解、實驗室操作示范，使學(xué)生了解土壤含水率的概念、用途，掌握土壤含水率的測定方法，掌握土壤取樣的技巧以及烘箱、天平的使用方法，培養(yǎng)初步的科研能力、實驗操作能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯?。主要儀器包括烘箱、鋁盒、天平等常用地球科學(xué)儀器設(shè)備。 要求學(xué)生掌握土壤含水率的定義和意義，說明土壤含水率的測定方法有哪些，并簡述其優(yōu)缺點，分別測定不同生態(tài)系統(tǒng)（農(nóng)田、草坪、橡膠林）、不同深度（0-5cm; 10-15cm; 20-40cm）以及不同坡位（上坡、下坡、中坡）土壤的含水率，要求學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)不同層次、不同坡位土壤含水率的差別，說明其原因。同時，根據(jù)測定的情況，說明土壤含水率的測定過程中應(yīng)該注意的問題。在實驗講評過程中，教師綜合各小組的研究結(jié)果，作出圖表進(jìn)行分析，就學(xué)生自己的實驗作為案例，生動形象地說明實驗設(shè)計的基本方法和技巧，取得了較為滿意的教學(xué)效果。

四、結(jié)語

當(dāng)前關(guān)于實踐教學(xué)的研究，往往著重于整個專業(yè)實踐教學(xué)體系或畢業(yè)實習(xí)等單一實踐環(huán)節(jié)，而對某一具體課程的實踐教學(xué)體系則缺乏深入的研究。我們在“地球科學(xué)導(dǎo)論”的實踐教學(xué)中，力圖準(zhǔn)確把握課程特點，深入分析學(xué)生知識背景、心理狀況等特點，因地制宜，有針對性地安排了綜合環(huán)境實習(xí)和實驗課，各環(huán)節(jié)之間目的明確，緊密銜接，形成了一個有機的創(chuàng)新實踐教學(xué)體系，并在具體應(yīng)用中收到了良好的效果。教育教學(xué)改革是個系統(tǒng)的工程，這里僅僅是一個探索，希望能對相關(guān)學(xué)科、相近課程提供一個參考，以起到拋磚引玉的作用。

［參考文獻(xiàn)］

［1］李順興，陳智熠，陳渙林，等. 環(huán)境科學(xué)與工程類本科專業(yè)就業(yè)分析及培養(yǎng)模式探討［J］. 環(huán)境保護, 2005（4）:35-39.

［2］李順興，鄧南圣. 環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討［J］. 漳州師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）, 2002（4）:92-96.

［3］翼國盛. 簡評《地球科學(xué)導(dǎo)論》［J］. 中國大學(xué)教學(xué)，2001（6）：46.

［4］馬俊杰，曹明明，王伯鐸. 綜合性大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)與課程體系建設(shè)［J］. 高等理科教育, 2003（2）：87-89.

［5］曾正中，張明泉，趙轉(zhuǎn)軍. 環(huán)境科學(xué)“水文與水資源學(xué)”課程實踐教學(xué)探討［J］. 高等理科教育, 2003（50）:71-74.

［責(zé)任編輯：鐘嵐］