地貌學網(wǎng)絡資源與開放課程建設

高抒

摘 要：地貌學在地球與環(huán)境科學中占有基礎性地位，其傳統(tǒng)理論主要是描述性的，而如今的地貌學從現(xiàn)代科學體系中汲取了重要營養(yǎng)，正在成為高度定量化的科學。一個多世紀以來，地貌學在描述性和定量化研究方面都積累了豐富的材料，已形成的教材、圖片和影像資料數(shù)量巨大，含有豐富的經(jīng)典事例、理論與方法發(fā)展歷史、文獻等信息，對于地貌學教學有重要價值，故應充分轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡資源并有效地為地貌學教學服務。網(wǎng)絡服務可以使學習效率大為提高，有助于學生構建個性化的知識體系。網(wǎng)絡資源開發(fā)需要一個索引體系，按照關鍵詞或?qū)W科的邏輯體系來查詢。在專業(yè)層次上，地貌學的技術難點多，需要師生間的頻繁互動，因而小班教學更為有效；而對于通識課而言，MOOC方式是值得嘗試的。地貌學網(wǎng)絡資源有助于MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂教學，但不能替代學生所在高校教師的主導作用。

關鍵詞：地貌學；歷史資料積累；網(wǎng)絡資源；開放課程；教師角色定位

地貌學在地球與環(huán)境科學中占有基礎性地位。例如，對于以人地關系研究為主線的地理學，地貌學幾乎是其所有分支學科的基礎；沉積地質(zhì)學涉及沉積環(huán)境的劃分，而其依據(jù)是地貌系統(tǒng)；地球物理學將地貌看成是內(nèi)部動力過程的表征；大氣科學在刻畫天氣過程和氣候特征時也要考慮地貌因素。作為發(fā)展歷史相對較長的一個學科，地貌學有著深厚的資料積累，在地球系統(tǒng)科學的框架之下，地貌學又正在煥發(fā)新的活力。因此，在地球與環(huán)境學科體系中，地貌學課程建設是很重要的。

目前，MOOC（大規(guī)模開放在線課程）和翻轉(zhuǎn)課堂的興起開啟了網(wǎng)絡環(huán)境下本科課程學習模式變革的新時代，這給地貌學課程資源的開發(fā)帶來了機遇，同時也帶來了學習方式的挑戰(zhàn)。本文擬討論地貌學網(wǎng)絡資源的建設和使用潛力問題，并探討地貌學課程與MOOC及翻轉(zhuǎn)課堂等新模式的關系。

一、地貌學理論框架演化

從19世紀后期臺維斯學說建立之時起，傳統(tǒng)的地貌學理論框架主要有三個要點。首先，地貌學是地球上內(nèi)外營力共同作用的結果，內(nèi)動力造成地表形態(tài)的宏觀格局，而外動力則在此基礎上進行“雕刻”，這樣，任何一種地貌，都立即能夠分解為地質(zhì)構造運動和水流、風力、生物生長等作用的兩個部分。其次，地貌是演化的，可劃分為幼年、壯年和老年期，每個演化周期代表一次侵蝕的開始到結束的時期，侵蝕開始是從地面抬升開始，到夷平面形成結束，地形的起伏經(jīng)歷了從小到大再到小的演化歷程。最后，地貌演化可能與均衡態(tài)有關，當一個系統(tǒng)內(nèi)存在負反饋機理并占據(jù)優(yōu)勢地位時，一些地貌參數(shù)，如海灘坡度、水道過水斷面面積等，將呈現(xiàn)均衡態(tài)。

除這些傳統(tǒng)要素外，地貌學在其發(fā)展過程中還形成了一些“現(xiàn)今要素”。20世紀中葉興起的“地學定量革命”是產(chǎn)生現(xiàn)今元素的動因。此前的地貌學主要是描述性的，臺維斯雖然意識到理論體系的重要性，但局限于當時的條件，他所構建的體系主要是基于邏輯的而非科學內(nèi)涵的，其他基礎學科的物理學、化學和生物學原理也未能充分融入地貌學；而在“定量化”的推動下，20世紀中期地貌學開始大量使用定量分析方法，又由于計算機的應用而得到迅猛發(fā)展。

地貌學現(xiàn)今要素主要體現(xiàn)在以下三個方面。首先是系統(tǒng)方法的應用，從動力學的觀點來看，地貌系統(tǒng)演化最重要的因素是系統(tǒng)與外部的物質(zhì)、能量交換及其在系統(tǒng)內(nèi)部的重新分布。例如，沉積物的收支和輸運、堆積狀況決定了沖淤變化格局，即地表形態(tài)演化格局。其次是過程和機理研究，在前述例子中，確定物質(zhì)、能量收支之后就要了解系統(tǒng)中各種過程和機理，其目的是要弄清系統(tǒng)的所有影響因素及其影響方式、各因素的相對重要性以及因素之間的相互作用，在此基礎上，將某些特定的過程組合在一起，以解釋某個特定的系統(tǒng)行為，這就是機理研究。例如，海岸線動態(tài)的機理就與潮汐過程、波浪過程和沉積物輸運、堆積過程相聯(lián)系。最后是定量模擬研究，數(shù)學模型作為形成新的科學假說、驗證工作假說、設計野外工作方案等的工具，其作用日益增大，因而有的學者指出，21世紀的科學將是計算與定量的時代。顯然，這些現(xiàn)今元素是從現(xiàn)代科學體系中汲取的重要營養(yǎng)，它既帶動了本學科的繼續(xù)發(fā)展，也引發(fā)了一些新的變化趨勢，例如內(nèi)動力研究在一定程度上被還原為地球物理學，而外動力研究則較多地與沉積動力學相聯(lián)系，研究者們已經(jīng)出版了地球物理或沉積動力為主線的地貌學專著。

二、地貌學網(wǎng)絡資源建設

經(jīng)過上述兩個階段的發(fā)展，一個多世紀以來，地貌學無論在傳統(tǒng)的描述性研究還是在近現(xiàn)代定量化研究方面都積累了豐富的材料。對于地貌學教學而言，歷史上形成的教材、圖片和影像資料數(shù)量巨大，國際、國內(nèi)的各種教材數(shù)以千計，其中含有豐富的經(jīng)典事例、理論與方法的發(fā)展歷史、文獻等信息。雖然其中的一大部分教材如今已不再使用，但這一現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是信息喪失所致。從本科教育的觀點來看，可以說，只有過時的教法，沒有過時的文獻，關鍵是如何挖掘其中有價值的信息。在整個地球表面，地貌無處不在，人類歷史上有過的照片、電影、視頻等必然記載了大量的地貌信息。在國外的教科書中，照片被大量使用，起到了突出重點、提高可視程度的作用，文字描述如脫離了圖片往往難以達到準確刻畫的目的。遙感圖像以及更早期制作的地圖也是極其重要的信息來源。早年，一幅地圖的繪制要經(jīng)過長期的研究工作，從現(xiàn)場資料收集、數(shù)據(jù)分析加工到編輯成圖，付出的勞動和時間都是巨大的，而如今作圖已變得十分容易。遙感技術的發(fā)展（航空、航天以及海底探測等廣義遙感）獲得的數(shù)據(jù)已超越人們的處理能力。高水平的本科教學要求課程要在時空上有縱深覆蓋，同時要能夠與其他學科相關聯(lián)。因此，在網(wǎng)絡平臺上建設和開發(fā)這些資源，將能夠為地貌學本科教學的改進提供有力支撐。

上述地貌學資料如何充分轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡資源并有效地為地貌學課程教學服務？歷史上產(chǎn)生過的教材應轉(zhuǎn)化為電子書，進入網(wǎng)絡查詢系統(tǒng)。在研究型大學，各種課程的教學都要依賴于一系列參考書而非一本教科書，這有助于學生組成個性化的知識體系，汲取教科書中的最佳養(yǎng)分。在網(wǎng)絡時代到來之前，學生們不得不在圖書館花費大量時間，而所能查閱的參考書一般也只有一二十種而已；有了網(wǎng)絡服務，學習效率可望大為提高，閱覽數(shù)百種參考書也是有可能的。照片、科普電影、視頻等材料經(jīng)過篩選，可成為網(wǎng)絡教學資源。關于地貌現(xiàn)象的可視性圖像，可以高效率地幫助學生了解研究對象，加深對科學問題的認識。視頻資料，包括課堂教學錄像、實習場所錄像、野外工作錄像等，能夠幫助學生自主學習，其中一些野外錄像可以形成練習題，例如，可要求學生根據(jù)自己的知識，給錄像配上解說詞。地圖與遙感圖像不僅是學習工具，也是重要的數(shù)據(jù)源，可用于構成練習題和大學生創(chuàng)新項目的研究素材。endprint

這些資源進入網(wǎng)絡系統(tǒng)后，一個共性的問題是如何迅速查找。為此應構建一個索引體系，以便按照關鍵詞或?qū)W科的邏輯體系來查詢。查找時如果采用關鍵詞，則在提供材料的同時，還應實時、同步提供資料來源和引用格式，對于資料數(shù)量巨大的關鍵詞，最好能建立分級體系，按照關聯(lián)度次序先后給出，或者采用多個關鍵詞，諸如此類。因此，每條信息的來源，如一本教材的各個部分，都應與一定的關鍵詞相連接，教材中原有的索引也應納入檢索體系，沒有索引的應補充。關于地貌學的邏輯體系，例如傳統(tǒng)和現(xiàn)今要素中的各個組成部分，也可構建相應的檢索工具，甚至可以以此作為第一級的檢索詞，之下再進一步輸入關鍵詞。檢索體系的設計要滿足所有學生的快速查詢要求。

三、地貌學開放課程建設

以上所討論的地貌學網(wǎng)絡資源的功能主要是針對研究型大學的地貌學專業(yè)課程教學的。目前，MOOC是許多高校都在積極推進的新模式，地貌學課程是否也要采取MOOC方式？

我認為，如果教學目標是培養(yǎng)專家，則MOOC方式不是很合適。在這個層次上，地貌學的技術難點多，還需要大量實習、實驗，需要師生間的頻繁互動，因而小班教學更為有效。但是，如果聽課對象是更大范圍的本科生，采用通識課的方式授課，那么MOOC方式就有了用武之地（愛課程網(wǎng)www.icourses.cn已開始出現(xiàn)了地貌學相關課程）。

MOOC的初衷是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學資源的共享，使學生們可能直接聽到大師的課。對于地貌學而言，網(wǎng)絡的使用為實現(xiàn)這個目標提供了必要條件，地貌學網(wǎng)絡資源又提供了進一步的支撐條件。值得注意的是，如果授課的教師同時也是前沿領域的研究者，則地貌學的MOOC教學會面臨一個網(wǎng)絡課悖論。MOOC教學的最大優(yōu)勢是能夠在研究、教學水平都很高的教師指導下，突出重點地使用網(wǎng)絡資源，使學生在“厘清事實、講求邏輯”上得到高層次的熏陶。但是，高水平教師在面對MOOC環(huán)境上課的時候，不得不考慮所面對的學生與他們在專業(yè)課上所教學生的差別。在小班課堂上，每一位教師都明白，授課不僅僅是傳播知識的，對于地貌學這樣的題材廣泛、不確定性強的學科，更

重要的是強調(diào)知識空白點，通過新的學術思想的闡述，激發(fā)學生的創(chuàng)造力，這就需要充分的學術自由和師生互動，在小班環(huán)境里這是沒有任何障礙的。對于有爭議的問題，如中國東部的冰川、冰原地貌問題，師生之間可以展開充分的討論，教師對自己的新想法也有機會進行充分解釋。網(wǎng)絡課堂就不同了，由于缺乏師生充分互動的環(huán)境（在網(wǎng)絡上一位教師面對眾多學生，由于時間、精力的不足難以實現(xiàn)實時互動），教師們會傾向于內(nèi)容比較中性的、避免產(chǎn)生可能誤解的內(nèi)容，但這樣一來，網(wǎng)絡課堂上的優(yōu)質(zhì)教學資源與“原產(chǎn)地”相比是打了折扣的，即網(wǎng)絡課上的內(nèi)容不一定是原汁原味的。

針對地貌學MOOC化的局限性，應在實施MOOC教學的同時，輔之以其他補救措施。例如，對于參與MOOC學習的學生，可定期征集和篩選學生的問題，用于與主講教師的互動；經(jīng)學生所在高校的專業(yè)教師梳理后選擇有代表性的問題反饋給主講教師，以便疏通師生之間的網(wǎng)絡互動渠道。這種互動方式雖然不是實時的，但可在一定程度上彌補互動不足的缺陷。如此，學生所在學校的教師可完成主講教師的部分任務，通過對學生的輔導，幫助他們在MOOC課程學習中取得好成績。當然，如果學習MOOC課程的目的不是為了獲得學分，而是為了幫助所在高校開設的地貌學課程的學習，則本科生可以將MOOC材料作為“翻轉(zhuǎn)課堂”的組成部分。在地貌學課程學習中，他們可先行參與MOOC學習，并利用其他網(wǎng)絡資源，掌握課程的主要信息；之后在任課教師的幫助下，就知識空白點、學術研究新想法、理論和應用問題、學科未來發(fā)展等問題展開課堂討論，將所學知識系統(tǒng)化，提高學習效率。

綜上所述，地貌學網(wǎng)絡資源有助于專業(yè)課（小班課）、MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂教學，因而需要大力建設和開發(fā)。同時，學生所在高校教師的主導作用也是不可替代的，由于地貌學本身的性質(zhì)，其課程學習難以完全依賴于MOOC方式。

[責任編輯：余大品]endprint