地學(xué)背景高校環(huán)境科學(xué)專業(yè)自然地理學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐

劉德深，劉輝利，游少鴻

(桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣西桂林541004)

自然地理學(xué)是研究自然地理環(huán)境各種要素及其相互關(guān)系，闡明自然地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)、功能、物質(zhì)遷移、能量轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)演變以及地域分異規(guī)律的學(xué)科。自然地理學(xué)的研究對(duì)象是自然地理環(huán)境，包括只受到人類間接或輕微影響，而原有自然面貌未發(fā)生明顯變化的天然環(huán)境，和長(zhǎng)期受到人類直接影響而使原有自然面貌發(fā)生重大變化的人為環(huán)境［1-2］。

桂林理工大學(xué)是以地學(xué)為背景的綜合性大學(xué)，最早為1956年，國家重工業(yè)部在廣西組建的桂林地質(zhì)學(xué)校，1978年桂林冶金地質(zhì)學(xué)院，1993年桂林工學(xué)院，2009年3月學(xué)校正式更名為桂林理工大學(xué)。我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)是從地球化學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)型而來，跟地學(xué)有緊密聯(lián)系，考慮到知識(shí)傳承，同時(shí)也為培養(yǎng)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展專門人才需求，為廣西產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的有色金屬行業(yè)培養(yǎng)環(huán)保人才，因此開設(shè)了地學(xué)類相關(guān)課程，自然地理學(xué)即為地學(xué)類課程之一。本著對(duì)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的要求，對(duì)自然地理學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行一定的改革實(shí)踐。

一 教學(xué)改革思路

我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備系統(tǒng)的環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)及具有較全面的環(huán)境科學(xué)專業(yè)知識(shí)和技能，受到科學(xué)研究、應(yīng)用研究和環(huán)境管理的基本訓(xùn)練，具有良好的科學(xué)素質(zhì)及一定的研究、開發(fā)和管理能力的科學(xué)技術(shù)人才。學(xué)生畢業(yè)后能在科研機(jī)構(gòu)、高等學(xué)校、企事業(yè)等環(huán)境保護(hù)事業(yè)相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境管理等工作。

相比來說，環(huán)境科學(xué)專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程安排著重在具體環(huán)境科學(xué)知識(shí)的教授和能力的培養(yǎng)，而作為專業(yè)基礎(chǔ)課的自然地理學(xué)，開設(shè)在先，一方面?zhèn)戎貙W(xué)生宏觀環(huán)境意識(shí)的培養(yǎng)，比如:全球環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)，人與環(huán)境;人—地關(guān)系觀察認(rèn)識(shí)的培養(yǎng)，另一方面，應(yīng)側(cè)重解決本地區(qū)有色金屬工業(yè)帶來的系列環(huán)境問題的知識(shí)教授和能力培養(yǎng)。由此針對(duì)自然地理學(xué)課程理論和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革。

二 教學(xué)改革實(shí)踐內(nèi)容

1.教學(xué)內(nèi)容改革

自然地理學(xué)課程主要包括地球概論、氣象氣候?qū)W、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、地貌學(xué)、水文學(xué)、土壤地理學(xué)、植物地理學(xué)、綜合自然地理學(xué)等分支學(xué)科內(nèi)容?？紤]到我校地學(xué)背景和環(huán)境科學(xué)專業(yè)及人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，本課程理論教學(xué)內(nèi)容加強(qiáng)了礦產(chǎn)資源開發(fā)等人類活動(dòng)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等部分內(nèi)容的案例講授教學(xué)，同時(shí)鑒于廣西及我國西南地區(qū)為巖溶廣泛發(fā)育特色地區(qū)，授課內(nèi)容也加強(qiáng)了石灰?guī)r地區(qū)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境及土壤發(fā)育等相關(guān)內(nèi)容教學(xué)。實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)則側(cè)重桂林周邊漓江流域巖溶發(fā)育特征、巖溶地區(qū)土壤發(fā)育特征及結(jié)構(gòu)觀察、南嶺山脈主峰之一貓兒山地區(qū)生態(tài)環(huán)境觀察等內(nèi)容。

2.教學(xué)方法改革

(1)強(qiáng)調(diào)自然因素與人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境及生態(tài)環(huán)境的綜合作用

根據(jù)自然地理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)各種自然因素的環(huán)境、生態(tài)環(huán)境作用的同時(shí)，提醒學(xué)生關(guān)注，近年來的人類活動(dòng)對(duì)自然地理現(xiàn)象的影響程度越來越大。很多自然地理現(xiàn)象的形成是多種因素綜合作用的結(jié)果，各種自然因素固然起到非常大的作用，但某些自然地理想象的產(chǎn)生，人類活動(dòng)已經(jīng)能夠越來越成為主要因素。例如，在南方巖溶石山地區(qū)廣泛發(fā)育的“石漠化”現(xiàn)象，其成因有自然因素，也有人為因素，往往是二者的綜合作用成因。自然因素是石漠化形成的基礎(chǔ)條件。巖溶地區(qū)豐富的碳酸鹽巖具有易淋溶、成土慢的特點(diǎn)，是石漠化形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。山高坡陡，氣候溫暖、雨水豐沛而集中，為石漠化形成提供了侵蝕動(dòng)力和溶蝕條件。因自然因素形成的石漠化土地占石漠化土地總面積的26%。

作為自然因素:強(qiáng)烈的巖溶化過程、地質(zhì)條件、地形、地貌因素、植被生長(zhǎng)環(huán)境等都是石漠化發(fā)育形成的基礎(chǔ)條件。而人為因素是石漠化土地形成的主要原因。巖溶地區(qū)人口密度大，地區(qū)經(jīng)濟(jì)貧困，群眾生態(tài)意識(shí)淡薄，各種不合理的土地資源開發(fā)活動(dòng)頻繁，導(dǎo)致土地石漠化。人為因素形成的石漠化土地占石漠化土地總面積的74%，主要表現(xiàn)為:過度樵采、不合理的耕作方式、過度開墾、亂砍濫伐、不合理放牧都是形成石漠化的重要因素。

(2)灌輸全球環(huán)境、宏觀環(huán)境與微觀環(huán)境緊密相關(guān)緊密結(jié)合的觀念

鑒于環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)主要專業(yè)課程主要有水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理工程、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等具體環(huán)境問題相關(guān)的課程，如何將所學(xué)課程與現(xiàn)今全球性環(huán)境問題相結(jié)合，對(duì)學(xué)生培養(yǎng)非常重要。例如:全球變化、全球變暖、臭氧層空洞，酸雨問題，結(jié)合自然地理學(xué)氣候氣象學(xué)、宏觀環(huán)境，大氣圈，生物圈，巖石圈，土壤圈的尺度來理解這些具體環(huán)境問題。

(3)改革課堂教學(xué)方法，采用多媒體結(jié)合課堂討論式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性。在課堂上除要求教師認(rèn)真?zhèn)湔n，做好多媒體課件、根據(jù)專業(yè)特色，適當(dāng)取舍組織使用教材、課堂上認(rèn)真教授外，近年來我們還積極查閱有關(guān)的影像視頻材料，采用邊觀看、邊講解、邊討論的教學(xué)模式，使課堂氣氛活躍，學(xué)生參與積極性高漲，教授內(nèi)容形象生動(dòng)便于理解，收到了良好的教學(xué)效果。改變了以往老師講學(xué)生聽的乏味的常見課堂現(xiàn)象。

3.實(shí)踐教學(xué)改革

自然地理學(xué)作為實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其實(shí)踐教學(xué)是必不可少的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)理解課堂教學(xué)內(nèi)容和整個(gè)課程相關(guān)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)具有非常重要的作用和意義。通過理論聯(lián)系實(shí)際加深學(xué)生對(duì)自然地理學(xué)中基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論的理解和掌握，幫助學(xué)生掌握區(qū)域綜合調(diào)查及分析的方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)際動(dòng)手能力［3］。

(1)加強(qiáng)野外實(shí)習(xí)基地建設(shè)，做好實(shí)習(xí)路線選擇。自然地理野外實(shí)習(xí)地區(qū)的環(huán)境特征直接影響著實(shí)習(xí)內(nèi)容及實(shí)習(xí)效果，所以要真正搞好野外實(shí)習(xí)，達(dá)到預(yù)期的實(shí)習(xí)目的和實(shí)習(xí)效果，必須充分論證，選擇好實(shí)習(xí)路線加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)十分重要。根據(jù)課程特色，理想的實(shí)習(xí)地區(qū)應(yīng)該具有自然地理組成與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、鮮明的地帶性、交通便利性和經(jīng)濟(jì)可行性。

我校環(huán)境科學(xué)自然地理學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)間為期三周，通常安排在第二學(xué)期期末(18-20周)具體時(shí)間根據(jù)年度教學(xué)安排確定，實(shí)習(xí)路線主要有桂林氣象局、桂林貓兒山、桂林堯山、桂林靈川大圩-大境、桂林-漓江-陽朔、桂林唐家灣-森林公園、桂林靈川潭下-青獅潭等九條線路。主要內(nèi)容包括:河流地貌、巖溶地貌、花崗巖地貌、氣候氣象觀測(cè)及大氣觀測(cè)、石灰?guī)r地區(qū)植被生態(tài)環(huán)境、花崗巖地區(qū)植被生態(tài)、碎屑巖地區(qū)地貌植被、巖溶地下水、環(huán)境地質(zhì)等。其中野外實(shí)習(xí)兩周，室內(nèi)整理和編寫實(shí)習(xí)報(bào)告一周。主要實(shí)習(xí)路線及其主要內(nèi)容介紹如下:

第一，桂林氣象臺(tái)大氣及氣象觀測(cè)觀測(cè)參觀調(diào)查

位于桂林市北部，為國家氣候基準(zhǔn)觀測(cè)站，擁有目前國內(nèi)常規(guī)氣象及大氣觀測(cè)全部?jī)x器設(shè)備，能人工和自動(dòng)進(jìn)行各種氣象要素的觀測(cè)，如溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、地溫、降水量、蒸發(fā)量等。比較先進(jìn)的有:多普勒氣象雷達(dá)、L波段大氣觀測(cè)雷達(dá)。另外還能進(jìn)行與大氣環(huán)境有關(guān)的大氣成分測(cè)量，目前主要可自動(dòng)監(jiān)測(cè)大氣黑炭和氣溶膠。結(jié)合學(xué)習(xí)各種天氣現(xiàn)象及氣候基本知識(shí)。大氣監(jiān)測(cè)、氣象觀測(cè)的主要要素，觀測(cè)方法及監(jiān)測(cè)、觀測(cè)儀器設(shè)備。天氣預(yù)報(bào)會(huì)商、氣象數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)取?/p>

第二，漓江實(shí)習(xí)路線(巖溶地貌及溶洞)

起點(diǎn)龍船坪碼頭終點(diǎn)陽朔。漓江發(fā)源于興安的描兒山，由桂林沿漓江到陽朔大約是83km的水程，是山水甲天下的桂林風(fēng)景的精華所在。桂林到陽朔的如畫美景主要是由千姿百態(tài)的巖溶地貌和清澈晶瑩的漓江流水構(gòu)成的。漓江由桂林至陽朔段沿岸巖溶地貌發(fā)育，類型多樣，其分布具有一定的規(guī)律性，即桂林市區(qū)附近為孤峰平原。桂林市區(qū)以南至陽湖，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉鍏餐莸睾头辶止鹊氐孛?。沿江可以看到較多的溶蝕邊槽和多層溶洞，如象山、七星巖、穿山、月亮山等溶洞。它們分別對(duì)應(yīng)著桂林地質(zhì)歷史時(shí)期的四次較大的地殼抬升運(yùn)動(dòng)。在冠巖可看見地下暗河。溶洞內(nèi)多發(fā)育各式各樣的石幔、石忡鐘乳。石筍。沿江出露的地層有下泥盆統(tǒng)(D1)、中泥盆統(tǒng)信都組(D2x)、中泥盆統(tǒng)東崗嶺組(D2d)、上泥盆統(tǒng)(D3)及下石炭統(tǒng)巖關(guān)組(C1y)和大塘組(C1d)。除下泥盆統(tǒng)(D1)、中泥盆統(tǒng)信都組(D2x)為砂巖及粉砂巖以外，其余均為石灰?guī)r及白云巖。尤其是中泥盆統(tǒng)東崗嶺組(D2d)和上泥盆統(tǒng)融縣組(D3r)的層厚質(zhì)純的石灰?guī)r為巖溶地貌的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。此外沿途還可看到河漫灘、邊灘、心灘、河流階地、褶皺構(gòu)造、大型的節(jié)理面及單面山地貌。

第三，貓兒山實(shí)習(xí)路線(花崗巖及土壤剖面分帶)

沿盤山公路觀察土壤和植被分帶特征。根據(jù)1996年國家氣象局的氣候區(qū)劃，貓兒山地處中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，但其同時(shí)受海拔高度、山地地形和森林等地理環(huán)境因子的綜合影響，表視為明顯的亞熱帶山地氣候特征。成土母質(zhì)為花崗巖，從山腳到山頂，其土壤類型具有明顯的分帶特征:400m標(biāo)高以下為山地紅壤、400-700m標(biāo)高為山地黃紅壤、700-1200 m標(biāo)高為山地黃壤，1200-1400m標(biāo)高為山地生草棕壤、1400-1800m標(biāo)高為山地黃棕壤、1800-2000m標(biāo)高為泥炭土(主要在八角田一帶)、2000m標(biāo)高以上為山頂矮林土。貓兒山林區(qū)是我同中亞熱帶保存較好并有一定代表性的天然林區(qū)，地帶性植被類型為常綠闊葉林。植被的垂直分布較明顯，從山腳到山頂，依次出現(xiàn)的植被類型為常綠闊葉林和常綠針闊葉人士林、常綠落葉闊葉混交林、常綠闊葉林和常綠針闊葉混交林、山頂矮林和山頂灌草叢。

(2)編寫野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，提高實(shí)習(xí)質(zhì)量和效率。編寫實(shí)習(xí)指導(dǎo)書是建立在調(diào)查研究和收集實(shí)習(xí)基地資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。這幾年我們編寫了實(shí)習(xí)地區(qū)自然地理野外實(shí)習(xí)教材及實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，一方面教師能夠全面系統(tǒng)地有根有據(jù)地向?qū)W生講解實(shí)習(xí)地區(qū)自然地理特征，避免空泛的一般性介紹，從而使學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)地區(qū)的自然地理環(huán)境有較全面、系統(tǒng)深入的認(rèn)識(shí)，收到理論與實(shí)踐相結(jié)合的效果;另一方面學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)范圍、路線和具體內(nèi)容事先有較系統(tǒng)的了解，使實(shí)習(xí)過程化被動(dòng)為主動(dòng)。因此編寫野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)書也是提高野外實(shí)習(xí)質(zhì)量的重要一環(huán)［4］。

(3)鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)獨(dú)立觀察，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力和創(chuàng)新思維。野外實(shí)習(xí)是教學(xué)中的主要實(shí)踐活動(dòng)，能培養(yǎng)學(xué)生野外實(shí)地工作能力和有關(guān)基本技能，使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)。例如為使學(xué)生充分理解土壤和植物這一部分知識(shí)，選擇了土壤和植被垂直地帶性都明顯的廣西貓兒山自然保護(hù)區(qū)實(shí)習(xí)路線，先鼓勵(lì)學(xué)生自主觀察不同海拔的土壤類型和植被類型，要求學(xué)生討論它們?cè)谛纬缮系南嗷ビ绊?，教師總結(jié)講解，將課堂上和書本上對(duì)自然地理環(huán)境中各成分之間的相互聯(lián)系引入現(xiàn)場(chǎng)觀察，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力，并培養(yǎng)學(xué)生不唯書、不唯上的創(chuàng)新精神。

這種學(xué)生觀察、討論、發(fā)言、教師重點(diǎn)講解的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)模式，收到了明顯效果，學(xué)生普遍反映收獲很大。

三 結(jié)論與建議

1.環(huán)境科學(xué)專業(yè)自然地理教學(xué)改革是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)，培養(yǎng)面向廣西及西南巖溶區(qū)環(huán)境保護(hù)專業(yè)人才的必須。通過理論學(xué)習(xí)及典型地區(qū)野外實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力普遍提高，創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)得到加強(qiáng)。學(xué)生在專業(yè)知識(shí)闊展，野外操作能力，綜合分析能力，心理品質(zhì)等方面得到鍛煉與提高，為畢業(yè)后從事環(huán)境保護(hù)專業(yè)工作打下較好基礎(chǔ)。

2.加強(qiáng)與完善自然地理野外實(shí)習(xí)基地建設(shè)。經(jīng)過幾年實(shí)習(xí)和全體師生的努力，使得桂林鄰邊地區(qū)氣象局、貓兒山及漓江等幾條自然地理實(shí)習(xí)路線初具規(guī)模;實(shí)習(xí)內(nèi)容逐年豐富，有較完整的教學(xué)大綱與計(jì)劃。但仍有一些科目的實(shí)習(xí)內(nèi)容不能開展，部分實(shí)習(xí)點(diǎn)、路線還不太理想，需進(jìn)一步調(diào)整。

3.教師隊(duì)伍建設(shè)。自然地理野學(xué)教學(xué)要求教師不僅有較為豐富的專業(yè)理論知識(shí)，還要有較為豐富的野外工作經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)變能力。目前我專業(yè)自然地理學(xué)教學(xué)教師只有兩名，相對(duì)來說，承擔(dān)野外實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)人力不足。因此，需要增加培養(yǎng)鍛煉野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師1-2名，加強(qiáng)野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)教育的梯隊(duì)建設(shè)是自然地理野外教學(xué)實(shí)習(xí)繼續(xù)下去的基本保障，應(yīng)予以重視。

4.實(shí)習(xí)時(shí)間及經(jīng)費(fèi)投入。雖然近年來我校對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)逐漸重視，實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)有所增加，但仍僅能維持實(shí)習(xí)期間師生部分開銷，真正投入到基地建設(shè)中的甚少，使部分實(shí)習(xí)難于深入開展，實(shí)習(xí)時(shí)間受到限制，從而也影響了實(shí)習(xí)效果。

［1］王 建.現(xiàn)代自然地理學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2001.

［2］伍光和.自然地理學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2000.

［3］劉富剛.自然地理學(xué)教學(xué)改革與創(chuàng)新思考［J］.高等理科教育，2008，81(5):97-100.

［4］劉長(zhǎng)運(yùn).自然地理學(xué)教學(xué)改革探討［J］.南都學(xué)壇(自然科學(xué)版)，2000，20(6):89-91.