普通高等師范院校地理園區(qū)設(shè)計與建設(shè)

蔣 容, 王石英, 張 偉, 朱亞蘭

(四川師范大學(xué) 地理與資源科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610101)

建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略目標推動著高校教育教學(xué)改革,培養(yǎng)創(chuàng)新人才任重而道遠。實踐教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才不可或缺的重要環(huán)節(jié)[1]。提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神既是高校教育、教學(xué)改革的重要組成部分,也是時代賦予高校的歷史使命。實踐教學(xué)基地和實驗室是培養(yǎng)高水平、高素質(zhì)專業(yè)人才的重要場所[2-3]。

2018版普通高等學(xué)校地理科學(xué)類教學(xué)質(zhì)量國家標準(下簡稱新國標)中,明確要求高校必須有滿足教學(xué)需要、相對穩(wěn)定的實習(xí)基地[4]。地理園區(qū)是由人工建立起來能夠進行部分地理觀察、實習(xí)、練習(xí)和實驗的綜合性基地,是地理專業(yè)實驗室建設(shè)的重要組成部分[5]。地理學(xué)又是一個綜合性和實踐性很強的學(xué)科,依托地理園區(qū),可以推動實踐教學(xué)和創(chuàng)新活動的展開,這對于培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)至關(guān)重要[6]。

現(xiàn)有與地理園區(qū)相關(guān)的建設(shè)主要將對象集中在中學(xué)角度[7-9],或者強調(diào)地理園在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用[10-12],對中學(xué)地理園的設(shè)計有一定參考,但不利于高校其他地理專業(yè)學(xué)科及綜合性實踐教學(xué)活動的開展。黃偉雄等[5,13]對地理園的建設(shè)和管理進行了探討,以觀測、模擬和模型建設(shè)為主,對中學(xué)地理園的建設(shè)有現(xiàn)實意義,但建設(shè)內(nèi)容較單一,對新時代、新國標、新課標背景下的卓越教師和人才培養(yǎng)要求作用有限。結(jié)合當(dāng)前背景下地方師范院?；蛑袑W(xué)擬建設(shè)如地理園、氣象站或綜合實踐基地等實際需求,本文對普通高等師范院校的地理園區(qū)設(shè)計建設(shè)實踐進行探討,提供相關(guān)實驗室設(shè)計、建設(shè)方面的參考。

1 地理園區(qū)設(shè)計理念

1.1 促進實踐教學(xué),提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

地理園區(qū)的建設(shè)應(yīng)與地理實踐教學(xué)相結(jié)合。設(shè)計定位于提供室外實驗場地,與實際工作場景一致。在需要保障學(xué)生實習(xí)安全,同時野外實習(xí)時間和經(jīng)費有限的條件下,地理園區(qū)的建成可明顯改善這一問題,并可以與學(xué)生的第二課堂有效結(jié)合,不斷促進教師的實驗教學(xué)改革。普通高等師范院校還肩負培養(yǎng)卓越教師的重任。新高考背景下地理學(xué)科四大核心素養(yǎng),地理實踐力位列其中。明確要求各中學(xué)應(yīng)該高度重視校內(nèi)如地理園、氣象觀測站、天象館、天文臺、地理櫥窗、地理實驗室等方面的環(huán)境建設(shè)[14]。目前許多中學(xué)都開設(shè)了第二課堂或課外活動,建立了“氣象園”。作為普通高等師范院校地理師范生,必須具備實際的地理要素觀測、統(tǒng)計等能力。這就需要在實習(xí)過程中了解各種儀器的原理、結(jié)構(gòu)和使用方法,不斷提高實際動手能力。因此,地理園區(qū)的建設(shè)既是實驗條件的保障,也對綜合實踐技能培養(yǎng)具有重要意義,為未來走上中學(xué)地理教師崗位打下堅實基礎(chǔ)。

1.2 體現(xiàn)地理學(xué)科特色

地理學(xué)科以研究人地關(guān)系為特色,室內(nèi)基礎(chǔ)實驗和野外實踐實習(xí)是地理專業(yè)教學(xué)計劃中的一個重要組成部分,是地理有別于其他學(xué)科的特點所在。地理科學(xué)專業(yè)中的核心課程地質(zhì)、地貌、氣象氣候、土壤、植物、生態(tài)、水文、測量等實驗實習(xí)都需要在室外開展。例如:到實地認識區(qū)域地質(zhì)地貌,觀察不同區(qū)域氣象氣候的特點,學(xué)習(xí)土壤實驗中最基本的有效取土、植物觀察的樣方采集; 還有地球概論中的天文觀測部分,要求學(xué)生結(jié)合地理環(huán)境進行戶外觀測太陽黑子、立桿測影等。這些都需要學(xué)生不斷地動手實踐,從單課程的基礎(chǔ)實驗-綜合設(shè)計性實驗-部門多學(xué)科綜合實習(xí),逐層遞進,更好地促進對理論知識的理解,以形成良好的科學(xué)素養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力。新國標中對普通高等師范院校地理科學(xué)類人才的培養(yǎng)明確要求具備野外實地調(diào)查、綜合考察、實驗分析的能力,地理區(qū)域綜合分析能力的要求也更高。

1.3 美化校園環(huán)境

地理園區(qū)場地是學(xué)校的一部分,根據(jù)園區(qū)內(nèi)地形起伏,集聚山、水、樹、石,與校園自然景觀相互融合,可增加學(xué)校的科學(xué)氛圍，美化校園。若臨近校園人流量大的區(qū)域,還能方便科學(xué)普及地理知識,從而也反映出地理教學(xué)在學(xué)校教學(xué)中的地位,擴大社會影響力。

1.4 因地制宜

不同區(qū)域在設(shè)計建設(shè)地理園區(qū)時可能受到校園整體地貌和場地面積限制,宜因地制宜,突出地理學(xué)科特色和重點,不必追求面面俱到。尤其普通高等師范院校設(shè)計時應(yīng)充分平衡地理實驗學(xué)科,盡量提供采集一手數(shù)據(jù)的儀器和實驗環(huán)境; 而中學(xué)設(shè)計時可偏重地理科普模型、氣象站等,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和觀察實踐能力。至于是否設(shè)計天文天象觀測點需綜合考慮,如果有室內(nèi)場地可選,可將其單獨建設(shè)。

總之,結(jié)構(gòu)決定功能。地理園區(qū)的設(shè)計一定要合理、清晰、規(guī)范。應(yīng)結(jié)合地理學(xué)科專業(yè)特色,充分利用校園場地,發(fā)揮實驗教學(xué)、科學(xué)研究、科普教育和校園文化的功能。我校地理園區(qū)設(shè)計最終采用天文學(xué)上“北斗七星”的設(shè)計理念(見圖1),與室內(nèi)的天文臺、天象廳相呼應(yīng)。

圖1 四川師范大學(xué)地理園區(qū)設(shè)計圖

2 地理園區(qū)的建設(shè)內(nèi)容

為了提高人才培養(yǎng)和展現(xiàn)地理學(xué)科特色,建設(shè)分期分批進行,一改傳統(tǒng)觀光考察式實驗為動手參與式實驗,從實踐教學(xué)的角度,堅持“以學(xué)生為中心”的實驗教學(xué)理念,以培養(yǎng)學(xué)生動手、實踐和創(chuàng)新能力為目的,使地理學(xué)專業(yè)的學(xué)生在實驗操作能力、野外調(diào)查能力、綜合分析與應(yīng)用能力等方面綜合發(fā)展,培養(yǎng)富有開拓精神、創(chuàng)新能力和國際競爭力的高素質(zhì)人才,不斷使地理實驗教學(xué)改革與社會需求相適應(yīng)。因此園區(qū)建設(shè)內(nèi)容強調(diào)系統(tǒng)性和綜合性,整合部門自然地理實驗,改變單一驗證性實驗的缺陷,將驗證性、綜合性與設(shè)計性實驗實習(xí)統(tǒng)一。

地理園區(qū)建設(shè)地點地勢較高,略有起伏,基本保持了原有的耕作土壤和植被。園區(qū)北側(cè)和西側(cè)均臨近校園干道,入口在整個園區(qū)西側(cè),南側(cè)為體育場。南北長99.66 m,東西寬114.49 m,面積7 316.81 m2。圍欄四周以鋼筋、鐵絲和植物綠籬混合,既堅固又美觀大方。供學(xué)生開展地理、資源、環(huán)境、景觀、生態(tài)、測繪等室外專業(yè)實驗、野外實習(xí)前期訓(xùn)練和地理監(jiān)測、綜合性實驗研究使用,兼有第二課堂和科普教育功能。

園區(qū)內(nèi)除支撐專業(yè)下述三大板塊的實驗實習(xí)外,還兼?zhèn)漭^多綜合功能。例如,入口北側(cè)為電子顯示屏區(qū)域,正好位于交通要道,方便發(fā)布實時氣象信息與地理園區(qū)宣傳。入口處為環(huán)形講臺,方便教師講解使用,兩側(cè)園區(qū)內(nèi)道路外圍為畢業(yè)生紀念林,大大增加了園區(qū)內(nèi)植被覆蓋率。櫥窗展示臺用于宣傳地理相關(guān)知識和通知預(yù)告等,130 m2的器材房為儀器設(shè)備的維護和存儲、水電的控制與管理提供了便捷。

2.1 自然地理板塊

本板塊達成的實踐目標要求是:掌握自然地理相關(guān)的實驗操作和設(shè)計技能,具有基本的野外觀測、實驗室分析模擬方法和空間思維的能力,能運用知識解決科學(xué)問題和實踐問題,有開展第二課堂的條件和能力。這是對室內(nèi)標準巖石觀察識別、天球儀的認識及天文觀測儀器等實驗的補充延伸。支撐地概、氣象氣候、地質(zhì)地貌、土壤課程的基礎(chǔ)、專業(yè)、綜合實驗及開放(見表1)。

表1 自然地理板塊相關(guān)實踐

以氣象站建設(shè)為例,設(shè)計面積25 m*25 m。站內(nèi)主要安裝兩套氣象數(shù)據(jù)觀測系統(tǒng),一是風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、降雨等要素的自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可用于園區(qū)內(nèi)的電子顯示屏實時發(fā)布校園氣象信息; 二是涵蓋風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、降雨、蒸發(fā)、地溫八要素的人工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。用于學(xué)生實驗實習(xí)時親手操作采集數(shù)據(jù)。既讓學(xué)生掌握了測量各氣象要素的操作方法,又加強了理論聯(lián)系實踐活動的能力。

2.2 環(huán)境板塊

本板塊的能力目標要求:掌握環(huán)境方面的觀測、分析和應(yīng)用技術(shù),具備實際動手和創(chuàng)新能力。內(nèi)容上細分成三部分:①仿天然河道,用于模擬天然河道從河流上游下切成V型河谷到泥沙淤積成U型河谷并最終注入海洋的地表水循環(huán)部分過程; ②人工濕地,仿照成都活水公園實例,模擬水中泥沙的沉降與水質(zhì)的凈化; ③預(yù)留植物樣方區(qū)和水土流失試驗區(qū),機動布設(shè)場地,便于環(huán)境監(jiān)測。主要用于支撐水文、植物、生態(tài)、環(huán)境學(xué)原理、環(huán)境監(jiān)測、綜合自然地理的實驗和學(xué)生科研創(chuàng)新項目等(見表2)。

表2 環(huán)境板塊相關(guān)實踐

2.3 人文規(guī)劃與地信板塊

本板塊注重現(xiàn)代信息技術(shù)以及綜合實踐應(yīng)用,支撐社區(qū)測量與制圖、測量學(xué)、地圖學(xué)、園林規(guī)劃設(shè)計實驗實習(xí)(見表3),培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)代信息技術(shù)采集、分析、處理數(shù)據(jù)的能力。通過園區(qū)內(nèi)反復(fù)的測量、規(guī)劃設(shè)計與實踐,使學(xué)生達到熟練應(yīng)用水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS、CORS-RTK等測繪儀器,利用地形圖、遙感影像圖等實地驗證,不斷掌握園林和城市規(guī)劃設(shè)計及數(shù)字測圖的方法與技巧,達到進行計算機專題制圖的目的。

表3 人文規(guī)劃與地信板塊相關(guān)實踐

3 建設(shè)成效

圍繞圖1左A-G的“北斗七星”設(shè)計,形成以傅科擺為中心,南北星空亭-太陽歷廣場-圭表,東西太陽歷廣場-傅科擺-環(huán)形講臺的軸線,建成涵蓋地理學(xué)核心課程的校內(nèi)室外綜合實驗場地。逐漸形成了“以學(xué)生為中心”的實踐能力培養(yǎng)模式,即按照“基礎(chǔ)-專業(yè)-綜合-拓展”的實踐教學(xué)體系,從“目標-方法-能力”的方式推進人才培養(yǎng),培養(yǎng)模式見圖2,利用地理園區(qū)開展實踐活動,對提升學(xué)生能力成效顯著。以人文規(guī)劃與地信板塊為例,人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃和地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生因平時在地理園區(qū)開展了素描、測量、制圖綜合實習(xí),提高了城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計的能力，還獲得四川省大學(xué)生測繪技能競賽的“1∶500數(shù)字化測圖”一等獎和“三維模型DLG采集與建庫二等獎”?！褒埲湫屯寥浪亮魇ПO(jiān)測”“地理園區(qū)地形測量”項目就是學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)情況,申請的開放和創(chuàng)新性實驗項目。學(xué)生外業(yè)采集一手數(shù)據(jù)的實踐動手能力和解決實際問題的綜合能力都得到了明顯提升。

地理園區(qū)建成以來,豐富了校園自然文化景觀,增加了科學(xué)氛圍。已有本院地理科學(xué)、自然地理與資源環(huán)境、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、地理信息科學(xué)4個國家級、省級特色本科專業(yè)每年約360名學(xué)生在此實踐; 校內(nèi)物電、化學(xué)學(xué)院其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生均在此實習(xí); 另外,學(xué)院每年承辦的校外省級中學(xué)地理骨干教師、國培、西藏培訓(xùn)教師或一線小學(xué)科教教師、幼兒園、小學(xué)、中學(xué)等校外師生,都能在地理園區(qū)參觀學(xué)習(xí),這為校外師生能力和素養(yǎng)的提升,提供了高效、科學(xué)的學(xué)習(xí)和交流場所,擴大了社會影響力。在全校范圍的實驗室建設(shè)和普通高等師范院校的地理校內(nèi)實習(xí)基地建設(shè),均具有一定的引領(lǐng)作用。

圖2 地理園區(qū)“以學(xué)生為中心”的實踐能力培養(yǎng)模式

地理園區(qū)的設(shè)計建設(shè)內(nèi)容千差萬別,既沒有規(guī)范可循,又無定式可照搬。本文為新形勢下實習(xí)時間短、實習(xí)經(jīng)費緊張、野外安全等問題提供了一個解決方案,從而打開地理實驗室建設(shè)的新思路。也為改善實驗教學(xué)手段、服務(wù)社會,提高本科生的實踐動手能力和創(chuàng)新型人才提供有力支撐。