新時(shí)代地方高校地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題解析與改革探索

朱大運(yùn)　楊倩　劉子琦

當(dāng)前，我國(guó)高等教育已從大眾化進(jìn)入普及化階段，在人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和國(guó)家“雙一流”建設(shè)引領(lǐng)下，積極適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展格局，是我國(guó)高等教育面臨的時(shí)代課題。高質(zhì)量發(fā)展離不開高水平的育人模式，它落實(shí)于理論與實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是學(xué)校綜合實(shí)力與核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵組成要素，也是培養(yǎng)復(fù)合、創(chuàng)新、應(yīng)用型人才的重要途徑，依托專業(yè)的教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不僅可以有效檢驗(yàn)理論與探索新知，而且有利于深化高水平育人模式的構(gòu)建。

地理學(xué)作為我國(guó)師范類院校傳統(tǒng)學(xué)科，涵蓋自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、地理信息系統(tǒng)等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，學(xué)科交叉潛質(zhì)突出。內(nèi)部學(xué)科專業(yè)之間深度融合，外部學(xué)科專業(yè)與生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)、地球物理、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科近距離交叉，廣泛吸收各學(xué)科新理論、新方法，培育衍生出諸多新的知識(shí)增長(zhǎng)點(diǎn)。地理學(xué)科的交叉整合帶動(dòng)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷演進(jìn)，具體表現(xiàn)為教學(xué)內(nèi)容多、涉及知識(shí)面廣、獨(dú)立操作實(shí)踐能力要求高，并且貫穿于本科、碩士、博士三個(gè)學(xué)歷層次。

1.地方高校本-碩-博貫通式培養(yǎng)與地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1本-碩-博貫通式培養(yǎng)體系現(xiàn)狀

高校不僅是高等教育改革的主戰(zhàn)場(chǎng)，更應(yīng)成為創(chuàng)新型國(guó)家的“源”動(dòng)力。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高校在人才培養(yǎng)模式上進(jìn)行了不同程度的改革探索，其中本-碩-博貫通培養(yǎng)模式受到的關(guān)注度較高。對(duì)本碩博一體化的概念目前尚有不同觀點(diǎn)。一方面，基于培養(yǎng)計(jì)劃，部分學(xué)者提出本-碩-博三個(gè)學(xué)歷階段在培養(yǎng)層面銜接一體化的看法，另一方面，有學(xué)者提出以單純的本碩博連讀一體化進(jìn)行理解，而本文主要討論的則是本-碩-博培養(yǎng)銜接一體化的觀點(diǎn)。對(duì)于一些基礎(chǔ)理論知識(shí)延續(xù)性較強(qiáng)的學(xué)科，本碩博貫通式培養(yǎng)具有特殊的優(yōu)勢(shì)，不僅縮短了學(xué)生學(xué)位獲取周期、節(jié)約了辦學(xué)成本，而且有利于人才培養(yǎng)質(zhì)量、科研縱深推進(jìn)與創(chuàng)新能力的提升。然而，在本碩博貫通式培養(yǎng)的實(shí)踐過(guò)程中也有學(xué)者指出其存在選拔方式不科學(xué)、培養(yǎng)環(huán)境封閉、貫通培養(yǎng)初衷實(shí)現(xiàn)不徹底的局限性，某種程度降低了本碩博貫通式培養(yǎng)模式的科學(xué)性、公正性和透明性。

本碩博一體化課程體系是實(shí)現(xiàn)貫通式人才培養(yǎng)模式的關(guān)鍵載體。在課程設(shè)置上應(yīng)更加體系化、邏輯化、科學(xué)化，不同學(xué)歷階段學(xué)生的科研潛質(zhì)、科研興趣均應(yīng)得到激活。現(xiàn)行的本碩博實(shí)驗(yàn)教學(xué)，理論課教學(xué)仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在不同高校、不同專業(yè)受到的關(guān)注度不一。理工基礎(chǔ)學(xué)科實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合素養(yǎng)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，尤其對(duì)工程應(yīng)用類專業(yè)人才的培養(yǎng)極為重要。因此，針對(duì)性的將實(shí)驗(yàn)教學(xué)納入本碩博貫通式培養(yǎng)體系，根據(jù)高等教育多元化發(fā)展趨勢(shì)和專業(yè)特點(diǎn)，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)課程比例，增強(qiáng)同一專業(yè)、不同學(xué)歷階段課程體系的延續(xù)性和銜接緊密度非常必要。

1.2地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與問(wèn)題

地理科學(xué)的研究主體是地球表層自然要素與人文要素相互作用，綜合性、區(qū)域性和學(xué)科交叉性是其顯著特點(diǎn)，它在地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到完整體現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容越發(fā)多元，分析設(shè)備更加精密現(xiàn)代化。在地方高校尋求高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中，緊跟科技前沿，質(zhì)譜儀、離子色譜儀、石漠化空間大數(shù)據(jù)計(jì)算與可視化綜合管理系統(tǒng)等高精尖儀器設(shè)備也自然進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系中，成為當(dāng)前地理科學(xué)前沿研究的重要物質(zhì)載體。這在某種程度上提升了學(xué)生對(duì)專業(yè)前沿科技、前沿理論的認(rèn)知，拓展了視野和精密儀器設(shè)備操作能力，同時(shí)也凸顯出一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：

1.2.1本科與碩士、博士實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)脫節(jié)

本科以通識(shí)教育為主，著重基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，針對(duì)自然地理專業(yè)必須掌握或需要掌握的化學(xué)、物理、生物等交叉關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)相對(duì)較少，而以地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)與人文地理專業(yè)等學(xué)科交叉探討理工類實(shí)驗(yàn)課程涉及范圍則更少。此外，由于專業(yè)精密設(shè)備自身特性和管理需要，本科生接觸昂貴前沿科研設(shè)備的機(jī)會(huì)并不多，僅少數(shù)本科生通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽項(xiàng)目偶有參與。高等教育普及化情形下，本科生在科研思維和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練方面，與碩博士生相比嚴(yán)重缺乏，地方高校表現(xiàn)尤為明顯。實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)之間存在偏差與脫節(jié)，其直接影響的就是本科生進(jìn)入研究生學(xué)習(xí)后，教師與學(xué)生均需投入時(shí)間和精力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能的回爐再教育、再學(xué)習(xí)，提高了時(shí)間成本，延緩了工作效率。

1.2.2學(xué)生儀器設(shè)備運(yùn)行科學(xué)原理知識(shí)儲(chǔ)備不足

與設(shè)備研發(fā)能力要求較高的工科不同，精密科研儀器在地理科學(xué)中主要扮演工具角色，學(xué)生用它來(lái)分析處理采集的樣品，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。儀器設(shè)備宛如學(xué)生科研的“眼睛”，通過(guò)它窺探自然奧秘、攻克科技難題，對(duì)科研儀器設(shè)備科學(xué)原理與操作的熟悉程度直接關(guān)系創(chuàng)新成果的實(shí)現(xiàn)。然而，設(shè)備銷售方為了節(jié)約時(shí)間和成本，開展的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)常常局限于是什么（儀器功能）、怎么做（儀器操作），鮮有為什么（儀器的運(yùn)行原理）的解析，培訓(xùn)簡(jiǎn)單機(jī)械。學(xué)生迫于論文和科研壓力，主動(dòng)研習(xí)儀器基礎(chǔ)原理的意愿也不強(qiáng)，導(dǎo)致原理知識(shí)積累不足，只知其然，而不知其所以然，實(shí)驗(yàn)的開展通常表現(xiàn)為設(shè)備功能的機(jī)械性操作，儀器開發(fā)利用不徹底。

1.2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)重操作、輕維護(hù)能力訓(xùn)練

科研儀器設(shè)備的生命周期和使用效率與日常保養(yǎng)維護(hù)的優(yōu)良程度密切關(guān)聯(lián)。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要側(cè)重于設(shè)備操作技能和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)現(xiàn)，缺少針對(duì)性、專業(yè)性的設(shè)備日常維護(hù)以及故障自主處理能力的培訓(xùn)與實(shí)踐。由于科研儀器設(shè)備的高端性、精密性、專業(yè)性，儀器設(shè)備的維護(hù)高度依賴廠家專業(yè)技術(shù)人員，周期長(zhǎng)、費(fèi)用高。在地方高校設(shè)備運(yùn)行配套維護(hù)費(fèi)普遍缺乏的情況下，設(shè)備故障處于難以及時(shí)維修的境地，影響科學(xué)研究進(jìn)程。

2.本-碩-博貫通培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

2.1構(gòu)建地理學(xué)本-碩-博進(jìn)階式實(shí)驗(yàn)課程體系

根據(jù)各地方高校自身的發(fā)展現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，系統(tǒng)梳理現(xiàn)行本碩博課程體系貫通的難點(diǎn)，去掉重復(fù)和相近課程，增設(shè)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的交叉性選修課程，從頂層設(shè)計(jì)著眼優(yōu)化課程設(shè)置，在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)上強(qiáng)化本碩博的內(nèi)在銜接性。邏輯上本碩博實(shí)驗(yàn)課程之間的聯(lián)系應(yīng)該是清晰縝密的，深度上實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)的演進(jìn)應(yīng)該是從易到難，由淺入深，從而形成與不同學(xué)歷層次相匹配的進(jìn)階式課程體系。

恒定最低學(xué)分門檻要求，實(shí)施本科與研究生實(shí)驗(yàn)選修課互選互認(rèn)。學(xué)分互選互認(rèn)在國(guó)外高校已經(jīng)非常普遍，它利于學(xué)生拓寬知識(shí)面、提升專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)。地理學(xué)科強(qiáng)烈的包容性、交叉性，使得學(xué)科門檻準(zhǔn)入低，研究生的學(xué)科背景非常多元，不像物理、化學(xué)對(duì)本碩專業(yè)一致性要求那么高，文理工農(nóng)背景均可尋求到交叉研究的結(jié)合點(diǎn)，在課程互選互認(rèn)方面具有先天的優(yōu)勢(shì)條件。開展本碩選修學(xué)分互選互認(rèn)并非簡(jiǎn)單的課程倒掛，而是起著“加速劑”和“補(bǔ)充劑”的作用。對(duì)于地理專業(yè)背景、基礎(chǔ)扎實(shí)、科研稟賦好的本科生而言，可以提前介入高層次課程的學(xué)習(xí)，加快其成長(zhǎng);對(duì)于非地理專業(yè)背景、未進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的研究生而言，可以重新選修本科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程和獲得學(xué)分，節(jié)約了非必要的科研時(shí)間，并彌補(bǔ)其知識(shí)的缺口。

2.2分類協(xié)同提升本-碩-博實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力

現(xiàn)階段，我國(guó)高等理科教育主要分為基礎(chǔ)理科和應(yīng)用理科兩大類，基礎(chǔ)理科偏重于對(duì)世界客觀規(guī)律的揭示，而應(yīng)用理科則是介于理科與工科之間，側(cè)重于實(shí)現(xiàn)知識(shí)探索到應(yīng)用過(guò)程的有機(jī)統(tǒng)一。地理學(xué)屬于理學(xué)門類下較為特殊的學(xué)科，分別涵蓋基礎(chǔ)理科與應(yīng)用理科的人才培養(yǎng)任務(wù)，理論與實(shí)踐并重在地理學(xué)科表現(xiàn)尤為明顯。實(shí)踐內(nèi)容、側(cè)重點(diǎn)因?qū)W歷階段不同而存在差異。兼顧科學(xué)性、先進(jìn)性和適用性的應(yīng)用性教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)是應(yīng)用性理科的關(guān)注重點(diǎn)，要真正地把應(yīng)用能力落實(shí)到實(shí)踐環(huán)節(jié)中。同時(shí)，還需考慮不同學(xué)歷層次能力要求，在培養(yǎng)過(guò)程中區(qū)別對(duì)待、分類協(xié)同，比如博士生、碩士生，實(shí)踐的目的更多的是開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，解決科學(xué)問(wèn)題，那么實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力提升的著眼點(diǎn)應(yīng)該是獨(dú)立思考、自主創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的培養(yǎng)。

分類協(xié)同提升的基礎(chǔ)前提是遵循學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展規(guī)律和教育教學(xué)規(guī)律，在保證正常教學(xué)活動(dòng)的情況下循序漸進(jìn)。課程設(shè)置分類嘗試將實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)一步細(xì)劃，分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課和進(jìn)階實(shí)驗(yàn)選修課，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的授課對(duì)象為全體地理學(xué)科學(xué)生，不分專業(yè)，均要接受基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，進(jìn)階實(shí)驗(yàn)選修課的授課對(duì)象為實(shí)踐應(yīng)用要求高的專業(yè)學(xué)生和感興趣的學(xué)生，目的是實(shí)驗(yàn)技能增強(qiáng)訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置分類可以參照地理學(xué)本-碩-博學(xué)歷層次培養(yǎng)目標(biāo)，本科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置以興趣培養(yǎng)為主，以理解為重要原則;碩士實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置應(yīng)讓學(xué)生達(dá)到從興趣到熟練掌握實(shí)驗(yàn)理論和技術(shù)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下能夠解決一定科學(xué)問(wèn)題;而博士實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置則應(yīng)讓學(xué)生達(dá)到從熟練應(yīng)用到精通實(shí)驗(yàn)原理、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、開發(fā)創(chuàng)新、獨(dú)立解決科學(xué)問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)“課堂-實(shí)驗(yàn)室-戶外科考（或?qū)嵱?xùn)基地）”的有機(jī)融合。

2.3引入新媒體新技術(shù)，線上與線下、虛擬與現(xiàn)實(shí)相互增益

伴隨科技的進(jìn)步和高校信息化發(fā)展趨勢(shì)，以多媒體教學(xué)為代表的現(xiàn)代化教育技術(shù)已進(jìn)入校園、融入課堂，傳統(tǒng)的教學(xué)方式與學(xué)生生活方式正發(fā)生快速改變，教學(xué)過(guò)程不再僅局限于課堂之上。然而，新媒體新技術(shù)日新月異，層出不窮，需要辯證地看待和引入，不能盲目跟風(fēng)，引入的技術(shù)不一定最前沿，但一定要與實(shí)驗(yàn)課程最相宜，達(dá)到最優(yōu)教學(xué)效果。以無(wú)線移動(dòng)智能終端（如手機(jī)、平板電腦等）與WIFI網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合支撐起的“泛在學(xué)習(xí)模式”，構(gòu)筑了獲取新知的一種新途徑，使得時(shí)間與地點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)行為的約束逐漸降低。抓住大學(xué)生對(duì)新事物的好奇心理，引導(dǎo)學(xué)生建立泛在學(xué)習(xí)意識(shí)，通過(guò)教師自制短視頻、在線課堂、手機(jī)推送等方式，線上與線下結(jié)合，實(shí)現(xiàn)新媒體在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的高效介入。

本科生、研究生的規(guī)模不斷擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐資源日益緊張，學(xué)生接受實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的平均時(shí)長(zhǎng)相應(yīng)地被壓縮。不僅如此，像地理學(xué)中對(duì)地表空間要素進(jìn)行觀測(cè)和分析所涉及的精密儀器，如同位素質(zhì)譜儀等高精尖專業(yè)儀器設(shè)備，因其價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗材與維護(hù)費(fèi)用高等原因，處于相對(duì)封閉的運(yùn)行和管理狀態(tài)，無(wú)法向所有學(xué)生開放提供實(shí)驗(yàn)操作鍛煉機(jī)會(huì)，所謂實(shí)踐出真知，這不僅阻礙了學(xué)生對(duì)本學(xué)科學(xué)術(shù)前沿的認(rèn)知，而且影響了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)揮。引入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)技術(shù)，推動(dòng)虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，以虛擬技術(shù)的多感知性、交互性、可重復(fù)性來(lái)彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)資源的不足，以更加多元的方式增進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的認(rèn)知和理解。

2.4優(yōu)化完善實(shí)驗(yàn)課程考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

完善的實(shí)驗(yàn)室管理制度與本-碩-博貫通培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革密切關(guān)聯(lián)，制度是改革的前提，保障實(shí)驗(yàn)室從設(shè)備采購(gòu)、安裝調(diào)試、申請(qǐng)使用、實(shí)驗(yàn)教學(xué)，到運(yùn)行維護(hù)，處處有規(guī)可循、有規(guī)可依。健全實(shí)驗(yàn)室對(duì)內(nèi)、對(duì)外開放共享機(jī)制，設(shè)置科研設(shè)備獨(dú)立操作資格準(zhǔn)入考核，不再受本碩博學(xué)歷層次的限制，貫通儀器實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用，對(duì)所有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)訓(xùn)練并通過(guò)考核的學(xué)生開放，鼓勵(lì)稟賦優(yōu)良的學(xué)生在地理學(xué)專業(yè)儀器設(shè)備創(chuàng)新應(yīng)用與研發(fā)上進(jìn)行探索，從而形成本-碩-博良性實(shí)體互動(dòng)模式，以碩士生帶動(dòng)本科生，激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣，博士生帶動(dòng)碩士生，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

課程考核方式可以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的衡量和優(yōu)化調(diào)控，將學(xué)生與教師雙向主體納入考核評(píng)價(jià)體系，建立健全互評(píng)機(jī)制。本碩博不同層次的學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，從多個(gè)層面對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效進(jìn)行評(píng)價(jià)，使得教師能夠從學(xué)生的視角審視自我教學(xué)過(guò)程，有的放矢改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方法。同樣，教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的考核也應(yīng)更加多元，注重實(shí)踐動(dòng)手能力的考核，在考核指標(biāo)權(quán)重設(shè)置上本碩博區(qū)別對(duì)待，通過(guò)權(quán)重來(lái)體現(xiàn)和調(diào)控貫通培養(yǎng)過(guò)程中對(duì)本科生、研究生的不同課程要求。

3.結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的拓展延伸，是驗(yàn)證科學(xué)理論與實(shí)踐創(chuàng)新的重要途徑，歷來(lái)也是教學(xué)改革的重要組成要素。結(jié)合地理學(xué)科的特點(diǎn)及地理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析，從課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、組織管理等方面深入分析探討本-碩-博實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫通式培養(yǎng)的實(shí)操性，提出具體改革措施，學(xué)科特色得到凸顯、學(xué)科能力得到提升，在推動(dòng)新時(shí)期兼具扎實(shí)理論基礎(chǔ)與較強(qiáng)實(shí)踐能力的復(fù)合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中發(fā)揮了積極作用。我們后續(xù)將持續(xù)關(guān)注新問(wèn)題，改進(jìn)教學(xué)策略，完善地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式體系。

（朱大運(yùn)，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事教育教學(xué)、喀斯特生態(tài)治理研究。）