綜合自然地理實習教學體系優(yōu)化與改革

汪祖丞，李鴻凱，許嘉巍，王升忠，靳英華

（東北師范大學地理科學學院，長春 130024）

0 引言

我國絕大多數(shù)部屬或省屬師范高校均設置了地理類本科專業(yè)，著重培養(yǎng)學生的區(qū)域認知、綜合思維、地理實踐力和人地協(xié)調觀4 個地理核心素養(yǎng)，以期為地理科學專業(yè)的教學和科研培養(yǎng)后備人才。其中綜合思維是將地理綜合體進行拆分分析，并進行要素和過程的靜態(tài)和動態(tài)綜合，是分析地理規(guī)律和過程以及人地關系地域系統(tǒng)的重要思想和方法。盡管綜合性并非地理學的特有屬性，許多自然科學和社會科學的研究對象都具有多成分、多維度、多時空尺度的特點［1］，但自然地理的認知對象（地理綜合體）的綜合性更為復雜，影響因素更多，尺度更為多變，是涵蓋其他綜合的超級綜合［2］。因此，大多數(shù)師范高校均開設了綜合自然地理學課程，以期更好地培養(yǎng)學生的綜合思維能力，建立正確的人地協(xié)調觀。

綜合自然地理學是以部門自然地理學為基礎，強調地球表層的整體性、差異性和自然地理過程的核心性，通過研究不同尺度的自然地域系統(tǒng)內各個自然要素之間的物質循環(huán)和能量流動，揭示自然地域系統(tǒng)各個要素及其組合的空間格局、演變過程和驅動機制［3-4］。自上世紀三四十年代我國綜合自然地理學理論形成以來，學者就對綜合自然地理課程的理論框架構建、教學內容完善以及教學方法改進等方面都進行了深入討論，取得了不錯的效果［5-7］。然而，隨著高等教育的不斷發(fā)展，創(chuàng)新教育成為新世紀高等教育的主題，這就要求高等教育不僅能培養(yǎng)具備豐富理論知識的人才，還要能夠培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。而傳統(tǒng)的綜合自然地理教學內容理論性強、抽象，難于理解，地理現(xiàn)象表述不易直觀生動，特別是自然地理過程是周期超長、過程復雜、難以為人類感覺的一種運動形式，導致學生對自然地理過程的理解較為困難。由于綜合自然地理實習可以把抽象的知識轉化成可視化的知識，可以使書本上的地理事物變成可感知的、立體的、全方位的實體，可以直觀地展示地理事物之間空間上和時間上的聯(lián)系，大多數(shù)師范高校都增設了綜合自然地理野外實習，綜合自然地理實習也成為師范高校培養(yǎng)創(chuàng)新型地理人才的重要教學環(huán)節(jié)之一［8-10］。

1 傳統(tǒng)綜合自然地理實習的不足

綜合自然地理實習要求學生認識地球表層系統(tǒng)的一般性變化規(guī)律和特殊性變化規(guī)律，特別要從發(fā)生學原理出發(fā)研究各自然地理要素的特征以及自然地理要素之間的相互聯(lián)系和相互作用，認識自然地理單元的空間格局和形成、演化過程。此外，綜合自然地理實習還要求學生學會如何使用分析、綜合和歸納的方法及區(qū)域對比法去認識一個區(qū)域，加強學生對自然地理事物的認知，增強學生分析問題和解決問題的能力，從而讓學生能夠獨立開展野外調查和研究工作。這兩部分內容的有機結合能夠幫助學生建立綜合地理觀、形成對地理空間和地理過程的想象能力，有利于創(chuàng)新型地理人才的培養(yǎng)。然而，大多數(shù)師范高校的綜合自然地理野外實習仍以認識性實踐為主，即通過觀察野外實習路線的實際地理要素和現(xiàn)象鞏固和驗證課堂知識。這種實習方式雖然能夠讓學生直觀具體理解書本知識，但往往忽略了各個區(qū)域及各區(qū)域地理要素之間的綜合和自然地理過程的變化［11］。此外，目前的綜合自然地理實習形式大多仍是以教師為主、學生為輔的游覽式實習，學生實踐活動往往是在規(guī)定區(qū)域根據(jù)老師安排進行地貌觀察、土壤采集觀測等，學生難以自主思考和自主發(fā)揮。具體地，高校綜合自然地理實習有以下幾方面的問題。

1.1 重地域分異規(guī)律，輕時空演化規(guī)律

傳統(tǒng)綜合自然地理實習線路一般依據(jù)溫度、水分或海拔梯度等單一地理要素的變化設計。雖然這樣選擇的實習路線能夠展現(xiàn)更多類型的景觀，從而讓學生在野外觀察到地理景觀的地域分異，有利于從地理現(xiàn)象的地帶性或非地帶性變化規(guī)律方面認知區(qū)域差異，但是這樣的路線難以體現(xiàn)地理要素空間分異格局形成過程的復雜性。同時，這種路線也忽略了地理思維中的重要的時間維度，較難體現(xiàn)地理現(xiàn)象在時間上的演化過程，不利于地理時空思維的培養(yǎng)。

1.2 重單獨要素變化，輕綜合系統(tǒng)分析

在教學思路上，傳統(tǒng)綜合自然地理實習往往通過在固定觀察點分別對各自然地理要素進行分析、對比區(qū)域差異來講授各自然要素的變化規(guī)律和機制。然而，由于缺乏從綜合的角度探討各自然地理要素之間的相互影響和相互作用，不利于學生理解地理綜合體的整體演化過程和機制，導致學生學習“重知識、輕能力，重結論、輕過程”，對研究能力的培養(yǎng)不夠［12］。

1.3 重現(xiàn)象講解分析，輕學生主動參與

傳統(tǒng)綜合自然地理實習的教學模式一般分為3 個階段：①教師帶領學生進行野外實習，對實習點的地理現(xiàn)象及發(fā)生過程進行現(xiàn)場講解；②由老師提出問題，學生以小組為單位對固定實習點的相應的地理要素進行探究，驗證相關理論；③撰寫實習報告，對野外實習路線、內容以及各實習點涉及的主要理論進行總結［13］。在這種教學模式下，無論是路線制定、實習內容，還是路線上的觀察點，都是教師具體制定，學生的參與度明顯不足，實習過程并沒有引導學生思考如何自主設計實習路線、如何在路線上選擇觀察點等，難以發(fā)揮其主觀能動性，不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2 綜合自然地理實習教學體系優(yōu)化改革

綜合自然地理課程在我校具有悠久的傳統(tǒng)和深厚的底蘊，早在20 世紀80 年代初，我校地理系就與北京大學舉辦了綜合自然地理學講習班，培養(yǎng)綜合自然地理學人才，經(jīng)過數(shù)10 年綜合自然地理學教學經(jīng)驗的積累，形成了獨樹一幟的綜合自然地理學課程體系，并入選國家級一流本科課程［14］。我校在上世紀50 年代末就開設了跨區(qū)域的綜合自然地理實習，80 年代得到了進一步的傳承和發(fā)展。1988 年以來，逐步形成了教學目標明確、課程體系完整、具有鮮明區(qū)域特色的野外實習經(jīng)典課程，極大促進了對學生綜合思維能力的培養(yǎng)，主要采取了3 方面的措施。

2.1 建立探究式實習的總體思路

調整以認知性為主的實習思路，實習教學的整體設計思想轉變?yōu)橐月肪€調查為主線，以典型剖面觀測為重點，以訓練區(qū)探究訓練為突破口，通過區(qū)域間對比和要素間聯(lián)系分析，建立起綜合性思維模式，培養(yǎng)自主野外實習能力。在實習路線的已有實習點從教師主動教、學生被動看被動做，轉變?yōu)榻處熞龑еv，學生主動看主動做，老師提出引導性問題后不規(guī)定具體觀察的自然地理要素，而是讓學生自己根據(jù)問題在實習點選擇相應的自然地理要素和現(xiàn)象進行觀測，應用已有知識解釋相關現(xiàn)象，讓學生自己將已學的部門自然地理知識進行回顧和重構，從而增加學生的主動性和主導性，有利于學生運用綜合思維從不同自然地理要素的維度來理解地理區(qū)域差異及其成因，理解自然地理綜合體的形成和發(fā)展過程。

2.2 設計地理景觀變化顯著、培養(yǎng)目標明確的實習路線

經(jīng)過多年的實踐，我校綜合自然實習路線最終選擇了跨越吉林省按照自東向西沿干濕梯度設計，使得路線在空間上具有連續(xù)性。路線東至長白山主峰（東線實習），西至大興安嶺山前（西線實習），在不到1 000 km 地理空間內，包含了濕潤區(qū)（長白山）、半濕潤區(qū)（東北平原）和半干旱區(qū)（吉林西部），地理景觀變化顯著。根據(jù)實習路線，實習也設計了不同的實習內容和培養(yǎng)目標。

（1）一是吉林省西部路線，從長春出發(fā)向西到大興安嶺山前一線，核心讓學生了解東北大平原組成自然地理單元，分析其空間格局和形成、演化過程。在實習過程中，根據(jù)高程變化將實習路線自東向西分為中更新世（Q2）黃土臺地、早更新世（Q1）洪積扇、晚更新世（Q3）階地、全新世（Q4）河漫灘平原、Q4 洪積扇、Q1洪積扇和大興安嶺山前7 個地域單元（見圖1），這些地域單元自東向西距海距離逐漸增加，氣候逐漸干燥，導致土壤、植被等發(fā)生相應變化，可以讓學生認識到由海陸分布引起的地域分異規(guī)律。但是大興安嶺山前的地域單元受地形因素影響，產生了地方氣候，引起了該地域單元綜合體沒有按照海陸分異規(guī)律演化，體現(xiàn)了自然地理要素地域分異規(guī)律的復雜性。

圖1 松嫩平原地域單元劃分

（2）另一條為吉林省東部路線，從長春向東穿越大黑山-吉林哈達嶺-老爺嶺-張廣才嶺-牡丹嶺進入長白山熔巖區(qū)，東部低山丘陵區(qū)的路線實習，目的是使學生了解濕潤區(qū)的自然地理特征，讓學生掌握山脈的形成、河流的形成、盆地的形成。同時，在這條路線上，注重對學生探究式學習的指導，設置訓練區(qū)（敦化盆地）（見圖2），在訓練區(qū)通過提出問題—學生分析、討論—教師總結的模式，引導學生通過實地觀測從地貌、土壤等多個維度認識敦化盆地的整體自然地理特征，同時引導學生將不同觀察點的地理環(huán)境聯(lián)系起來，從而認識敦化盆地的形成和發(fā)展過程。訓練區(qū)實習的培養(yǎng)目標是強調培養(yǎng)學生的地理思維和綜合分析能力，訓練學生獨立的野外考察能力，學會如何使用分析、綜合和歸納的方法和區(qū)域對比法去認知一個獨立的區(qū)域。在訓練區(qū)實習后，還設置了自主實習區(qū)（和龍盆地）。學生根據(jù)在訓練區(qū)的實習方法，在和龍盆地進行自主探究式的野外實習，將和龍盆地劃分出若干地域單元，并對各地域單元進行綜合自然地理考察，根據(jù)各地域單元的自然地理特征嘗試說明和龍盆地的整體自然地理環(huán)境的演化過程，從而培養(yǎng)學生獨立思考和主動實踐的能力。

圖2 敦化盆地地域單元劃分

（3）對長白山垂直帶的路線實習主要是認識從溫帶到極地寒帶的自然地理景觀特征及其變化。由于長白山北坡和西坡的坡度不同，導致兩個坡向的火山灰厚度和流水侵蝕的差異，從而引起兩個坡向的植被演替產生差異。通過對長白山北坡和西坡的觀察，不僅有助于學生理解地理景觀的垂直地帶性，不同坡向植被景觀的差異更體現(xiàn)了單一地理要素變化如何引起整體景觀的差異，反映了各個自然地理要素之間的相互作用，有利于學生綜合思維的進一步形成。

2.3 創(chuàng)新虛實結合的教學方式

為了避免傳統(tǒng)跨區(qū)域實習中出現(xiàn)的學生對實習路線的整體認識不足，導致學生在實習時一葉障目不見泰山。在實習之前，老師會將實習區(qū)域的地形圖、土地利用類型圖以及相應的衛(wèi)星影像發(fā)給學生。在實習過程中，在綜合講解實習區(qū)域某個地域單元內各自然地理要素特征及相互關系后，讓學生對照已發(fā)放的地圖，主動探究自然地理要素特征在實習區(qū)域演變的一般性和特殊性，并解釋相關機制。同時，將該地域單元（地理綜合體）置于整個實習區(qū)域進行比較講解，讓學生對照已發(fā)放的地圖，主動探究該地域單元與整個區(qū)域自然地理環(huán)境的關系，理解各個地域單元形成的地理過程，從而達到系統(tǒng)認識自然地理環(huán)境的整體性的目的。

此外，由于野外有些實習點觀察面窄小，或地處危險，學生觀察受限，學生難以充分觀察，影響進一步探討、分析訓練，研究型、綜合性實習難以開展。為此設計并應用了東北地區(qū)自然地理野外綜合實習虛擬仿真系統(tǒng)，讓學生能夠在實習后對已經(jīng)實習的地點進行回顧。該虛擬仿真系統(tǒng)將宏觀抽象地理空間按“面-線-點”順序逐步具像化。首先利用大尺度遙感影像并配合實習路線的地形剖面，讓學生從整體上認識實習區(qū)域，宏觀上了解它的地域結構特征。然后在路線上選擇代表不同地域單元的觀察點，每個觀察點高度還原野外真實場景，清晰呈現(xiàn)各要素特征（見圖3）。進入每個觀察點場景后，按先要素后整體、先觀察后分析的邏輯進行交互設計。對于每個觀察點學生需要觀察地形、氣候、巖石、風化物、水文、植被、土壤等各要素特征，分析判斷它們的類型，在此基礎上理解各要素相互作用下自然地理整體特征以及各個觀察點之間的聯(lián)系。在學習方式方面，項目設計了教學模式和自由模式，兼顧了實習本身的固有邏輯和學生多樣的個性學習需求。教學評價方面，除了考核模式外，項目還設計了具有高階性和挑戰(zhàn)度的主觀題目，以檢驗學生的野外實踐能力、知識實際應用能力和綜合系統(tǒng)分析能力。

圖3 長春臺地的景觀觀察與地理要素觀測

3 效果分析

綜合自然地理實習具有較強的綜合性、區(qū)域性和實踐性，需要學生針對自然地理環(huán)境進行綜合觀察和分析，以培養(yǎng)學生的地理學綜合思維和實踐創(chuàng)新能力。我校的綜合自然地理路線東西向跨濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)、半干旱區(qū)，垂直帶包括溫帶、寒溫帶、寒帶，是我國地理信息最豐富和最經(jīng)濟的實習路線。在路線上，開創(chuàng)性地設計了訓練區(qū)和實踐區(qū)作為提升學生綜合分析和野外實踐能力的基地，以自然地理過程分析為載體，注重對學生探究式學習的指導，形成提出問題—學生分組考察—學生分析、討論—教師總結的野外教學模式。并設計了東北地區(qū)自然地理野外綜合實習虛擬仿真系統(tǒng)，通過虛擬仿真技術生動呈現(xiàn)各觀察點的野外真實場景以及地形、巖石、風化物、水文、土壤、植被等要素典型特征，借助靈活的交互設計，“虛實結合”的學習方式，彌補現(xiàn)有野外實習教學的不足，有效提高野外實踐教學效果。

4 結語

綜合自然地理實習教學的改革創(chuàng)新是一項漫長、復雜且艱難的工作，我校在30 多年的時間里逐步完善了實習路線、實習內容，教學和考核方法，編制了教學大綱和野外實習參考資料，使教學過程規(guī)范化，形成了一整套科學的野外實習方案，獲得了2018 年吉林省教學成果獎二等獎。我校綜合自然地理實習路線和實習內容已被省內多所院校學習和借鑒，并錄像作為教學范本，目前業(yè)已開展實習。然而，隨著自然地理學的不斷發(fā)展和時代進步，學生對綜合自然地理實習教學方式和內容的要求也必將逐漸提高。這就要求各高校要加強實習教師隊伍建設，優(yōu)化實習教學模式和組織管理，專業(yè)老師必需加強綜合自然地理學的基礎理論和實踐教學研究，繼續(xù)深化信息技術的應用，豐富實習手段，在教學實踐中不斷推動綜合自然地理實習改革。同時，各個高校間要多進行交流學習，借鑒兄弟院校的先進經(jīng)驗對本校的綜合自然地理實習進行優(yōu)化改革。目前全國地理學國家理科人才基地聯(lián)合實習為各區(qū)域高校間的實習交流提供了良好的平臺，極大地推動了各高校綜合自然地理實習教學的改革發(fā)展［15］。