李艷紅, 詹長根, 肖　玫

(武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖北 武漢　430079)

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“地理環(huán)境綜合調(diào)查”開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐

李艷紅, 詹長根, 肖玫

(武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖北 武漢430079)

“地理環(huán)境綜合調(diào)查”開放實(shí)驗(yàn)是基于學(xué)科群優(yōu)勢而設(shè)計(jì)的,它包含了分層次的、多樣化的專題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施過程中制定了嚴(yán)格的管理措施、采取了基于信息技術(shù)的開放式教學(xué)策略、注重對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行多種形式的考核。開放實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)學(xué)生在多樣化的實(shí)踐教學(xué)空間中自主探索與合作交流,有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能,強(qiáng)化了學(xué)生的環(huán)境意識(shí)和生命意識(shí),切實(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力,教學(xué)效果良好。

開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 地理環(huán)境； 開放式教學(xué)策略

實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有特殊作用[1]。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是有效的選擇途徑。隨著開放性實(shí)驗(yàn)被納入教育部本科教學(xué)評(píng)估的規(guī)定測評(píng)內(nèi)容,并成為本科教學(xué)改革的重點(diǎn)項(xiàng)目[2],開放性實(shí)驗(yàn)再次引起了大家的廣泛關(guān)注。為充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)驗(yàn)室資源,為學(xué)生提供更多的自主開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,切實(shí)發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在“三創(chuàng)”人才培養(yǎng)中的重要作用,我校資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心，面向全校學(xué)生開設(shè)了“地理環(huán)境綜合調(diào)查”開放實(shí)驗(yàn)。

1　開放實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)

開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)該具有學(xué)科綜合性和難度較小的特點(diǎn),能夠激發(fā)學(xué)生攝取多學(xué)科知識(shí)的欲望,以達(dá)到寄學(xué)于樂的效果[3]?！暗乩憝h(huán)境綜合調(diào)查”開放實(shí)驗(yàn)基于學(xué)科群優(yōu)勢,為提升學(xué)生學(xué)科知識(shí)的融合程度、擴(kuò)大學(xué)生的視野、增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力,以及培養(yǎng)學(xué)生從不同角度去發(fā)現(xiàn)、表現(xiàn)事物的能力而設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)涉及的主要課程有環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境評(píng)價(jià)、自然地理學(xué)、植物地理、景觀生態(tài)學(xué)、土地調(diào)查、GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用、DEM分析與可視化、專題地圖編制與設(shè)計(jì)、平面與立體設(shè)計(jì)、地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用、多媒體電子地圖設(shè)計(jì)等。實(shí)驗(yàn)區(qū)域以我校為主體,適度向外延伸,東至磨山東部,西至珞獅北路,北至東湖南岸,南至八一路及其延長線。

設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容時(shí),一方面要能體現(xiàn)現(xiàn)代教育教學(xué)思想,符合科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本規(guī)范和學(xué)生認(rèn)知與能力的發(fā)展規(guī)律[4],要具有豐富的教學(xué)內(nèi)涵和良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境氛圍,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)效果；另一方面,由于參加的學(xué)生具有不同的專業(yè)背景,所具備的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能差異很大,如何使參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生既能通過開放實(shí)驗(yàn)有所收獲,又不至于過多地依賴專業(yè)技能,成為確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須考慮的因素。因此,開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要具有層次性,可以是基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性或探究性等多種類型,以滿足不同學(xué)生的需求[5]。

結(jié)合我校“環(huán)繞東湖水,坐擁珞珈山”的獨(dú)特優(yōu)勢,在生物多樣性和水環(huán)境問題日益突出的社會(huì)背景下,采取以野外數(shù)據(jù)采集、室內(nèi)數(shù)據(jù)分析、專題要素表達(dá)、仿真模型構(gòu)建作為開放實(shí)驗(yàn)的主線,設(shè)計(jì)了6個(gè)專題實(shí)驗(yàn):水生物調(diào)查與分析、水污染調(diào)查與分析、植被與地質(zhì)調(diào)查與分析、土地利用調(diào)查與分析、地理環(huán)境專題制圖、地理環(huán)境三維仿真模型構(gòu)建。這樣,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣,在多樣化的實(shí)踐教學(xué)空間中擴(kuò)充知識(shí)、擴(kuò)大視野[6],經(jīng)過多渠道鍛煉,來培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力,達(dá)到智力與非智力的兼顧、知識(shí)與技能的同步、理論與實(shí)踐的結(jié)合。

2　開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

2.1開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與管理

我校每年設(shè)有專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放,開放實(shí)驗(yàn)課題的選擇通過立項(xiàng)的辦法進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)課題由申請(qǐng)人根據(jù)因材施教、講求實(shí)效、高度自主的原則進(jìn)行書面申請(qǐng)。在學(xué)校、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的支持與鼓勵(lì)下,我院成功申報(bào)了“地理環(huán)境綜合調(diào)查”開放實(shí)驗(yàn)課題。開放實(shí)驗(yàn)課題立項(xiàng)后,我們積極將網(wǎng)絡(luò)引入開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與管理中。首先,撰寫“地理環(huán)境綜合調(diào)查”開放實(shí)驗(yàn)招募通知,通過學(xué)院的信息平臺(tái)將立項(xiàng)后的開放實(shí)驗(yàn)名稱、目的、內(nèi)容、要求等信息面向全校本科生發(fā)布,并建立了“地理環(huán)境調(diào)查開放實(shí)驗(yàn)”QQ群；然后,學(xué)生根據(jù)自己的興趣特長選擇進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)的某一或某些專題內(nèi)容,通過網(wǎng)上報(bào)名的方式在規(guī)定時(shí)間提交參加人員信息,最終在公平、公開的原則下確定實(shí)驗(yàn)的學(xué)生名單。

開放實(shí)驗(yàn)名單確定后,需要確定開放實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,主要由教師和學(xué)生共同協(xié)商決定。由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目屬于計(jì)劃外自選開放實(shí)驗(yàn),學(xué)生來自不同的院系和年級(jí),各自的課余時(shí)間不盡相同,采取常規(guī)的“統(tǒng)一時(shí)間、集中安排”的方法顯然是不現(xiàn)實(shí)的。于是把參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，按照課余時(shí)間一致的原則分成若干個(gè)實(shí)驗(yàn)小組,實(shí)驗(yàn)室全天候開放,學(xué)生可以靈活地分批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。野外調(diào)查環(huán)節(jié)主要利用周末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析研究,由教師帶隊(duì)指導(dǎo)與小組自主設(shè)計(jì)調(diào)查相結(jié)合。

由于野外調(diào)查過程中不安全的因素隨時(shí)存在,為了保證實(shí)驗(yàn)期間學(xué)生的安全,我們特別研究制定了“一條紀(jì)律、兩種精神、三項(xiàng)注意、四個(gè)要求”的管理措施。“一條紀(jì)律”是指一切行動(dòng)聽指揮,野外實(shí)習(xí)期間的調(diào)查活動(dòng)等都必須聽從安排、遵守實(shí)習(xí)紀(jì)律；“兩種精神”是指不怕苦、不怕累的意志精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作、互相幫助的團(tuán)隊(duì)精神,這是培養(yǎng)學(xué)生做人做學(xué)問的起碼要求,也是衡量一個(gè)學(xué)生能否勇于實(shí)踐、頑強(qiáng)探索和是否具有高尚道德的精神尺度；“三項(xiàng)注意”是指注意學(xué)生之間的關(guān)系、師生之間的關(guān)系、實(shí)習(xí)隊(duì)伍與社會(huì)有關(guān)部門的關(guān)系,要求學(xué)生加強(qiáng)實(shí)習(xí)隊(duì)伍內(nèi)部的團(tuán)結(jié)協(xié)作,尊敬師長,保證實(shí)習(xí)活動(dòng)嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)毓芾聿块T的有關(guān)規(guī)定；“四個(gè)要求”是指要求學(xué)生在野外調(diào)查中多看、多記、多問、多思。

2.2開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略

在開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,切實(shí)有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略尤其重要。突破傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式,采取基于信息技術(shù)的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,即教師營造寬松的環(huán)境,給學(xué)生安排廣闊的空間,突出學(xué)生的主體地位[7]。教師的重要任務(wù)是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容需要的多種情境和不同知識(shí)之間的聯(lián)系,幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的遷移與深化；學(xué)生則要五官并舉,主動(dòng)感受外界信息,并運(yùn)用已有知識(shí)與技能對(duì)外界信息進(jìn)行吸收、消化、加工與改造,廣泛利用網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館、大自然等多種渠道對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行補(bǔ)充和深化,從而大范圍接觸更多的知識(shí)、了解更多的論點(diǎn)。

比如,在進(jìn)行“水污染調(diào)查與分析”專題開放實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是調(diào)查東湖水質(zhì)污染狀況及各類污染源的排放情況。實(shí)驗(yàn)開展之前,指導(dǎo)教師先有針對(duì)性地選擇了數(shù)篇專業(yè)文獻(xiàn)要求學(xué)生自學(xué),目的是讓學(xué)生了解水污染的基本概念、常用的監(jiān)測方法、相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的防治對(duì)策等[8],引導(dǎo)學(xué)生提出相關(guān)問題,展開廣泛討論。學(xué)生通過對(duì)東湖各采樣點(diǎn)水體的溫度、電導(dǎo)率、pH值/氧化還原電位、鹽度、溶解氧、COD等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,制作了水污染狀況專題圖,并在此基礎(chǔ)上對(duì)水質(zhì)污染程度、污染特征及污染成因進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。在進(jìn)行“植被與地質(zhì)調(diào)查與分析”專題開放實(shí)驗(yàn)時(shí),還嘗試讓學(xué)生自主在校園內(nèi)采集植物標(biāo)本,然后分組鑒定某個(gè)科屬的植物,討論各科屬植物鑒定的主要依據(jù),使開放實(shí)驗(yàn)活動(dòng)成為一種主動(dòng)探索和積極創(chuàng)新的過程。

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略注重給學(xué)生提供探索和交流的空間,鼓勵(lì)學(xué)生自主探索與合作交流,倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、勤于動(dòng)手、樂于探索,建構(gòu)起適合自己個(gè)性的學(xué)習(xí)模式。

2.3開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核?？己藝@整個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施情況進(jìn)行,注重過程考核,而不是僅以實(shí)驗(yàn)結(jié)果來評(píng)定。考核形式多樣,包括平時(shí)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)習(xí)報(bào)告、科研小論文以及實(shí)習(xí)成果的系統(tǒng)展示等。其中實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)成效的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)重在參與、研究過程和創(chuàng)新精神[9],根據(jù)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)成果予以量化。鼓勵(lì)學(xué)生采取其他形式對(duì)實(shí)習(xí)成果進(jìn)行展示。比如有些學(xué)生利用顯微鏡觀察東湖水生生物,并對(duì)它們進(jìn)行顯微照相,通過對(duì)水生生物進(jìn)行60～600倍的適度放大,精心制作了“水生生物圖冊”。該圖冊對(duì)于了解水生生物的分布和群類變化情況、激發(fā)對(duì)水體微生物的興趣起到很好作用。還有些學(xué)生將野外植被調(diào)查中采集到的校園常見植物和武漢植物園分布的典型珍稀瀕危植物、內(nèi)陸水生植物、藥用植物、溫室培育植物等信息進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)、詳細(xì)的整理與分析,精心制作了“植被調(diào)查圖冊”。該圖冊不僅能夠幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)植物,了解植物的特征、分布及用途等情況,還能讓學(xué)生在欣賞大自然神奇之處的同時(shí),產(chǎn)生對(duì)大自然的熱愛和探索自然奧秘的興趣。

3　開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

3.1激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能

在實(shí)驗(yàn)過程中,指導(dǎo)教師針對(duì)具體實(shí)習(xí)場景提出相關(guān)問題與學(xué)生進(jìn)行討論,使所有學(xué)生都積極參與實(shí)驗(yàn),使各種興趣指向的學(xué)生都能找到自己的興奮點(diǎn),找到自己知識(shí)的切合點(diǎn),各種不同層次的學(xué)生都能在自己原來的基礎(chǔ)上獲得應(yīng)有的、充滿個(gè)性化的發(fā)展。對(duì)于討論中遇到的一些問題,引導(dǎo)學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)來解決,以達(dá)到進(jìn)一步提高學(xué)生查閱資料的能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中有很大的自由空間,學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考,他們的好奇心和求知欲、探索熱情和創(chuàng)新精神得到了保護(hù)和發(fā)展,培養(yǎng)了學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣,有利于挖掘其學(xué)習(xí)潛能。

3.2強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)境意識(shí)和生命意識(shí)

地理環(huán)境綜合調(diào)查開放實(shí)驗(yàn)成為大學(xué)生生命教育的載體[10]。在開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,堅(jiān)持認(rèn)知與情感相互滲透的原則,注重學(xué)生的認(rèn)知變化和情感升華,強(qiáng)化其環(huán)境意識(shí)和生命意識(shí)。

在進(jìn)行地理環(huán)境綜合調(diào)查時(shí),學(xué)生走出課堂，融入社會(huì),感受大自然的美好和環(huán)境問題的嚴(yán)峻,并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查,體會(huì)環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理的必要性、緊迫性,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)[11]。通過開放實(shí)驗(yàn),不僅要學(xué)生學(xué)會(huì)相關(guān)的地理知識(shí),還要通過地理知識(shí)關(guān)注生命情感與生命價(jià)值。學(xué)生在探索與學(xué)習(xí)的過程中,通過認(rèn)識(shí)人類生活與自然環(huán)境之間的關(guān)系,感悟生物變化的過程,深切體會(huì)地球環(huán)境對(duì)于人類生存生活的重要性。讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到生命的珍貴,形成樂觀積極的生活態(tài)度,促使他們熱愛生命、尊重生命。培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀,以及強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感,對(duì)于國家構(gòu)建資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會(huì)具有深遠(yuǎn)意義和推動(dòng)作用。

3.3增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力

實(shí)驗(yàn)從現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際地理環(huán)境問題入手,需要的知識(shí)點(diǎn)較多,每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都涉及到外業(yè)、內(nèi)業(yè)、觀測、處理、分析、宏觀、微觀等方面,能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。學(xué)生通過主動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng),獲得親自參與研究的積極體驗(yàn),增強(qiáng)了利用地理信息系統(tǒng)表達(dá)地理環(huán)境的能力。學(xué)生通過對(duì)地理環(huán)境基本空間要素“點(diǎn)、線、面、體”的特點(diǎn)、性質(zhì)及其相互關(guān)系和構(gòu)成規(guī)律的實(shí)踐學(xué)習(xí),增強(qiáng)了從不同角度去發(fā)現(xiàn)、表現(xiàn)事物的能力,培養(yǎng)了敏銳的洞察力以及空間區(qū)域的判斷力,學(xué)會(huì)了科學(xué)的思維方法和研究方法。

實(shí)踐中信息資源渠道的多樣化,在為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了更多選擇性的同時(shí),還有效培養(yǎng)了學(xué)生收集處理信息及獲取新知識(shí)的能力。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索、查找圖書資料等多種渠道快速地獲取有效信息,并能對(duì)搜集到的相關(guān)信息進(jìn)行有效整合,創(chuàng)造性地使用信息來解決實(shí)際問題。開放實(shí)驗(yàn)采取學(xué)生獨(dú)立思考和群體探究相結(jié)合,讓學(xué)生學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)間的溝通與合作,學(xué)會(huì)與人共處、磨煉意志、培養(yǎng)遵守紀(jì)律的品德,學(xué)會(huì)從實(shí)際出發(fā)培養(yǎng)踏實(shí)探究的科學(xué)精神。

4　結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室提供內(nèi)容豐富新穎、有吸引力、實(shí)用性強(qiáng)的開放實(shí)驗(yàn),十分有利于吸引廣大的學(xué)生自愿走進(jìn)開放實(shí)驗(yàn)室。通過設(shè)置不同層次的多類型的專題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來滿足不同學(xué)生的需求,提高了開放實(shí)驗(yàn)的開放廣度；網(wǎng)絡(luò)化的管理手段方便了教師和學(xué)生的溝通,提高了開放實(shí)驗(yàn)的管理效率；開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略突出了學(xué)生的主體地位；多樣化的實(shí)驗(yàn)考核手段保障了對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和成效的科學(xué)評(píng)價(jià)。

為保障開放實(shí)驗(yàn)?zāi)荛L期良性地開展,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容要結(jié)合學(xué)科發(fā)展方向和趨勢不斷進(jìn)行更新。開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目除了要進(jìn)行儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)外,還要求有較高的業(yè)務(wù)工作能力,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)工作的負(fù)荷量也較大,因此,對(duì)指導(dǎo)教師工作量的認(rèn)可必須在制度上給予保證,并對(duì)開放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的工作量給予肯定和科學(xué)量化,以提高教師的積極性。

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Practice on open experimental teaching of “Geographical Environmental Comprehensive Investigation”

Li Yanhong, Zhan Changgen, Xiao Mei

(School of Resource and Environmental Sciences，Wuhan University，Wuhan 430079，China)

Based on the advantages of a discipline group,an open experiment of “Geographical Environmental Comprehensive Investigation” is designed, which contains hierarchical and diversified special-topic experimental content. The strict management measures are established for the open experimental teaching, the strategies for open teaching based on the information technology are adopted, and great attention is paid to the various forms of examination focusing on the process of students’ doing experiments. The students are encouraged to carry out independent exploration and cooperative exchanges in the diversified practical teaching space. The students' learning interest and potential are effectively stimulated,their awareness of environmental protection and their sense of life are enhanced, and their comprehensive quality and ability are well strengthened. It is proved that the open experimental teaching hasachieved good teaching effects.

open experimental teaching; geographical environment; open teaching strategy

10.16791/j.cnki.sjg.2016.10.046

2016-03-09

武漢大學(xué)開放實(shí)驗(yàn)資助項(xiàng)目(WHU-2016-KFSY-08)

李艷紅(1979—),女,山東聊城,博士,實(shí)驗(yàn)師,研究方向?yàn)榈乩憝h(huán)境分析.E-mail：yanhongli1979@163.com

G642.0

A

1002-4956(2016)10-0185-03