周松秀，劉蘭芳，王 鵬，譚家杰

（衡陽師范學(xué)院 資源環(huán)境與旅游管理系，湖南 衡陽 421008）

高校自然地理學(xué)課程開放性實驗教學(xué)研究

周松秀，劉蘭芳，王 鵬，譚家杰

（衡陽師范學(xué)院 資源環(huán)境與旅游管理系，湖南 衡陽 421008）

高校自然地理學(xué)課程是地理和相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課和先行課程。為了克服教學(xué)課時有限的而帶來的問題，必須構(gòu)建開放性實驗教學(xué)體系，建設(shè)開放性實驗教學(xué)內(nèi)容和評價體系，實施層次式開放，構(gòu)筑開放性實驗教學(xué)體系，提高實驗教學(xué)效率。

開放性實驗教學(xué)；開放性實驗室；自然地理學(xué)

0 引 言

自然地理學(xué)以自然地理環(huán)境為研究對象。自然地理環(huán)境是由巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈等圈層，或由地貌、氣候、水文土壤及生物等要素相互依存、相互聯(lián)系、相互作用組成的整體，它是一個由若干子系統(tǒng)組成的巨大復(fù)合系統(tǒng)［1］。對高校地理和相關(guān)專業(yè)學(xué)生而言，部門自然地理知識是不可或缺的基礎(chǔ)或前提，是基礎(chǔ)課程和先行課程。自然地理學(xué)課程的性質(zhì)與特點決定其教學(xué)必須理論聯(lián)系實際，強(qiáng)化實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。然而長期以來，由于教學(xué)課時有限，高校自然地理學(xué)課程實驗教學(xué)過程中存在教學(xué)學(xué)時比例偏小、教學(xué)內(nèi)容以驗證性實驗項目為主、教學(xué)方法簡單粗糙、實驗指導(dǎo)教師之間缺乏協(xié)調(diào)合作［2］等方面的問題。為了解決這個問題，筆者認(rèn)為必須進(jìn)行開放性實驗教學(xué)。本文根據(jù)當(dāng)代自然地理學(xué)發(fā)展要求并結(jié)合衡陽師范學(xué)院資源環(huán)境與旅游管理系實際情況，提出構(gòu)建開放性實驗教學(xué)內(nèi)容和評價方式，建設(shè)開放性實驗室，實施層次式開放，構(gòu)筑開放性實驗教學(xué)體系。

1 開放性實驗教學(xué)思路的確立

1.1 開放性實驗教學(xué)的內(nèi)涵

開放性實驗教學(xué)是指在開放性實驗室進(jìn)行的且在其教學(xué)中所有實驗資源均向?qū)W生開放而不受實驗時間和實驗內(nèi)容限制的一類實驗教學(xué)形式。其開放應(yīng)包含3方面：時間和空間開放、實驗內(nèi)容開放和教學(xué)環(huán)境開放［3］。它是一種需要學(xué)生自擬實驗方案、查閱參考資料以及提出設(shè)計思路和實驗步驟，并在獲得的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上自己概括出實驗結(jié)論的類科研實驗［4］。開放性實驗教學(xué)開展的前提是開放實驗室，開放性實驗室是實施開放性實驗教學(xué)的重要依托。

開放性實驗教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，在實驗項目、實驗設(shè)備、實驗方式方法、實驗時間和實驗難度等方面給予學(xué)生充分的自主權(quán)，可以使學(xué)生能夠根據(jù)個人的實驗基礎(chǔ)、專業(yè)特點和興趣愛好選擇相應(yīng)的實驗教學(xué)內(nèi)容。開放性的實驗項目，由學(xué)生依據(jù)自己的興趣愛好或項目要求獨立思考與設(shè)計，獨立擬定實驗方案，設(shè)計實驗技術(shù)路線，獨立調(diào)試與實施，獨立發(fā)展與創(chuàng)新，獨立完成報告，指導(dǎo)教師只負(fù)責(zé)對實驗方案進(jìn)行審查，在實驗過程中給予必要的啟發(fā)與引導(dǎo)，實驗完成以后對實驗報告進(jìn)行評價［5］。

1.2 自然地理學(xué)開放性實驗教學(xué)的主要框架

自然地理學(xué)開放性實驗教學(xué)，其一是實驗教學(xué)內(nèi)容的開放性：實驗教學(xué)內(nèi)容可以是課程的學(xué)習(xí)難點與重點，可以是定性觀測或定量驗證，可以是學(xué)生學(xué)習(xí)的疑問與興趣，可以是教師的研究課題，可以是社會服務(wù)與需求，也可以是學(xué)科熱門問題。從實驗環(huán)節(jié)來看，可以是問題開放、方法開放、條件開放、過程開放、結(jié)果開放、形式開放等［6］。開放性實驗注重增加設(shè)置設(shè)計性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新型實驗，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、好奇心和探索性，強(qiáng)化實驗設(shè)計、實驗思路、實驗技術(shù)設(shè)計和實驗過程，以學(xué)生為中心（student－centered）、以問題為先導(dǎo)（problem－started）、由課題來組織（project－organized）［7］。其二是實驗室的開放，開放實驗時間、實驗設(shè)備、實驗課題和指導(dǎo)方式。其三是實驗教學(xué)評價方法的多樣性和開放性。

進(jìn)行開放性實驗教學(xué)一方面可以彌補(bǔ)實驗教學(xué)學(xué)時的不足，優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，增加綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新型實驗項目；另一方面可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

2 構(gòu)建自然地理學(xué)開放性實驗教學(xué)體系

2.1 建設(shè)選做實驗項目，作為地理學(xué)各專業(yè)公選實驗教學(xué)內(nèi)容

為了貫徹 “寬基礎(chǔ)、高素質(zhì)、有特長、適應(yīng)廣”的本科生人才培養(yǎng)方案，公共基礎(chǔ)課程達(dá)到20門，其學(xué)分比例占總學(xué)分的20%以上，專業(yè)課都有不同程度的壓縮，實驗學(xué)時減少?；谀壳暗呐囵B(yǎng)方案，要增加必做實驗項目幾乎沒有空間。為了解決這個矛盾，在制定人才培養(yǎng)方案時，自然地理學(xué)各部門課程可以根據(jù)教學(xué)需要和學(xué)生的個性興趣設(shè)計選做實驗教學(xué)內(nèi)容和實驗項目。學(xué)生可以根據(jù)自己的愛好和興趣自主選擇實驗項目，時間可自行安排。必做實驗項目不變，從而提高實驗學(xué)時比例。自然地理學(xué)實驗教學(xué)計劃的調(diào)整，應(yīng)將實驗學(xué)時的比例提高到25%以上。選做實驗教學(xué)項目的建設(shè)，可以滿足學(xué)生的獨特愛好和興趣，給學(xué)生留有足夠的自由發(fā)展空間，以滿足他們對特殊知識和技能的需要，或在自然地理某些領(lǐng)域得到進(jìn)一步提高，為他們的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。選做實驗教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以綜合性、設(shè)計性實驗為主，充分體現(xiàn)學(xué)科應(yīng)用性、靈活性和前瞻性，注重各部門學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性，適合地理學(xué)各專業(yè)本科生的學(xué)習(xí)。如表1所示建立相應(yīng)的實驗教學(xué)體系。本表是以地理學(xué)科（師范類）專業(yè)為基礎(chǔ)，選做實驗學(xué)時不僅適合于地理學(xué)科（師范類）本科專業(yè)，也適合于地理信息系統(tǒng)專業(yè)和資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理等地理學(xué)本科專業(yè)。進(jìn)行選做實驗教學(xué)時，以地理學(xué)各本科專業(yè)的公選實驗課形式組織實施。

表1 擬建設(shè)的自然地理學(xué)系列課程實驗學(xué)時分配方案Tab.1 The Plans to build the experiment hours allocation scheme of natural geography course series

2.2 結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新和畢業(yè)論文，建設(shè)創(chuàng)新型實驗項目

創(chuàng)新型實驗項目不同于一般的綜合性、設(shè)計性實驗項目，每個項目相當(dāng)于一個獨立的研究課題，其目的明確，但實驗方法、實驗過程因?qū)嶒炚叩臉?gòu)思而異，實驗結(jié)果也不一定能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。因而需要反復(fù)改進(jìn)實驗方法，嘗試新的實驗過程，并將實驗結(jié)果進(jìn)行對比分析，得出結(jié)論。目前大學(xué)生科技創(chuàng)新已經(jīng)成為專業(yè)學(xué)習(xí)和實踐能力培養(yǎng)的一個重要途徑，撰寫畢業(yè)論文是大四本科生的主要實踐教學(xué)內(nèi)容。有關(guān)湘江衡陽市區(qū)段河水倒灌、衡陽市東洲島的土壤類型特征、衡陽市郊區(qū)工業(yè)區(qū)的水污染、衡南縣江口鳥洲的濕地生態(tài)系統(tǒng)、衡陽縣工聯(lián)村的生態(tài)評價等重要方面的問題引起地理學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科生的高度關(guān)注，并成為大學(xué)生科技創(chuàng)新和畢業(yè)論文的研究內(nèi)容。結(jié)合這些方面的科技創(chuàng)新項目和畢業(yè)論文選題，可以建設(shè)相應(yīng)的創(chuàng)新型實驗項目，進(jìn)行創(chuàng)新型實驗，讓學(xué)生更順利地進(jìn)行科技創(chuàng)新和畢業(yè)論文的實驗取證和數(shù)據(jù)的取得。進(jìn)行創(chuàng)新型實驗項目設(shè)計和實驗教學(xué)對指導(dǎo)教師的科研創(chuàng)新能力提出了更高的要求，師生可能成為項目研究合作伙伴，教學(xué)相長。

2.3 建設(shè)開放性實驗室，實施層次式開放

開放性實驗室的顯著特點是：能全天候地為學(xué)生提供實驗環(huán)境，學(xué)生可以自主選擇實驗項目、設(shè)計實驗方法和流程，學(xué)生在實驗過程中充分發(fā)揮自己的想象力和主觀能動性，自主完成實驗項目，使實驗活動成為一種主動探索和積極創(chuàng)新的過程［8］。選做實驗項目和時間安排具有可選擇性和自主性，比較靈活，必須在開放性實驗室進(jìn)行。創(chuàng)新型實驗因其探索性、創(chuàng)新性和主動性，也必須在開放性實驗室進(jìn)行教學(xué)。衡陽師范學(xué)院地理教學(xué)實驗中心的天文臺和地質(zhì)地貌實驗室長期以來面向全院學(xué)生和社會實行階段性的開放。為了進(jìn)行自然地理學(xué)開放性實驗教學(xué)，必須進(jìn)一步建設(shè)基礎(chǔ)地理開放性實驗室，完善開放程序，對設(shè)備、耗材、場地以及實驗指導(dǎo)教師和實驗員進(jìn)行合理科學(xué)配備，對開放性實驗項目進(jìn)行歸類和論證，建設(shè)開放性實驗教學(xué)平臺，規(guī)范開放性實驗室的運行和管理。

開放性實驗室應(yīng)因材施教，實施層次式開放，即實驗室根據(jù)課程特色和學(xué)生的專業(yè)水平、個性特點及興趣愛好等差異，確立不同層次的開放性實驗項目和實驗要求。第一個層次是體驗型開放，實驗項目應(yīng)該具有學(xué)科綜合性和難度較小的特點，實驗指導(dǎo)教師要放寬標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)他們攝取多學(xué)科知識的欲望，充分滿足他們的好奇心和體驗認(rèn)知欲望，以達(dá)到寄學(xué)于樂的效果。例如河流含沙量的測定，植物標(biāo)本的采集與制作，云的觀測，等等。第二層次綜合設(shè)計型開放，面向?qū)ο笫菍I(yè)基礎(chǔ)扎實，學(xué)習(xí)興趣濃厚的大一、大二年級的學(xué)生，實驗項目應(yīng)該以綜合性、設(shè)計性實驗為主，實驗方法和實驗過程自主性強(qiáng)。例如大氣總懸浮顆粒物（TSP）的測定，大氣中SO2的測定，土壤調(diào)查和剖面分析，湘江流域某河段水質(zhì)的測定，等等。開放實驗室運行是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要使教學(xué)與科研相結(jié)合，以教學(xué)為基礎(chǔ)開展研究，以研究為方向促進(jìn)教學(xué)［9］，必須進(jìn)行更深層次的開放，即第三個層次的創(chuàng)新型開放，主要面向?qū)I(yè)技能創(chuàng)新和專題研究的大三、大四學(xué)生群體，他們掌握了比較系統(tǒng)的理論知識，思維活躍，精力充沛，有強(qiáng)烈的創(chuàng)新和探究欲望。由實驗室定期發(fā)布科研項目中的開放研究題目，吸收部分學(xué)生較早地進(jìn)入實驗室參與教師的科研活動，使學(xué)生學(xué)會如何選擇課題，如何搞好科研工作，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的學(xué)風(fēng)和相互協(xié)作的團(tuán)隊精神［10］。其實驗項目以創(chuàng)新型實驗項目或?qū)嶒炚n題為主，難度大，實驗的前期準(zhǔn)備較多，例如衡陽市東洲島的土壤類型特征、衡南縣江口鳥洲的濕地生態(tài)系統(tǒng)變化趨勢，等等。開放性實驗室必須為他們營造和諧的、不受干擾的實驗環(huán)境，實驗指導(dǎo)老師應(yīng)在他們的實驗進(jìn)行過程中給予建設(shè)性的指導(dǎo)和引導(dǎo)，讓學(xué)生在探索中嘗試到更多的階段性的成功，使學(xué)生在實驗活動中得到更多的嘗試、歷練和收獲，讓他們體會到創(chuàng)新探究活動帶來的喜悅［11］。對開放性實驗室的指導(dǎo)教師和實驗員的工作量也要給予肯定和科學(xué)量化，提高教師的積極性。

2.4 建立多樣性和全方位的開放性實驗教學(xué)評價方式

自然地理學(xué)開放性實驗教學(xué)評價包括對實驗教學(xué)內(nèi)容的反思和評價，實驗指導(dǎo)教師和實驗員的工作業(yè)績和工作態(tài)度等的評價，學(xué)生實驗過程和實驗成效的評價。

開放性實驗教學(xué)內(nèi)容的評價主要看它對學(xué)生的吸引力、與學(xué)科發(fā)展的協(xié)調(diào)性、創(chuàng)新性和實用性。一方面要使學(xué)生感興趣，能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。另一方面要能體現(xiàn)學(xué)科精髓和學(xué)科特色，增長學(xué)生的知識和技能。再者就是要就有前瞻性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。教研室和實驗室周期性地開展教研活動，分析評價開放性實驗教學(xué)內(nèi)容，保留精華，不斷更新，逐漸完善。

開放性實驗教學(xué)指導(dǎo)教師和實驗員的工作業(yè)績和工作態(tài)度等的評價，強(qiáng)調(diào)教師對教學(xué)行為的自我分析和反思，建立以教師自評為主，學(xué)院、督導(dǎo)、系、教研室、教師、學(xué)生共同關(guān)注和參與的評價制度，使教師從多種渠道獲得信息，調(diào)整工作作風(fēng)和工作態(tài)度，不斷改進(jìn)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)理念，改善教學(xué)方法，不斷提高教學(xué)效果、教學(xué)水平和科研水平。

學(xué)生實驗過程和實驗成效的評價標(biāo)準(zhǔn)重在參與、研究過程和創(chuàng)新精神［12］。開放性實驗不僅體現(xiàn)在研究題目和內(nèi)容的開放，而且表現(xiàn)為研究過程和評價體系的開放。由于開放實驗的研究性和探索性特征，其最終結(jié)果必然帶有一定程度的不確定性，因此，開放性實驗的重點不在于追求一個正確、完美的結(jié)果，而要突出對實驗過程的評價，包括資料查閱、實驗方案的設(shè)計、實驗準(zhǔn)備及操作、實驗現(xiàn)象的觀察與記錄、實驗后的臺面整理及實驗結(jié)論的獲取與交流等。評價理念在關(guān)注成績的同時更重視發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生的潛能，使之成為教學(xué)中間環(huán)節(jié)而不是教學(xué)的終結(jié)環(huán)節(jié)，成為了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)需求、價值取向的渠道之一，教育學(xué)生了解自我、約束自我，引導(dǎo)學(xué)生完善自我、發(fā)展自我，幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、建立自信［5］。積極探索多樣化和全方位的考核評價方式，逐步形成學(xué)生可以選擇考試時間、考試場所、考試方式的開放性的考核評價方式。

3 結(jié) 語

自然地理學(xué)開放性實驗教學(xué)是一個循序漸進(jìn)的過程，需要對開放性實驗教學(xué)開展長期研究，不斷探索和論證，把新理念、新技術(shù)和新知識融入其中。周期性地進(jìn)行各項評估，分析各環(huán)節(jié)在操作中出現(xiàn)的問題，評估研究成果和實施效果，不斷地調(diào)整、改進(jìn)和完善。應(yīng)先試點，后推廣，分步推進(jìn)。不斷探索開放性實驗教學(xué)的經(jīng)驗和規(guī)律，建立開放性實驗評價體系和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)建自然地理學(xué)開放性實驗教學(xué)體系，使實驗教學(xué)更靈活和更能因材施教，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。努力形成研究靠科學(xué)、開展有計劃、實施有依據(jù)、監(jiān)督有制度、考核有目標(biāo)的一整套的保障體系。

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Study on the Open Experimental Teaching of Natural Geography Course in the College

ZHOU Song－xiu，LIU Lan－fang，WANG Peng，TAN Jia－jie
（Department of Resource Environment and Tourism Management，Hengyang Normal University，Hengyang Hunan 421008，China）

The Natural Geography Course in the College is the professional basic courses and curriculum antecedence for Geography Specialty As well as the other related ones.The time of experiment is limited，and it has brought a lot of problems.In order to overcome the problems，we must construct open experimental teaching system，found open experimental teaching content and evaluation system，implement opening experiments in accordance with the level to improve the teaching efficiency.

open experimental teaching；open laboratory；natural geography

G642.423

A

1673－0313（2011）06－0150－03

2011－09－12

衡陽師范學(xué)院教學(xué)研究項目（jykt200918）；衡陽師范學(xué)院教學(xué)研究項目（jykt200840）；湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目（湘教通［2009］321號）

周松秀（1968－），女，湖南常寧人，副教授，主要從事實驗教學(xué)和管理研究.