环境科学专业“地球科学导论”课程创新实践教学体系的构建
时间：2021-01-28 08:00:36 来源：达达文档网 本文已影响 人 
［摘要］环境科学专业“地球科学导论”课程针对该专业的特点和对课程的教学要求，结合新生入学和高校实验室的实际，通过对课程内容的把握和学生特点的深入分析，确定了授课的原则目前，我国140多所高校已建立了超过200余个环境科学本科专业，专业教学计划日臻完善，课堂教学内容逐渐向科学化、合理化迈进。[1] [2]
海南大学“地球科学导论”作为环境科学专业的基础课，安排于大一的第一个学期讲授，3个学分，共68学时，其中理论讲授56学时（第7－21周），实践教学12学时（第10－13周）。按照教育教学改革的要求，根据学校和教研组的实际情况，在深入分析课程特点和学生背景的基础上，结合以往的授课情况，借鉴国内外著名院校的先进经验，对实践教学环节的安排与设计等进行了多次讨论、修改和补充，形成了一整套行之有效的创新实践教学模式。
一、课程特点和受众情况分析
“地球科学导论”有着鲜明的特点：一方面，内容极为丰富，涉及领域众多，天文、地理、生物几乎无所不包，充分适应了当今以地球为研究对象的各学科间的相互渗透、相互促进的发展趋势。[3]但同时，又存在过多的理论，特别是一些较为艰深的假说、学说等，对抽象思维要求较高，加深了理解的难度。
本门课程的教授对象是环境科学本科专业的大一新生，按照教学计划，在入学之初，军训刚一结束就开始授课。一方面，作为刚进入大学校门的新生，受多年应试教育的影响，缺乏相关地理、气象学基础，接受相关理论有一定难度。另一方面，作为“90后”的年轻人，对于高新技术、社会热点有着本能的兴趣，而对于过多的概念、理论，易产生抵触情绪，同时，又缺乏必要的地球科学实验技能，这些都是实践教学体系中应特别注意的问题。
二、实践教学原则
根据“地球科学导论”的课程特点和受众对象的具体情况，我们确定了实践教学的以下授课原则：第一是系统性原则，通过实践教学，特别是实习课程的精心设计，将各学科、各章节的知识有机地组成一个整体，并注意在逻辑结构和知识基础上的前后衔接，严格强调系统性和逻辑性；第二是实践性原则，强调与实践的关联性，安排一些与时代脉搏共通的内容，诸如社会主义新农村建设、可再生能源等社会舆论关注的焦点，让学生感觉到“地球科学导论”并非只是一些晦涩难懂的理论，而与自己的日常生活息息相关，并启迪学生将相关知识应用到日常生活中；第三是先进性原则，将基础知识与当前国内外学术热点、学术前沿紧密联系在一起，并融科学性、趣味性于一体，以激励学生的热情和科学探索精神；第四是可操作性原则，由于学生缺乏深厚的地球科学背景和实验技能，故在安排实验时，尽可能利用一些常用、简易的地球科学仪器和设备，让学生从基础的实验技能入手，培养勤于动手、积极思考、严谨求实的科研作风。
三、创新实践教学体系的构建
（一）课程实习设计
实习教学环节在环境科学课程教学体系中有着重要而独特的作用。[4]根据大一新生入校不久，对环境科学专业的认识还比较模糊，同时处于从高中－大学学习生活的过渡期，面对丰富而紧张的大学生活无所适从的现状，结合“地球科学导论”的理论教学内容，将课程实习定位为环境科学专业进行的初次系统的认识性实习，即“综合环境实习”，其意义在于使大一新生结合所学课程内容，有一次接触环境、认识环境问题的机会，除增加对本课程的理解，激发专业热情外，还可为后续的专业课和高年级的生产实习奠定基础。[5]
1. “热带典型生态工程的原理与实践”——美万生态村考察
目的是使学生亲身体验在课堂上所学的地球科学导论（生态工程部分）的基本理论、方法和技术在我国新农村建设中的具体应用，进一步理解和掌握相关理论，同时也有助于开阔学生的视野，培养其对专业的兴趣，激发其创新思维。主要内容是由教师及当地技术人员实地讲解，并与参观海南典型文明生态村相结合。本次实践教学要求学生了解农林生态工程的基本原理、方法和技术，深入理解“山顶种树，山腰种胶，平地种果，水面养鸭，水底养鱼”等模式的环境生态学原理；对常用生态农业技术，如沼气、太阳能利用等有初步的了解，并对海南生态文明村的进一步建设提出建议。
2. “热带典型生态系统的结构与功能”——野外实习考察
实习路线是由海南大学苗圃－果园－植物园－热带牧草种植资源圃－国家热带农业高新科技园区，通过步行，沿途可仔细观察农田、森林、草地等各类典型生态系统的结构和功能，并可实地讲解溪流、集水区、湖泊等地球科学的相关概念。通过本次实习，学生对理论知识有了一个直观的认识，加深了理解，效果良好。
（二）实验课程设计
考虑到地球科学导论的课程进度和大一新生的实际情况，实验教学环节分为两个方面：其一是代表学科前沿且操作简便的先进地球科学仪器的原理和操作，以“卫星定位系统（GPS）的原理与应用”为例。其二是注重对经典环境生态仪器的运用，以及基本实验设计、动手能力和初步的统计分析技能的培养，这部分以“不同生态系统不同深度土壤含水率的测定（铝盒法）”为例。
1. “卫星定位系统（GPS）的原理与应用”——现代设备的使用
通过课堂理论讲解、图片展示和资料片播放，使学生了解卫星定位系统（GPS）的原理、系统组成、应用领域、使用精度、局限条件以及在环境科学中的应用。同时，通过操作示范和野外实践，要求学生熟练掌握GPS的基本操作技巧。在实验中分别选择与学生日常学习生活密切相关的实验楼、课室、宿舍、食堂、植物园、云月湖，测定其地理坐标，描绘运动轨迹，并分别选择林内、空地、大楼前进行GPS测定，比较其地理坐标以及信号强弱。在本实验中除在理论层面GPS的一般知识外，还着重介绍了最新的发展动态：我国北极星系统的研制和进展及其背景，让学生在社会、经济、国防层面更为广阔的背景下对学科的发展和应用加深理解。
2. “生态系统不同深度土壤含水率的测定（铝盒法）” ——经典仪器的应用
通过课堂理论讲解、实验室操作示范，使学生了解土壤含水率的概念、用途，掌握土壤含水率的测定方法，掌握土壤取样的技巧以及烘箱、天平的使用方法，培养初步的科研能力、实验操作能力和严谨的科研精神。主要仪器包括烘箱、铝盒、天平等常用地球科学仪器设备。 要求学生掌握土壤含水率的定义和意义，说明土壤含水率的测定方法有哪些，并简述其优缺点，分别测定不同生态系统（农田、草坪、橡胶林）、不同深度（0-5cm; 10-15cm; 20-40cm）以及不同坡位（上坡、下坡、中坡）土壤的含水率，要求学生分析生态系统不同层次、不同坡位土壤含水率的差别，说明其原因。同时，根据测定的情况，说明土壤含水率的测定过程中应该注意的问题。在实验讲评过程中，教师综合各小组的研究结果，作出图表进行分析，就学生自己的实验作为案例，生动形象地说明实验设计的基本方法和技巧，取得了较为满意的教学效果。
四、结语
当前关于实践教学的研究，往往着重于整个专业实践教学体系或毕业实习等单一实践环节，而对某一具体课程的实践教学体系则缺乏深入的研究。我们在“地球科学导论”的实践教学中，力图准确把握课程特点，深入分析学生知识背景、心理状况等特点，因地制宜，有针对性地安排了综合环境实习和实验课，各环节之间目的明确，紧密衔接，形成了一个有机的创新实践教学体系，并在具体应用中收到了良好的效果。教育教学改革是个系统的工程，这里仅仅是一个探索，希望能对相关学科、相近课程提供一个参考，以起到抛砖引玉的作用。
［参考文献］
［1］李顺兴，陈智熠，陈涣林，等. 环境科学与工程类本科专业就业分析及培养模式探讨［J］. 环境保护, 2005（4）:35-39.
［2］李顺兴，邓南圣. 环境科学本科专业人才培养模式探讨［J］. 漳州师范学院学报（自然科学版）, 2002（4）:92-96.
［3］翼国盛. 简评《地球科学导论》［J］. 中国大学教学，2001（6）：46.
［4］马俊杰，曹明明，王伯铎. 综合性大学环境科学专业人才培养与课程体系建设［J］. 高等理科教育, 2003（2）：87-89.
［5］曾正中，张明泉，赵转军. 环境科学“水文与水资源学”课程实践教学探讨［J］. 高等理科教育, 2003（50）:71-74.
［责任编辑：钟岚］
