自然地理学是研究自然地理环境的形成、发展、结构和地域分异规律的科学, 其综合性、实践性很强。按照教育部高教司1998年颁布的普通高等院校理科教学改革与课程设置, 地理科学类的地理科学 (师范类) 、资源环境与城乡规划管理、地图与地理信息系统三个本科专业均要开设《自然地理学》课程, 并要求加强实践性教学环节。
自然地理野外实习是自然地理教学中的重要环节, 是课堂学习的有效补充。通过野外考察, 使学生们对自然地理环境各组成要素的一般性质、特征、类型、分布及其相互关系有更深入的认识, 加深对自然地理学基本原理和地理现象的理解, 培养地理学的地理空间概念和综合分析能力, 达到理论联系实际、巩固基础知识和提高专业素质的目标。自然地理野外实习内容主要涉及地质与地貌、土壤、植物、水文、气候等自然地理要素。涉及内容很多, 但由于高校课程体系公共课时过多和部分专业课课时增加导致自然地理学课时缩减, 加之实习经费受限, 很多高校自然地理野外实习时间由原来的3周减至10天甚至不到1周时间, 极大地影响了实习效果[1~2]。如何在新形式下既能全面又能高效的完成实习过程并能达到预期效果是对野外实习的新要求。土壤与植物部分是野外实习的重要部分, 也是自然地理学的核心基础知识, 建立系统实用的土壤与植物实习体系至关重要。
1 土壤与植物实习的现状和不足
2002年, 杨士弘等[3]编写出版了国内第一本“自然地理学实验与实习”指导书, 该书植物实习内容包括植物标本的采集与压制、植物与环境的野外观察和植物群落抽样调查。土壤实习主要内容是土壤调查与剖面观察。以理论验证型实习和认识实习为主, 缺少探索型实习, 实际应用型实习内容不足。2006年, 在王建等[4]编写出版的“现代自然地理学实习教程”中从学科交叉型与地球圈层相互作用角度设置土壤与植物实习内容, 如增加了植物对大气环境的影响、环境调控对生物的影响等植物内容;增加了坡面径流与坡面侵蚀过程的观测, 垂直带性实习等土壤内容。力求增加探索研究型实习, 培养学生的综合分析能力与效率。在马建华[5]编写出版的“蒿山地区自然地理及其实习/新世纪地理野外实习指导丛书”中, 也在探讨将生态学的内容增加到植物实习中, 这些都是对自然地理学野外实习的完善和发展。但现代地理科学的发展很快, 应用范围已涵盖至工农业生产、城市规划、土地规划、环境保护、教育等众多领域。土壤与植物不仅是自然地理学的基础内容, 也是其他学科和应用领域最基础的内容。因此, 其实践环节, 尤其是野外实习的作用和效果的重要性不言而喻。从各高校现在的实习安排看, 由于实习时间和区域限制, 土壤与植被实习侧重于植物种的识别、植被群落的简单调查和土壤剖面观察。内容较单一、缺少交叉、以讲为主、以点为主的传统实习方法。虽然少数高校在探索联合实习并取得很好效果[6], 但经费对于大多数高校和学生而言仍是很多限制。土壤与植被实习如何在有限的时间和经费条件下适应地理学科新的发展, 适应社会需求, 培养学生解决自然环境问题的能力是自然地理学课程实习面临的新问题。
2 土壤与植物部分改革思路
2.1 基础知识掌握与专业需求及社会需要结合
通过土壤与植物实习提高学生的认知能力, 如土壤调查的方法、采样、观察剖面、认识鉴别植物种、植被类型调查等。土壤与植物涉及内容很多, 由于专业局限, 我们不可能系统全面掌握所有土壤植物知识。对于地理师范、资源环境规划和GIS专业, 应重点掌握土壤和植物调查及分析方法, 并将这种方法延伸至课外、校外、乃至自己的一生当中, 这样才能不断丰富对周边甚至全球环境中的土壤和植物的了解。此外, 在这几个专业领域中, 城市规划、土地规划、水土保持规划、环境保护规划等是当前社会急需的工作, 每一个规划都与土壤植物紧密相关, 理论教学还是实习都要与这些需求结合。
2.2 实习地点遴选与学生就业区域结合
在现在开设地理师范专业、资源环境与城乡规划专业和GIS专业的上百所高等院校中, 有相当一部分地方院校, 这些学校学生就业的地域性明显, 虽然实习地点的区域性有利于提高学生对自然地理不同区域、不同单元、不同要素间的相互关系, 地理现象的综合成因, 自然地理与人文地理的关系等的综合分析和研究能力[7], 但一方面受实习时间、经费限制, 不可能选择较多的实习地点, 另一方面, 从未来学生就业工作区域考虑, 选择典型的、最具区域代表性的实习点至关重要。我们曾经先后将江西庐山、广东韶关丹霞山、广东肇庆鼎湖山作为自然地理学野外实习点, 这些区域在自然地理要素中具有很好的代表性, 但考虑到学生的就业范围主要集中在珠三角, 最终我们将肇庆鼎湖山作为自然地理学野外实习点, 这样, 学生对珠三角的土壤与植被类型、特征等认识比较深刻, 有助于将来的工作。
2.3 实习内容应将基本技能掌握与提高分
析解决地理现象能力结合并与学科发展相一致
现在的野外实习偏重于借助野外环境加强对理论知识的理解和感性认识, 忽略了对理论知识在自然地理现象中的分析应用, 如土壤剖面观察多局限于对某一典型剖面形成层的描述, 而对于一些非典型剖面, 如由于地表侵蚀造成土壤表层缺失或由于沉积造成多个土壤表层等现象缺少观察和分析, 而这种分析能力却是解决环境问题中最需要的。因此, 实习内容始终要和分析能力的培养相结合。此外, 自然地理学随着现代科学的快速发展, 新的理论、研究手段和方法越来越多, 不断出现的环境问题也使自然地理学面临新的挑战。20世纪80年代以来全球环境变化研究成为自然地理学的主要任务, 并开始向着多学科知识综合、多时空尺度综合、服务于社会和经济建设的科学目标发展。在方法论上, 随着学科的发展, 自然地理学必须处理好传统与创新的关系, 既要继承传统自然地理学研究的综合性、地域性思想, 又要进行多种学科研究方法的引进, 学科的交叉、汇合, 从一些具体、可操作的问题上入手, 来研究诸如“人地关系”、“可持续发展”之类的重大课题[8]。
2.4 实习方法应以自主实习为主
目前, 大多数院校的自然地理实习仍未从更本上摆脱课堂讲授的方法, 只不过从教室换到野外。学生对野外实习内容的理解也停留在“听”、“看”、“记”的“现象”层面程度, 走马观花的现象日益明显。这种被动的实习无法将学生的主观能动性调动起来, 也容易造成学生观察问题和分析问题的片面性。土壤与植物是自然地理学中最直观的要素, 只有借助于野外实习的过程才能将抽象的知识转化为具体的认知, 而这需要充分调动学生的“视”、“听”、“触”、“思”功能, 通过强化的自主认知过程, 才能形成植物种-群丛-群系-植被型和发生层-土体-土类的由个体到群体, 由局部到整体的分析能力。
3 土壤与植物实习内容与方法革新
3.1 实习内容系统化
现在, 大多数院校的自然地理学野外实习时间由原来的3周减至现在的10天甚至只有1周左右, 而实习内容仍然要涉及地质与地貌、土壤、植物、水文、气候等自然地理要素, 每个要素实习时间只有1~2天[1]。土壤与植物实习时间最多不超过3天, 仅仅依赖这几天的野外实习很难让学生系统掌握土壤植物的调查方法和技能, 也很难提高他们观察问题、分析问题和解决问题的能力。只有将理论讲授—实验—实习结合, 课堂实习实验穿插在有关专业课程的课堂教学中进行, 对课堂教学的知识进行直观感受、培养和训练有关技能。如土壤特征和剖面的讲授直接在室外校园现场进行, 既形象又直观, 还能激发学生的兴趣;同样, 植物形态与植被特征也可以在校园内讲授, 并布置课后认识植物种的作业;土壤实验与土壤采样结合。这样, 实习时主要突出土壤与植被调查方法和学生实践能力的培养, 而不必在基本的知识与方法上花费很多时间。如安排土壤垂直分布及成因调查, 地貌、侵蚀与土壤特征关系调查, 植被类型与土壤性质关系调查;植被类型与物种多样性调查, 植被演替调查等实习内容。通过几个完整的调查过程使学生具备自然地理学野外工作的基本功。
3.2 实习内容与科学发展同步并符合社会需要
20世纪中期以来, 地理科学进入快速发展阶段, 科学内涵不断完善, 研究和应用领域不断扩展, 科学队伍不断壮大。特别是近20多年来发展起来的地球系统科学理论, 为自然地理学的发展开辟了新的思路。对自然地理的认识不再是仅仅关注于自然界某个因素, 而是在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和土壤圈的相互作用与影响的背景下探讨自然地理现象及其与人类的关系。同时, “3S”技术的发展为我们在更宏观的层面认识土壤和植被的地带性分布创造了基础。因此, 以地球科学系统思想为指导, 以可持续发展为目标, 以分析解决人地关系矛盾为核心, 借助于新技术、新方法, 形成系统的自然地理学实习课程符合当代科学和社会的发展。在城市化、工业化快速发展的当今社会, 人地关系矛盾加剧, 环境污染日趋严重, 这是自然地理学面临的主要问题, 实习内容要重点突出分析和解决这些问题, 如土壤和植被实习不仅要利用遥感判图、GPS定位、野外调查技术绘制土壤植被图, 而且土壤污染调查分析、物种多样性减少和自然植被减少对环境的影响、城市人工植被的作用等也应该是学生实习的重点。并且这些内容要和课堂教学、实验教学紧密结合。
3.3 实习方法多样化
土壤与植物实习要始终贯穿于整个课程教学之中, 甚至学生的一生。除课堂教学时突出理论与实践结合, 课堂内外结合, 微观与宏观结合外, 实验教学尽可能让学生多接触自然, 通过土壤采样、植物识别等基本训练为野外实习奠定基础;安排课外作业是实习的另一种途径, 将上述实习内容以小论文的方式布置, 分3~5人小组, 通过课外调查、观测完成, 植物种的认识是整个课程教学中安排给学生的重要任务, 老师提前编写校园植物种名录, 通过教师现场讲授和网络检索方式让学生认识至少80%以上的校园植物种, 期末时, 现场考核。经过几次这样的作业安排, 让学生掌握基本的土壤与植物调查方法。野外实习时不再按各要素单独安排实习内容, 而是将气候、地质地貌、水文、土壤、植物综合, 选择比较典型的、能反映地球表层系统相互作用、自然地理现象丰富、可以开展一定探索性工作的线路和区域进行综合实习。先确定实习路线, 实习内容以若干个包含各自然要素的综合实习专题形式体现, 在综合基础上互有侧重, 学生按兴趣自选专题并分组完成, 实习前, 学生收集相关资料, 设计调查表格和初步计划。整个实习过程由学生自主完成, 教师协助。
自然地理学综合性强、涉及面广, 现象、问题复杂多样, 只有形成一套完善的教学体系, 才能最大限度的使学生具备透过自然现象看本质问题的能力。
摘要：野外实习是自然地理学非常重要的教学组成部分, 土壤与植物又是最基础的知识。目前的野外实习受时间和经费的限制, 加之实习内容缺少系统性和综合性, 使野外实习很难达到培养学生调查、分析、解决自然环境问题能力的目的。本文以土壤与植物实习为主, 探讨了自然地理综合性实习课程革新的思路, 探讨了以地球系统科学理论为指导的, 建设符合社会需要的土壤与植物野外实习的新方法和综合内容。
关键词：自然地理,野外实习,土壤,植物,革新
参考文献
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[2] 刘贤赵, 王庆.自然地理野外实习改革[J].实验室研究与探索, 2003 (6) :36～371.
[3] 杨士弘.自然地理学实验与实习[M].北京:科学出版社, 2002.
[4] 王建.现代自然地理学实习教程[M].北京:北京蓝色畅想图书发行有限公司, 2006.
[5] 马建华.蒿山地区自然地理及其实习[A].新世纪地理野外实习指导丛书[M].北京:科学出版社, 2006.
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[7] 张茂恒, 王建, 陈霞, 等.地球表层系统思想下的现代自然地理学实习改革思路高等理科教育[J].2008 (6) :27～130.
[8] 刘富刚, 张芳.自然地理野外实习教学改革的思考[J].教学研究, 2005, 28 (1) :52～54.