地理科学专业实践教学改革与创新人才培养初探
—以地理野外综合实习为例
摘要:地理野外实习是地理教学计划中一个主要的实践教学环节。传统的野外实习多以巩固和验证理论知识为目的,对学生创新思维能力的培养重视不够。本文从创新人才培养入手,从地理科学的综合性和应用性出发,结合地理科学专业实践教学的现状,分析了地理科学专业实践教学改革的必要性,探讨地理实践教学改革与创新人才能力的培养。
关键词:地理实践教学;教学改革;创新人才
21世纪的地理科学,与人类社会所面临的全球化、可持续发展关系密切。在科学发展观的指导下,地理科学在理论上、方法论上均展示了跨越式发展。地理科学是一门实践性很强的学科,实践教学是地理教学的重要环节,野外实习实验是学生认识自然地理、人文地理物体与现象、理解和实践理论的必须之路。地理学科的特点体现为空间区域性、多要素的综合性,理解、认识地理物体的存在与发展、自然地理要素的人类利用、地理环境与人类的协调和矛盾,必须综合、动态、发展地分析地理要素之间的关系。我们的教育方向是培养具有创新、创业、创造能力的高素质、综合素质的人才,充分利用、组织、设计和完成好地理实习教学,能够提升学生的综合素质和三创能力, 即帮助学生掌握区域综合调查及分析的方法,培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力,对培养基础扎实、知识面宽、素质高、能力强、具有创新精神的创新人才起到重要作用。
目前,我系地理科学(教育)专业与地理信息系统专业2个专业进行地理野外综合实习等多项实践教学。学生与自然和人文事象亲密接触,观察、分析、理解、探寻地理环境各组成要素相互之间的共生和相克的关系、发现他们的秘密,总结规律,对人类的生存和可持续发展环境进行观察、研究和探索。
一、实践教学创新型人才培养的必要性
教育部2004年8月对原高校本科教学水平评估体系进行重新修订,新的评估体系对高校实践教学提出了严格要求,把培养学生的创新精神和实践能力列入实践教学的重点,并将实践教学确定为教学评估的核心指标。这一举措,是根据世界教育发展趋势和我国现代化建设的需要、针对现实教育的不足而提出的具有时代意义的战略决定。对高等院校地理科学专业而言,强化实践教学提出了严峻的、全面的挑战。要求我们提升教育理念,用先进的办学理念培养具有创新精神和创新能力的高素质人才。
1、信息化、知识经济的挑战
信息化、知识经济时代对人才提出了更高的要求。2006年初,党中央、国务院已做出坚持自主创新、建设创新型国家的重大战略决策,布署了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,这不仅对推动我国科技事业发展乃至整个社会主义现代化建设具有里程碑的意义,而且对于我国高等教育的改革与发展特别是高水平大学建设将产生重大的推动作用。中央反复强调,要积极抓住21世纪前20年的战略机遇期,加快推进社会主义现代化建设。在世界科学技术突飞猛进、知识经济方兴未落的浪潮中,中国要迎头赶上,必须实现跨越式发展。二战后,日本经济迅速崛起的重要因素之一,就是教育的成功,大批高水平合格人才源源不断注入社会各行各业,提高了生产效率和工作效率。借鉴日本教育创新的思路,结合中国国情开辟具有中国特色的教育改革创新之路,利于我国高校培养创新人才,向社会输送高水平合格人才。
2、全球化、国际竞争的需要
20世纪70年代开始,科学技术迅猛发展,知识经济扑面而来。以信息技术、生命科学和材料科学为主要标志的高技术及其产业快速发展,高科技成果向现实生产力的转化越来越快, 知识创新不断创造出新的经济增长点,创新特别是知识创新成为社会发展的内在动力,以创新为核心的知识经济使人类经济社会生活发生着新的巨大变化,创新日益成为一个国家在全球背景下保持竞争优势的核心。
为了顺应历史潮流,迎接知识经济时代的挑战,在20世纪90年代,我国政府实施了“科教兴国”战略,在刚刚进入21世纪之时,我国政府实施了“人才强国”战略。如今,在经济全球化日趋深入、科技进步日新月异、国际产业和技术转移加速进行、国际竞争日趋激烈的国际大背景下,为了突破能源资源和环境的瓶颈制约、加快产业优化升级、保障人民健康和公共安全,实现全面建设小康社会的目标,政府以科学发展观为指导,又作出了建设创新型国家的战略决策。
面对21世纪全球化经济的竞争和综合国力的竞争,国内需要大批高水平合格人才,人才的涌现靠创新教育,创新教育的发展靠积极主动与国家创新体系建设紧密结合,构建新的创新人才培养方案,大胆进行课程体系与教学内容的改革。发达国家的成功经验表明实践教学的能力当成为学生素质的集中表现,采取多种切实可行、富有成效、看起来过于苛刻的措施以提高实践教学质量。如美国在实践教学各阶段都作了硬性规定,自入学经过严格的训练要求,直至毕业均能掌握各自独特的实践能力。其良好的实习效果,受到用人单位的好评,符合了创新社会的需求。传统教育一直强调掌握扎实的基础知识,注重系统的专业训练和理论知识传授。一般地说,经过“传道、授业、解惑”的专业培养与训练,作为“知识型”的专业人才应该是没有问题的。在国际上,中国学生掌握的知识总量和刻苦用功程度,是举世公认的。但我们培养出来的人才和国外高水平大学相比,其创新意识、创新精神和创新能力还有很大差距。一个缺乏创新精神的人,只会继承传统,而无法进行创造性的实践活动;更无法面对全球化时代,参与国际间的竞争。
3、思想政治素质教育的需要
教人要交心,育才先育德,教书与育人是高等教育缺一不可的中心任务。“人的全面发展”是我国教育方针的理论基石,推进素质教育是我国百年树人的关键,是现代化教育的重要特征。
地理实践教学是在实践中完成教学任务,地理野外综合实习的综合价值体现在,对学生素质教育和能力培养融为一体综合进行。学生走出课堂教学模式,走出校园环境,融于自然和社会,最能施展学生的基本素质,也是最有教育意义的活动之一。通过实践教学过程逐步培养学生热爱祖国、严谨的祖师纪律和荣誉感、创新活动能力、意志磨练及不畏艰难等良好品质,在素质教育方面可以发挥其独特的作用。
例如,长白山地质地貌野外实习。长白山位于吉林省东南部,为欧亚大陆东端最高山系,是中国最大的层状巨型复式火山,也是具有潜在喷发危险的火山。长白山以其独有的原始状态、科学品位和历史价值屹立于世界名山之林。其核心部分的长白山自然保护区,被联合国教科文组织列入国际“人与生物圈保护网”,被确定为世界自然保留地。山上岭谷纵横交错、千姿百态,周围是悬崖峭壁,地势峻险、雄伟壮观,风景俊秀。长白山天池位于长白山火山锥体的顶部,为东部地区最高的水体,我国最深的天然湖。天池北侧有一出口,形成落差为68m的长白瀑布,其景观壮丽,是我国著名的游览胜地。以火山锥体为中心大致以同心环状向外节节下降,形成海拔为1100—1300m的熔岩丘陵和海拔600—1000m的熔岩台地。长白山独特的地势、地貌、土壤、气候、植被、河谷、沼泽等综合因素,使其成为世界上生态环境保存状态良好区域和重要的生物多样性中心。我们利用长白山地区这个极好场所,在实践教学中,对学生进行爱国主义素质教育。在实习点和教学线路上,遇到风景点,每当学生被地理景观所吸引,赞叹优美风景时,教师就因势利导,有意识地引导学生科学地、尽情地观察湖光山色,此时此地学生感慨万千,赞叹祖国山河的辽阔和美丽。由此,激发了学生热爱祖国的热情,教师与学生的思想产生共鸣,潜移默化地增强学生的爱国情感。学生们为能用自己的双手将祖国千姿百态,气象万千的胜景建立数据库、信息系统和制作成为地图、规划祖国的发展蓝图、为保护优美的环境而感到自豪,爱国之心荡于胸间,深切地感到了祖国的伟大和可爱。
二、大力推进实践教学改革的力度,增设创新人才培养的实践教学内容
不断进行教学内容的改革,增设具有综合性、设计性和创新性的能培养学生个性的实践教学内容。地理学科野外实践教学内容的综合性体现在,包括岩石、地质构造、重力地貌、流水地貌、岩石地貌、构造地貌、冰川地貌、岩溶地貌、湖岸地貌、植物、动物、气候、气象、水文、旅游、历史、文化、政治、城镇、建筑、环境、资源、地形图和航空像片应用。
地理野外考察性实习的模式一般为,教师首先引导学生观察地理物体和现象的外在表现;第二,运用地理学理论和原理解释它们的空间分布、组合、个体和群体特征,形体类型,相互关系;最后,分析形成和发育过程,预测发展趋势。
我们在遵循一般模式的基础上,根据现代地理科学专业的需要和特点,增加具有综合性和创新性的实践内容。
1、培养学生地理技能和地理信息图形表达能力
地理技能包括地理分析技能、创新思维方法、地图技能、野外操作技能等。实践教学的改革,要打破过去教师讲、学生听、教师做、学生看的做法,实习过程以教师为主导,学生为主体,在实习中培养学生的地理创新技能。
地理分析技能主要包括分析地理要素特征及其相互联系的技能、分析区域特征的技能、分析地理环境对人类活动的影响以及人类活动对环境影响的技能等。在实践教学改革中,我们注重将各课程的实习内容综合在实习线路和观察点上,使得每一条线路既有相关课程独立的实习内容,又有自然地理各要素综合作用的观察,更有人地相互影响、相互作用的分析研究。在实习指导书的编写上,以整体的观点,运用综合的方法,突出地理各要素间的相互联系,突出人地的相互作用与和谐发展,逐步培养正确的地理创新思维方法。
为了培养地理创新思维方法,整个实习过程均采用规范化教学。每8名学生为一小组,通过观察现象→提出问题→教师启发思考→集体讨论→典型现象深层剖析→教师事例解答→归纳总结,培养学生观察能力、描述能力、归纳综合和分析推理的能力,逐步建立地理创新思维方法。
为适应地理大学科各专业特点,我们在以地质构造为骨架,地貌形态为重点和形成原因为辅的过去的教学内容基础上增设了借助于地形图和航空像片的地理要素信息图形表达的内容。地理信息的图形表达需要详细而准确的地理野外调查、需要地图制图知识和技术、需要色彩和图形表达能力、需要团队的密切配合、是一种个性能力充分表现的内容,要取得很好的成效,必须具有很强的综合性、创新和创造性,也是动手能力的训练。
地质地貌信息的图形主要表达山岭、谷地。首先认识和掌握山顶、山坡、谷底和谷坡的形态,及山岭和谷地区域分布特征,岭谷的地质构造、岩石组成。然后,将这些特征及地形图与实际对照,通过比较、观察、分析,达到理论与实践的结合,更深刻地理解理论知识。
水系分布信息图形表达河网分布,通过对河流不自然弯曲(如直角转折)的研究,得出河流形成原因及河谷发育的原因——断裂,断层构造方向、特征及河流空间分布控制作用的结论,同时掌握了一种由普通地形图制作河网分布图的技术方法,通过水系分布及其异常分析地貌的演化历史。
植被分布信息图形表达是通过航空像片进行野外调查、判译、建立判译标准,野外填图以及室内判读、区分出乔木和灌木,区分乔木中的针叶林和阔叶林,常绿林和落叶林等各种树木,了解灌木的实际分布范围,勾绘出植物类型界线。绘制植被分布图学生掌握了植被类型原图的制图过程及一些植被自然分布的规律性及地貌、气候和土壤的适应性及相互联系。
土壤信息表达在现场画出土壤剖面图,对不同地貌部位、海拔高度、地表坡度、坡向与植被类型、土壤剖面性态进行对比综合分析,采集标本、进行分析比较,掌握土壤的地带性分布规律,土壤形成的过程及与其它地理要素的相互联系。
地貌形体信息图形表达实际地貌形态,既是建立地貌形态特征感性知识的极好方法,又能将学生的注意力,教学重点集中在对地貌形态的掌握上,同时也是一种艺术的熏陶,受到学生的欢迎。
2、培养学生的观察能力和科学综合能力
观察是地理野外实习中最重要的认识方式。过去,地理野外实习多以巩固和验证理论知识,扩大和丰富地理学的知识范围为目的,学生往往只注重对书本所学理论的验证,增加感性知识,而不知如何用所学知识去观察地理现象、发现问题、解决问题。针对这一现象,在地理实践教学中,我们特别注重提高学生的观察能力。培养学生的观察能力,关键在于指导学生积极主动地进行观察,具体实施的方法有编写各实习基地的实习指导书,野外实习前安排一周室内集中授课,要求学生事先对实习的总体目的、要求、方法以及实习基地的基本概况有初步的了解。野外实习过程中,学生每次实地观察和调查前,指导教师进行现场讲解和引导,使学生每到一处,都带着要求和任务,大大调动学生实习的积极性。同时启发学生将观察到的不同现象进行对比,在观察中去发现问题,进而研究解决问题。
例如,长白山是我们区域地理实习基地之一,随着国内旅游业的迅速发展,实习地区的面貌也在不断发生着变化。实习中带队教师引导学生认真观察实习地的自然景观、资源、环境状况,同时启发学生与实习地过去的状况比较,与所熟悉的其他区域比较,学生的观察、调查热情高涨。通过观察和比较,学生开阔了思路,并在此基础上提出了许多有针对性的问题,“长白山旅游商品的开发”、“长白山旅游资源的深层开发与保护”、“长白山机场建设的利弊分析”等,学生提出的诸多问题是通过认真观察得到的。通过培养学生的观察能力,为学生今后撰写毕业论文和进行科研工作获取第一手资料奠定了基础,也使学生懂得了科研工作不是凭空而想,而是脚踏实地地去观察、调查和创新思考。
学生对野外实习教学中自己获得的第一手资料进行整理、综合分析、归纳分类,在系统性总结中进一步加深对基本理论的理解和掌握。野外实习教学内容是按观察点和路线进行,并由每一个点、每一条线构成面或者区域的自然和人文景观的单要素和多要素的复合系统。系统总结则是按学科将各观察点和路线上获得的资料进行分解,归属到相应学科,在资料汇总和概括中归纳成系统的理论。这对于学生是一次用科学的分析研究方法进行科技论文撰写的锻炼。
系统总结的内容有:(1)对采集的各种样品进行系统化整理和归类;(2)精细制作各种图形。(3)在对实习教学内容、样品和图形全面分析研究的基础上,参照野外记录,用文字总结阐述客观实际的地表物体及表现形式、分布、组合、相互联系、发展及未来进行预测。这种总结是学生自己将实践上升到理论,实现自我提高、自我教育,增长才干的有效措施。
综合的重点体现在地理物体和现象的关系分析、资源环境利用与治理保护方面的深度和广度,提出自己的观点、提出资源利用和环境保护的方案。调动学生在野外考察后进行深层次的思考、激发他们的责任、为国为民的感情意识。
三、改革实践教学方式方法,提高教学质量
地理野外教学活动既是对基本理论知识的实践,又是对基础理论知识的进一步理解,提高和深化。从野外观察、分析、总结、归纳又上升到理论,是学生自己在学习中完成的认识和掌握科学的过程,采用正确的教学方法,可达到事半功倍的效果。
1、建立完整的教学模式
(
1)基本方式:
(点击图表)
(2)具体运作:(
点击图表)
2、讨论式教学
对教学点出现的问题,或教师提出的问题,或学生提出的问题,教师不是简单答疑,而是组织合引导学生开展讨论,采取学生自由发言,或教师指名发言,或小组代表发言进行讨论,最后由教师综合、归纳、指正。
3、运用对比、启发联想
在一个区域内,地理物体和现象会重复出现,有的则有显著差异。教师引导学生将这一教学点与另一教学点,这一教学线路与另一教学线路作联想对比,从而获得某现象的个性特征及区域特征,培养学生思维的灵活性的整体性。
4、学生独立实践的模式
教师带领学生熟悉了野外教学方法及程序后,组织学生以小组为单位按照教学内容的要求、独立完成学习任务,以此来培养学生主观能动性的发挥及独立工作能力。在预定的地点、时间教师以面试方式进行检查性考核,且记录成绩。结果证明是一种培养学生独立分析解决问题能力的极好方法。
5、基本内容与自由拓展和创新
我们将实习教学内容分为基本部分和自由拓展部分。基本部分,按教学目标及课程要求全部完成各项实习内容。自由拓展则是在基本内容之外由学生自由发挥的实习教学内容。促使学生独立思考、有所新发现、产生新的思想、提出新的观点,培养开创精神。例如,只约定数条路线,各小组成员自由选择,自己去观察、记录、讨论、积极主动地思考和判断。
6、巩固专业思想教育
学生的专业思想牢固与否,直接影响到培养目标的质量牢固专业思想教育,关键是培养、激发学生对地理科学的兴趣,而兴趣的培养在很大程度上取决于学生对地理科学的了解。随着经济社会的发展,地理科学的社会功能越来越大。在理论上,地理科学已经成为社会可持续发展的理论基础之一;在应用上,区域经济的发展、资源的开发利用、环境保护、城市建设与规划、土地评估、旅游业发展等,密切相关于地理科学。通过野外实习考察,引导学生用地理学的视角去思考、探索自然和社会的许多问题,使学生在实践中了解地理学科、产生浓厚兴趣,而这种兴趣又会进一步成为学习专业知识、科研专业的动力,最终达到提高教学质量的目标。