環境資源與地理信息省級實驗教學示范中心改革與實踐

范紅艷, 戚鵬程

(南陽師范學院 環境科學與旅游學院,河南 南陽 473061)

?

·實驗教學示范中心建設·

環境資源與地理信息省級實驗教學示范中心改革與實踐

范紅艷, 戚鵬程

(南陽師范學院 環境科學與旅游學院,河南 南陽 473061)

以學生能力培養為主線，以創新教育為目標，貫徹“知識、能力、素養”全面協調發展新理念，從營造創新應用型人才培養的多元化實驗教學環境出發，推進實驗教學改革，探索實驗教學新模式。依據高等教育改革要求并結合地方性本科院校特點，提出了“一體兩翼”的發展定位，以實驗教學為主體，兼顧科學研究與服務社會兩大功能，以科學研究促進實驗教學改革，以服務社會豐富實驗項目來源。并從構建實驗教學新體系、改革實驗教學方法、創新實驗教學手段、建立科學合理的評價機制、深化管理體制改革、加強實驗教學師資隊伍建設等方面做了積極的改革探索，為充分發揮中心的輻射與示范作用，服務教學，促進科研，打造高素質創新應用型人才培養的實踐教育平臺奠定基礎。

實驗教學; 教學改革； 實驗教學示范中心

0 引 言

培養學生的創新精神和實踐能力是高等教育的首要任務，實驗教學是培養高素質創新型人才的重要手段[1-2]。實驗教學示范中心建設順應了創新型人才培養對高校實驗室建設和實驗教學改革的要求,成為培養高素質創新型人才的重要基地和傳承文化、創新知識的重要場所[2-3]。環境資源與地理信息實驗教學示范中心是河南省重要的環境資源與地理信息人才培養和研究基地，2008年被評為校級實驗教學示范中心，2013年被評為省級實驗教學示范中心。中心以促進學生專業能力、實踐能力、創新能力、學習能力和社會適應能力全面協調發展為根本目標，以“夯實基礎，提高素質；自主探究，強化能力；突出開放，追求創新”為總體思路,深入推進實驗教學改革，在實驗教學體系、實驗教學方法、實驗教學手段、評價機制、管理體制、師資隊伍建設等方進行積極探索，為充分發揮中心的輻射與示范作用，服務教學，促進科研，推動地方經濟發展奠定了基礎。

1 中心定位

依據高等教育改革的要求，結合地方性本科院校特點，中心建設及發展定位可概括為“一體兩翼”，一體即以實驗教學為主體，兩翼即兩大功能，①中心始終堅持以實驗教學為主體，以提高學生實踐技能和創新能力為目標，以革新實驗教學內容、改進實驗教學方法為抓手，集合師資、設備、環境等多方面資源，面向多個相關專業開展規范而創新的實驗教學。②中心擁有遙感、GIS、GIS 軟件教學、自然災害遙感監測、遙感數字圖像處理、獨山玉研究實驗室等實驗教學平臺，除了滿足實驗教學需求外，為師生科學研究搭建平臺，實現了實驗教學與科學研究互動互促，充分發揮中心實驗教學設備效用。③中心始終堅持教學與科研服務于地方社會發展的原則，60%以上的綜合性和創新性實驗項目選題來源于河南省或豫西南的實際問題，如農村土地利用信息采集、南水北調中線水源地環境保護、區域性自然災害、獨山玉成礦機理等。中心大多數科研項目都是基于區域特有的自然和人文地理問題；承擔著地質災害、旱澇災害等為地方政府提供決策參考的任務；具有向全校學生開展災害防避、環境保護、可持續發展等通識教育功能。

2 實驗教學改革

2.1 構建實驗教學新體系

科學合理的實驗教學體系應能實現學生專業技能的培養，應能體現專業特色，而且應具有一定的系統性[4-7]。中心貫徹“以人為本”和“學生全面發展”的教育教學理念，遵循“重基礎、強能力、多層次、求創新”原則，積極探索實驗教學模式改革，構建了涵蓋課程實驗、畢業論文(設計)實驗、自主實驗和崗前實訓等內容的實驗教學新體系(見圖1)。其中：課程實驗由22門實驗課程組成，15門為獨立開設的實驗課程，7門為非獨立開設的實驗課程；每門實驗課程包括3～9個實驗項目，共有135個實驗項目；實驗項目分為基礎性、綜合性、設計性和創新性四種類型，所占比例分別為34.5%、31.6%、22.6%、11.3%；每個項目都有明確的實驗目的和實驗內容。自主實驗包括兩種類型：①學科競賽類的自主實驗，即為參加大學生挑戰杯、南陽市張衡杯科技競賽、大學生節能減排大賽、ESRI GIS軟件開發競賽、Super Map全國高校GIS大賽、全國大學生GIS應用技能大賽而進行實驗練習；②學生科技項目，即經學生申請、上級部門批準立項的各種項目，包括國家級大學生創新創業訓練計劃項目、南陽師范學院SPCP(大學生實踐教學活動)項目等。崗前培訓包括兩種形式：①實習崗前培訓，在GIS專業和測繪工程專業的學生進行頂崗實習(即專業綜合實習)之前，對學生進行業務培訓；②就業崗前培訓，對臨近畢業的學生開展業務培訓，實現專業技能與將來的崗位需要的對接。相對于其他實驗教學項目，崗前培訓更為綜合，更接近生產實踐，是人才培養的重要環節。

圖1 實驗教學體系結構圖

2.2 改革實驗教學方法

實驗教學新體系的實施，需要適合其施行的教學方法改革配套。中心將實驗課程分為基礎、綜合、設計、創新4種類型，鼓勵教師根據實驗類型和內容，采取以學生為主體、靈活多樣的實驗教學方法，形成了“講解、提問、演示、提示、點撥、輔導、引導、糾錯、點評、總結”10環相扣的遞進-反饋式實驗教學的“教”法(見表1)和“閱、聽、看、記、問、答、做、思、辯、綜”10環循序漸進式實驗教學的“學”法，教師與學生根據實驗課程性質與實際合理選擇、組合以上教法和學法，遵循由淺入深、由簡單到復雜、由驗證模仿到綜合設計再到創新的施教原則，逐漸加深實驗教學內容的深度、廣度和綜合程度。針對不同實驗類型，有選擇地采用不同的實驗教學方法。針對基礎性實驗，重視講解、演示和點撥，使學生深刻理解理論，熟練掌握技能；針對綜合性實驗，注重以學生為主體，幫助學生對已有知識和技能進行舉一反三，培養學生分析、解決錯綜多變的實際工程問題的能力；針對設計性、創新性實驗，注重以學生為主體，引導、幫助學生完成資料查詢、數據(材料)準備、方案設計、實驗實施等工作，充分鍛煉學生的發散性思維、科研能力及創新意識，提升學生綜合素質。

表1 遞進-反饋式實驗教學的“教”法定義和施行標準

2.3 創新實驗教學手段

實驗教學手段創新是指在實驗教學過程中創造性地應用各種先進的技術設備作為實驗教學的手段，并使之不斷現代化，是實驗教學中的一場技術革命，是實驗教學現代化的一個主要標志，也是實驗教學改革的關鍵[8-9]。教學手段是教師與學生開展教學活動、相互傳遞信息的工具，包括視聽型、實際操作型和人工智能型三種類型[9]。隨著科學技術的飛速發展，人工智能型教學手段(如多媒體實驗教學、模擬仿真實驗教學、虛擬現實實驗教學、網上實驗教學等)已成為實驗教學手段創新的主要方向，在實驗教學中的作用日益顯著[9-10]。中心鼓勵教師依據實驗課程特點選擇運用各種現代化教育技術，積極推進實驗教學手段創新，增強實驗教學效果。①注重實驗演示。學生通過直接觀看教師操作軟件和儀器，形成直觀印象從而掌握實驗技能。改變“只表現文字和圖像”的狹義多媒體為“遵循教育學和心理學規律，服務于教學目標，文字、圖形、圖像、視頻、動畫、聲音各要素合理組合”的真正意義的多媒體。②注重人機交互。能動態的、過程化的反映實驗原理和實驗過程，讓學生產生對實驗教學內容的沉浸感。③建立實驗教學中心網站。充分利用互聯網的廣泛共享性和便捷性。學生可以從本網站上瀏覽課程安排、課程教學大綱、實驗講義、典型教學視頻、典型實驗課件等，有助于學生的課前預備和課外自習。現代教育技術手段的運用，不僅提高了實驗教學效率，而且有利于激發學生的創新思維和創新意識，有利于提高學生的創新能力。

2.4 建立科學合理的評價機制

實驗考核方法對學生實驗具有重要的導向作用，在實驗教學中具有舉足輕重的地位[11]。中心根據不同類型實驗課程的特點，制訂針對性的考核辦法，注重對實驗課程的過程性評價。針對基礎性實驗，重點考核學生對實驗理論和實驗技能的掌握程度；針對綜合性、設計性和創新性實驗，一般以小組為單位進行考核，既考核學生的理論和技能水平，也考核學生的協作攻關的意識和能力；針對自主實驗，根據成果完成質量和參賽結果對學生進行考核；針對畢業論文實驗，根據畢業論文質量和答辯表現來了解實驗的成效。學生在課程實驗之后必須寫出實驗報告，對實驗過程出現的問題予以及時記錄。同時，實驗教師按規定認真批改實驗報告，實驗報告期末回收存檔，發現抄襲虛假，記錄在案并嚴肅處理。每門實驗課程均進行期末總評，期末總評為結構化得分制，平時成績、實驗報告、期末考試成績各占一定比例，平時成績由出勤率、提問、實驗過程表現成績構成；實驗報告成績則綜合實驗結果的正確性、實驗步驟的完整性、理解和創新程度、工整程度等情況給出；期末考試則根據課程性質進行筆試或現場技能考核。實驗考核結果不僅作為學生學習成績的評定標準，亦作為教師教學工作質量的評定標準。靈活多樣、嚴格有序的實驗考核辦法，改善了實驗教學質量，促進了學生的全面發展。

2.5 深化管理體制改革

良好的管理體制是中心廉潔建設和諧發展的保證，也是維持實驗教學和科研工作正常秩序的保證[11]。中心建立了校、院兩級共管模式下的主任負責制，學校負責實驗管理制度的宏觀把控與指導，學院負責中心的總體規劃與建設，中心主任代表學校和學院負責日常管理和運行，各相關教研室承擔教學任務。中心主任全面負責中心的規劃建設與管理工作。

(1) 制訂儀器設備管理制度與措施。設備維修保養由定崗專人負責；各微機實驗室采取防塵、防病毒、阻止網絡不良信息措施；重要儀器，逐臺建立操作規程、維修保養制度，確保儀器設備完好率；設備實行專管共用制度，提高利用率，校內單位借用，須中心主任批準，校外單位借用，要經學校主管部門領導批準，并報實驗設備中心備案；定期對測繪設備進行校驗、計量定標，保障其精度；定期對實驗室進行檢查，各個學期均安排對儀器設備的維護和維修工作；中心對儀器設備設專人管理，辦理保管物品的領用、發放、借用等手續，保持帳、物卡相符，符合率為100%。

(2) 實行安全目標責任制。每個實驗室確定一名安全責任人，負責該實驗室的安全問題；建立嚴格的安全防范措施，并定期接受學校有關部門的監督、培訓和檢查；重視對師生的安全教育，學生初次進入實驗室時，實驗教師都按規定介紹實驗室的安全條例和安全實驗常識；定期進行消防器材檢查和消防演練；對有毒、易燃、易爆物品的使用，制定了嚴格的操作規程。

2.6 加強實驗教學師資隊伍建設

建設一支高素質的實驗教學隊伍是實驗教學改革成功的關鍵[7,12-13]。在學校支持下，中心制定了實驗教學隊伍建設措施：面向全國重點高校和科研院所招聘實驗教學優秀人才，通過校企合作聘請企業一線技術人員充實到實驗教師隊伍；高職稱、高學歷的教師從事實驗教學，實驗教學工作量占教學工作總量的比例不得低于一定標準；新引進的年青教師必須接受實驗教學培訓之后方能從事實驗教學工作；鼓勵并支持中青年教師攻讀碩士、博士學位；分期分批安排實驗教學人員參與實驗教學師資培訓；派遣實驗教學人員到國內外重點大學進行實驗教學訪學；鼓勵并支持從事實驗教學的教師參加國內外各種教學研討會，尤其是實驗教學研討會；定期開展實驗教學研討活動，每學期開展實驗教學研討活動不少于3次，活動的主要內容有研討教學案例、學習先進單位經驗、更新實驗教學內容等；建立傳幫帶機制，要求年齡在35歲以下的教師均由教學經驗豐富的高級職稱教師進行一對一指導，具體形式有指導備課、觀摩課等；聘請校內外教學名師傳授教學經驗和先進理念；要求擁有國家級和省部級科研項目的教師將實驗教學與科研項目相結合。中心多措并舉，建成了一支年齡結構、學歷結構、職稱結構、學緣結構合理且穩定的實驗教學隊伍，保證了中心實驗教學的正常進行。

3 中心建設成效及特色

中心立足“一體兩翼”的發展定位，形成了“以學生為中心，以能力培養為主線，以創新教育為目標，倡導自主性、多樣性和創造性實驗教學活動，注重知識、能力、素養全面協調發展”的實驗教學新理念，營造創新人才培養的多元化實驗教學環境，將新方法、新材料、新技術引入實驗教學與學生課外科技活動之中，培養學生的創新能力和實踐能力，探索出一種切實可行、特色鮮明的實驗教學模式，有效調動了師生的積極性，取得了豐碩成果。近年來，在中心教師的指導下，學生在國家、省級、校級各類比賽中獲獎22項，完成國家級大學生創新創業訓練計劃項目10項，完成其它自主創新項目40項，發表學術論文20多篇；中心教師先后獲批國家級科研項目5 項，承擔教研項目10多項，在SCI、EI、核心期刊上發表論文40 余篇。中心堅持以實驗教學為主體，以科學研究促進實驗教學，將科研成果轉化為實驗教學內容，將科學研究與學生創新實驗及畢業論文(設計)結合起來，每年都有新的、不同特點的科研項目，經分割、轉化后，形成實驗教學分項，融入課程實驗教學，學生自主實驗和畢業論文(設計)選題也往往與指導教師的科研項目相聯系。中心還充分利用校內外優質教學資源為實驗教學服務，校企共建校外實踐教育基地，如南陽三繪地理信息工程實習基地、南陽勵創地形圖測繪實習基地、上海拓普康GIS軟件開發實習基地、丹江口庫區綜合實習基地、桐柏山自然地理實習基地、嵩山地質地貌實習基地等，探索形成了專業綜合實習、聘請企業工程師授課、承擔企業橫向課題等合作實驗教學新模式。中心努力將實驗教學與社會服務結合起來，豐富實驗教學的素材來源，服務地方經濟發展。中心多數綜合性和創新性實驗項目選題來源于豫西南實際問題，如南水北調中線水源地環境保護、新農村建設、南陽國家級農業科技示范區、獨山玉礦產資源等。中心建設立足于實驗教學，服務于科學研究，注重服務社會，三者互促互動，不僅培養了學生的實踐創新能力，而且鍛煉了師生服務社會、創新創業技能，充分發揮了實驗教學資源的效用。

4 結 語

中心依照學校“寬口徑、厚基礎、重創新、強能力”的創新應用型人才培養要求，立足實驗教學這一主體，以科學研究促進實驗教學改革，以服務社會豐富實驗項目來源，秉承“夯實基礎，提高素質；自主探究，強化能力；突出開放，追求創新”的實驗教學改革思路，形成了“以學生為中心，以能力培養為主線，以創新教育為目標，倡導自主性、多樣性和創造性實驗教學活動，注重知識、能力、素養全面協調發展”的實驗教學新理念，通過構建層次分明、模塊間相互關聯和銜接的實驗教學體系，改革實驗教學方法，創新實驗教學手段，深化管理體制改革等措施，培養學生的創新意識、探索精神和綜合解決問題的能力，為其日后成長為GIS行業優秀人才打下堅實的基礎。

[1] 蒙艷玫，秦鋼年，盧福寧，等.構建新的實驗教學體系 創建機械工程實驗教學示范中心[J].實驗室研究與探索，2009，28(1)：23-25，34.[2] 秦鋼年，廖慶敏，蒙艷玫，等.創新型人才培養與實驗教學示范中心建設[J]. 實驗室研究與探索，2010，29(9)：116-118，121.

[3] 張 曉，昝加祿，李愛冬，等.創新理念 深化改革 加強實驗教學示范中心建設[J]. 實驗室研究與探索，2010，29(2)：82-84.

[4] 官禮和，魯 皓，蔣 偉，等.實驗教學改革與創新人才培養[J].實驗室研究與探索，2011，30(7)：265-267.

[5] 謝峻林，馮小平，金明芳，等.深化改革 創新實驗教學示范中心建設[J].實驗室研究與探索，2013，32(2)：124-126，135.

[6] 劉富剛，張 芳.自然地理野外實習教學改革的思考[J].教學研究，2005，28(1)：52-54.

[7] 王禮貴.國家級經濟管理實驗教學示范中心的建設與實踐[J]. 實驗室研究與探索，2011,30(2):98-100,148.

[8] 張正蘭，張 明.論高校實驗室創新[J].實驗室研究與探索，2006，25(11)：1339-1341.

[9] 張 卓.構建實驗教學手段創新體系 培養新世紀高素質創新人才[J].實驗室研究與探索，2001,20(5):1-5.

[10] 汪明慧.人工智能課程教學方法的探索與實踐[J].黑龍江教育學院學報，2013，23(8)：47-48.

[11] 田 紅，常象春，劉 瑩.地質資源與地質工程實驗教學中心的改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2013,32(6):301-304.

[12] 王改性，胡孟杰，張靖遠.經濟管理實驗教學示范中心建設策略[J].河南職業技術示范學院學報(職業教育版)，2008(4)：44.

[13] 花向紅，鄒進貴，許才軍，等.實驗教學示范中心實驗隊伍建設的實踐與思考[J].實驗室研究與探索，2010，29(2)：85-87.

Reform of Province-grade Experimental Demonstration Center for Environment, Resource and Geographical Information

FANHong-yan,QIPeng-cheng

(College of Environmental Science and Tourism, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, China)

The reform of experimental teaching is promoted and the new model of experimental teaching is explored from constructing the diversified experimental teaching environment for cultivating innovative talents. The ability training of students is taken as the main line, and innovative education as the goal. The comprehensive and coordinated development concept of "knowledge, ability and quality” is carried out. According to the development of Province-grade Experimental Demonstration Center for Environment, Resource and Geographical Information, this paper puts forward a new experimental teaching conception of “a subject and two aspects”, that is to take experiment teaching as one main subject and include two aspects of scientific research and service society. The scientific research promotes the reform of experimental teaching and the service society enriches the source of experimental projects. The reform of experimental teaching has been explored from constructing new system of experimental teaching, reforming the method of experimental teaching, making innovation in experimental teaching instrument, constituting scientific and reasonable evaluation mechanism, deepening the reform of management system, strengthening the construction of experimental teaching staff, etc. These lay the foundation for full playing the role of radiation and demonstration of the center, servicing teaching, promoting scientific research and building a practice education platform for cultivating high quality innovative and applied talents.

experimental teaching； teaching reform； experimental teaching demonstration center

2016-01-23

國家自然科學基金項目(41071280)

范紅艷(1982-)，女，河南輝縣人，碩士，講師，從事區域地理、GIS應用教學與研究工作。

Tel.：15936414821；E-mail：fanhy298@126.com

X 141; G 642.0

A

1006-7167(2016)09-0154-04