雷澤湘,劉雯,李永勝,謝勇,肖相政,鄒夢遙,杜建軍
仲愷農業工程學院環境科學與工程學院,廣東 廣州 510225
《資源環境生態綜合實習》課程是資源環境科學專業與環境科學專業人才培養過程中最為重要的實踐教學環節之一[1,2]。通過《資源環境生態綜合實習》課程的學習,一方面有利于學生在野外實習實踐中驗證、鞏固所學習的理論知識,另一方面有助于學生發現和探索問題,對學生分析和解決實際問題的能力具有良好的培養和提升作用[3,4]。為此,以仲愷農業工程學院為例,筆者對《資源環境生態綜合實習》課程教學實踐問題進行了探討。
野外實習以現實的自然世界為對象,相關問題總是以真實、復雜、不確定的方式呈現出來。因此,《資源環境生態綜合實習》課程教學不能采取分門別類、系統清晰地傳授知識的方式,應突破教材、課堂和校園的局限性,在活動空間上向自然環境延伸,需要學生調動所有的知識、智慧和情感,全身心地投入學習過程,從而激發學生積極深入探究自然世界的熱情和培養熱愛自然、保護自然的良好心態。
綜合實習活動以自然環境、學生所在的社會生活領域為基礎開發與利用課程資源,而非在學科知識的邏輯序列中構建和實施課程,其以學生活動為主要形式,重視學生親身、完整的經歷,是一門以學生參與為主、整合多門課程資源的教學實踐活動。因此,《資源環境生態綜合實習》課程教學注重學習方式的多樣化,如參觀、訪問、考察、調查、實操、驗證、探究等實踐活動。因此,與其他任何課程相比,《資源環境生態綜合實習》課程更強調學生對實踐活動的親歷和體驗,要求學生在一系列的實踐活動過程中發現和解決問題,由此培養實踐創新能力。
《資源環境生態綜合實習》課程以強化學生自我管理和學習為主,其實習目標、實習內容、實習方式等方面都具有開放性特點。《資源環境生態綜合實習》課程教學主要目的是通過對具有代表性的地質地貌、生態景觀、土壤類型、植被類型、污染水體或污染土壤等的實地考察和專項調查,使學生獲得資源環境生態的感性認識,進一步加深對資源科學與環境科學專業理論知識的理解。通過理論聯系實際,讓學生深入了解資源科學、環境科學與生態科學的主要原理在資源利用、環境規劃、環境治理等方面的具體運用。
為了能夠讓學生在較短時間內將理論知識轉化為實踐技能,進而達到學以致用、融會貫通的目的,將《資源環境生態綜合實習》課程課時定為4周,其中3周在室外,1周在室內,具體步驟如下。
1)實習基地調研與建設 仲愷農業工程學院環境科學專業于2007開始招生后,隨即進行實習基地的調研考察工作,通過多年的準備和建設,目前已經建立的基地主要分為廣州市內和市外2部分。廣州市內基地主要包括廣東省土壤科學博物館、廣東省博物館、廣東海珠國家濕地公園、華南植物園等,廣州市外基地主要包括廣東省大寶山礦區、凡口鉛鋅礦尾礦庫、丹霞山世界地質公園、羅浮山、惠州西湖、博羅縣農村生活污水人工濕地示范點等。上述基地主要根據環境科學與資源環境科學專業實習要求而定,且與多數實習基地簽訂了協議,通過加強與實習基地的產學研合作,保證實習基地建設的連續性。
2)收集整理資料、編寫實習大綱 在建設實習基地的同時,開展有關實習基地的資料收集、整理和實習大綱的編寫工作。近幾年來,陸續編寫了《資源環境生態綜合實習指導書》、《仲愷農業工程學院校園植物簡介》、《廣東省大寶山礦區簡介》、《丹霞山簡介》、《羅浮山植被》、《羅浮山地質地貌》等實習教材并不斷修訂完善。
3)布置學生提前預習、查閱資料 實習開始前一周,給每位學生發放《資源環境生態綜合實習指導書》等資料,同時在學校課程中心《環境生態學》等課程網上發布實習資料,要求學生提前預習并查閱相關文獻,初步了解主要實習基地的概況及相關實習基本知識,為正式實習做好前期準備。
4)實習動員、分組,領取實習工具 在正式實習開始前,召開實習動員大會,介紹實習目的與要求,并采取志愿報名的方式將每班的同學大致分為地質地貌、環境生態、環境修復3個實習小組,全程參與實習,但每個實習小組關注的側重點有所不同。實習動員大會后,安排每個實習小組長領取一套實習工具,主要包括定位儀、海拔儀、羅盤、測高儀、樣方測繩(100m)、皮尺(50m)、卷尺、小鐵錘和小鐵鏟等。
1)實地考察 主要考察生態景觀、地質地貌、植被類型、環境污染現狀等。在大寶山,沿途觀察因大寶山礦區廢水污染成黃紅色的橫石河水,實地參觀凡口鉛鋅礦尾礦庫,讓學生初步了解尾礦、礦渣的處理流程,并查看周邊幾個排污口的排污情況及生物修復情況,了解植物種植對尾礦庫封場后的修復作用。與此同時,介紹凡口鉛鋅礦對周邊環境的影響,讓學生了解重金屬對大氣、水體及土壤的污染狀況。
在丹霞山野外實習中,要求學生認識相關地層特征、分布特點、巖石特性,了解丹霞地貌的發育方式和發育階段、主要地質構造的特征、空間展布狀況,認識丹霞山植被類型、代表植物及其生態環境,同時分組進行野外植物群落的樣方調查。
在羅浮山野外實習中,重點觀察典型的南亞熱帶代表植物,如水翁樹、木棉、羊蹄甲、各種榕樹、蒲桃、芒果、龍眼、荔枝、鳳凰木、雞蛋花、魚尾葵等,了解植物的生長、發育環境,同時開展植物群落樣方調查,識別南亞熱帶植物群落的主要類群。
松樹崗村是博羅縣建設省級新農村的示范點,生活污水經過每家每戶的化糞池處理后流入污水處理設施——復合型人工濕地系統,通過吸附、滯留、過濾、沉淀、微生物分解轉化、氧化還原等作用,去除污水中的氮、磷、懸浮物、有機物、病原體等有害物質,讓污水變成清水進入荷花池進行再次凈化,最終形成為清澈流水重歸大自然。通過參觀考察,讓學生了解松樹崗村處理生活污水的做法,即因地制宜建設污水處理設施,充分利用河溝荒地,而且由于地處低洼地帶,只要通過疏通排污渠,即可讓污水直接流進處理池,大大節約了運行費用。
在廣東海珠國家濕地公園,利用展板介紹整個濕地的基本情況,讓學生掌握濕地的概念、凈化功能和凈化原理等;現場講解各種水生植物,讓學生認識濕地常見的凈水植物,掌握濕地植物的主要類型及其在水體修復中所起的作用;參觀海珠湖環境自動監測站點,由駐站工程師介紹濕地大氣、水、噪聲等環境自動監測設備,讓學生初步了解海珠濕地的環境狀況,從而認識濕地在環境保護方面的作用。
在廣東省博物館,主要參觀自然館中地質地貌館,館內有大型模擬景觀、大型背景畫和在顯示屏上不斷滾動展示的高清地貌圖片,形象地展示廣東丹霞山、湖光巖、西樵山、深圳大鵬半島、封開等國家地質公園和羅浮山、鼎湖山、蓮花山等景貌,并重點展示廣東省最具代表性的丹霞、巖熔、海蝕遺跡、火山、花崗巖奇峰等地質地貌。通過參觀學習,讓學生進一步鞏固所學地質地貌知識。
廣東省土壤科學博物館主要開展熱帶亞熱帶土壤標本的采集、收藏、展示以及土壤科學知識宣傳、地學類環境科普教育等活動,其收藏品主要包括反映熱帶亞熱帶區域特色的紅壤類、水稻土類、堆疊土等土壤形態和成土母巖標本、大型土壤整段標本以及供研究用的瓶裝備用標本和分類鑒比標本。展示廳主要展示反映土壤形成、演化的土壤標本及圖片、土壤學專題研究成果,介紹土壤科學的進展。經過博物館專家的詳細講解,學生了解到不同土壤的區別。此外,學生觀察了各種巖石標本,收獲頗豐。
我國面積最大的南亞熱帶植物園——華南植物園是進行環境生態學實習的良好場所,建有木蘭園、棕櫚園、姜園、蘭園等30多個專類園區,遷地保育植物上萬種。通過參觀考察,學生認識了大量植物,了解到不同植被類型及所處生態環境。
2)記錄拍照 教師在實習現場指導時,要求學生邊聽講解邊觀察記錄,每小組安排一名同學負責拍照。
3)撰寫日記 每天實習結束后,要求學生整理當天的所看、所思及老師的講解等,撰寫實習日記。實習小組在組長的帶領下,針對當天的實習內容進行復習討論。
野外實習結束后,要求學生及時認真進行總結并進行綜合考核,具體做好以下工作。①實習匯報。要求每位同學做好PPT,進行10min左右的實習總結匯報。②制作實習展板。以實習小組為單位,通過教師指導,完成實習展板的制作。評比篩選優秀的作品并進行打印,最后完成“資源環境生態綜合實習教學成果展”。③實習考試。對《地質地貌學》、《土壤學》、《環境生態學》和《環境修復技術》4門課程的實習內容進行一次閉卷考試。④材料提交,包括實習日記、實習總結(個人和小組)、實習照片、匯報PPT等。
針對學生實習成績,按照實習表現(包括考勤、提問等,采取同學互評、小組評價與老師評價相結合的方式,按優、良、中、及格和不及格五級評分標準進行評定)30%、實習考試成績30%、實習匯報總結(包括實習日記、實習照片、實習總結、匯報PPT、展板制作等)40%進行綜合評定。
《資源環境生態綜合實習》課程教學過程主要在野外進行,實習內容豐富。通過野外實習,學生親眼目睹了華南地區的資源環境現狀,了解城市和農村不同的環境問題及其治理方法的差異,因而激發了學生的學習熱情。在野外實習中,學生通過調查野外植被的類型和植被分布特征,掌握了野外植被的基本調查研究方法,提高了知識應用與實踐能力。
在野外實習中,學生分工明確,各自負責不同的任務,缺少其中一人都會影響到野外實習的正常進行。當遇到學習和生活困難時,學生之間相互鼓勵和幫助,圓滿完成各項實習任務。在此過程中,讓學生學會了相互理解,也充分體會到團隊合作的力量。
在實習過程中,所觀察到的自然現象往往不是單一的,通常需要幾位專業老師的默契配合才能解決相關問題。一般來說,每到一個實習點,按照預先的計劃,由相應專業老師講解相關知識要點,其他老師作相應補充。例如,針對生長在丹霞地貌上的特有植物——丹霞梧桐,首先由環境生態學專業教師講解丹霞梧桐的基本特征及其生長環境特點,再由地質地貌學專業教師講解紅色砂巖的形成及其特征等,最后由土壤學專業教師講解有關土壤的成因和特點。上述過程結束后,由經驗豐富的教師進行歸納總結,并引導學生對相關知識要點進行深入思考。為了取得良好的實習效果,需要教師深入探討教學方法,同時要求教師之間相互配合。因此,對教師教學水平的提升具有良好的作用。