新時代地方高校地理實驗教學問題解析與改革探索

朱大運　楊倩　劉子琦

當前，我國高等教育已從大眾化進入普及化階段，在人才強國戰略和國家“雙一流”建設引領下，積極適應高質量發展格局，是我國高等教育面臨的時代課題。高質量發展離不開高水平的育人模式，它落實于理論與實踐教學的各個環節。高校實驗教學既是學校綜合實力與核心競爭力的關鍵組成要素，也是培養復合、創新、應用型人才的重要途徑，依托專業的教學科研實驗平臺，不僅可以有效檢驗理論與探索新知，而且有利于深化高水平育人模式的構建。

地理學作為我國師范類院校傳統學科，涵蓋自然地理學、人文地理學、地理信息系統等多個專業領域，學科交叉潛質突出。內部學科專業之間深度融合，外部學科專業與生態學、環境學、地球物理、地質學等學科近距離交叉，廣泛吸收各學科新理論、新方法，培育衍生出諸多新的知識增長點。地理學科的交叉整合帶動地理實驗教學的不斷演進，具體表現為教學內容多、涉及知識面廣、獨立操作實踐能力要求高，并且貫穿于本科、碩士、博士三個學歷層次。

1.地方高校本-碩-博貫通式培養與地理實驗教學現狀

1.1本-碩-博貫通式培養體系現狀

高校不僅是高等教育改革的主戰場，更應成為創新型國家的“源”動力。近年來，國內高校在人才培養模式上進行了不同程度的改革探索，其中本-碩-博貫通培養模式受到的關注度較高。對本碩博一體化的概念目前尚有不同觀點。一方面，基于培養計劃，部分學者提出本-碩-博三個學歷階段在培養層面銜接一體化的看法，另一方面，有學者提出以單純的本碩博連讀一體化進行理解，而本文主要討論的則是本-碩-博培養銜接一體化的觀點。對于一些基礎理論知識延續性較強的學科，本碩博貫通式培養具有特殊的優勢，不僅縮短了學生學位獲取周期、節約了辦學成本，而且有利于人才培養質量、科研縱深推進與創新能力的提升。然而，在本碩博貫通式培養的實踐過程中也有學者指出其存在選拔方式不科學、培養環境封閉、貫通培養初衷實現不徹底的局限性，某種程度降低了本碩博貫通式培養模式的科學性、公正性和透明性。

本碩博一體化課程體系是實現貫通式人才培養模式的關鍵載體。在課程設置上應更加體系化、邏輯化、科學化，不同學歷階段學生的科研潛質、科研興趣均應得到激活。現行的本碩博實驗教學，理論課教學仍然占據主導地位，實驗教學在不同高校、不同專業受到的關注度不一。理工基礎學科實驗是培養大學生科學實驗能力和綜合素養的重要實踐環節，尤其對工程應用類專業人才的培養極為重要。因此，針對性的將實驗教學納入本碩博貫通式培養體系，根據高等教育多元化發展趨勢和專業特點，設置不同的實驗課程比例，增強同一專業、不同學歷階段課程體系的延續性和銜接緊密度非常必要。

1.2地理實驗教學現狀與問題

地理科學的研究主體是地球表層自然要素與人文要素相互作用，綜合性、區域性和學科交叉性是其顯著特點，它在地理實驗教學中得到完整體現，實驗內容越發多元，分析設備更加精密現代化。在地方高校尋求高質量發展過程中，緊跟科技前沿，質譜儀、離子色譜儀、石漠化空間大數據計算與可視化綜合管理系統等高精尖儀器設備也自然進入到實驗教學課程體系中，成為當前地理科學前沿研究的重要物質載體。這在某種程度上提升了學生對專業前沿科技、前沿理論的認知，拓展了視野和精密儀器設備操作能力，同時也凸顯出一些問題，主要表現在：

1.2.1本科與碩士、博士實驗課程培養脫節

本科以通識教育為主，著重基礎理論的學習，針對自然地理專業必須掌握或需要掌握的化學、物理、生物等交叉關聯實驗課程設計相對較少，而以地圖學與地理信息系統專業與人文地理專業等學科交叉探討理工類實驗課程涉及范圍則更少。此外，由于專業精密設備自身特性和管理需要，本科生接觸昂貴前沿科研設備的機會并不多，僅少數本科生通過大學生創新創業競賽項目偶有參與。高等教育普及化情形下，本科生在科研思維和實驗技能訓練方面，與碩博士生相比嚴重缺乏，地方高校表現尤為明顯。實踐教學與課堂教學之間存在偏差與脫節，其直接影響的就是本科生進入研究生學習后，教師與學生均需投入時間和精力進行實驗基礎技能的回爐再教育、再學習，提高了時間成本，延緩了工作效率。

1.2.2學生儀器設備運行科學原理知識儲備不足

與設備研發能力要求較高的工科不同，精密科研儀器在地理科學中主要扮演工具角色，學生用它來分析處理采集的樣品，獲得實驗數據。儀器設備宛如學生科研的“眼睛”，通過它窺探自然奧秘、攻克科技難題，對科研儀器設備科學原理與操作的熟悉程度直接關系創新成果的實現。然而，設備銷售方為了節約時間和成本，開展的實驗技能培訓常常局限于是什么（儀器功能）、怎么做（儀器操作），鮮有為什么（儀器的運行原理）的解析，培訓簡單機械。學生迫于論文和科研壓力，主動研習儀器基礎原理的意愿也不強，導致原理知識積累不足，只知其然，而不知其所以然，實驗的開展通常表現為設備功能的機械性操作，儀器開發利用不徹底。

1.2.3實驗教學培訓重操作、輕維護能力訓練

科研儀器設備的生命周期和使用效率與日常保養維護的優良程度密切關聯。當前實驗教學主要側重于設備操作技能和實驗結果的實現，缺少針對性、專業性的設備日常維護以及故障自主處理能力的培訓與實踐。由于科研儀器設備的高端性、精密性、專業性，儀器設備的維護高度依賴廠家專業技術人員，周期長、費用高。在地方高校設備運行配套維護費普遍缺乏的情況下，設備故障處于難以及時維修的境地，影響科學研究進程。

2.本-碩-博貫通培養實驗教學改革措施

2.1構建地理學本-碩-博進階式實驗課程體系

根據各地方高校自身的發展現狀和優勢特點，系統梳理現行本碩博課程體系貫通的難點，去掉重復和相近課程，增設與專業實驗教學內容密切相關的交叉性選修課程，從頂層設計著眼優化課程設置，在實驗課程設計上強化本碩博的內在銜接性。邏輯上本碩博實驗課程之間的聯系應該是清晰縝密的，深度上實驗課程知識的演進應該是從易到難，由淺入深，從而形成與不同學歷層次相匹配的進階式課程體系。

恒定最低學分門檻要求，實施本科與研究生實驗選修課互選互認。學分互選互認在國外高校已經非常普遍，它利于學生拓寬知識面、提升專業技能和經驗。地理學科強烈的包容性、交叉性，使得學科門檻準入低，研究生的學科背景非常多元，不像物理、化學對本碩專業一致性要求那么高，文理工農背景均可尋求到交叉研究的結合點，在課程互選互認方面具有先天的優勢條件。開展本碩選修學分互選互認并非簡單的課程倒掛，而是起著“加速劑”和“補充劑”的作用。對于地理專業背景、基礎扎實、科研稟賦好的本科生而言，可以提前介入高層次課程的學習，加快其成長;對于非地理專業背景、未進行過系統實驗訓練的研究生而言，可以重新選修本科基礎實驗課程和獲得學分，節約了非必要的科研時間，并彌補其知識的缺口。

2.2分類協同提升本-碩-博實驗實踐能力

現階段，我國高等理科教育主要分為基礎理科和應用理科兩大類，基礎理科偏重于對世界客觀規律的揭示，而應用理科則是介于理科與工科之間，側重于實現知識探索到應用過程的有機統一。地理學屬于理學門類下較為特殊的學科，分別涵蓋基礎理科與應用理科的人才培養任務，理論與實踐并重在地理學科表現尤為明顯。實踐內容、側重點因學歷階段不同而存在差異。兼顧科學性、先進性和適用性的應用性教學目標設計是應用性理科的關注重點，要真正地把應用能力落實到實踐環節中。同時，還需考慮不同學歷層次能力要求，在培養過程中區別對待、分類協同，比如博士生、碩士生，實踐的目的更多的是開展科學實驗，解決科學問題，那么實驗實踐能力提升的著眼點應該是獨立思考、自主創新、團隊協作的培養。

分類協同提升的基礎前提是遵循學生成長發展規律和教育教學規律，在保證正常教學活動的情況下循序漸進。課程設置分類嘗試將實驗課程進一步細劃，分為基礎實驗課和進階實驗選修課，基礎實驗課的授課對象為全體地理學科學生，不分專業，均要接受基礎實驗技能的訓練，進階實驗選修課的授課對象為實踐應用要求高的專業學生和感興趣的學生，目的是實驗技能增強訓練。實驗內容設置分類可以參照地理學本-碩-博學歷層次培養目標，本科實驗內容設置以興趣培養為主，以理解為重要原則;碩士實驗內容設置應讓學生達到從興趣到熟練掌握實驗理論和技術，在導師的指導下能夠解決一定科學問題;而博士實驗內容設置則應讓學生達到從熟練應用到精通實驗原理、改進實驗方法、開發創新、獨立解決科學問題的能力，實現“課堂-實驗室-戶外科考（或實訓基地）”的有機融合。

2.3引入新媒體新技術，線上與線下、虛擬與現實相互增益

伴隨科技的進步和高校信息化發展趨勢，以多媒體教學為代表的現代化教育技術已進入校園、融入課堂，傳統的教學方式與學生生活方式正發生快速改變，教學過程不再僅局限于課堂之上。然而，新媒體新技術日新月異，層出不窮，需要辯證地看待和引入，不能盲目跟風，引入的技術不一定最前沿，但一定要與實驗課程最相宜，達到最優教學效果。以無線移動智能終端（如手機、平板電腦等）與WIFI網絡相結合支撐起的“泛在學習模式”，構筑了獲取新知的一種新途徑，使得時間與地點對學習行為的約束逐漸降低。抓住大學生對新事物的好奇心理，引導學生建立泛在學習意識，通過教師自制短視頻、在線課堂、手機推送等方式，線上與線下結合，實現新媒體在實驗教學中的高效介入。

本科生、研究生的規模不斷擴大，實驗實踐資源日益緊張，學生接受實驗訓練的平均時長相應地被壓縮。不僅如此，像地理學中對地表空間要素進行觀測和分析所涉及的精密儀器，如同位素質譜儀等高精尖專業儀器設備，因其價格昂貴、結構復雜、耗材與維護費用高等原因，處于相對封閉的運行和管理狀態，無法向所有學生開放提供實驗操作鍛煉機會，所謂實踐出真知，這不僅阻礙了學生對本學科學術前沿的認知，而且影響了學生創新思維的發揮。引入虛擬實驗平臺技術，推動虛擬與現實相結合，以虛擬技術的多感知性、交互性、可重復性來彌補實驗資源的不足，以更加多元的方式增進學生對實驗過程的認知和理解。

2.4優化完善實驗課程考核評價指標體系

完善的實驗室管理制度與本-碩-博貫通培養實驗課程教學改革密切關聯，制度是改革的前提，保障實驗室從設備采購、安裝調試、申請使用、實驗教學，到運行維護，處處有規可循、有規可依。健全實驗室對內、對外開放共享機制，設置科研設備獨立操作資格準入考核，不再受本碩博學歷層次的限制，貫通儀器實驗設備的使用，對所有經過系統訓練并通過考核的學生開放，鼓勵稟賦優良的學生在地理學專業儀器設備創新應用與研發上進行探索，從而形成本-碩-博良性實體互動模式，以碩士生帶動本科生，激發實驗興趣，博士生帶動碩士生，提升實驗能力。

課程考核方式可以幫助實現對實踐教學質量的衡量和優化調控，將學生與教師雙向主體納入考核評價體系，建立健全互評機制。本碩博不同層次的學生根據自己的學習情況，從多個層面對教師的實驗教學成效進行評價，使得教師能夠從學生的視角審視自我教學過程，有的放矢改進實驗教學方式方法。同樣，教師對學生實驗課程的考核也應更加多元，注重實踐動手能力的考核，在考核指標權重設置上本碩博區別對待，通過權重來體現和調控貫通培養過程中對本科生、研究生的不同課程要求。

3.結語

實驗教學作為理論教學的拓展延伸，是驗證科學理論與實踐創新的重要途徑，歷來也是教學改革的重要組成要素。結合地理學科的特點及地理學實驗教學現狀分析，從課程體系、教學內容、教學方式、組織管理等方面深入分析探討本-碩-博實驗教學貫通式培養的實操性，提出具體改革措施，學科特色得到凸顯、學科能力得到提升，在推動新時期兼具扎實理論基礎與較強實踐能力的復合創新型人才培養中發揮了積極作用。我們后續將持續關注新問題，改進教學策略，完善地理實驗教學模式體系。

（朱大運，博士，副教授，碩士生導師，從事教育教學、喀斯特生態治理研究。）