論生態定位站對高校實踐教學的支持作用

王若水 張建軍

作為高校教學的重要組成部分，實踐教學已成為高素質創新人才培養的重要環節，也是提高學生創新實踐能力的重要手段[1-2]。近年來，教育部門對實踐教學的投入和重視程度逐漸加強，國務院辦公廳《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》（國辦發〔2015〕36 號）明確指出：“面向全體、分類施教、結合專業、強化實踐，促進學生全面發展，提升人力資本素質，努力造就大眾創業、萬眾創新的生力軍。”[3]但高校長期采用以知識傳授為主的教學模式，加之受學生的慣性認識和政策導向等多方面因素的影響，導致目前不少高校的實踐教學內容較為陳舊[4]，實踐教學與理論教學割裂現象嚴重，使得社會的客觀需要與學生的主觀需求之間越來越不相適應，實踐教學的質量和效果難以得到保證[5-6]。

生態定位研究站是高校和科研機構中非常重要的科研平臺，我國農林類高校均建有不同級別的生態定位研究站，這些生態定位研究站主要承擔著數據積累、科學研究和科學普及等任務。生態定位研究站可以對生態系統的基本生態要素長期進行連續觀測，收集、保存并定期為高校或科研機構提供數據信息。同時，高校和科研機構基于觀測數據來開展生態基礎理論和應用技術研究，有利于促進國家生態工程建設。此外，以生態定位研究站為依托，我國各高校和科研機構培養了大批高水平科研人才和科研隊伍。生態定位研究站除了具有科研平臺的功能之外，還能促進實踐教學活動的開展，這也為實踐教學的模式創新和質量提升提供了新的方向。因此，本文以北京林業大學水土保持學院山西吉縣森林生態系統國家野外觀測研究站（吉縣站）為例，探討生態定位站對高校實踐教學的支持作用。

一、吉縣站的相關情況

北京林業大學山西吉縣森林生態系統國家野外科學觀測研究站（吉縣站）是我國林業和水土保持專業人才培養的重要基地，該校以科研項目為依托，培養了大批高水平的技術人才、學術骨干。其中，對國家有突出貢獻的中青年專家3 名、中國青年科技獎獲得者2 名、司局級業務管理干部6 名，累計培養了博士生100 余人、碩士生300 余人。目前，每年都有50 多名博士、碩士研究生參與吉縣站的野外觀測和科學研究工作。水土保持與荒漠化防治專業本科生的水文學課程、林業生態工程課程等均在此開展課程實習，同時該站還是北京林業大學本科生暑期社會實踐基地。

二、在吉縣站開展實踐教學活動的特點

（一）特殊的地理位置和區位優勢

吉縣站位于黃土高原東南部，年平均降水量為579.1mm，年平均蒸發量為1729mm，地勢東高西低，海拔為393.4m—1820m，屬于典型的黃土高原殘塬溝壑區和梁篩丘陵溝壑區。基地大部分地形為典型黃土高原侵蝕地形，特殊的地形地貌特征可為水土保持與荒漠化防治專業的本科生課程（比如土壤侵蝕原理課程和水土保持學課程）、自然地理與資源環境專業以及林學專業的本科生專業基礎課程（比如地質地貌學課程和氣象學課程等實習課程）提供大量的實踐素材。此外，吉縣土壤主要為褐土：農田和部分侵蝕溝為丘陵褐土，土壤貧瘠；海拔1450m 以上的山地多為普通褐土；海拔1600m 以上的林地中有淋溶褐土分布，土壤肥沃。森林植物地帶屬暖溫帶褐土闊葉林地帶向森林草原地帶過渡的地帶，特殊的生態群落及土壤分布同樣可以為農林類本科專業的基礎課程，如生態學課程、土壤學課程等，提供豐富的實踐教學素材。而吉縣站豐富的天然植被和人工植被等植物資源，亦可為植物學、自然地理學等課程提供大量的教學實踐素材。近年來，北京林業大學水土保持與荒漠化防治專業的基礎課程，如地質地貌學課程、水文學課程、土壤侵蝕原理課程，也將實習內容安排在吉縣站完成。

（二）促進科研成果與教學的融合

實踐教學的開展離不開一流科研成果的支撐，沒有科研知識傳授的實踐教學只能是無源之水。吉縣站長期積累的科研成果以展板形式展現在教師和學生眼前，在開展教學活動的過程中，教師應潛移默化地將這些科研成果與實習課程相結合，并將其介紹給學生。比如，在土壤侵蝕原理課程實習過程中，教師可以將吉縣站所創造的徑流林業系列科技成果結合課程里的知識介紹給學生，并讓學生結合吉縣特殊的地形地貌自主設計水土保持林的配置，以此來獲得較好的教學效果。教師在科研平臺的支撐下開展實踐教學，更有利于促進教學過程與科研成果的相互融合。同時，吉縣站深厚的科研底蘊為學生提供了很好的創新科研平臺。

（三）激發學習積極性，培養團隊協作能力

在農林類的專業課程教學過程中，課程本身的趣味性很容易被模式化的PPT 和大量枯燥的教學知識點所磨滅，其實習課程一般遠離教室，容易將課堂與校外實習分裂開來。而在吉縣站開展的實習課程多以“流動課堂”的方式進行，這極大地激發了學生的學習興趣和求知欲。比如，在林業生態工程學課程實習過程中，教師可以帶領學生進入不同林分類型的森林，使學生身臨其境，更好、更主動地學習和理解不同林分類型對土壤、大氣以及林下植被的影響。

吉縣站距離縣城較遠，而到站學生的實習任務繁重。這就要求學生彼此之間必須相互協作才能完成各自的實習任務，因此團隊協作能力的培養也逐漸成為吉縣站發揮教學作用的重要方面。比如，在2018年夏季，水土保持學院張建軍教授帶領7 名學生在吉縣站開展了近50 天的野外調查工作，在不間斷的酷暑和暴雨等惡劣條件下，學生協作完成了典型植被野外樣地調查、自然降雨條件下徑流泥沙測定等研究，在獲得了寶貴的課程實習資源與數據的同時，更增進了學生之間的情誼。

（四）實踐教學設備齊全，基礎條件優越

經過多年的積累與建設，吉縣站已擁有較為完善的觀測設施和儀器設備。這些儀器設備平時主要用于科研觀測，而在教學實習開展階段，亦可作為教學實習觀測設備，以供本科生實習課程使用，比如水文學課程、土壤學課程、自然地理學課程等。吉縣站擁有完整的氣象、土壤、水文、植被觀測設施，可為水土保持與荒漠化防治的專業主干課程（比如土壤侵蝕動力學、生態水文學、保護生物學、測量與遙感、土壤學與地質基礎、土壤侵蝕原理等）開展野外實習提供觀測取樣數據。目前，北京林業大學水土保持學院吉縣站基地內有長期固定綜合觀測樣地8 塊，植被觀測固定樣地32 塊，同時在蔡家川基地有試驗流域面積40km2。此外，兩個試驗區內的實驗與生活辦公區土地總面積為7346.82m2，可同時容納100 人到站開展教學實習活動。正是因為吉縣站有著上述優越的條件，且依托單位對其有持續的建設投入，近幾年每年到站開展實習的本科生人數呈上升趨勢（見圖1），且實習課程也由2016年的水文與水資源學這一門課程，增加到了2019年的水文與水資源學、地質地貌學、林業生態工程學、自然地理學四門課程。

圖1 吉縣站到站實習人數與實習課程數

三、完善吉縣站建設的相關建議

（一）改革管理與運行機制

目前，吉縣站的管理模式和運行機制主要是針對科研活動，因此需要將吉縣站作為教學實習和科研活動的綜合實驗站進行重新定位，對臺站進行總體布局和合理規劃，建立基于教學和科研兩方面的高效運行機制和先進的管理模式，提高吉縣站的資源使用效率，確保其正常運轉。比如在臺站的中長期建設規劃目標中，需要明確將本科生教學實踐部分納入規劃制定，明確管理責任。同時，還要制定一系列針對本科生教學實習活動的管理規定，包括對到站師生的日常管理、實習儀器設備借用和責任歸屬、觀測活動的行為規范等。

（二）建立支撐保障體系

吉縣站作為國家級野外觀測研究站，其每年的運行經費一部分來自科技部，另一部分來自國家林業和草原局，且運行經費主要用于支撐臺站的長期科研觀測，而用于教學實習以及相對應的教學基礎設施的建設經費相對缺乏。這導致目前臺站用于教學的基礎設施改造、設備維護和技術人員培訓等相對滯后，從而給實踐教學的效果和質量帶來一定的影響。因此，臺站依托單位應建立并規范經費需求審核程序，健全經費增長機制，加強支撐教學實習功能的基礎設施建設。此外，臺站還需利用好一流學科平臺建設等有利契機，科學合理地進行規劃，主動爭取依托單位的人力、物力支持，同時也要積極利用社會資源，依托社會各方力量，建立形式多樣化的教學和科研平臺，充分借鑒其他地區優秀的綜合實驗站建設經驗，有效結合自身條件，探索出一條適合自身的發展模式，把吉縣站建成集科研、教學、科普培訓、技術示范于一體的綜合實驗站。

（三）改進教學方式，開發新型教學模式

盡管目前國內眾多高校都在充分利用自身的科研平臺資源開展實習教學，但很少有教學人員會充分利用科研平臺及自身條件來優化不同的科研資源，進行教學方式的改進，并建立一套適用于該科研平臺的教學模式。吉縣站的各類觀測設施比較齊全，且集室內教學與野外科研設施于一體，教師在授課過程中，需要充分利用這一特殊屬性，大膽嘗試不同的教學手段。尤其是在實踐教學過程中，教師可將室內教學與室外活動進行靈活穿插，這樣既能讓學生掌握理論知識，也能鍛煉學生的動手能力和洞察能力。比如，在吉縣站進行土壤侵蝕動力學課程實習過程中，實習教師在室內講解完理論知識后，還應充分利用臺站現有的儀器資源，讓學生自主設計實驗，驗證不同雨強和植被覆蓋條件下的土壤侵蝕強度。同時，參與實習的學生亦可結合自己感興趣的研究方向，在原有的實驗場地開展其他實驗，這項教學舉措能讓學生在掌握土壤侵蝕動力相關知識的同時，激發其對科研工作的興趣。

對吉縣站開展的本科生實習課程教學方法和教學模式進行總結可以發現，高校依托生態定位觀測研究站開展實習教學，可有效促進科研與教學資源共享，節約財力和物力的投入。同時，還可有效實現科研反哺教學，激發學生主動學習的興趣，鍛煉學生的科研思維，培養學生的創新意識和綜合實踐能力。此外，還要努力在防護林體系空間配置與結構、森林水文、防護林體系綜合效益定位監測與評價等方面的研究基礎上，實現當地生態環境的改善和促進社會經濟的可持續發展。但目前依托野外實踐教育科研平臺進行實踐教學的模式尚處于完善階段，其發揮教學作用的輻射效應還不夠明顯，運行模式和管理機制尚不夠健全，支撐實習教學的保障條件還需進一步優化，可用于臺站功能拓展的代表性教學成果產出還有待加強，所以這些都需在未來的臺站規劃和建設過程中進行不斷的完善。