“沙漠学”课程建设与教学改革的探讨

高国雄 王进鑫 张广军

(西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 712100)

“沙漠学”是以沙漠为研究对象,从沙漠环境的整体出发,采用综合与分析相结合、课堂教学与野外实习教学相结合的方式,以及现代信息技术和多媒体手段的应用,全面系统地研究沙漠的形成、发展和自然特征及其治沙原理等基础理论和基本知识的科学。它是水土保持及荒漠化防治专业的必修专业基础课,是一门新兴的边缘性、交叉性和综合性学科,具有很强的实践性。通过本课程学习,使学生掌握沙漠的基本概念、沙漠形成、演变及治理技术等基本理论,掌握野外调查的基本方法,具备从事沙漠治理和研究的能力,为从事治沙工作奠定坚实的科学基础。

一、“沙漠学”课程的历史沿革

自上世纪80年代开始,原西北林学院就率先在全国部属高等院校水土保持专业中开设了“沙漠学”课程,课程的内容随专业的发展而不断改进。其中,1981年开始招收防护林专业,1984年起招收水土保持专业,1990年又增设了沙漠治理专业,1998年随教育部高等学校专业结构调整设立了水土保持与荒漠化防治专业[1]。无论专业名称怎么变更,“沙漠学”一直被作为主干课程,2001年农业资源与环境等专业也将该课程列为选修课。目前,西北农林科技大学“沙漠学”课程教学无论在软件还是在硬件建设上均居国内先进地位。

二、“沙漠学”课程建设与教学改革

(一)“沙漠学”课程建设

1.课程教学的目标定位

沙漠学是一门新兴的边缘性、交叉性和综合性学科,它着重沙漠科学基本理论和方法的研究,以沙漠及沙地为其研究对象,从认知干旱气候、沙漠及沙地形态和自然特征入手,研究沙漠及沙地的发生、发展及其演变规律,着重探讨土壤风蚀沙化的基本理论、发展规律,揭示土壤风蚀本质规律,为沙漠及沙地改造利用提供理论服务。通过“沙漠学”课程各教学环节的学习,使学生掌握基本概念、理论和原理,掌握野外调查研究的基本方法,具备从事沙漠治理和研究的能力,为从事治沙工作奠定坚实的科学基础。

“沙漠学”作为专业基础课,主要针对水土保持与荒漠化防治专业本科生教学,同时也为森林资源类和环境保护类本科生开设。此外,也是从事水土保持与荒漠化防治、沙漠治理、土地利用、国土整治和环境保护等领域科研、教学、管理和生产实践人员应掌握的理论知识。

2.“沙漠学”课程建设步骤

首先,完成课程教学内容模块,构建课程理论知识体系。其次,建立课程教学网站,使之能初步满足教学辅助功能和学生课外自学浏览的需要。第三,补充更新现有的试题库,使建成的试题库覆盖现有的教材内容,满足本科教学及研究生入学考试复习需要。学生可以网上答题,模拟考试,通过评分系统对学生答题结果进行评价,使学生通过自我测试,了解自己的实际水平。第四,制作动画,拍摄相关图片和视频,进行多媒体和网络课件制作,丰富网络素材。第五,不断更新完善网络交流平台,形成教师与学生互动式教学环境,增加教学信息量,全面提高学生综合素质。第六,进一步建设和完善以“沙漠学”精品课程为核心的学科系列课程,形成水土保持与荒漠化专业课程学习平台。

3.课程教学内容体系的构建

(1)课程理论知识模块构建

在教学内容建设上,紧跟学科前沿,及时把学科最新发展的新理论、新技术和新成果引入教学过程,构建课程理论知识模块,按教学计划,设计对应的教学时数,从而既保证了课程内容的系统性,又能紧跟时代的发展,保证了教学内容的新颖性和先进性。

(2)课程教学的重点、难点及解决办法

分章节明确了教学目的和要求,以及教学重点与难点,提出了解决办法[2]。其中:①绪论。主要讲述课程研究的对象、任务和意义以及国内外沙漠研究的历史、现状、进展和国际协作,课程的内容体系、教学目的、教学要求及与其他学科的关系,同时明确沙漠研究的意义,系统了解沙漠研究的动态,激发学生对本门课程的学习热情。②第一章干燥气候与荒漠。主要讲述干燥气候与荒漠的形成,重点掌握干燥气候及荒漠的概念、成因、类型划分及分布,以及干燥气候与荒漠的关系。本章难点是干燥气候成因及干燥气候类型划分方法。③第二章沙漠及沙地。主要讲述沙漠和沙地的分布、形成、类型及特征。本章重点与难点是沙漠和沙地的成因及其特征。通过丰富的沙漠图片给学生形成感官认识,加强内容理解。④第三章人类文化历史时期的沙漠变迁。主要讲述荒漠化及沙质荒漠化现状、发生地区范围、成因分析、等级划分以及防治对策。重点与难点是透彻分析荒漠化与沙漠化的成因。通过课程实践教学(实习),加强学生的理解。⑤第四章沙漠地区的自然资源。主要讲述沙漠地区的气候、水、土壤、地貌和植被等资源现状、特征、形成及演变。重点掌握水土资源对生态环境的影响。⑥第五章沙漠改造利用。讲述沙漠改造利用的现状及前景、沙产业及沙漠地区水资源开发利用技术。⑦第六章沙漠研究。主要讲述沙漠综合考察研究及古地理、古环境研究的方式与方法。⑧第七章国内外主要沙漠简介。介绍国内外主要沙漠的分布、成因以及基本特征。

(二)“沙漠学”教学方式与方法的改革

教学方法上采用课堂讲授与课下自学相结合、室内实验与野外实习相结合,采用启发式教学,鼓励学生自学,培养学生的自学能力,以少而精为原则,精选教学内容,精讲多练,增加讨论课,调动学生学习的主观能动性。重点培养学生的自学能力、动手能力和分析解决问题的能力。教学手段上运用现代信息技术,采用以多媒体为代表的现代教学手段与传统教学手段相结合,适当插播实验教学录像片和幻灯片,逐步完善电子教案和CAI课件的应用,使抽象内容具体化、形象化,增加学生的感性认识,提高教学效果。

自2004年以来课程组开始探索现代化教学方法。在传统教学的基础上,进行了一系列教学改革与实践,制作完成了电子教案、多媒体课件,并建立了教学网站,实现了电子化教学,使课程教学上了一个新台阶。主要包括:①电子教案。分别于2004年和2006年制作完成;②多媒体课件。2004年设立“沙漠学”多媒体教改课题,2005年课程PPT课件通过学院验收,并首次在2001级水土保持与荒漠化防治专业教学中使用了多媒体教学;③精品课程及网站建设。2006年由学校批准设立“沙漠学”校级精品课程建设项目,2008年精品课程建设通过验收,并建设开放了课程教学网站。教学网站不仅包括了传统的教学内容,还增加了大量对学生学习有益的土壤风蚀和沙漠形态的图片资料、习题和试题库,同时还设立了师生交流区、学生评教等栏目。

“沙漠学”教学网站的建设,适应了以计算机网络、多媒体教育和数码技术为核心的现代教育技术的发展,打破了传统教学内容体系的限制,建立了不受时间、授课空间和教学内容限制的教学方式,符合现代教育技术发展趋势。网络教学具有以下特点:①资料丰富,图文并茂;②运用动画技术设计部分原理动画,展示一些沙漠形态及发育过程,变抽象变化为形象动画;③网上作业练习测试,教师可设立主观性简答题,学生可在远程进行答题,教师可通过浏览留言板对学生进行评分,修改不正确答案,也可进行相应的答疑辅导;④教师与学生、学生与学生之间可通过BBS进行双向、定时和远程交流;⑤概念查询,学生通过输入名词概念找出相关解释等信息,帮助学生理解;⑥设立图库、参考资料库和专业进展库,可扩展学生的知识面,培养专业兴趣,激发学习热情。

(三)“沙漠学”课程实践教学的改革

1.实践教学的设计思想与效果

沙漠学是一门实践性很强的学科,具有特殊性和鲜明的特点。实践教学以实习为主,室内实验与野外实习结合,通过课程实习,使学生深入掌握沙漠形成、发展等理论知识,并掌握基本的沙漠治理、改造与利用等生产技能,同时要求学生理论联系实践,细心观察,认真总结,撰写好实习报告,为实践工作打好基础。本课程的考核方式除对基础知识的考试考查外,还对沙漠研究及沙漠治理的基本操作技术与技能也要进行实际考察,以提高学生对实际操作技能训练的重视和熟练程度。

多年的实践教学证明,通过以实习为主的教学实践活动,不仅增加了学生对沙漠及其防治和改造利用工作的感性认识,而且巩固了课堂教学所学的理论知识,并深切体会到了沙漠研究及开发治理的重大意义,收到了理想的教学效果[3]。

2.课程实践教学内容体系

实践教学与理论教学紧密结合,对增强学生感性认识,巩固课堂所学理论知识,提高实践能力有积极意义。在多年实践教学活动中,逐步综合归纳形成了一整套实践教学内容体系,包括沙源调查、沙漠化发生趋势调查、沙生植物调查、沙漠治理措施及效果调查等,突出了实践教学重点,重视实用性、可操作性。在教学中注重能力培养,注重教书育人,积极培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,成效显著[3]。

3.实践教学组织形式与考核

由于实习地点较远,以及时间和经费限制,本课程实习可与“荒漠化防治工程学”“风沙物理学”“防护林学”“草场经营学”“恢复生态学”等课程结合进行,但本课程实习应不少于1周时间。课程实习应以课程组为单元,分组实习,指导教师巡回指导的方式进行。实习结束后,要求每位学生在1周内提交实习报告。指导教师根据每个学生在实习中的学习态度及表现、实习报告的内容和质量评定成绩。成绩分为优秀、良好、及格和不及格4个等级。

(四)“沙漠学”教学条件建设

1.教学条件建设

(1)教材与课件

1996年由张广军主编,中国林业出版社出版了全国林业高等院校试用教材《沙漠学》,该教材填补了我国高校沙漠学教材的空白。随着现代信息技术的应用和普及,“沙漠学”教学手段和方法也得到了进一步提升,收到了更好的教学效果。为了改进教学方法和手段,提高教学效果,自教改项目实施以来,课程组相继开展了课程CAI、PPT多媒体课件、网络课件、电子教案、试题库、多媒体网络版实践教学和学习交流平台等建设,并逐步投入到课程教学实践中,经反复修改、充实、更新和完善,目前已基本形成了较完善的课程教学体系。

(2)实践教学条件

目前西北农林科技大学内建有水土保持与荒漠化防治综合实验室,在西北农林科技大学外设立了榆林毛乌素沙地教学实习基地,可以满足课程实验、实习教学需要。同时,依托科研项目或研究示范基地,把教学与科研有机结合,培养学生实践能力,提高教学效果。具体做法是:让学生从2年级起,利用课余时间和假期,开始参与教师的科研课题,有计划有步骤地开展科学研究训练,将教学与科研有机结合起来。在较长的教学活动中逐步地、系统地培养学生的科研意识,训练他们独立工作的能力。学生带着选择的课题利用节假日时间进行文献检索、资料查阅、实地观测和综合分析工作。这样既解决了实践教学经费不足和时间紧张的问题,又为毕业论文的撰写奠定了良好的基础。由于前期已完成大部分工作,学生在最后1学期的时间里,只需完成论文的撰写工作和毕业论文(设计)的答辩工作。因此,学生可以用更多时间做一些其他事情,包括复习考研、报考公务员和找工作等。这样既解决了毕业生没有时间找工作的问题,又保证了做毕业论文的时间和毕业论文的质量,对于提高学生的专业素质有很大帮助。

2.教师队伍建设

通过课程建设与教学改革,形成了一支年龄结构合理、整体素质好的教学团队,中青年教师的教学水平得到了迅速提高。目前课程组拥有教授1人,副教授3人,讲师1人,教辅人员2人,其中博士生导师1人,博士4人、硕士 1人。在教学实践中,教师积极开展教改研究活动,取得了一系列成果,获得了多项奖励,发表了多篇教改论文,推动了教学改革的发展。

三、“沙漠学”课程建设与改革成效

(一)课程建设与教学改革成果

课程开设10多年来,经过任课教师的艰苦努力,在课程建设与教学改革方面进行了一系列探索,取得了如下主要成果:①主编出版了全国高等林业院校试用教材,建立了电子版教材;②制作了CAI和PPT等多媒体教学课件,建立了教学网站;③建立了电子教案,制作了教学视频录像,建立了较完备的习题库;④培养了一支结构合理的、强有力的师资队伍;⑤完善了野外综合实习的内容体系和实习制度;⑥修订完善了教学和实习大纲;⑦积累了相当数量的教学参考资料(包括文字、图片和图像等多种资料);⑧在中国林业教育杂志上发表了“沙漠学教学实习的探讨”“大学双语教学的探讨”和“连续式教学方法在实践教学中的应用”等多篇教改论文。

(二)实践效果

本教改成果已经在2001～2008级水土保持与荒漠化防治专业教学中推广应用,收到良好教学效果[3]。从对历届近百名毕业生和在校生的问卷调查及相关单位的反馈意见看,“沙漠学”课程在教学环节的完整性、教学内容的系统性和教学手段与方法的先进性等方面具有一定创新性、实用性和可操作性,尤其采用多媒体教学和网站建设,对提高教学效果具有明显作用。

[1]吴发启,王健.水土保持与荒漠化防治专业课程体系的建立[J].水土保持通报,2006,26(4):56-63.

[2]张广军.沙漠学[M].北京:中国林业出版社,1996:1-10.

[3]高国雄.“沙漠学”教学实习探讨[J].中国林业教育,2004,22(4):50-51.