地学背景高校环境科学专业自然地理学教学改革实践

刘德深，刘辉利，游少鸿

(桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林541004)

自然地理学是研究自然地理环境各种要素及其相互关系，阐明自然地理环境的结构、功能、物质迁移、能量转换、动态演变以及地域分异规律的学科。自然地理学的研究对象是自然地理环境，包括只受到人类间接或轻微影响，而原有自然面貌未发生明显变化的天然环境，和长期受到人类直接影响而使原有自然面貌发生重大变化的人为环境［1-2］。

桂林理工大学是以地学为背景的综合性大学，最早为1956年，国家重工业部在广西组建的桂林地质学校，1978年桂林冶金地质学院，1993年桂林工学院，2009年3月学校正式更名为桂林理工大学。我校环境科学专业是从地球化学专业转型而来，跟地学有紧密联系，考虑到知识传承，同时也为培养服务地方经济发展专门人才需求，为广西产业特点的有色金属行业培养环保人才，因此开设了地学类相关课程，自然地理学即为地学类课程之一。本着对环境科学专业的要求，对自然地理学课程教学进行一定的改革实践。

一 教学改革思路

我校环境科学专业培养目标是培养具备系统的环境科学基础及具有较全面的环境科学专业知识和技能，受到科学研究、应用研究和环境管理的基本训练，具有良好的科学素质及一定的研究、开发和管理能力的科学技术人才。学生毕业后能在科研机构、高等学校、企事业等环境保护事业相关科学领域从事科研、教学、环境保护和环境管理等工作。

相比来说，环境科学专业后续专业课程安排着重在具体环境科学知识的教授和能力的培养，而作为专业基础课的自然地理学，开设在先，一方面侧重学生宏观环境意识的培养，比如:全球环境问题的认识，人与环境;人—地关系观察认识的培养，另一方面，应侧重解决本地区有色金属工业带来的系列环境问题的知识教授和能力培养。由此针对自然地理学课程理论和实践教学进行了教学改革。

二 教学改革实践内容

1.教学内容改革

自然地理学课程主要包括地球概论、气象气候学、地质学基础、地貌学、水文学、土壤地理学、植物地理学、综合自然地理学等分支学科内容。考虑到我校地学背景和环境科学专业及人才培养目标需求，本课程理论教学内容加强了矿产资源开发等人类活动引发的地质灾害、环境污染、生态破坏等部分内容的案例讲授教学，同时鉴于广西及我国西南地区为岩溶广泛发育特色地区，授课内容也加强了石灰岩地区环境、生态环境及土壤发育等相关内容教学。实践环节教学则侧重桂林周边漓江流域岩溶发育特征、岩溶地区土壤发育特征及结构观察、南岭山脉主峰之一猫儿山地区生态环境观察等内容。

2.教学方法改革

(1)强调自然因素与人类活动对环境及生态环境的综合作用

根据自然地理学的学科特点，强调各种自然因素的环境、生态环境作用的同时，提醒学生关注，近年来的人类活动对自然地理现象的影响程度越来越大。很多自然地理现象的形成是多种因素综合作用的结果，各种自然因素固然起到非常大的作用，但某些自然地理想象的产生，人类活动已经能够越来越成为主要因素。例如，在南方岩溶石山地区广泛发育的“石漠化”现象，其成因有自然因素，也有人为因素，往往是二者的综合作用成因。自然因素是石漠化形成的基础条件。岩溶地区丰富的碳酸盐岩具有易淋溶、成土慢的特点，是石漠化形成的物质基础。山高坡陡，气候温暖、雨水丰沛而集中，为石漠化形成提供了侵蚀动力和溶蚀条件。因自然因素形成的石漠化土地占石漠化土地总面积的26%。

作为自然因素:强烈的岩溶化过程、地质条件、地形、地貌因素、植被生长环境等都是石漠化发育形成的基础条件。而人为因素是石漠化土地形成的主要原因。岩溶地区人口密度大，地区经济贫困，群众生态意识淡薄，各种不合理的土地资源开发活动频繁，导致土地石漠化。人为因素形成的石漠化土地占石漠化土地总面积的74%，主要表现为:过度樵采、不合理的耕作方式、过度开垦、乱砍滥伐、不合理放牧都是形成石漠化的重要因素。

(2)灌输全球环境、宏观环境与微观环境紧密相关紧密结合的观念

鉴于环境科学专业开设主要专业课程主要有水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理工程、环境监测、环境影响评价等具体环境问题相关的课程，如何将所学课程与现今全球性环境问题相结合，对学生培养非常重要。例如:全球变化、全球变暖、臭氧层空洞，酸雨问题，结合自然地理学气候气象学、宏观环境，大气圈，生物圈，岩石圈，土壤圈的尺度来理解这些具体环境问题。

(3)改革课堂教学方法，采用多媒体结合课堂讨论式教学，调动学生学习自主性。在课堂上除要求教师认真备课，做好多媒体课件、根据专业特色，适当取舍组织使用教材、课堂上认真教授外，近年来我们还积极查阅有关的影像视频材料，采用边观看、边讲解、边讨论的教学模式，使课堂气氛活跃，学生参与积极性高涨，教授内容形象生动便于理解，收到了良好的教学效果。改变了以往老师讲学生听的乏味的常见课堂现象。

3.实践教学改革

自然地理学作为实践性很强的课程，其实践教学是必不可少的关键教学环节，对理解课堂教学内容和整个课程相关科学知识的学习具有非常重要的作用和意义。通过理论联系实际加深学生对自然地理学中基础知识、基本理论的理解和掌握，帮助学生掌握区域综合调查及分析的方法，培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生的科学精神和实际动手能力［3］。

(1)加强野外实习基地建设，做好实习路线选择。自然地理野外实习地区的环境特征直接影响着实习内容及实习效果，所以要真正搞好野外实习，达到预期的实习目的和实习效果，必须充分论证，选择好实习路线加强实习基地建设十分重要。根据课程特色，理想的实习地区应该具有自然地理组成与结构的复杂性、鲜明的地带性、交通便利性和经济可行性。

我校环境科学自然地理学教学实习时间为期三周，通常安排在第二学期期末(18-20周)具体时间根据年度教学安排确定，实习路线主要有桂林气象局、桂林猫儿山、桂林尧山、桂林灵川大圩-大境、桂林-漓江-阳朔、桂林唐家湾-森林公园、桂林灵川潭下-青狮潭等九条线路。主要内容包括:河流地貌、岩溶地貌、花岗岩地貌、气候气象观测及大气观测、石灰岩地区植被生态环境、花岗岩地区植被生态、碎屑岩地区地貌植被、岩溶地下水、环境地质等。其中野外实习两周，室内整理和编写实习报告一周。主要实习路线及其主要内容介绍如下:

第一，桂林气象台大气及气象观测观测参观调查

位于桂林市北部，为国家气候基准观测站，拥有目前国内常规气象及大气观测全部仪器设备，能人工和自动进行各种气象要素的观测，如温度、湿度、风速、风向、地温、降水量、蒸发量等。比较先进的有:多普勒气象雷达、L波段大气观测雷达。另外还能进行与大气环境有关的大气成分测量，目前主要可自动监测大气黑炭和气溶胶。结合学习各种天气现象及气候基本知识。大气监测、气象观测的主要要素，观测方法及监测、观测仪器设备。天气预报会商、气象数据采集及传输等。

第二，漓江实习路线(岩溶地貌及溶洞)

起点龙船坪码头终点阳朔。漓江发源于兴安的描儿山，由桂林沿漓江到阳朔大约是83km的水程，是山水甲天下的桂林风景的精华所在。桂林到阳朔的如画美景主要是由千姿百态的岩溶地貌和清澈晶莹的漓江流水构成的。漓江由桂林至阳朔段沿岸岩溶地貌发育，类型多样，其分布具有一定的规律性，即桂林市区附近为孤峰平原。桂林市区以南至阳湖，逐渐转变为峰丛洼地和峰林谷地地貌。沿江可以看到较多的溶蚀边槽和多层溶洞，如象山、七星岩、穿山、月亮山等溶洞。它们分别对应着桂林地质历史时期的四次较大的地壳抬升运动。在冠岩可看见地下暗河。溶洞内多发育各式各样的石幔、石忡钟乳。石笋。沿江出露的地层有下泥盆统(D1)、中泥盆统信都组(D2x)、中泥盆统东岗岭组(D2d)、上泥盆统(D3)及下石炭统岩关组(C1y)和大塘组(C1d)。除下泥盆统(D1)、中泥盆统信都组(D2x)为砂岩及粉砂岩以外，其余均为石灰岩及白云岩。尤其是中泥盆统东岗岭组(D2d)和上泥盆统融县组(D3r)的层厚质纯的石灰岩为岩溶地貌的发育提供了物质基础。此外沿途还可看到河漫滩、边滩、心滩、河流阶地、褶皱构造、大型的节理面及单面山地貌。

第三，猫儿山实习路线(花岗岩及土壤剖面分带)

沿盘山公路观察土壤和植被分带特征。根据1996年国家气象局的气候区划，猫儿山地处中亚热带季风湿润气候区，但其同时受海拔高度、山地地形和森林等地理环境因子的综合影响，表视为明显的亚热带山地气候特征。成土母质为花岗岩，从山脚到山顶，其土壤类型具有明显的分带特征:400m标高以下为山地红壤、400-700m标高为山地黄红壤、700-1200 m标高为山地黄壤，1200-1400m标高为山地生草棕壤、1400-1800m标高为山地黄棕壤、1800-2000m标高为泥炭土(主要在八角田一带)、2000m标高以上为山顶矮林土。猫儿山林区是我同中亚热带保存较好并有一定代表性的天然林区，地带性植被类型为常绿阔叶林。植被的垂直分布较明显，从山脚到山顶，依次出现的植被类型为常绿阔叶林和常绿针阔叶人士林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林和常绿针阔叶混交林、山顶矮林和山顶灌草丛。

(2)编写野外实习指导书，提高实习质量和效率。编写实习指导书是建立在调查研究和收集实习基地资料的基础上进行的。这几年我们编写了实习地区自然地理野外实习教材及实习指导书，一方面教师能够全面系统地有根有据地向学生讲解实习地区自然地理特征，避免空泛的一般性介绍，从而使学生对实习地区的自然地理环境有较全面、系统深入的认识，收到理论与实践相结合的效果;另一方面学生对实习范围、路线和具体内容事先有较系统的了解，使实习过程化被动为主动。因此编写野外实习指导书也是提高野外实习质量的重要一环［4］。

(3)鼓励学生自主学习独立观察，培养学生实际工作能力和创新思维。野外实习是教学中的主要实践活动，能培养学生野外实地工作能力和有关基本技能，使学生对理论知识产生感性认识。例如为使学生充分理解土壤和植物这一部分知识，选择了土壤和植被垂直地带性都明显的广西猫儿山自然保护区实习路线，先鼓励学生自主观察不同海拔的土壤类型和植被类型，要求学生讨论它们在形成上的相互影响，教师总结讲解，将课堂上和书本上对自然地理环境中各成分之间的相互联系引入现场观察，培养学生理论联系实际能力，并培养学生不唯书、不唯上的创新精神。

这种学生观察、讨论、发言、教师重点讲解的现场教学模式，收到了明显效果，学生普遍反映收获很大。

三 结论与建议

1.环境科学专业自然地理教学改革是提高教学质量，培养学生环境保护意识，培养面向广西及西南岩溶区环境保护专业人才的必须。通过理论学习及典型地区野外实践教学，使学生理论联系实际能力普遍提高，创新能力和创新意识得到加强。学生在专业知识阔展，野外操作能力，综合分析能力，心理品质等方面得到锻炼与提高，为毕业后从事环境保护专业工作打下较好基础。

2.加强与完善自然地理野外实习基地建设。经过几年实习和全体师生的努力，使得桂林邻边地区气象局、猫儿山及漓江等几条自然地理实习路线初具规模;实习内容逐年丰富，有较完整的教学大纲与计划。但仍有一些科目的实习内容不能开展，部分实习点、路线还不太理想，需进一步调整。

3.教师队伍建设。自然地理野学教学要求教师不仅有较为丰富的专业理论知识，还要有较为丰富的野外工作经验和应变能力。目前我专业自然地理学教学教师只有两名，相对来说，承担野外实践教学环节人力不足。因此，需要增加培养锻炼野外实习指导教师1-2名，加强野外实习指导教育的梯队建设是自然地理野外教学实习继续下去的基本保障，应予以重视。

4.实习时间及经费投入。虽然近年来我校对实践教学环节逐渐重视，实习经费有所增加，但仍仅能维持实习期间师生部分开销，真正投入到基地建设中的甚少，使部分实习难于深入开展，实习时间受到限制，从而也影响了实习效果。

［1］王 建.现代自然地理学［M］.北京:高等教育出版社，2001.

［2］伍光和.自然地理学［M］.北京:高等教育出版社，2000.

［3］刘富刚.自然地理学教学改革与创新思考［J］.高等理科教育，2008，81(5):97-100.

［4］刘长运.自然地理学教学改革探讨［J］.南都学坛(自然科学版)，2000，20(6):89-91.