新时代“双一流”背景下地理科学专业的实验教学探讨

李勇，韩静艳，张兵

摘  要：新时代“双一流”背景下，地理科学教育工作者承担着新时代的使命和任务要求。实验教学是培养地理实践力和地理科学专业人才的重要途径。文章结合地理科学专业教学理念和实验教学实践，提出实验教学存在：重视程度不够、教学资源不足、教学手段局限和教学内容陈旧等方面的问题。建议通过：改进评价指标，重视实验教学、突出区域特色，扩充教学资源、应用新型技术，丰富教学手段、融合教学科研，拓展教学内容等措施改进教学成效，提高学生的地理素养，提升学生的思政修养，厚植学生的家国情怀，建设一流本科专业，培养高质量的地理科学专业人才，达到立德树人的根本目标。

关键词：新时代;双一流;地理科学;实验教学;高质量

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）32-0021-04

Abstract： Under the background of "double first-rate" in the new era， geographic science educators undertake new mission and tasks of the new era. Experimental teaching is an important way to cultivate geographic practice and geographic science professionals. This article combines the teaching philosophy of geography and the practice of experimental teaching. The main problems to the current experimental teaching were insufficient attention， insufficient teaching resources， limited teaching methods， and outdated teaching content. It is recommended to improve evaluation indicators to emphasize experimental teaching， highlight regional characteristics to expand teaching resources， application of new technologies to enrich teaching methods， integration of teaching and research to expand teaching content etc. To improve teaching effectiveness， to improve students' geographic literacy， to enhance students' ideological and political accomplishment， to cultivate students' home and country feelings， to build first-rate undergraduate majors and to cultivate high-quality professional talents in geographic science in order to achieve the fundamental goal of strengthening morality education.

Keywords： new era; double first-rate; geographic science; experimental teaching; high quality

新时代赋予了地理学新的使命，提出了新的目标。当今世界正经历“百年未有之大变局”，世界多极化和经济全球化加速致使全球政治经济体系重构。“一带一路”倡议和构建“人类命运共同体”的设想，为新时代全球治理变革提供“中国方案”。新时代赋予了地理学者新的重大历史使命，要发挥地理学科的优势和特长，面向国家重大战略需求，树立全球眼光[1]来解决资源、环境、灾害、发展等复杂问题[2-3]。为此，以建设世界一流大学和一流学科的国家战略，提升高等教育综合实力和国际竞争力，为中国的新发展提供智力支持。

一流本科教育是“双一流”建设的重要基础和基本特征[4]。提高学生的实践技能和创新能力，是一流本科教育的必然要求，也是地理学专业培养的重要目标。师范院校作为地理学人才培养、一流本科专业建设的重要单位，在学生培养过程中，进行了改革理念的探讨和实验教学的尝试，如地质学[5]、计量地理学[6]等课程教学;课程实践[7]、专业论文写作[8]等实践教学，促进了地理学专业实验教学的内涵式发展。但是，从地理学学科的角度探讨实验教学的尚少。本文以获批2019年度国家级一流本科建设点的天津师范大学地理科学专业为例，结合地理学教学理念和实验教学实践，对实验教学存在的问题进行了思考，探讨提高实验教学效果的改进措施。

一、地理科学专业实验教学的特点

（一）实验教学环节的重要性

地理实验教学是培养地理实践力和地理科学专业人才的重要途径。地理科学是一门经世致用、实践性很强的学科，在国民经济建设、社会经济发展、生态环境保护等方面具有重要作用[2]。实验教学在地理科学不同专业领域都发挥着重要作用，具有不可替代性。在美国新一代科学标准（Next Generation Science Standards）和英国新科学课程标准（National Curriculum）中都极为重视实验教学活动[9-10]，要求设计大量的实验，培养学生发现科学的能力。在我国中小学的课程标准和高校的专业培养方案中，都明确要求开展地理观测、实验、实训和实操等教学环节，培养具有扎實的理论知识和地理实践能力的高质量人才。

（二）实验教学内容的多样性

地理学具有综合性、交叉性和区域性的特点，实验教学的内容丰富多样。地理学的研究对象是地球表层的各种自然现象和人文现象，以及它们之间相互关系和区域分异规律，包括了地球各个圈层：大气圈、岩石圈、水圈、生物圈、土壤圈和人类圈。在学科层面，地理学一级学科（0705），下设自然地理学（070501）、人文地理学（070502）和地图学与地理信息系统（070503）等二级学科（专业）。而且，不同专业课程，如地质学[5]、计量地理学[7]、土壤地理学[11]等，传授的理论知识和实践技能不同。实验教学作为培养高质量专门人才的重要途径，不同学科、专业、课程的教学内容具有差异化和针对性。

（三）实验教学形式的创新性

地理科学专业实验教学形式是动态变化的、与时俱进的。地理学既是“俯以察于地理”的古老学科，又具有“探索自然规律，昭示人文精华”的先进理念[2]。户外实践与室内实验是地理实验教学的主要模式[11]。最早的地理实验教学因地图学习需要，要进行绘图实验和模型制作;后来因气候、地质地貌学习的需要，田野考察成为了地理实验教学的重要载体[12]。随着地理学的研究方法从“看”（观察地理现象）、“画”（定性记录）到“算”（定量计算、未来预测），以及实验教学条件的进步，新时代地理实验教学的类型变得更加丰富，同时对教学形式的创新性要求也越来越高。

二、实验教学的现状及问题

天津师范大学地理学是国内较早建立的地理学科之一，现为一级硕士学位授权点、天津市重点学科，是天津市地理学会挂靠单位，是天津市地理科普教育基地。地理与环境科学学院建有地理科学、人文地理与城乡规划、地理信息科学3个本科专业。现有校级重点实验室1个、校级协同创新中心3个、校级科研机构4个、省部共建实验室3个、专业教学实验室11个。建有蓟州区八仙山和中上远古界野外实习基地、秦皇岛柳江盆地野外实习基地。教学科研平台和基地建设为提升人才培养质量提供了基础保障。

天津师范大学重视实验教学环节，践行“勤奋严谨、自树树人”的校训，培育“学思并重、知行合一”的学风、“诚实守信、勇于擔当”的校风。在培养方案和教学过程中，以课程教学、室内实验、科普活动和野外综合实习等形式，做到知识传授和技能操作的入脑、入心。通过2周的野外综合实习，不仅强化了课堂教学效果，还提升了学生的学科认知;而且在“高强度、高综合”的实践教学中，磨炼学生的意志品质，提升学生的思政修养，培养学生的家国情怀。但是，实验教学与新时代地理学的培养目标、一流本科的建设要求，尚有一段距离。

（一）重视程度不够

对高质量人才培养理念和培养方式认知不到位，对实验地理教学的理论和实践不够。在地理科学专业，除野外综合实习和部分课程（植物地理学、地质学与地貌学、生态学、地理信息系统等）外，大多课程的教学仍以经验知识传授的课堂教学为主，实验教学的课时比例小，学生动手实践的机会少。当前的教学质量评价指标过于简单，主要评估实验室条件，对实验室内容与成绩、实验过程与效果等没有量化评估[13]，导致对实验教学的重视度不高。

（二）教学资源不足

实验教学的成效取决于教师水平、实验条件和科研平台等教学资源。教师是知识和技能的传授人，是教学资源的实施者。高水平的教师队伍是高质量实验教学的先决条件，其他教学资源是实验教学成效的重要支撑。教师地理素养受行为态度、主观规范、知觉行为等因素的控制[14]，主观能动性强的教师能充分调动有限的教学资源来开展实验教学活动。但是，部分教师为本科生上课的动力不足，现有实验条件不能满足高质量地理人才培养的需要。

（三）教学手段局限

教学手段是人才培养的重要路径。简单的教学手段很难培养出高质量的人才。在以教师讲授间接经验为主的教学中，如研究性学习、小组合作学习、活动课等，大多以学生实践活动的方式进行，学生直接参与性不够、体验式学习动力不足[15]。如今，“实地考察”和“地理信息系统”（GIS）反映了当前地理教育中的特色教学方式和信息处理工具[16]。传统的、简单的实验教学方式不能适应新时代一流本科教育建设的要求，应充分运用新方法、新技术丰富教学手段，多场景、高频次提供高质量人才培养通道。

（四）教学内容陈旧

地理教学内容过分陈旧，脱离现实生活，与国家战略和实际需求脱钩。由于地理课程结构的缺陷[17]、教学内容不能与时俱进[18]，学生会感觉其枯燥、简单，影响了课程的教学成效，打击了学生的主观能动性，导致教师和学生的实践能力、应变能力不能紧跟时代发展的步伐，不能适应新时代、新常态，也培养不出高质量的学生。在“学生中心、产出导向、持续改进”的理念下，以区域协同发展、生态环境保护、“一带一路”倡仪等国家重大需求背景下，要紧跟时代前沿，剔除陈旧知识，更新教学内容，扎实推动一流专业建设。

三、实验教学的改进措施

（一）改进评价指标，重视实验教学

突出人才培养理念和培养方式，提高人才培养质量，首先要改进评价体系。实验教学要以锻炼学生实验综合设计能力为宗旨，以综合性实验为依托，以满足学生要求和人才培养为目标。针对地理科学专业实验教学的现状及特点，可以建立以重要评估指标、次重要评估指标、一般评估指标和次要评估指标的实验教学层次评价体系，其中重要评估指标是评估的关键，包括实验综合设计能力、综合性实验、学生评价[13]。重要评估指标满足了“学生中心、产出导向”的理念，加强了实验教学的过程管控，提高了实验教学的重视度。

（二）突出区域特色，扩充教学资源

地理科学有区域性和交叉性，根据实际需求，充分利用现有条件，扩充实验教学资源。首先要“以本为本”，突出本科教育是大学的根本，扩充教师队伍、提升教师水平，有效利用实验室[19]。协同校内主导师、校外副导师、班主任、辅导员、研究生以及高年级本科生，形成独具特色的本科生导师制，促进教学与科研、教书与育人的有机融合[20]。其次，突出区域特色，营造学生爱学校、爱家乡、爱祖国的浓厚氛围。充分利用现有资源，以户外实践、野外实习等途径，让学生走出教室、融入校园、亲近山水、体会民俗。

（三）应用新型技术，丰富教学手段

新技术和多样化的教学手段能激发学生主动学习，提高学习效果。新型学习方式主要有：在线学习、基于问题的学习、移动学习、混合式学习和电子学习等[16]。在新时代，数字经济、人工智能、纳米技术、量子计算机等前沿领域蓬勃发展，新型冠状病毒肺炎疫情加速了线上教学的速度和进程。可以通过虚拟仿真、线上课程等途径，开展实验教学环节，丰富学生的学习体验。以团队小组合作的方式，增强学生的集体合作意识[21];以科普基础为依托，开展科普活动[22]，使实验教学因材施教，培养学生的创新能力，提高地理综合素质。

（四）融合教学科研，拓展教学内容

创新人才培养和一流学科建设要更新教学内容，促进教学科研的多维度融合。教学是基础知识和专业技能的传授，科研是前沿领域和实际需求的运用。通过整合教学与科研人力资源、设备设施，促进教学与科研的协同提高[23]。在参与科研项目中，学生能运用所学，提高实践能力，训练科研能力[24]，既能提升实验教学质量，又能为科研提供新动力。通过以科学问题为导向的体验式学习[25]，整合了现有的教学资源，更新了陈旧的教学内容，培养学生的科学思维能力、创新意识和综合素养。

四、结束语

新时代“双一流”背景下，地理科学专业实验教学的创新是一个循序渐进的过程，需要教育工作者因材施教、与时俱进、久久為功，把新理念、新技术和新知识融入实验教学中，提高人才培养质量。现有的实验教学改革探索，主要通过构建课程实验教学、野外实践教学和科研能力训练为举措，以本科生导师制、课程体系建设、专业技能竞赛、创新创业教育、科研创新项目、校企合作平台、教学团队建设、科普基础等方式，让每一门课程有内涵、每一位教师有底蕴，切实增强学生的获得感，达到立德树人的根本目标。

随着全面建成小康社会和国家重大战略的需求，地理学知识不但为专业人员所需，而且已成为规划和决策工作者的必备条件。地理学教育是国民素质教育的重要组成部分。地理科学教育工作者承担着更高的时代使命和任务要求，不仅传授学生专业知识和技能，更让学生树立正确的世界观，增强爱国意识、环境意识、海洋意识等。由于作者研究视野局限、教学经验不足，仅以管窥豹的角度，抛砖引玉地提出实验教学的一些思考和改进措施。

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