论生态定位站对高校实践教学的支持作用

王若水 张建军

作为高校教学的重要组成部分，实践教学已成为高素质创新人才培养的重要环节，也是提高学生创新实践能力的重要手段[1-2]。近年来，教育部门对实践教学的投入和重视程度逐渐加强，国务院办公厅《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（国办发〔2015〕36 号）明确指出：“面向全体、分类施教、结合专业、强化实践，促进学生全面发展，提升人力资本素质，努力造就大众创业、万众创新的生力军。”[3]但高校长期采用以知识传授为主的教学模式，加之受学生的惯性认识和政策导向等多方面因素的影响，导致目前不少高校的实践教学内容较为陈旧[4]，实践教学与理论教学割裂现象严重，使得社会的客观需要与学生的主观需求之间越来越不相适应，实践教学的质量和效果难以得到保证[5-6]。

生态定位研究站是高校和科研机构中非常重要的科研平台，我国农林类高校均建有不同级别的生态定位研究站，这些生态定位研究站主要承担着数据积累、科学研究和科学普及等任务。生态定位研究站可以对生态系统的基本生态要素长期进行连续观测，收集、保存并定期为高校或科研机构提供数据信息。同时，高校和科研机构基于观测数据来开展生态基础理论和应用技术研究，有利于促进国家生态工程建设。此外，以生态定位研究站为依托，我国各高校和科研机构培养了大批高水平科研人才和科研队伍。生态定位研究站除了具有科研平台的功能之外，还能促进实践教学活动的开展，这也为实践教学的模式创新和质量提升提供了新的方向。因此，本文以北京林业大学水土保持学院山西吉县森林生态系统国家野外观测研究站（吉县站）为例，探讨生态定位站对高校实践教学的支持作用。

一、吉县站的相关情况

北京林业大学山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站（吉县站）是我国林业和水土保持专业人才培养的重要基地，该校以科研项目为依托，培养了大批高水平的技术人才、学术骨干。其中，对国家有突出贡献的中青年专家3 名、中国青年科技奖获得者2 名、司局级业务管理干部6 名，累计培养了博士生100 余人、硕士生300 余人。目前，每年都有50 多名博士、硕士研究生参与吉县站的野外观测和科学研究工作。水土保持与荒漠化防治专业本科生的水文学课程、林业生态工程课程等均在此开展课程实习，同时该站还是北京林业大学本科生暑期社会实践基地。

二、在吉县站开展实践教学活动的特点

（一）特殊的地理位置和区位优势

吉县站位于黄土高原东南部，年平均降水量为579.1mm，年平均蒸发量为1729mm，地势东高西低，海拔为393.4m—1820m，属于典型的黄土高原残塬沟壑区和梁筛丘陵沟壑区。基地大部分地形为典型黄土高原侵蚀地形，特殊的地形地貌特征可为水土保持与荒漠化防治专业的本科生课程（比如土壤侵蚀原理课程和水土保持学课程）、自然地理与资源环境专业以及林学专业的本科生专业基础课程（比如地质地貌学课程和气象学课程等实习课程）提供大量的实践素材。此外，吉县土壤主要为褐土：农田和部分侵蚀沟为丘陵褐土，土壤贫瘠；海拔1450m 以上的山地多为普通褐土；海拔1600m 以上的林地中有淋溶褐土分布，土壤肥沃。森林植物地带属暖温带褐土阔叶林地带向森林草原地带过渡的地带，特殊的生态群落及土壤分布同样可以为农林类本科专业的基础课程，如生态学课程、土壤学课程等，提供丰富的实践教学素材。而吉县站丰富的天然植被和人工植被等植物资源，亦可为植物学、自然地理学等课程提供大量的教学实践素材。近年来，北京林业大学水土保持与荒漠化防治专业的基础课程，如地质地貌学课程、水文学课程、土壤侵蚀原理课程，也将实习内容安排在吉县站完成。

（二）促进科研成果与教学的融合

实践教学的开展离不开一流科研成果的支撑，没有科研知识传授的实践教学只能是无源之水。吉县站长期积累的科研成果以展板形式展现在教师和学生眼前，在开展教学活动的过程中，教师应潜移默化地将这些科研成果与实习课程相结合，并将其介绍给学生。比如，在土壤侵蚀原理课程实习过程中，教师可以将吉县站所创造的径流林业系列科技成果结合课程里的知识介绍给学生，并让学生结合吉县特殊的地形地貌自主设计水土保持林的配置，以此来获得较好的教学效果。教师在科研平台的支撑下开展实践教学，更有利于促进教学过程与科研成果的相互融合。同时，吉县站深厚的科研底蕴为学生提供了很好的创新科研平台。

（三）激发学习积极性，培养团队协作能力

在农林类的专业课程教学过程中，课程本身的趣味性很容易被模式化的PPT 和大量枯燥的教学知识点所磨灭，其实习课程一般远离教室，容易将课堂与校外实习分裂开来。而在吉县站开展的实习课程多以“流动课堂”的方式进行，这极大地激发了学生的学习兴趣和求知欲。比如，在林业生态工程学课程实习过程中，教师可以带领学生进入不同林分类型的森林，使学生身临其境，更好、更主动地学习和理解不同林分类型对土壤、大气以及林下植被的影响。

吉县站距离县城较远，而到站学生的实习任务繁重。这就要求学生彼此之间必须相互协作才能完成各自的实习任务，因此团队协作能力的培养也逐渐成为吉县站发挥教学作用的重要方面。比如，在2018年夏季，水土保持学院张建军教授带领7 名学生在吉县站开展了近50 天的野外调查工作，在不间断的酷暑和暴雨等恶劣条件下，学生协作完成了典型植被野外样地调查、自然降雨条件下径流泥沙测定等研究，在获得了宝贵的课程实习资源与数据的同时，更增进了学生之间的情谊。

（四）实践教学设备齐全，基础条件优越

经过多年的积累与建设，吉县站已拥有较为完善的观测设施和仪器设备。这些仪器设备平时主要用于科研观测，而在教学实习开展阶段，亦可作为教学实习观测设备，以供本科生实习课程使用，比如水文学课程、土壤学课程、自然地理学课程等。吉县站拥有完整的气象、土壤、水文、植被观测设施，可为水土保持与荒漠化防治的专业主干课程（比如土壤侵蚀动力学、生态水文学、保护生物学、测量与遥感、土壤学与地质基础、土壤侵蚀原理等）开展野外实习提供观测取样数据。目前，北京林业大学水土保持学院吉县站基地内有长期固定综合观测样地8 块，植被观测固定样地32 块，同时在蔡家川基地有试验流域面积40km2。此外，两个试验区内的实验与生活办公区土地总面积为7346.82m2，可同时容纳100 人到站开展教学实习活动。正是因为吉县站有着上述优越的条件，且依托单位对其有持续的建设投入，近几年每年到站开展实习的本科生人数呈上升趋势（见图1），且实习课程也由2016年的水文与水资源学这一门课程，增加到了2019年的水文与水资源学、地质地貌学、林业生态工程学、自然地理学四门课程。

图1 吉县站到站实习人数与实习课程数

三、完善吉县站建设的相关建议

（一）改革管理与运行机制

目前，吉县站的管理模式和运行机制主要是针对科研活动，因此需要将吉县站作为教学实习和科研活动的综合实验站进行重新定位，对台站进行总体布局和合理规划，建立基于教学和科研两方面的高效运行机制和先进的管理模式，提高吉县站的资源使用效率，确保其正常运转。比如在台站的中长期建设规划目标中，需要明确将本科生教学实践部分纳入规划制定，明确管理责任。同时，还要制定一系列针对本科生教学实习活动的管理规定，包括对到站师生的日常管理、实习仪器设备借用和责任归属、观测活动的行为规范等。

（二）建立支撑保障体系

吉县站作为国家级野外观测研究站，其每年的运行经费一部分来自科技部，另一部分来自国家林业和草原局，且运行经费主要用于支撑台站的长期科研观测，而用于教学实习以及相对应的教学基础设施的建设经费相对缺乏。这导致目前台站用于教学的基础设施改造、设备维护和技术人员培训等相对滞后，从而给实践教学的效果和质量带来一定的影响。因此，台站依托单位应建立并规范经费需求审核程序，健全经费增长机制，加强支撑教学实习功能的基础设施建设。此外，台站还需利用好一流学科平台建设等有利契机，科学合理地进行规划，主动争取依托单位的人力、物力支持，同时也要积极利用社会资源，依托社会各方力量，建立形式多样化的教学和科研平台，充分借鉴其他地区优秀的综合实验站建设经验，有效结合自身条件，探索出一条适合自身的发展模式，把吉县站建成集科研、教学、科普培训、技术示范于一体的综合实验站。

（三）改进教学方式，开发新型教学模式

尽管目前国内众多高校都在充分利用自身的科研平台资源开展实习教学，但很少有教学人员会充分利用科研平台及自身条件来优化不同的科研资源，进行教学方式的改进，并建立一套适用于该科研平台的教学模式。吉县站的各类观测设施比较齐全，且集室内教学与野外科研设施于一体，教师在授课过程中，需要充分利用这一特殊属性，大胆尝试不同的教学手段。尤其是在实践教学过程中，教师可将室内教学与室外活动进行灵活穿插，这样既能让学生掌握理论知识，也能锻炼学生的动手能力和洞察能力。比如，在吉县站进行土壤侵蚀动力学课程实习过程中，实习教师在室内讲解完理论知识后，还应充分利用台站现有的仪器资源，让学生自主设计实验，验证不同雨强和植被覆盖条件下的土壤侵蚀强度。同时，参与实习的学生亦可结合自己感兴趣的研究方向，在原有的实验场地开展其他实验，这项教学举措能让学生在掌握土壤侵蚀动力相关知识的同时，激发其对科研工作的兴趣。

对吉县站开展的本科生实习课程教学方法和教学模式进行总结可以发现，高校依托生态定位观测研究站开展实习教学，可有效促进科研与教学资源共享，节约财力和物力的投入。同时，还可有效实现科研反哺教学，激发学生主动学习的兴趣，锻炼学生的科研思维，培养学生的创新意识和综合实践能力。此外，还要努力在防护林体系空间配置与结构、森林水文、防护林体系综合效益定位监测与评价等方面的研究基础上，实现当地生态环境的改善和促进社会经济的可持续发展。但目前依托野外实践教育科研平台进行实践教学的模式尚处于完善阶段，其发挥教学作用的辐射效应还不够明显，运行模式和管理机制尚不够健全，支撑实习教学的保障条件还需进一步优化，可用于台站功能拓展的代表性教学成果产出还有待加强，所以这些都需在未来的台站规划和建设过程中进行不断的完善。