案例与图像衍生教学法在“土地生态学”课程中的应用

谢苗苗，张建军，付梅臣，赵中秋

中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京 100083

教学方法

案例与图像衍生教学法在“土地生态学”课程中的应用

谢苗苗，张建军，付梅臣，赵中秋

中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京 100083

“土地生态学”课程是面向土地资源管理及相关专业本科生的基础课程，以培养学生的生态学思维与土地生态实践技能为教学目标。本文结合土地科学学科体系与学生特点，利用案例的典型性与图像的可衍生特性，构建了以案例与图像衍生教学法为主的教学模式，围绕主要知识点与关键应用技能，利用相关前沿成果选择案例与图像，在教学过程中关注引导与互动，教学设计与实施反馈相结合，并针对“土地生态学”课程安排提出了案例教学法与图像衍生教学法的设计原则与主要内容，课程实施取得了良好的教学效果。

土地生态学；案例教学法；图像衍生教学法；土地科学

自20世纪中后期以来，资源短缺、生态破坏、环境污染和能源耗竭等一系列生态环境问题成为制约人类生存和发展的重大问题，也为土地利用与管理提出保护生态环境、促进可持续发展的要求，土地生态学就是在这一形势下应运而生的一门学科，以研究土地生态系统的特性、结构、功能和优化利用为核心命题[1]，在土地科学体系中属于土地基础科学范畴。土地生态学课程作为土地资源管理特色专业建设中的必要基础课程[2]，旨在巩固本科生的学科基础，掌握土地生态调查、评价、规划及保护等基础理论，强化应用技能，培养学生关注并保护生态环境的意识与使命感。案例教学法[3]与图像衍生教学法[4]的结合不仅可以提高学习主体的自觉意识和能力，提升学生在教学过程中的地位，增强学生在课堂上的能动性，而且能够降低知识难度，提高学生的思维能力以及解决问题的能力。本文以中国地质大学（北京）“土地生态学”课程为例，结合土地资源管理特色专业教学改革，将案例教学法与图像衍生教学法应用于课堂教学中，紧密围绕土地生态学及相关学科的基础理论、技术体系与应用领域，探讨其独具特色的教学模式，以不断完善该课程的教学内容与方法。

一、案例与图像衍生教学法概述

1.内涵

案例教学法在1870年由哈佛大学法学院院长朗德尔教授在法律教育中引入并大力推广[5]。其核心是“案例”的选择，是通过模拟真实的事例，让学生在特定的情景中进行体验、分析和决策，从而培养学生独立思考及解决问题能力的一种教学方式[6]。

图像衍生教学法的教学基础是图像信息的表达与展示，并以此为基础进行知识的引申及传播，通常是指在课程教学过程中，选取可突出表达讲授内容的图像作为教学材料，培养学生发散性思考、分析、判断以及决策的能力，以提高教学效率、提升教学效果的教学方法[4]。

2.特点与适用范围

案例教学法是一种先进的教学方法，它以客观收集的具有代表性的实际案例为素材，以教师引导与学生讨论相结合的方式开展教学活动，具有问题的情境性、案例的多样性、学生的主体性、过程的互动性、思维的启发性、形式的实践性以及结果的多元性等特点[7-9]。它注重学生专业技能的培养，着眼于培养学生的创造能力与解决实际问题的能力，使学生对所学知识做到融会贯通[10-11]。

图像衍生教学法突出图像衍生效果在教学中的作用，强调的是广义图像信息的延展，在增强学生感性认识的同时，加强理性分析与逻辑推理。图像衍生教学法具有形象直观性、信息丰富性以及信息拓展性等特点[12]。因此，图像衍生教学法广泛应用于基础性学科，如地理学、物理学、材料化学、地质学等，也可用于应用性学科，如风景园林学、景观生态学、土地资源学等。

图像衍生教学法在一定程度上是案例教学法的重要补充，二者的结合，不仅可以使案例更生动、形象，而且使知识点通俗易懂，利于知识的具体化、条理化、规律化及学习知识的发散与敛聚[2]。

二、课程定位与特点

“土地生态学”课程教学与研究的基本目的是为土地利用规划中的生态规划、土地利用工程（即对土地合理开发利用、治理与保护所实施的综合工程技术措施）中生态保护和土地质量管理提供理论依据。“土地生态学”课程的主要任务包括：一是应用生态学原理指导土地开发、利用、整治、保护和管理；二是揭示土地利用过程中的生态学及其演变规律。

针对土地资源管理专业本科生生态学基础知识不足的特点，笔者将促进学生具备生态学思维、掌握生态学基础理论作为“土地生态学”课程的教学任务之一。课程学习宜采用生动丰富的案例与图像形式深入浅出地解释生态学现象，激发学生的学习兴趣，引导学生进入土地生态学的知识领域。这也是在“土地生态学”课程中施行案例与图像衍生教学法的重要意义所在。

课程体系包括学科理论基础与应用实践两个主体部分，共7个章节（图1）。理论基础部分筛选重要理论，普遍采用图像衍生教学法，不仅能够引导学生自主学习的兴趣，夯实学科理论基础，而且可以节约课堂时间。应用实践部分减少常识性理论与描述性程序方法的介绍，重点采用案例教学法，以典型案例讲授土地生态学中应掌握的关键技能。

图1 “土地生态学”课程安排

三、案例与图像衍生教学法设计

1.教学法设计流程

案例与图像衍生教学法相结合在“土地生态学”课程中的应用目的在于更好地执行教学任务，激发学生学习兴趣，促进学生研究能力的提高。在教学法设计过程中，教师应该注意与主要知识点和关键技能的紧密结合，在案例和图像衍生中传授知识点，并关注实践技能中的关键步骤与原理。在案例与图像衍生教学法的流程设计中，提炼主要知识点与归纳关键技能是核心，根据前沿成果选择案例与图像是关键，设定教学程序的导语、知识点解析、图像解释与衍生、案例的提出与解析是主体，引入互动环节是教学法实施的保障。教学实施与反馈促使案例更加符合学生的理解与接受能力，从而不断完善教学方法、提高教学效果（图2）。

图2 案例与图像衍生教学法设计流程图

2.案例教学法的应用

案例教学法在“土地生态学”课程中应用主要依循：（1）案例分解与课程知识点紧密结合。不应该就案例谈案例，而是要将案例的每个环节回归到课程中的知识点内，由典型性到普适性，借由案例夯实学生的理论基础与实践技能。（2）案例选择具有典型性与代表性。选择经典的经过学术界公认的高水平研究成果作为案例，既可以增加学生的认可度，也可以提供完整的方法架构。（3）案例讲授需具有引导性。将启发式提问、学生讨论与教师讲解结合起来，在案例介绍之初可以向学生发问，“如果遇到这种情况，你如何解决？”促进学生思考与讨论。

在具体讲授过程中，采取“大小案例相结合、广博精深互配合”的原则引入案例分析。在理论基础部分，以覆盖范围广的小案例凸显理论的普适性，每一个理论每一个知识点都采取一个案例图像化显示辅以说明解释，深化学生的理解。对于应用性强的技能培养环节，各选择一个独立的研究课题介绍思路、程序、方法与技术。

3.图像衍生教学法的应用

图像衍生教学法作为案例教学法的补充，教学方法设计理念是从1个知识点、思路或基本技术流程向外通过图像延伸与扩展，从而激发学生举一反三的能力。选择图像并进行衍生设计是其中的关键，根本目的包括：一是帮助学生理解定律与理论，启发学生根据图像进行主动思考，调动学习的主动性；二是开拓视野，了解国内外前沿研究成果，激发学习兴趣。针对这两项目的，笔者结合“土地生态学”的教学内容，图像衍生教学设定为6类方式（表1）。

表1 图像衍生在“土地生态学”中的应用

由表1可见，第1种适用于表征地域特征，描述生态学现象的实地照片资料；第2种有助于理解理论的概念模型示意图，适用于生态学与土地生态学基础理论的讲述；第3种有助于理解不同定律间关系与方法流程的框架示意图，适用于实践环节关于技术方法流程的讲述；第4种有助于理解空间分布规律的地图，结合地图衍生教学方式引导学生掌握土地生态规律的地域分异规律；第5种有助于理解理论内涵的漫画，采用形象与灵活的形式讲述理论内涵，激发学生的学习兴趣；第6种有助于了解研究前沿的关键成果图，在创建研究型大学与“卓越工程师”培养模式下，学生研究能力的提高和对前沿成果的把握极为重要，要深入浅出地介绍前沿成果，宜采用形象的图像方式向学生介绍当前的研究成果。

4.案例教学法与图像衍生教学法的结合应用实例

土地生态分类是“土地生态学”课程中的重要内容，在具有较强理论性的同时也需掌握一定的实践技能。本文以土地生态分类为例，介绍案例教学法与图像衍生教学法的结合在土地生态分类讲授中的应用。“土地生态学”教材中有关土地生态分类的内容包括概念、研究进展、分类原则，以及土地分类和景观生态分类的异同点等，学生难以了解如何进行土地生态分类的学习与实践。针对“难理解、难应用”的问题，笔者选择陈仲新和张新时研究员在毛乌素沙地开展的分类研究作为案例进行讲解，介绍每个环节的技术方法要点。

（1）确定土地生态分类目标。土地生态分类的目标是围绕本区域内面临的生态环境问题，从而体现关键生态过程的差异。选择案例区实地照片资料和遥感影像等图像作为导入，引导学生思考本区域的主要生态环境问题，学生普遍表现出兴趣与好奇。从而引出毛乌素沙地土地生态分类的主要目标是防沙治沙，以沙地景观和生态因子之间的相互作用关系作为分类依据。

（2）生态因子及其作用分析。对生态因子作用分析的重视是土地生态分类与土地分类、土地利用现状分类等分类的最大区别，通过案例中毛乌素沙地生态因子与生态过程的作用分析示意图引导学生理解如何确定主导因子，如何分析主导因子与其他生态因子之间的关联，从而将土地生态分类的整体性原则与主导性原则渗透在案例中进行教学。

（3）选取分类指标。本区域中的关键生态过程是水分循环，水分为主导因子，地貌、基质与土壤为影响水分循环的其他生态因子。按照生态因子分析选取各类指标，并以框架示意图的方式显示，对指标因子进行推衍，概括出其他研究中可供借鉴的指标选择方法。

（4）运行分类方法。向学生重点介绍依据研究区特点设定分类思路（自上而下和自下而上两种类型），按照分类思路选取分类方法。如本案例中由于类型之间的差异性较小，适宜于选择把整体分解为较为同质部分的自上而下分类思路。根据分类思路选择不同，设定定量或定性的方法进行等级划分。了解可进行土地生态分类的技术方法，如统计分析中的聚类分析方法、遥感图像解译法与GIS空间分析法等，结合其他课程的学习进行选择。

（5）分类命名与图像化显示。笔者以案例中的分类示意表与示意图作为参考，说明分类命名与图像化显示对于土地分类的重要意义。首先需要采用整体性原则结合主导因子进行类型命名，如在本案例中土地生态分类侧重基质和土壤对各种类型的发生学意义，因此选择基质类型划分为梁地和滩地，根据基质上层是否覆沙进行二级命名，并衍生为图形显示。

三、结语

土地生态学作为土地科学体系中的基础学科，为土地评价、土地利用规划、土地整治、土地复垦与土地利用工程提供理论基础与技术方法。我校面向土地科学技术学院本科生开设“土地生态学”课程，旨在培养学生的生态学思维以及掌握土地生态学的基本技能，促进学生创新能力与应用能力的提高。在课程实践中，总结构建了基于案例与图像衍生的土地生态学教学方法，围绕“土地生态学”的主要知识点和关键技能进行教学方法设定，关注对本科生研究能力与创新能力的提高，取得良好的教学效果，旨在为“卓越计划”与研究型大学建设添砖加瓦。

[1] 吴次芳，徐保根.土地生态学[M].北京：中国大地出版社，2003.

[2] 张建军，谢苗苗，白中科，等.课堂教学模式与大学生研究能力培养的探讨[J].中国地质教育，2011，(3)：57-60.

[3] 郭玉清.在环境生态类通识教育课程中实施案例教学的合理性探讨[J].教育理论与实践，2010，30(1)：52-53.

[4] 李其良，朱捷.地理图像衍生教学法及其应用[J].江苏教育学院学报(自然科学)，2010，26(10)：71-75.

[5] 刘荣.案例教学法与Sem inar教学法综合运用于法学本科教学的实践与探索[J].教育理论与实践，2008，28(10)：60-62. [6] 史美兰.体会哈佛案例教学[J].国家行政学院学报，2005，(2)：84-86.

[7] 唐世纲.论案例教学的价值取向[J].现代中小学教育，2007，(2)：11-13.

[8] 张家军，靳玉乐.论案例教学的本质与特点[J].中国教育学刊，2004，(1)：48-50，62.

[9] 王晓燕.案例教学法在管理类本科教学中的应用研究[J].武汉科技大学学报(社会科学版)，2007，9(4)：412-415.

[10] 戴文灿.案例教学法应用的理论与实践[J].广东工业大学学报(社会科学版)，2009，(6)：65-66，72.

[11] 陈树文.哈佛大学商学院案例教学研究[J].大连理工大学学报(社会科学版)，2006，(12)：80-84.

[12] 李亚楠.初中地理教学中的图像教学探析[J].2011，(10)：72-73.

App lication of Case Teaching and Image Derivative M ethod in the Course of Land Ecology

XIE M iao-m iao, ZHANG Jian-jun, FU Mei-chen, ZHAO Zhong-qiu
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Land ecology is a foundation course for college students of land resources management and relative majors, and the teaching target is ecological thinking and practical skills in land ecology. With the scientific disciplines of land science and characteristics of students, this paper builds a teaching method w ith case teaching and image derivative. The teaching method is designed w ith selection of cases, program design, implement, and feedback. Cases and images are selected from frontier research teaching around key know ledge points and application skills. This paper discusses on the design principles and the main content based on the course arrangement of land ecology.

land ecology; case teaching method; image derivative method; land science

G642

A

1006-9372 （2012）03-0095-04

2012-04-15；

2012-06-01。

北京市特色专业建设项目（5190026502）、教育部特色专业建设项目（TS11214）。

谢苗苗，女，副教授，主要从事土地生态学与环境影响评价的教学和研究工作。