新时代地方高校地理实验教学问题解析与改革探索

朱大运　杨倩　刘子琦

当前，我国高等教育已从大众化进入普及化阶段，在人才强国战略和国家“双一流”建设引领下，积极适应高质量发展格局，是我国高等教育面临的时代课题。高质量发展离不开高水平的育人模式，它落实于理论与实践教学的各个环节。高校实验教学既是学校综合实力与核心竞争力的关键组成要素，也是培养复合、创新、应用型人才的重要途径，依托专业的教学科研实验平台，不仅可以有效检验理论与探索新知，而且有利于深化高水平育人模式的构建。

地理学作为我国师范类院校传统学科，涵盖自然地理学、人文地理学、地理信息系统等多个专业领域，学科交叉潜质突出。内部学科专业之间深度融合，外部学科专业与生态学、环境学、地球物理、地质学等学科近距离交叉，广泛吸收各学科新理论、新方法，培育衍生出诸多新的知识增长点。地理学科的交叉整合带动地理实验教学的不断演进，具体表现为教学内容多、涉及知识面广、独立操作实践能力要求高，并且贯穿于本科、硕士、博士三个学历层次。

1.地方高校本-硕-博贯通式培养与地理实验教学现状

1.1本-硕-博贯通式培养体系现状

高校不仅是高等教育改革的主战场，更应成为创新型国家的“源”动力。近年来，国内高校在人才培养模式上进行了不同程度的改革探索，其中本-硕-博贯通培养模式受到的关注度较高。对本硕博一体化的概念目前尚有不同观点。一方面，基于培养计划，部分学者提出本-硕-博三个学历阶段在培养层面衔接一体化的看法，另一方面，有学者提出以单纯的本硕博连读一体化进行理解，而本文主要讨论的则是本-硕-博培养衔接一体化的观点。对于一些基础理论知识延续性较强的学科，本硕博贯通式培养具有特殊的优势，不仅缩短了学生学位获取周期、节约了办学成本，而且有利于人才培养质量、科研纵深推进与创新能力的提升。然而，在本硕博贯通式培养的实践过程中也有学者指出其存在选拔方式不科学、培养环境封閉、贯通培养初衷实现不彻底的局限性，某种程度降低了本硕博贯通式培养模式的科学性、公正性和透明性。

本硕博一体化课程体系是实现贯通式人才培养模式的关键载体。在课程设置上应更加体系化、逻辑化、科学化，不同学历阶段学生的科研潜质、科研兴趣均应得到激活。现行的本硕博实验教学，理论课教学仍然占据主导地位，实验教学在不同高校、不同专业受到的关注度不一。理工基础学科实验是培养大学生科学实验能力和综合素养的重要实践环节，尤其对工程应用类专业人才的培养极为重要。因此，针对性的将实验教学纳入本硕博贯通式培养体系，根据高等教育多元化发展趋势和专业特点，设置不同的实验课程比例，增强同一专业、不同学历阶段课程体系的延续性和衔接紧密度非常必要。

1.2地理实验教学现状与问题

地理科学的研究主体是地球表层自然要素与人文要素相互作用，综合性、区域性和学科交叉性是其显著特点，它在地理实验教学中得到完整体现，实验内容越发多元，分析设备更加精密现代化。在地方高校寻求高质量发展过程中，紧跟科技前沿，质谱仪、离子色谱仪、石漠化空间大数据计算与可视化综合管理系统等高精尖仪器设备也自然进入到实验教学课程体系中，成为当前地理科学前沿研究的重要物质载体。这在某种程度上提升了学生对专业前沿科技、前沿理论的认知，拓展了视野和精密仪器设备操作能力，同时也凸显出一些问题，主要表现在：

1.2.1本科与硕士、博士实验课程培养脱节

本科以通识教育为主，着重基础理论的学习，针对自然地理专业必须掌握或需要掌握的化学、物理、生物等交叉关联实验课程设计相对较少，而以地图学与地理信息系统专业与人文地理专业等学科交叉探讨理工类实验课程涉及范围则更少。此外，由于专业精密设备自身特性和管理需要，本科生接触昂贵前沿科研设备的机会并不多，仅少数本科生通过大学生创新创业竞赛项目偶有参与。高等教育普及化情形下，本科生在科研思维和实验技能训练方面，与硕博士生相比严重缺乏，地方高校表现尤为明显。实践教学与课堂教学之间存在偏差与脱节，其直接影响的就是本科生进入研究生学习后，教师与学生均需投入时间和精力进行实验基础技能的回炉再教育、再学习，提高了时间成本，延缓了工作效率。

1.2.2学生仪器设备运行科学原理知识储备不足

与设备研发能力要求较高的工科不同，精密科研仪器在地理科学中主要扮演工具角色，学生用它来分析处理采集的样品，获得实验数据。仪器设备宛如学生科研的“眼睛”，通过它窥探自然奥秘、攻克科技难题，对科研仪器设备科学原理与操作的熟悉程度直接关系创新成果的实现。然而，设备销售方为了节约时间和成本，开展的实验技能培训常常局限于是什么（仪器功能）、怎么做（仪器操作），鲜有为什么（仪器的运行原理）的解析，培训简单机械。学生迫于论文和科研压力，主动研习仪器基础原理的意愿也不强，导致原理知识积累不足，只知其然，而不知其所以然，实验的开展通常表现为设备功能的机械性操作，仪器开发利用不彻底。

1.2.3实验教学培训重操作、轻维护能力训练

科研仪器设备的生命周期和使用效率与日常保养维护的优良程度密切关联。当前实验教学主要侧重于设备操作技能和实验结果的实现，缺少针对性、专业性的设备日常维护以及故障自主处理能力的培训与实践。由于科研仪器设备的高端性、精密性、专业性，仪器设备的维护高度依赖厂家专业技术人员，周期长、费用高。在地方高校设备运行配套维护费普遍缺乏的情况下，设备故障处于难以及时维修的境地，影响科学研究进程。

2.本-硕-博贯通培养实验教学改革措施

2.1构建地理学本-硕-博进阶式实验课程体系

根据各地方高校自身的发展现状和优势特点，系统梳理现行本硕博课程体系贯通的难点，去掉重复和相近课程，增设与专业实验教学内容密切相关的交叉性选修课程，从顶层设计着眼优化课程设置，在实验课程设计上强化本硕博的内在衔接性。逻辑上本硕博实验课程之间的联系应该是清晰缜密的，深度上实验课程知识的演进应该是从易到难，由浅入深，从而形成与不同学历层次相匹配的进阶式课程体系。

恒定最低学分门槛要求，实施本科与研究生实验选修课互选互认。学分互选互认在国外高校已经非常普遍，它利于学生拓宽知识面、提升专业技能和经验。地理学科强烈的包容性、交叉性，使得学科门槛准入低，研究生的学科背景非常多元，不像物理、化学对本硕专业一致性要求那么高，文理工农背景均可寻求到交叉研究的结合点，在课程互选互认方面具有先天的优势条件。开展本硕选修学分互选互认并非简单的课程倒挂，而是起着“加速剂”和“补充剂”的作用。对于地理专业背景、基础扎实、科研禀赋好的本科生而言，可以提前介入高层次课程的学习，加快其成长;对于非地理专业背景、未进行过系统实验训练的研究生而言，可以重新选修本科基础实验课程和获得学分，节约了非必要的科研时间，并弥补其知识的缺口。

2.2分类协同提升本-硕-博实验实践能力

现阶段，我国高等理科教育主要分为基础理科和应用理科两大类，基础理科偏重于对世界客观规律的揭示，而应用理科则是介于理科与工科之间，侧重于实现知识探索到应用过程的有机统一。地理学属于理学门类下较为特殊的学科，分别涵盖基础理科与应用理科的人才培养任务，理论与实践并重在地理学科表现尤为明显。实践内容、侧重点因学历阶段不同而存在差异。兼顾科学性、先进性和适用性的应用性教学目标设计是应用性理科的关注重点，要真正地把应用能力落实到实践环节中。同时，还需考虑不同学历层次能力要求，在培养过程中区别对待、分类协同，比如博士生、硕士生，实践的目的更多的是开展科学实验，解决科学问题，那么实验实践能力提升的着眼点应该是独立思考、自主创新、团队协作的培养。

分类协同提升的基础前提是遵循学生成长发展规律和教育教学规律，在保证正常教学活动的情况下循序渐进。课程设置分类尝试将实验课程进一步细划，分为基础实验课和进阶实验选修课，基础实验课的授課对象为全体地理学科学生，不分专业，均要接受基础实验技能的训练，进阶实验选修课的授课对象为实践应用要求高的专业学生和感兴趣的学生，目的是实验技能增强训练。实验内容设置分类可以参照地理学本-硕-博学历层次培养目标，本科实验内容设置以兴趣培养为主，以理解为重要原则;硕士实验内容设置应让学生达到从兴趣到熟练掌握实验理论和技术，在导师的指导下能够解决一定科学问题;而博士实验内容设置则应让学生达到从熟练应用到精通实验原理、改进实验方法、开发创新、独立解决科学问题的能力，实现“课堂-实验室-户外科考（或实训基地）”的有机融合。

2.3引入新媒体新技术，线上与线下、虚拟与现实相互增益

伴随科技的进步和高校信息化发展趋势，以多媒体教学为代表的现代化教育技术已进入校园、融入课堂，传统的教学方式与学生生活方式正发生快速改变，教学过程不再仅局限于课堂之上。然而，新媒体新技术日新月异，层出不穷，需要辩证地看待和引入，不能盲目跟风，引入的技术不一定最前沿，但一定要与实验课程最相宜，达到最优教学效果。以无线移动智能终端（如手机、平板电脑等）与WIFI网络相结合支撑起的“泛在学习模式”，构筑了获取新知的一种新途径，使得时间与地点对学习行为的约束逐渐降低。抓住大学生对新事物的好奇心理，引导学生建立泛在学习意识，通过教师自制短视频、在线课堂、手机推送等方式，线上与线下结合，实现新媒体在实验教学中的高效介入。

本科生、研究生的规模不断扩大，实验实践资源日益紧张，学生接受实验训练的平均时长相应地被压缩。不仅如此，像地理学中对地表空间要素进行观测和分析所涉及的精密仪器，如同位素质谱仪等高精尖专业仪器设备，因其价格昂贵、结构复杂、耗材与维护费用高等原因，处于相对封闭的运行和管理状态，无法向所有学生开放提供实验操作锻炼机会，所谓实践出真知，这不仅阻碍了学生对本学科学术前沿的认知，而且影响了学生创新思维的发挥。引入虚拟实验平台技术，推动虚拟与现实相结合，以虚拟技术的多感知性、交互性、可重复性来弥补实验资源的不足，以更加多元的方式增进学生对实验过程的认知和理解。

2.4优化完善实验课程考核评价指标体系

完善的实验室管理制度与本-硕-博贯通培养实验课程教学改革密切关联，制度是改革的前提，保障实验室从设备采购、安装调试、申请使用、实验教学，到运行维护，处处有规可循、有规可依。健全实验室对内、对外开放共享机制，设置科研设备独立操作资格准入考核，不再受本硕博学历层次的限制，贯通仪器实验设备的使用，对所有经过系统训练并通过考核的学生开放，鼓励禀赋优良的学生在地理学专业仪器设备创新应用与研发上进行探索，从而形成本-硕-博良性实体互动模式，以硕士生带动本科生，激发实验兴趣，博士生带动硕士生，提升实验能力。

课程考核方式可以帮助实现对实践教学质量的衡量和优化调控，将学生与教师双向主体纳入考核评价体系，建立健全互评机制。本硕博不同层次的学生根据自己的学习情况，从多个层面对教师的实验教学成效进行评价，使得教师能够从学生的视角审视自我教学过程，有的放矢改进实验教学方式方法。同样，教师对学生实验课程的考核也应更加多元，注重实践动手能力的考核，在考核指标权重设置上本硕博区别对待，通过权重来体现和调控贯通培养过程中对本科生、研究生的不同课程要求。

3.结语

实验教学作为理论教学的拓展延伸，是验证科学理论与实践创新的重要途径，历来也是教学改革的重要组成要素。结合地理学科的特点及地理学实验教学现状分析，从课程体系、教学内容、教学方式、组织管理等方面深入分析探讨本-硕-博实验教学贯通式培养的实操性，提出具体改革措施，学科特色得到凸显、学科能力得到提升，在推动新时期兼具扎实理论基础与较强实践能力的复合创新型人才培养中发挥了积极作用。我们后续将持续关注新问题，改进教学策略，完善地理实验教学模式体系。

（朱大运，博士，副教授，硕士生导师，从事教育教学、喀斯特生态治理研究。）