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《土壤地理学》野外实践教学探索与创新 ——以兰州大学为例论文

发布时间:2021-08-19 09:05:51 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘 要:《土壤地理学》是一门综合性和实践性很强的学科。野外实践是教学中的重要环节,有助于学生巩固基础理论、提高实践能力以及培养创新精神。兰州大学《土壤地理学》野外实践教学坚持“以本为本”、落实“四个回归”,不断探索实习内容、方法与评价的改革与创新,实习内容多学科融合,实习方式点 - 线 - 面相结合,学生能力培养多元化。近几年来野外实践效果显著,人才培养质量明显提升,教学创新经验为高校《土壤地理学》教学改革提供了重要的借鉴作用。

关键词:土壤类型;成土过程;实践能力;教学改革

本文引用格式:丁素婷,曾彪,徐旻 .《土壤地理学》野外实践教学探索与创新——以兰州大学为例 [J]. 教育现代化 ,2021,8(36):137-140.

Exploration and Innovation of Field Practice Teaching in Soil Geography——A Case Study of Lanzhou University
DInG Suting, ZenG Biao, XU Min(College of earth and environmental Sciences, Lanzhou University, Lanzhou Gansu)

Abstract: Soil geography is a comprehensive and practical subject. Field practice is an important part of teaching, which helps students to consolidate their basic theory, improve their practical ability and cultivate the consciousness of innovation. The field practice teaching of soil geography in Lanzhou University devote to implement the guidelines of “taking undergraduate education as the fundamental” and “four returns”. Through persistent reform and innovation, the multi-disciplinary internship contents, and diversified internship methods including point-line-surface had been established in Lanzhou University. In recent years, the field practice has achieved remarkable results, especially in the talent training quality. These experiences will play an important role in the teaching reform of soil geography for relevant colleges and universities.

Keywords: soil type; soil-forming process; practical ability; teaching reform

一 引言

《土壤地理学》是兰州大学自然地理与资源环境本科专业的一门基础必修课,内容涉及土壤学、地理学、地球化学、生态学和环境科学等诸多学科, 是一门综合性、理论性和实践性很强的主干课程 [1,2]。大自然是土壤地理学广阔而富有生机的实验室,野外实践教学是土壤地理学人才培养过程中不可替代的重要教学环节,是深化课堂教学,提高学生专业技能的重要途径,对增强学生的实践能力和创新意识方面具有特殊的优势 [3-6]。随着多学科技术的发展和方法不断更新,土壤地理学研究内容日益扩展,技术方法更加新异。

传统的土壤地理学野外实践教学形式过于简单,实习区域范围较小,时间短,涉及土壤类型单一,致使学生缺乏热情,以被动接收为主,缺乏独立思考及主动能力的培养,达不到实践教学目的 [7-9]。依据《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》和相关政策,兰州大学《土壤地理学》野外实践教学结合地理学学科特点和人才培养目标,坚持“以本为本”、落实“四个回归”,围绕科学前沿、国家战略和地方经济社会发展,充分发挥科研优势,不断进行野外教学实习内容和方法的探索,积累了丰富的教改经验,教学水平和人才培养质量明显提升。

二 优化实践教学内容

(一) 范围广、内容多、时间长

甘肃省地处青藏高原与黄土高原的交界地带, 也是全国唯一兼有三大自然区(东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区)的省份,自然地理环境复杂多样,自然景观的区域分异极富特色,土壤类型繁多, 是进行土壤地理学野外实习的绝佳地域之一。兰州大学《土壤地理学》野外实践教学区域以甘肃为中心, 辐射四川、青海、宁夏、内蒙古等周边地区,环线行程近 2000 km,历时 14 天。沿途沟壑纵横,山高谷深 , 气候垂直分异明显,涵盖多种地带性及非地带性土壤类型,主要有灰钙土、栗钙土、黑垆土、黑钙土、灰褐土、亚高山草甸土、高山草甸土、灰棕漠土、风沙土、盐渍土、石质土、粗骨土、新积土、灌淤土等土壤类型。既看到了多种自然土壤类型, 让学生感叹大自然的鬼斧神工,进而形成敬畏心理, 促使他们更加热爱和保护自然;也观察到了多样化的土壤资源及利用方式,让学生感悟到土壤是可贵的不可再生资源,从而让学生们树立保护土地资源和环境的意识。

(二) 多学科融合,综合性强

《土壤地理学》开设在本科生二年级第二学期, 野外实习安排在期末进行。先修专业课程主要有《地球科学概论》《自然地理学》《地貌学》《水文学》《植物地理学》等。野外教学实地考察了青藏高原、若尔盖草原、黄土高原、腾格里沙漠等自然地理特征, 人文景观与区域差异,使学生深入了解自然资源与环境变迁、人文景观与考古文化、资源利用与环境治理等。野外实践教学注重引导学生训练发散思维, 多学科知识间交叉融合,使学生更好地理解土壤的发育演化过程与成土因素之间的相互作用。结合野外实地观察,针对性地对课堂讲授知识点进行梳理, 加深学生对基础理论知识的理解,增强学生观察事物、分析及解决问题能力。多学科之间的交叉融合, 有利于培养基础宽厚、专业基础扎实,知识面宽广, 科研思路活跃的创新性人才。

(三) 关注西部农业科学发展

西部地区是我国自然生态的极端脆弱区,也是我国土壤退化最严重的区域之一 [10,11]。在野外实习过程中,学生直接目睹了黄土高原水土流失和土壤侵蚀,农牧交错地带土壤干旱、土地荒漠化和土壤盐碱化,以及青藏高原区土壤冷冻和土壤贫瘠化等自然或人为现象。土壤地理学作为土壤研究的重要基础,在解决这些土壤问题方面应该发挥积极作用[1]。

在干旱、半干旱的气候条件下,农业生产对地理环境的影响存在着双重性。合理的农业生产,会使土壤等资得到可持续的利用,而不合理的农业生产,会导致自然环境被破坏,造成土壤荒漠化、引起水土流失和土壤污染等。如过度放牧导致土地荒漠化,不合理的灌溉方式导致土地盐碱化,化肥的大量使用导致土壤板结,农药的不合理使用导致农产品和土壤污染,滥砍乱伐导致生物多样性被破坏,引起水土流失,降低农业生产能力。最后,影响生态环境, 造成突发性灾害频繁发生,威胁人类的生存 [11]。

通过野外实地考察引导学生多观察、多思考,对各种现象具有敏锐的搜集和辨识能力。如在山间沟壑中经常会看到淤地坝,在荒漠区边缘地带会看到一个个相互连接的草方格,在农业区会发现灌溉方式从漫灌、喷灌转向滴灌,看到铺满粗砂砾或卵石加粗砂的田地。这些独特的现象和耕作形式是人们在长期实践中创造出来了,体现了浓郁的地方特色。通过辩证思维方式引导学生深入思考,探讨其存在的科学依据,使学生感受西部地区特有的农耕文化精髓,同时激发学生科研兴趣,致力于培养应用型科研人才培养,引导学生树立为地方社会发展和经济建设做贡献的精神。

(四) 加强野外仪器操作能力的培养

随着经济和科技的发展,土壤相关的野外仪器设备不断更新,对土壤地理学野外教学实习也提出了更高的要求。根据地理环境和土壤特点,培养学生正确、熟练地掌握土壤墒情监测仪、土壤紧实度测定仪、土壤酸碱度速测仪、土壤养分测速仪等仪器的使用。如土壤墒情监测仪可及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况,能够系统、全面、真实地反映被监测区的土壤变化,为防汛抗旱减灾工作提供重要的基础信息。野外仪器操作能力训练,不仅能够让学生迅速将基础理论知识与实际应用相联系,而且还能培养学生的实际动手能力,有效激发学生的科研兴趣,为将来继续深造奠定科研基础。

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三 探索实践教学方法

(一) 点 - 线 - 面相结合

选择土壤类型丰富的典型区域作为野外教学的定点实习基地。甘肃连城国家级自然保护区和兴隆山国家级自然保护区自然景观多样,土壤类型丰富, 呈现各具特色的土壤垂直带谱。兴隆山灰钙土带之上为黑垆土 , 而连城灰钙土带之上为栗钙土,在峡谷山地森林带下淋溶灰褐土发育强烈,腐殖质含量高, 粘化层深厚。另外,连城阳坡祁连圆柏林灌丛下碳酸盐灰褐土发育也很典型,腐殖质含量低,土壤发育程度弱,可见明显的白色盐类物质析出,通体具碳酸盐反应,黄土状堆积母质,粘粒含量高,板结现象十分明显。每年在两地进行为期 3-4 天的定点实习,涉及土壤类型主要有灰钙土、黑垆土、栗钙土、碳酸盐灰褐土、山地淋溶灰褐土、亚高山草甸土、高山草甸土等。通过两个相同气候区相似植被典型土壤剖面的对比分析,让学生更直观、更系统地理解土壤发育演变的复杂过程,及其与地理环境之间的关系。

路线实习设计了两条主线:南线为兰州市 - 永靖县 - 临夏回族自治州 - 循化撒拉族自治县(青海)-甘南藏族自治州 - 合作市 - 碌曲县 - 迭部县 - 诺尔盖县(四川),涉及土壤类型主要有灰钙土,栗钙土, 黑钙土,亚高山草甸土; 北线为兰州市— 白银市 - 景泰县 - 中卫市(宁夏)- 阿拉善左旗(内蒙古)- 会宁县 - 定西市,主要土壤类型有栗钙土、灰钙土、灰棕漠土、灰漠土、风沙土等。

除地带性土壤类型外, 还出现很多典型的区域性土壤类型,如盐渍土,沼泽土、灌淤土等。对部分土壤类型典型的区域,按照以点控线 , 以线控面原则,采用多条线路平行进行, 达到“面”的实习效果。通过点 - 线 - 面相结合的方式,培养学生空间尺度思想与区域分析能力,让学生深入认识土壤的水平地带性、垂直地带性和区域性等分布规律及成土特点,深刻理解成土因素在土壤形成过程中的重要作用。

(二) 多种教学方法相融合

将野外剖面作为典型案例,通过探究式、启发式等多种教学方法,激发学生学习兴趣,引导学生主动学习 [12]。如每挖到一个典型的土壤剖面,教师要根据地理环境特点,结合气候、生物、地形等相互关系向学生提出问题,启发学生主动思考,各小组间相互交流讨论,最后每位学生都要给出解析。如介绍黑钙土的成土特点时,通过对比之前在课堂上讲过黑土成土条件及土壤性质(有无碳酸钙积聚等现象),讨论两种土壤类型的成土过程与所处环境的异同。在路线实习中,随着地理环境、气候及地形的变化,南线和北线的景观特征呈现出明显的差异,植被类型不同,土壤也呈现出不同的类型特征。

同学们通过前后几天实习内容之间的联系,能深刻地感受到土壤虽是一个独立的历史自然体,但它的发育演化时刻与外界各种成土因素之间进行着复杂的相互作用,各种因素共同影响着成土过程。课堂上晦涩难懂的问题在野外实际教学中就能轻松解决。野外还是培养学生组织协调能力的重要场所,通常将学生分成几个小组,各小组分工协作,进行剖面挖掘、土钻取样等具体工作,既锻炼了学生吃苦耐劳的精神,又培养了学生的团队合作意识,同时还增进了同学之间的感情。

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(三) 多元化考核提高学生实践能力

野外教学实习的考核方式直接影响着学生的态度和实习效果,也是衡量教学质量的重要标准 [13]。野外实践教学成绩主要通过五种方式进行评估。1) 实习前准备:学生完成野外安全知识学习、实习区域资料收集,野外工具配置等;2)野外实际表现: 将学生的实习态度和综合表现作为实习成绩的重要依据,并对现场讨论发言情况记录分数;3)野外记录:每天检查学生野外记录本的记录情况,发现不认真等问题及时指出和整改,不足之处进行补充和完善,培养学生野外随时记录的好习惯;4)总结汇报:野外实习结束后,室内安排各组统一进行总结交流, 各小组选出 2-3 位代表进行汇报;5)实习报告:实习报告是学生实习成绩的主要依据,反映了学生对整个实习任务的完成情况、理论联系实践的综合能力,以及学生对实习的认识水平。通过以上五个方面的综合考核,实现评价内容整体化,评价方式多元化,避免以指导教师讲解为主,学生参与性不强的被动式教学。

四 教学效果分析与评价

教学效果是衡量野外教学实践质量的标准,兰州大学《土壤地理学》野外实践教学通过系统设计实践教学体系,科学安排实习内容,健全实习质量标准,既培养了学生的逻辑思维能力,又培养了学生的实践能力和团队协作意识。

(一) 知识和实践能力的综合评价

野外实践教学内容具有基础性、典型性和前沿性。丰富野外实践教学活动,使学生对课堂所学到基本理论知识在野外实践中得到巩固和拓展,掌握了土壤剖面的选择和修整,土壤剖面的层次划分及形态描述,土壤样本的采集,一些野外工具和调查的基本方法和技能,对土壤的形成及差异性有了较为深刻的认识和体会。同时,把科学研究的视觉和思维方法带入到野外实践过程中,培养了学生动手能力、综合分析问题和解决实际问题能力,使同学们能够用运动观、发展观、矛盾观等来探讨成土过程和土壤发育机制。通过野外实践,增强了学生综合素质,提高了大学生实践能力、创新精神和社会责任感,为培养复合型人才打下坚实的土壤地理学基础。

(二) 人才培养质量的稳步提升

野外教学实践过程坚持以学生为主体,以地球系统科学为指导思想,根据学科发展趋势,结合西部地区实际情况,开展强化理论知识、增强地域特色,加强土壤资源可持续利用意识,以培养动手能力、独立思考能力、创造性思维为目的,有效地激发学生的学习热情,提升学生对知识的综合运用能力, 致力于培养新时期国家需要的土壤地理学专业人才。

五 结语

兰州大学《土壤地理学》野外实践教学以培养新时代背景下国家需要的综合型人才为核心目标, 以地理学的独特研究视角为切入点,以综合性的实习内容和多样化的教学方法为主要手段,结合多种考核方式全面提高学生的创新思维和实践能力。通过野外实习,加深了学生对理论知识的牢固掌握, 培养了学生的团队协作精神,树立了保护地球生态环境的意识。《土壤地理学》作为地理学的重要专业基础课,理论性和实践性强,尤其对于野外实践教学来说,在今后的教学实践中需要对教学内容和方法进行不断的探索和改进。

参考文献
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