[摘要]總結(jié)了一套適于地理學(xué)背景下環(huán)境科學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程的教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行編排，強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的漸進(jìn)性和整體性，關(guān)注學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，為學(xué)生發(fā)展提供最佳實(shí)踐平臺(tái)。通過一系列的教學(xué)方法改革，不僅鞏固了學(xué)生的理論知識(shí)，還培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，取得了比較好的教學(xué)效果。

　　[關(guān)鍵詞]地理學(xué);環(huán)境科學(xué);實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;教學(xué)模式

　　隨著環(huán)境科學(xué)的不斷發(fā)展，環(huán)境科學(xué)研究的范圍越來越大，涉及的相關(guān)問題越來越復(fù)雜，所采用的技術(shù)越來越高，使得環(huán)境科學(xué)專業(yè)呈現(xiàn)出不同層次不同專業(yè)的學(xué)科特色，以滿足社會(huì)的需求和環(huán)境科學(xué)發(fā)展的需要[1]。我校是西部地區(qū)一所綜合性大學(xué)，地處以貴州高原為中心的中國南方喀斯特地區(qū)，具有最典型的脆弱生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，我校設(shè)置的環(huán)境科學(xué)專業(yè)，根據(jù)西部民族地區(qū)對(duì)環(huán)境人才的需求，建設(shè)以地理大環(huán)境為背景的環(huán)境科學(xué)專業(yè)。

　　由于跨學(xué)科的復(fù)雜性和科學(xué)技術(shù)知識(shí)的頻繁更新，對(duì)跨學(xué)科專業(yè)的學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能提出了新的要求[2-4]。環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)和化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的要求高，而學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)較少，并且化學(xué)，生物學(xué)和相關(guān)課程的基礎(chǔ)薄弱，如何將地理學(xué)科特征與環(huán)境科學(xué)專業(yè)相結(jié)合，通過與環(huán)境科學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程來增強(qiáng)理論知識(shí)的理解，掌握基本的環(huán)境實(shí)驗(yàn)技能，并結(jié)合學(xué)生較強(qiáng)的地理知識(shí)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)具備環(huán)境科學(xué)和地理科學(xué)復(fù)合型知識(shí)結(jié)構(gòu)的合格人才，我們結(jié)合多年的工作和實(shí)踐，總結(jié)了一套有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

　　1根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

　　1.1增加基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練

　　根據(jù)學(xué)院制定的環(huán)境科學(xué)專業(yè)發(fā)展方向模塊，針對(duì)學(xué)生在化學(xué)、生物、環(huán)境等方面的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能較弱，在實(shí)驗(yàn)課時(shí)和內(nèi)容順序安排上做了一些調(diào)整。由于學(xué)生要學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，課程安排非常緊湊，實(shí)驗(yàn)課做了相應(yīng)的合并，精化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課原本包含在各自理論課中，從2016年修改了教學(xué)計(jì)劃，這三門實(shí)驗(yàn)課從理論課中抽離出來單獨(dú)合并為化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課，課時(shí)從原來的42學(xué)時(shí)增加到64學(xué)時(shí)，目的就是進(jìn)一步鞏固和加深理論知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作的能力。由于學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)少，我們先安排4個(gè)課時(shí)，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間學(xué)習(xí)移液管、滴定管、容量瓶、天平的使用，以及一些基本的實(shí)驗(yàn)技能;而后又安排了4個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間，讓學(xué)生熟悉無機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不同，掌握蒸餾、回流、分餾基本操作及分液漏斗的使用，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的順利開展打下了很好的基礎(chǔ)。

　　1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與地理及相關(guān)學(xué)科有機(jī)融合

　　第2、3學(xué)期學(xué)生學(xué)習(xí)了《自然地理學(xué)(一)》和《自然地理學(xué)(二)》，結(jié)合所學(xué)知識(shí)我們安排了相應(yīng)的地質(zhì)地貌、土壤、水文實(shí)驗(yàn)，通過礦物、巖石鑒定、羅盤的使用及土壤有機(jī)質(zhì)、水解性氮、容重、機(jī)械組成、水的物理化學(xué)性質(zhì)等的測(cè)定，讓學(xué)生掌握各圈層組成成分之間的相互聯(lián)系和相互作用，初步形成地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、地貌學(xué)的思維習(xí)慣，將環(huán)境科學(xué)專業(yè)與地理學(xué)有機(jī)融合在一起，寬泛自己的視角，提高自身的地理科學(xué)素質(zhì)，注重自然環(huán)境與人類活動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展，凸顯環(huán)境科學(xué)的“大環(huán)境”特征[5]。

　　環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們結(jié)合學(xué)生之前的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)以及所學(xué)的地理知識(shí)、野外實(shí)習(xí)背景，進(jìn)行了：觀察微生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)，微生物培養(yǎng)基配制，土壤微生物的分離，水體中總大腸菌群等測(cè)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生能驗(yàn)證、加深和鞏固環(huán)境微生物的理論知識(shí)，進(jìn)一步了解微生物與人類環(huán)境的相互關(guān)系和微生物的生長、培養(yǎng)、處理技術(shù)。

　　由于學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過微生物的實(shí)驗(yàn)技能，沒有接受過無菌操作的培訓(xùn)，這就需要教師借助教學(xué)視頻耐心細(xì)致地講解，強(qiáng)調(diào)每一步的規(guī)范操作及注意事項(xiàng)，研究生配合做實(shí)踐操作的演示，讓學(xué)生在開始實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)過程有一個(gè)大致的了解，特別是對(duì)關(guān)鍵操作步驟有足夠的重視，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維、分析和解決問題的能力，期望由此啟發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生從環(huán)境學(xué)的角度對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行思考和探索，通過學(xué)科的交叉滲透，攜手揭示環(huán)境與生命的奧秘。

　　2注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的漸進(jìn)性和整體性

　　在安排實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們充分考慮到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的漸進(jìn)性和整體性，可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的吸引力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相互聯(lián)系，不同課程從不同角度用不同方法闡述同一問題，加深學(xué)生對(duì)某一專業(yè)問題的認(rèn)識(shí)[6]。以知識(shí)點(diǎn)認(rèn)知過程和能力培養(yǎng)的梯形結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，建立了研究課題從基礎(chǔ)到綜合到設(shè)計(jì)再到研究階段的實(shí)踐過程。

　　注重實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)是基礎(chǔ)階段的關(guān)鍵，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有機(jī)聯(lián)系，教學(xué)目標(biāo)是夯實(shí)基礎(chǔ)。綜合階段強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)與環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程相關(guān)的常用技術(shù)、方法、儀器和設(shè)備，學(xué)習(xí)如何用實(shí)驗(yàn)方法研究環(huán)境問題以及判斷環(huán)境過程的變化規(guī)律。設(shè)計(jì)階段倡導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)過的相關(guān)理論思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、獨(dú)立管理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立做實(shí)驗(yàn)，用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。在研究階段采用科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法，著重學(xué)生應(yīng)用環(huán)境科學(xué)的基本理論和實(shí)踐技能進(jìn)行創(chuàng)新性理論和實(shí)踐的探索，培養(yǎng)學(xué)生科研研究的能力。

　　例如：基礎(chǔ)階段安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：人體口腔上皮細(xì)胞觀察、低等植物形態(tài)特征與類型的觀察、EDTA滴定測(cè)定水中總硬度、火焰原子吸收測(cè)定自來水中鈣、鎂、乙酸乙酯的制備等，通過這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)作風(fēng)和獨(dú)立從事科學(xué)實(shí)踐的能力，期望兩種學(xué)科背景下的環(huán)境科學(xué)專業(yè)研究對(duì)象能相互滲透，取長補(bǔ)短。綜合階段，通過氨氮的測(cè)定、水中鉻的測(cè)定、環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)、顆粒自由沉降實(shí)驗(yàn)、活性炭吸附實(shí)驗(yàn)等，培養(yǎng)學(xué)生各種環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)方法，學(xué)習(xí)與水污染控制工程相關(guān)的常用技術(shù)、方法、儀器和設(shè)備，為將來從事環(huán)境監(jiān)測(cè)等工作奠定堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)階段，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：大氣中有害氣體凈化設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、水質(zhì)總氮、總磷的測(cè)定等，使學(xué)生加深對(duì)環(huán)境污染一些基本原理的理解，掌握環(huán)境污染中主要污染物和指標(biāo)的測(cè)定技術(shù)，提高分析和解決問題的能力。

　　最后進(jìn)入研究階段，通過讓學(xué)生參與教師的研究項(xiàng)目，如“基于云GIS平臺(tái)的貴州省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)”、“喀斯特地區(qū)水循環(huán)動(dòng)力過程及其水文生態(tài)過程”等，培養(yǎng)學(xué)生拓展的能力，有效提高學(xué)生綜合素質(zhì)，也展示環(huán)境科學(xué)專業(yè)潛在的應(yīng)用前景。通過這一實(shí)踐過程，環(huán)境科學(xué)專業(yè)可以充分利用地理學(xué)的資源，以系統(tǒng)、整體的思維方式，強(qiáng)調(diào)環(huán)境事件的發(fā)生過程中各要素的綜合作用，注重對(duì)環(huán)境的管理和規(guī)劃研究，并將各圈層的可持續(xù)發(fā)展理念灌輸給學(xué)生，對(duì)學(xué)生的資源環(huán)境意識(shí)產(chǎn)生潛移默化的影響。

　　3為學(xué)生發(fā)揮特長提供良好平臺(tái)

　　我校培養(yǎng)的環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生由于學(xué)院地理學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，在自然地理、GIS等方面的知識(shí)與技能強(qiáng)于其他院校的環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生，考慮到其專業(yè)所長，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)內(nèi)容上做了充分的安排。有些同學(xué)擅長計(jì)算機(jī)、遙感軟件應(yīng)用，通過選修“環(huán)境遙感實(shí)驗(yàn)課”、“地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課”，掌握遙感數(shù)據(jù)處理、專題制圖、矢量數(shù)據(jù)空間分析、數(shù)字高程模型等實(shí)驗(yàn)技能，使得通過衛(wèi)星、航空照片及結(jié)合地物特征進(jìn)行大面積的環(huán)境調(diào)查和環(huán)境信息采集分析變得可行，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)環(huán)境研究手段的不足，為以后培養(yǎng)具有現(xiàn)代信息技術(shù)的環(huán)境系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià)人才，提供了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)和實(shí)踐平臺(tái)。

　　有些同學(xué)以后想從事環(huán)境管理與規(guī)劃、環(huán)境影響評(píng)價(jià)及環(huán)境污染治理方面的工作，通過“地圖學(xué)與測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)課”、“環(huán)境調(diào)查與環(huán)境制圖實(shí)驗(yàn)課”，讓學(xué)生掌握測(cè)量儀器的操作、施測(cè)計(jì)算、繪圖、環(huán)境調(diào)查布點(diǎn)、采樣、計(jì)算機(jī)制圖等方面的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生以現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)為支撐，將人類生存空間按區(qū)域列入統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)，進(jìn)行空間地理信息數(shù)據(jù)的采集與運(yùn)用，為環(huán)境保護(hù)與管理等提供必要的測(cè)繪知識(shí)。例如：貴州山區(qū)水土流失是主要的生態(tài)環(huán)境問題，學(xué)生結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用遙感、測(cè)繪技術(shù)，開展區(qū)域水土流失調(diào)查，制作區(qū)域水土流失圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)主要環(huán)境因子的調(diào)查與監(jiān)測(cè)技能，以及空間圖形表達(dá)應(yīng)用與分析的能力。

　　4通過野外實(shí)習(xí)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

　　野外考察是地理學(xué)研究的重要方法之一，它將地理學(xué)研究的兩大對(duì)象自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境融合在一起，為環(huán)境科學(xué)提供了十分堅(jiān)實(shí)的研究背景。通過《自然地理學(xué)》、《環(huán)境規(guī)劃學(xué)》、《環(huán)境生態(tài)學(xué)》等課程的野外實(shí)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)觀察各種地理現(xiàn)象，揭示各地理要素間物質(zhì)傳輸、能量流動(dòng)、信息傳遞的內(nèi)在聯(lián)系，掌握自然區(qū)劃，綜合分析區(qū)域分異的影響因素;同時(shí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)環(huán)境的類型、特征，了解區(qū)域主要環(huán)境問題，以及觀察人類活動(dòng)與環(huán)境之間的相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的關(guān)系。在這樣的背景下，環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就自然而然形成區(qū)域性、整體性的思維模式，注重系統(tǒng)地分析環(huán)境要素間的相互作用，注重對(duì)環(huán)境變化的過程分析，這不僅鞏固課堂教學(xué)的知識(shí)體系，還培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際調(diào)查能力和動(dòng)手能力。

　　比如：帶學(xué)生去貴陽市XX居住小區(qū)實(shí)習(xí)，通過調(diào)查了解小區(qū)自然環(huán)境條件(地理位置、地形、氣候、水文、植被等)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件(外部條件：區(qū)位、交通、基礎(chǔ)設(shè)施條件、生活環(huán)境便利條件等，內(nèi)部條件：小區(qū)內(nèi)社區(qū)經(jīng)濟(jì)情況、小區(qū)空間總體布局、住宅建筑空間布局情況、環(huán)境情況、服務(wù)設(shè)施情況，社區(qū)居民活動(dòng)情況)，使學(xué)生掌握環(huán)境規(guī)劃的原則、理論和方法，從而有助于從事環(huán)境規(guī)劃的研究工作。

　　地理學(xué)論文投稿刊物：實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)(雙月刊)創(chuàng)刊于2003年，是電子科技大學(xué)和四川省高教學(xué)會(huì)主辦、西南六省、市、自治區(qū)高校實(shí)驗(yàn)室工作研究會(huì)協(xié)辦的學(xué)術(shù)性、技術(shù)性科技期刊，是全國高校實(shí)驗(yàn)室工作研究會(huì)的會(huì)刊之一。

　　5結(jié)語

　　盡管我們?cè)诘乩韺W(xué)背景下的環(huán)境科學(xué)專業(yè)在相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐中積累了一些經(jīng)驗(yàn)，取得了一些成果[7-11]，但我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作還需要進(jìn)一步完善。(1)進(jìn)一步深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程建設(shè)。隨著環(huán)境科學(xué)專業(yè)越來越受到社會(huì)關(guān)注，地理學(xué)背景下的環(huán)境科學(xué)專業(yè)可以很好的借鑒已有的野外調(diào)查技術(shù)與方法，將室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)分析與野外調(diào)查相結(jié)合，從區(qū)域的整體角度上，找到治理與保護(hù)環(huán)境的最佳手段。(2)進(jìn)一步加強(qiáng)教材建設(shè)。利用地理學(xué)的資源條件，充分發(fā)揮環(huán)境科學(xué)學(xué)科特征與技術(shù)方法，結(jié)合學(xué)科之間的交叉融合，編寫適用于地理學(xué)背景下的環(huán)境科學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)教材，促進(jìn)人才培養(yǎng)。(3)通過我院地理學(xué)背景下的環(huán)境科學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)和探索一套比較完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，同時(shí)通過各種培訓(xùn)和交流活動(dòng)，培養(yǎng)具有發(fā)散思維、多種學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的復(fù)合型人才。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李順興，鄧南圣.環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討[J].漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，15(4)：92-96.

　　[2]諸曉銳，錢波.基于工科學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28(10)：15-18.

　　[3]籍亞玲，吳成東，張偉宏，等.四層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26(4)：141-143.

　　[4]彭志廣，楊大鵬.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系創(chuàng)新與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，23(8)：16-18.

　　[5]游珍，方淑榮.地理科學(xué)與環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)科滲透與融合[J].高教論壇，2010(5)：55-57，60.

　　[6]李娟英，江敏，彭自然，等.環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)改革探究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012，10(4)：100-102.

　　[7]楊海龍，李曉燕.貴陽市降雨前后城市道路灰塵重金屬含量動(dòng)態(tài)變化[J].環(huán)境化學(xué)，2017，36(10)：2206-2213.

　　[8]蔡振饒，李玉紅，李旭東.貴陽市城市化與生態(tài)環(huán)境耦合研究[J].生態(tài)科學(xué)，2017，36(5)：196-203.

　　作者：游玉華，陸曉輝