大数据背景下高校自然地理学野外实习模式探索与实践

李瑜琴 卢玉洁 张东宁

（陕西师范大学 旅游与环境学院, 陕西 西安 710062）



大数据背景下高校自然地理学野外实习模式探索与实践

李瑜琴 卢玉洁 张东宁

（陕西师范大学 旅游与环境学院, 陕西 西安 710062）

摘要：自然地理学野外实习是高校地理学专业实践教学的最重要环节。但是，现阶段高校的野外实习教学存在实习时间零散，缺乏系统性；实习形式单一，缺乏主动性；实习内容孤立，缺乏综合性；实习平台简陋，缺乏创新性；实习考核片面，缺乏科学性等问题，导致“重知识，轻能力，重结论，轻过程”现象的存在。基于大数据背景，本文构建了“一平台、两协同、三层次、四兼顾”的实习教学模式，完善了野外实习多层次综合评价指标体系，实现了学生基础知识、技能的培养与学生的共性化、个性化的协同发展。

关键词：大数据；地理野外实习；共享网络平台；多层次评价指标体系

一、现阶段地理野外实习存在的问题

自然地理学野外实习是高校地理科学专业教学体系中的重要组成部分，也是培养学生专业素质和综合能力的实践性教学环节。现阶段，一些高校的自然地理学野外实习仍然以传统的巩固课堂教学内容和验证课本理论知识为目的，对学生创新思维能力和科学研究能力培养不够。目前，高等院校自然地理学野外实习教学主要存在以下问题：

1.实习时间零散，缺乏系统性

鉴于实习经费支出、教学计划安排、人才培养方案制定等多方面原因，一些高校仅设置了部门自然地理野外实习，分别安排在每门课程课堂讲授过程中，分散在不同的学期，且实习时间短，内容形式单一。还有一些高校将自然地理学野外实习集中安排在学生完成地质学、水文学、地貌学、土壤与植物地理学等主干课程的学习后，实习时间约1～2周，实习内容涵盖了自然地理学所有要素，学生对之前课堂所学内容会有所混淆和遗忘，在实习过程中多是对基础知识的回忆，缺少对现象的综合分析，实习效果差。

此外，在课程设置过程中，一些高校往往认为实习教学的重要性远低于课堂理论教学，导致对实习教学在人力、物力和财力上的投入是能少则少，甚至有的高校已经取消野外实习教学环节。因此，高校自然地理学野外实习整体上缺乏系统性实习安排，尤其是综合实习和部门课程实习的时间安排、系统设置。

2.实习形式单一，缺乏主动性

目前，高校自然地理学野外实习多采用野外实地参观，以实习带队教师讲授或演示为主，学生仅仅“听一听，看一看，记一记”，之后撰写相关野外实习报告或实习总结，教师根据提交的实习报告来评定学生实习成绩。学生在整个实习过程中以被动形式接受教师讲解，缺少自己发现问题、实践动手和思考解决问题的环节。因此，实习形式单一，忽视了调动学生的主动性，不能达到强化学生综合分析能力和创新能力的目的。

3.实习内容孤立，缺乏综合性

一些高校自然地理学野外实习内容分地质、地貌、土壤、植物和水文等单要素教学，实习路线距离短，实习区域范围有限，难以实现跨区域的自然地理学野外综合实习教学模式，学生无法体会到自然地理环境的区域性、整体性和综合性特点。实习内容几乎不涉及相关的人文、经济、社会等应用学科内容，如水文与水资源开发利用、土壤植被与农业生产、自然景观与旅游经济等。可见，实习要素单一、实习内容孤立，使学生难以从全局把握区域地理事物的空间分异性和整体性规律。

4.实习平台简陋，缺乏创新性

长期以来，高校自然地理学野外实习存在实习仪器设备简陋，数量有限，以及实习基地缺少配套建设等问题。部分高校自然地理学野外实习仍然以罗盘、地质锤、皮尺等传统仪器设备为主，没能与3S结合；甚至部分高校仍然沿用着陈旧的或淘汰的野外实习设备和技术，在野外操作时经常出现仪器故障，影响实习进度；实习仪器设备数量有限，仅限于教师演示，不能满足学生体验，使学生无法掌握最新最有效的地理学研究方法，导致野外实习无法达到预期目标。大部分高校没有建立专门的实习网络平台，没有实现实习资料和数据的共享。

5.实习考核片面，缺乏科学性

对学生自然地理学野外实习考核多以实习报告为主要评价依据，考核依据单一，不能全面体现出学生的动手能力、综合分析能力和创新思维能力，导致学生缺乏实习过程主体意识和创新精神，对科学素养与创新思维教育重视程度不够。

二、自然地理学野外实习教学体系的构建

基于大数据背景，针对自然地理学野外实习模式的现状与存在问题，构建了“两协同、三层次、四兼顾”的野外实习教学体系，建立了开放式的、共享型的网络实习平台，完善了野外实习综合评价指标体系。

1.明确实习目标“双协同”

新型的自然地理学野外实习教学体系具有“以学生为主体，发展为导向，创新为动力，区域为视野”的教学理念；以“地理现象认识与地理科学理论领悟结合，实验教学与科学研究结合，地理学科与相关学科结合，实习教学与社会需求结合”为指导思想；围绕国家宏观战略和资源环境与社会发展热点问题，突出地理学区域性和综合性学科性质的实习内容；明确既强调学生基础知识与技能的培养，又侧重学生的共性化、个性化协同发展的教学目标。因此，实习教学立足区域特点，多视野实验教学发展；立足地理科学，多学科实验教学融合；立足校内平台，多元化实验教学拓展；立足学生发展，多层次创新人才培养的实验教学特色。

2.构建教学体系“三层次”

依据学生的认知水平和地理科学专业的课程体系与人才培养目标，构建“基础知识巩固、专业能力培养、综合素质提高”三层次自然地理学野外实习教学体系（见图1）。实习教学不仅传授基本技术和方法，训练基本技能，同时还培养学生对多学科知识的综合应用，以及分析、推理、归纳、总结、探索和创新的能力，培养学生扎实严谨的工作作风和实事求是的科学态度，提高学生的综合素质和创新能力。在低年级地质、地貌、水文、气候、土壤、植被等课程教学计划中增加部门实习，以便于学生及时直观感受该课堂教学内容，加深对理论知识的掌握。高年级学生基本完成自然地理各个部门学科的学习后，开展野外综合实习，每一个实习单元增设一些针对性强的研究课题，把各个学科内容有机地结合起来进行综合分析，分析经济社会发展与地理环境的关系，以及人类活动对地理环境的影响，培养学生的区域观点、综合观点和综合分析的能力。

图1　自然地理学野外实习教学体系的三个层次

部门地理实习教学以加深对基础理论知识的理解、掌握基本实习技能、规范仪器设备操作为主要培养目标，使学生夯实地学基础知识、掌握基本野外技术方法、熟悉仪器设备，为区域地理综合实习和研究创新型实习准备条件、打好基础。区域地理综合实习的特点是区域化、综合化与现代化，其主要内容一方面是在野外条件下，综合地利用各分支学科的知识来观察自然地理、人文地理、生态环境现象，发现问题，运用现代化的仪器设备来观测、分析、揭示现象背后的规律；另一方面，将多学科知识有机结合在一起，运用多学科多技术实验手段和多层次实验内容组合，拓展学生的学习视野。通过研究创新性实习，提升学生综合运用地理知识的能力、分析解决问题的能力和综合创新能力。

3.完善教学内容“四兼顾”

（1）现象观察与机制探究相兼顾

实习教学首先通过网络平台、教学录像、实习设备、多媒体虚拟仿真技术等现代辅助手段，帮助学生对典型地理要素、地理现象和地图进行识别，获取经验感知，然后辅以野外现场教学，通过学生自主合作，在教师的指导下对野外实际地理要素和地理现象进行认知和探究。从直接直观和先验本质中提取知识，从已知到未知，由浅入深，由表及里，从而提高学生对知识的认知和理解能力。

（2）过程模拟与实践验证相兼顾

通过示范练习、学生自主动手练习和完全由学生独立设计、分析的程序逐步培养学生的实践能力，提高学生对不同地理要素和现象之间的空间关系分析能力。坚持室内实验与野外实习相结合，强调地理学研究中的实验仪器分析、区域空间分析、地理要素关联分析、人地关系分析。指导学生在室内实现地理过程模拟，并通过野外观察和调查等传统方法与现代3S等新技术、新方法，将所学的知识在实践中加以验证，做到实验室的过程模拟、分析和野外实践验证相结合。同时，在实践过程中让学生自己不断发现问题，积累问题，最终达到提高分析问题和解决问题能力的目的。

（3）基础知识与学科前沿相兼顾

一方面，重地理基础知识与技能的实习教学，夯实学生的地理基础与基本技能的培养，在实习教学中，让学生重点掌握地理学基本要素、空间分析和区域综合分析的相关实验技术方法、认识和掌握地理要素与区域综合发展演变的基本规律。另一方面，结合学科发展和科学研究的前沿，提出创新性实习问题；结合国民经济发展中的重大问题、热点问题，创设地理学的科学问题，开展探索性和创新性实习教学，例如，针对地理科学专业学生，在完成黄土粒度量测实验的基础上，还可选择不同黄土剖面物质测年实验。通过基础知识与科学前沿相结合的实习模式，不但使学生了解实验“如何做”这类涉及操作层面的问题，更能引导学生主动去思考“为何做”等涉及机理层面的问题，拓展学生视野，培养创新思维和创新能力。

（4）实习教学与科学研究相兼顾

实习带队教师由教授、副教授和讲师组成，把全新的科学研究理念、科学实验方法、分析技能融入到实习教学，及时更新、完善实习教学内容；同时，积极选派带队教师到国内外知名高校和研究单位深造学习，以保证将最新的学科前沿传授给学生。通过整合实习教学和科学研究课题，利用教师的科研成果丰富实验教学内容；同时，充分吸收学生参与科研项目，激发学生的科研兴趣，提升科研思维和科研能力，培养团队合作精神，为学生今后开展科学研究和科技创新夯实基础。

三、开放式、共享型野外实习教学信息管理网络平台的建立

利用互联网和GIS技术建立开放式、共享型自然地理学野外实习教学信息管理平台。平台由专业教学资源库、网络教学平台、数字化服务平台构成。教学信息管理平台以校园信息化建设为契机，以信息技术为纽带，实现实习内容、实习资源、实习考核的数字化与信息化。

1.专业教学资源库

教学资源库主要包括精品课程库、信息化实验课程库、多媒体课件库、视频动画库、仿真模拟实验库、案例库和试题库等。按照地理学不同课程设计对资源名录进行分类与汇总，匹配课程建设，实现辅助教学、自主学习等功能。专业教学资源库完善可通过云计算技术，为师生推送个性化的教育教学资源。同时，专业教学资源库的后续建设也可为相关专业教师培训、对口支援院校及其它兄弟院校提供共享型优质教学资源与服务。

2.实习教学信息平台

近年来高校学生人数剧增，教学资源相对紧张，而解决这一问题的最好手段就是建立专业的教育网络平台。实习教学信息平台的设计需要以专业野外实习教学为核心，包括实习地点基础信息、实习教学内容、实习互动答疑、实习过程组织、实习系统管理、辅助教学工具、实习教学测评等多功能模块，涉及到平台首页、教学资源、教学组织、教学手段、实习交流、指导手册、实习报告、课外拓展、在线答疑、成绩管理等子模块。同时该平台要兼顾教学管理模式、教学过程实施以及师生操作习惯等。目的是要支持多种教学管理模式交融，既可用于日常网络辅助课程教学，也可用于网络远程教学；支持教师、学生的互动交流，实现对教学进程的管理和教学效果的实时反馈与评价；支持课程远期建设，凸显课程资源滚动累积和共享，稳步提高教学质量。地理学实习教学信息平台建设要符合和协同高校数字化校园建设，有机地与数字校园系统无缝对接，实现数据共享，建立可持续的专业信息网络平台。

3.信息服务平台

信息服务平台能够统一信息标准，确保数据的完整性、准确性、一致性和有效性。构建统一信息门户平台，集中信息资源管理、应用服务管理与服务项目的整合，能够为师生提供个性化综合信息服务。构建数据交换与身份认证平台，可有效统一身份与认证管理，确保用户电子身份的唯一性、真实性与权威性[1][2][3]。同时实现单点登录，多平台/系统间用户信息共享，一站登录，全网畅通。学生也可以利用平台完成从实习辅助信息了解和掌握（天气服务、住宿服务、交通服务）到实习指导书下载、实习内容预习、实习过程心得或体会的交流、实习报告分享、实习成果提交等实习相关的所有任务和工作，该模式能够大大提高野外实习的信息化水平。

四、完善多层次综合评价指标体系

野外实习的评价应该是全过程、多层次、广指标的系统性评价。评价应遵循“过程评价与效果评价相结合，定性评价与定量评价相结合，教师评价与学生自评相结合”的原则。在大数据背景下，依据野外实习准备阶段的预习、动员和物品准备情况，实习过程中的出勤、表现和态度，以及掌握方法和动手技能，观察和分析解决问题能力，团结协作和组织能力等方面进行考核评价，再结合实习报告的撰写内容和水平，建立了一套实习效果综合评价体系（见图2）。对准备阶段、实习阶段与总结阶段进行客观有效的评价，利用层次分析法（APH法），选取实习目标、区域概况、物品准备等（A1，A2，A3，…，A9）9个方面29项评价指标，构建层次结构模型。确定各个因素的相对重要性，赋予相对权重，建立比较判断矩阵，确定各指标（B1，B2，B3，…，B29）的权重，通过逐层计算最终得出学生的实习成绩。

图2　自然地理学野外实习综合评价指标层次结构

在评价体系中，能够考核学生对地理科学知识的检验和巩固，地理科学方法的学习和掌握；在专业训练方面，考核学生对野外实习工作程序、实习路线和实习区域的选择，对实习基本要求、基本方法、野外判别方向的掌握；在能力培养方面，考核学生与人沟通、意志磨练、遵守纪律、团结协作和创新能力；在综合素质训练中，考核学生通过野外实习获得数据，综合分析研究区自然地理要素特征和规律，以及地理要素间的内在联系的能力。通过完整的评价，实现在实习过程中培养学生分析问题和解决问题的能力，让学生将理论知识、实践能力在科学研究和实践中得到应用，达到科学思维与创新能力培养的目的。因此，该体系的评估层次多元，指标全面，结果更加直观和准确，能够引导和提高学生的主动性，有利于指导教师完善实习内容和改进教学方法。

五、结语

大数据背景下，自然地理学野外实习教学应注重学生综合素质提升与创新能力培养的双重任务和目标，不断引入相关学科的新方法、新技术，提升和完善传统的自然地理学实践教学模式。依托互联网和GIS技术构建开放共享的自然地理学野外实习网络平台，实施“现象观察与机制探究相兼顾，过程模拟与实践验证相兼顾，基础知识与学科前沿相兼顾，实习教学与科学研究相兼顾”的实习教学体系，从实习准备阶段、实习过程到成果总结阶段进行多层次评价，实现学生基础知识、技能的培养与学生的共性化、个性化的协同发展。本研究所构建的相对完整的自然地理实践教学体系、网络平台和评价体系，对地理科学类相关专业完善实践教学环节，突出专业人才的实践能力、地理科学思维方式和探究性学习培养具有借鉴和参照价值，同时对其它高校同类专业实施实践教学环节具有广泛的借鉴和推广意义。

参考文献：

[1] 李恒凯,刘小生,潘颖龙.基于GIS的探究式自然地理学野外实习平台系统[J].地理科学,2012,32（8）:1026-1032.

[2] 葛小平,王鑫浩,杨胜飞,等.基于Google Maps API的野外地理综合实习平台[J].中国地质教育,2015（1）:114-118.

[3] 冯江茹,张晓林,靳共元.信息化背景下优质网络教育资源平台的建设与运用——以宏观经济学课程为例[J].教育理论与实践,2015,35（30）:56-57.