[摘要]總結了一套適于地理學背景下環境科學相關實驗過程的教學模式。實驗內容根據環境科學專業的特點進行編排，強調內容的漸進性和整體性，關注學生的專業知識，為學生發展提供最佳實踐平臺。通過一系列的教學方法改革，不僅鞏固了學生的理論知識，還培養了學生的基本實驗技能，取得了比較好的教學效果。

　　[關鍵詞]地理學;環境科學;實驗內容;教學模式

　　隨著環境科學的不斷發展，環境科學研究的范圍越來越大，涉及的相關問題越來越復雜，所采用的技術越來越高，使得環境科學專業呈現出不同層次不同專業的學科特色，以滿足社會的需求和環境科學發展的需要[1]。我校是西部地區一所綜合性大學，地處以貴州高原為中心的中國南方喀斯特地區，具有最典型的脆弱生態環境系統，我校設置的環境科學專業，根據西部民族地區對環境人才的需求，建設以地理大環境為背景的環境科學專業。

　　由于跨學科的復雜性和科學技術知識的頻繁更新，對跨學科專業的學生掌握專業知識和實踐技能提出了新的要求[2-4]。環境科學專業的學生對數學和化學等相關學科的要求高，而學生的實驗技能培訓較少，并且化學，生物學和相關課程的基礎薄弱，如何將地理學科特征與環境科學專業相結合，通過與環境科學相關的實驗課程來增強理論知識的理解，掌握基本的環境實驗技能，并結合學生較強的地理知識和計算機應用技能，提高學生的學習興趣，培養具備環境科學和地理科學復合型知識結構的合格人才，我們結合多年的工作和實踐，總結了一套有效的實驗教學方法。

　　1根據專業特點安排實驗內容

　　1.1增加基礎實驗技能訓練

　　根據學院制定的環境科學專業發展方向模塊，針對學生在化學、生物、環境等方面的基礎知識和實驗技能較弱，在實驗課時和內容順序安排上做了一些調整。由于學生要學習更多的知識，課程安排非常緊湊，實驗課做了相應的合并，精化實驗內容。無機化學、有機化學、物理化學相對應的實驗課原本包含在各自理論課中，從2016年修改了教學計劃，這三門實驗課從理論課中抽離出來單獨合并為化學綜合實驗課，課時從原來的42學時增加到64學時，目的就是進一步鞏固和加深理論知識的理解，提高綜合運用知識進行獨立實驗操作的能力。由于學生化學實驗少，我們先安排4個課時，讓學生有足夠的時間學習移液管、滴定管、容量瓶、天平的使用，以及一些基本的實驗技能;而后又安排了4個學時的時間，讓學生熟悉無機化學與有機化學實驗的不同，掌握蒸餾、回流、分餾基本操作及分液漏斗的使用，為后續實驗內容的順利開展打下了很好的基礎。

　　1.2實驗內容與地理及相關學科有機融合

　　第2、3學期學生學習了《自然地理學(一)》和《自然地理學(二)》，結合所學知識我們安排了相應的地質地貌、土壤、水文實驗，通過礦物、巖石鑒定、羅盤的使用及土壤有機質、水解性氮、容重、機械組成、水的物理化學性質等的測定，讓學生掌握各圈層組成成分之間的相互聯系和相互作用，初步形成地質學、水文學、地貌學的思維習慣，將環境科學專業與地理學有機融合在一起，寬泛自己的視角，提高自身的地理科學素質，注重自然環境與人類活動的可持續發展，凸顯環境科學的“大環境”特征[5]。

　　環境微生物學實驗中，我們結合學生之前的實驗基礎以及所學的地理知識、野外實習背景，進行了：觀察微生物形態、結構，微生物培養基配制，土壤微生物的分離，水體中總大腸菌群等測定的實驗內容，使學生能驗證、加深和鞏固環境微生物的理論知識，進一步了解微生物與人類環境的相互關系和微生物的生長、培養、處理技術。

　　由于學生沒有學習過微生物的實驗技能，沒有接受過無菌操作的培訓，這就需要教師借助教學視頻耐心細致地講解，強調每一步的規范操作及注意事項，研究生配合做實踐操作的演示，讓學生在開始實驗前對實驗過程有一個大致的了解，特別是對關鍵操作步驟有足夠的重視，培養學生觀察、思維、分析和解決問題的能力，期望由此啟發和鼓勵學生從環境學的角度對生命現象進行思考和探索，通過學科的交叉滲透，攜手揭示環境與生命的奧秘。

　　2注重實驗內容的漸進性和整體性

　　在安排實驗時，我們充分考慮到實驗內容的漸進性和整體性，可以增強學生對實驗的吸引力，激發學生的創新能力和創新精神，實驗項目之間相互聯系，不同課程從不同角度用不同方法闡述同一問題，加深學生對某一專業問題的認識[6]。以知識點認知過程和能力培養的梯形結構為基礎，建立了研究課題從基礎到綜合到設計再到研究階段的實踐過程。

　　注重實驗的啟發是基礎階段的關鍵，強調理論知識與實驗內容的有機聯系，教學目標是夯實基礎。綜合階段強調學生學習與環境監測、環境工程相關的常用技術、方法、儀器和設備，學習如何用實驗方法研究環境問題以及判斷環境過程的變化規律。設計階段倡導學生結合學過的相關理論思考實驗設計、獨立管理實驗，培養學生獨立做實驗，用所學知識解決問題的能力。在研究階段采用科研與實驗教學相結合的教學方法，著重學生應用環境科學的基本理論和實踐技能進行創新性理論和實踐的探索，培養學生科研研究的能力。

　　例如：基礎階段安排的實驗內容包括：人體口腔上皮細胞觀察、低等植物形態特征與類型的觀察、EDTA滴定測定水中總硬度、火焰原子吸收測定自來水中鈣、鎂、乙酸乙酯的制備等，通過這些基礎實驗操作，培養學生良好的科學作風和獨立從事科學實踐的能力，期望兩種學科背景下的環境科學專業研究對象能相互滲透，取長補短。綜合階段，通過氨氮的測定、水中鉻的測定、環境噪聲監測、顆粒自由沉降實驗、活性炭吸附實驗等，培養學生各種環境監測實驗、技術方法，學習與水污染控制工程相關的常用技術、方法、儀器和設備，為將來從事環境監測等工作奠定堅實的專業基礎。設計階段，實驗內容包括：大氣中有害氣體凈化設計性實驗、水質總氮、總磷的測定等，使學生加深對環境污染一些基本原理的理解，掌握環境污染中主要污染物和指標的測定技術，提高分析和解決問題的能力。

　　最后進入研究階段，通過讓學生參與教師的研究項目，如“基于云GIS平臺的貴州省生態環境監測與評價系統研究與實現”、“喀斯特地區水循環動力過程及其水文生態過程”等，培養學生拓展的能力，有效提高學生綜合素質，也展示環境科學專業潛在的應用前景。通過這一實踐過程，環境科學專業可以充分利用地理學的資源，以系統、整體的思維方式，強調環境事件的發生過程中各要素的綜合作用，注重對環境的管理和規劃研究，并將各圈層的可持續發展理念灌輸給學生，對學生的資源環境意識產生潛移默化的影響。

　　3為學生發揮特長提供良好平臺

　　我校培養的環境科學專業學生由于學院地理學科的優勢，在自然地理、GIS等方面的知識與技能強于其他院校的環境科學專業學生，考慮到其專業所長，我們在實驗內容上做了充分的安排。有些同學擅長計算機、遙感軟件應用，通過選修“環境遙感實驗課”、“地理信息系統實驗課”，掌握遙感數據處理、專題制圖、矢量數據空間分析、數字高程模型等實驗技能，使得通過衛星、航空照片及結合地物特征進行大面積的環境調查和環境信息采集分析變得可行，彌補了傳統環境研究手段的不足，為以后培養具有現代信息技術的環境系統分析與評價人才，提供了一個很好的學習和實踐平臺。

　　有些同學以后想從事環境管理與規劃、環境影響評價及環境污染治理方面的工作，通過“地圖學與測量學實驗課”、“環境調查與環境制圖實驗課”，讓學生掌握測量儀器的操作、施測計算、繪圖、環境調查布點、采樣、計算機制圖等方面的基本技能，培養學生以現代測量技術為支撐，將人類生存空間按區域列入統計、監測，進行空間地理信息數據的采集與運用，為環境保護與管理等提供必要的測繪知識。例如：貴州山區水土流失是主要的生態環境問題，學生結合專業學習和實驗，應用遙感、測繪技術，開展區域水土流失調查，制作區域水土流失圖進行統計與分析，培養學生對主要環境因子的調查與監測技能，以及空間圖形表達應用與分析的能力。

　　4通過野外實習促進實驗教學效果

　　野外考察是地理學研究的重要方法之一，它將地理學研究的兩大對象自然環境與社會環境融合在一起，為環境科學提供了十分堅實的研究背景。通過《自然地理學》、《環境規劃學》、《環境生態學》等課程的野外實習，指導學生運用所學知識觀察各種地理現象，揭示各地理要素間物質傳輸、能量流動、信息傳遞的內在聯系，掌握自然區劃，綜合分析區域分異的影響因素;同時讓學生認識環境的類型、特征，了解區域主要環境問題，以及觀察人類活動與環境之間的相互聯系、相互影響、相互制約的關系。在這樣的背景下，環境科學專業學生進行實驗，就自然而然形成區域性、整體性的思維模式，注重系統地分析環境要素間的相互作用，注重對環境變化的過程分析，這不僅鞏固課堂教學的知識體系，還培養學生的實際調查能力和動手能力。

　　比如：帶學生去貴陽市XX居住小區實習，通過調查了解小區自然環境條件(地理位置、地形、氣候、水文、植被等)、社會經濟條件(外部條件：區位、交通、基礎設施條件、生活環境便利條件等，內部條件：小區內社區經濟情況、小區空間總體布局、住宅建筑空間布局情況、環境情況、服務設施情況，社區居民活動情況)，使學生掌握環境規劃的原則、理論和方法，從而有助于從事環境規劃的研究工作。

　　地理學論文投稿刊物：實驗科學與技術(雙月刊)創刊于2003年，是電子科技大學和四川省高教學會主辦、西南六省、市、自治區高校實驗室工作研究會協辦的學術性、技術性科技期刊，是全國高校實驗室工作研究會的會刊之一。

　　5結語

　　盡管我們在地理學背景下的環境科學專業在相關實驗教學改革的實踐中積累了一些經驗，取得了一些成果[7-11]，但我們的實驗教學工作還需要進一步完善。(1)進一步深化實驗教學和課程建設。隨著環境科學專業越來越受到社會關注，地理學背景下的環境科學專業可以很好的借鑒已有的野外調查技術與方法，將室內的實驗分析與野外調查相結合，從區域的整體角度上，找到治理與保護環境的最佳手段。(2)進一步加強教材建設。利用地理學的資源條件，充分發揮環境科學學科特征與技術方法，結合學科之間的交叉融合，編寫適用于地理學背景下的環境科學相關實驗教材，促進人才培養。(3)通過我院地理學背景下的環境科學相關實驗課程教學實踐，總結和探索一套比較完整的實驗教學方法，同時通過各種培訓和交流活動，培養具有發散思維、多種學科知識結構的復合型人才。

　　參考文獻：

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　　[2]諸曉銳，錢波.基于工科學生科技創新能力培養的開放性實驗教學平臺的構建[J].實驗技術與管理，2011，28(10)：15-18.

　　[3]籍亞玲，吳成東，張偉宏，等.四層次實驗教學體系的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2009，26(4)：141-143.

　　[4]彭志廣，楊大鵬.實驗教學體系創新與實踐[J].實驗技術與管理，2006，23(8)：16-18.

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

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

　　作者：游玉華，陸曉輝