自然地理综合实验场的建设及其在实践教学中的作用

(一)自然地理综合实验场的建设及其在实践教学中的作用

自然地理学作为一门实践性很强的学科，有着自己鲜明的特色，其中一个最重要的表现就是实践过程由野外和室内这两个既相互独立又彼此关联的部分组成，从而构成一个完整的自然地理实践教学体系。但目前高校开展实践教学所受到的制约因素较多，就自然地理而言，各高校的实习实验常见的做法大致有两种:一是通过室内实验对一些课堂教学内容进行验证，如岩石、矿物、土壤性质、水质分析等，再通过野外实习对地质、地貌、土壤、水文、植被、大气等的基础知识和调查研究方法进行传授和训练;二是在前面的基础上，将野外的观察、调查、采样和室内的实验分析结合起来，对学生进行更为系统的自然地理研究方法训练，但这还只限于少数高校，并且这种实习的比重也呈一定的下降趋势。之所以出现这种局面，经费和学时是两个最主要的制约因素，这种限制使得我们通过长时间的野外实习来加深学生对自然地理现象、过程和机制探求的企图几乎是不可能实现的。因此，如何解决这一难题，成为自然地理实践教学改革的关键。

南京师范大学仙林新校区拥有得天独厚的自然条件，低山、平地、岗丘等地貌类型丰富，水体类型和植被类型多样。利用这样的有利条件，通过适当的规划和调整，在学校及周边地区建设可供多种自然地理实践的综合实验场，以达到野外和室内实验实习的共同促进，全面提升实践教学层次的目的，成为我们教学改革的重点。

1.建设理念

(1)与科研相结合

坚持教学与科研相结合，以教学促科研，以科研反哺教学，是我们在实验场建设中始终要明确的方向。在经费投入方面，将实践教学建设经费与学科建设、科研等不同渠道的经费统筹使用，充分发挥效益。在实验项目方面，科学研究与本科实践教学同步进行，将科研成果在第一时间引入教学，充分激发学生创新实验的热情，同时也使学生及时跟踪科学的最新发展。

(2)实验与创新实验相结合

根据自然地理学学科特点，将实验教学分为基础知识和基本技能掌握、野外工作、实验分析、创新研究和知识应用技4个环节，在已有的实验条件基础上，以实验场为核心，以气候变化、水环境和地表过程为重点，加强野外自然地理环境要素(特别是河、湖、海洋)的观测、各种环境要素分析的实验项目建设，使实验室成为涵盖自然地理研究主要过程，包括主要的先进实验方法、具备现代自然地理特色的实验教学和创新研究平台，满足社会发展对人才培养的需要。

2.实验场建设

根据自然条件，结合自然地理学科的科研和教学需要，实验场由气象环境观测、水环境监测、生态恢复、地面过程、遥感观测等多个站点综合组成，模拟野外不同的岩土、地形、植被及水文环境，在不同的气候条件下观测降水、下渗、汇水、侵蚀、沉积等自然过程及变化;不同气候条件下各种地面物体的遥感参数特征;不同水体的生物化学过程等;根据天然河道、天然湿地、人工湿地、城市河道水污染特点等，通过物理工程、生态工程等技术，改变河道水文水动力学参数，改变水体物理化学特性，调整和完善生态系统结构功能，提高水体的自净能力，从而有效地改善河道的水环境质量和景观。该基地将设立水流、水量、水质等在线监测仪器若干组，实时掌握和了解不同条件下，河流水体的水文水动力特征、水体自净能力、水环境质量状况、水生态系统结构等。

在设置相关研究及实验项目后，对地形加以适当改造，同时展开基础设施建设和仪器设备购置，建成了包括水环境监测和水环境修复、地面侵蚀监测、遥感监测、大气监测等在内的多个相互关联的实验平台。

3．实验课程及实验项目设置

根据教学需要和实验场的条件，开设包括常规实验和开放实验、研究性实验在内的系列实验项目。实验的组织除课堂实验外，更多的是在教师指导和安排下利用课余时间由学生自主进行，这就能保证学生可以用较长的时间进行连续观测和取样。同时结合实验室分析及整理进行全过程的训练，实验项目得到增加，实践环节更加丰富，学生的实践能力得到提高。实验场也在运行过程中得到不断的完善。

实验场建成后，新开设4门实验课程，并对已有实验课程进行充实提高，新增实验项目30个，改进实验项目18个，新设开放实验项目10项。

环境变化与地表过程实验室建设不仅能进一步完善基础实验条件，开设更为丰富的基础性和综合性实验项目，更重要的是能够全面实施教学改革中明确的野外观测与样品采集、室内实验到分析研究三步实验流程，使学生掌握先进的野外工作方法、多样性的实验方法和先进的实验手段，紧跟国际前沿的自然地理环境研究方向。使实验教学的内容更全面、方法更多样、手段更先进、层次更提高，真正做到与学科建设的相互促进、共同发展。同时，通过有效的开放、共享机制，全面提升高等学校自然地理的实验室建设、实验教学和科技创新的能力。