地理實驗教學范文

摘要：

本文結合高校地理實驗教學的現狀，分析其中存在的具體問題，并結合問題提出應對策略。

關鍵詞：

高校地理；實驗教學；現狀；策略

引言

地理實驗教學相對課堂教學而言，具有直觀性、實踐性、綜合性、探索性和啟發性的特點，它是學生實現理論聯系實際，鞏固和延伸課堂知識的重要環節，是培養和提高大學生在實際運用中的動手操作能力、解決問題的能力、創新能力的有效途徑，然而目前高校的地理實驗教學過程卻存在多方面的問題。

1高校地理實驗教學的現狀

1．1實驗教學邊緣化：實驗教學是地理教學體系的重要組成部分，但是從目前高校地理專業的實驗課程設置中，我們發現，實驗教學邊緣化的情況較為普遍，例如一些高校的實驗室設置只能滿足某幾個地理課程的實驗內容；實驗課時在整個教學課時的設置中只占據一小部分；一些教師在教學中只是將實驗課當作了理論課的輔助工具等。而這些教學狀況不僅影響了學生對地理實驗重要性的認識，也降低了學生參與實驗的積極性和主動性。

【摘要】實驗教學法，是以學生為主體教師指導為輔助，通過實驗得出結論，從而完成既定學習任務的教學方法。通過實驗教學學生能夠獲得直觀體驗，培養動手操作能力和科學探究精神，提高地理實踐能力。本文以“地轉偏向力”實驗為例，研究實驗教學在高中地理教學中的應用，提出實驗教學的不足和建議。

【關鍵詞】實驗教學；高中地理；地轉偏向力

一、實驗教學的理論優勢

《普通高中地理課程標準（2017年版）》提出地理學科核心素養涵蓋人地協調觀、綜合思維、區域認知和地理實踐力，其中地理實踐力強調的考察、實驗、觀測、調查等，是地理學重要的研究方法，也是地理課程重要的學習方式[1]。課程標準要求學生學會獨立或合作進行地理實驗，課程標準也多次提出實驗教學的建議。同時，根據學習金字塔理論，實驗教學能較好地激發學生的學習興趣，同時調動學生的觀察能力和動手能力，提高學習效果。

二、實驗教學在高中地理教學中的應用及探析

地理是一門綜合性、實踐性很強的學科，尤其是高中地理必修一涉及的自然地理內容較為抽象，教學重難點較多，需要學生擁有較強的觀察分析能力和理論聯系實際解決具體問題的能力。因此，有必要對高中自然地理的部分章節進行實驗教學。在高中地理實驗教學中，有時受到客觀條件的限制，導致實驗難以直接開展或不能開展，所以模擬實驗成為一種可操作性較高、實驗效果較好的實驗類型[2]。筆者通過查閱文獻了解到，目前模擬實驗的主題主要圍繞地轉偏向力、太陽直射點的回歸運動、晝夜交替、晝夜長短變化、熱力環流、鋒面的形成、山地的形成、河流地貌的發育和褶皺形成等。本文以“地轉偏向力”模擬實驗為例，分析其實驗過程中的優點和不足，進而引出實驗教學在高中地理教學中面臨的問題，并提出可行性建議。【實驗器材】選用地球儀、塑料球、撐開的雨傘等球狀物；墨水等。【實驗步驟】①標注球狀物虛擬北極點并朝上，在球狀物表面滴適量墨水；②模擬地球自轉；③觀察并描述墨水流淌痕跡；④將球狀物虛擬南極點朝上，重復上述步驟，注意自轉方向的變化。【實驗結論】通過實驗，證明地球表面物體在做水平運動時，物體運動方向會發生偏移。在北半球向右偏，在南半球向左偏。【實驗分析】該實驗優點是實驗器材簡單易得，實驗步驟設計合理明確。但也存在一些問題：首先是實驗器材，地球儀或雨傘表面滴墨水，易對物品造成污損，且清洗時間較長，不利于課堂上實驗的重復；其次是實驗過程，學生操作實驗步驟①和②容易出錯，例如滴墨水的量不易掌控，模擬地球自轉速度較難，太快墨水模糊一片，太慢墨水直接滑落，需要多次重復尋找合適的速度，占用時間過多；最后是實驗結論，該實驗只能證明，地球表面物體沿經向做水平運動時會發生偏移，無法模擬赤道地區有無偏轉力以及物體沿緯向做水平運動時是否發生偏轉。【實驗評價】一般多采用結果性評價，依據實驗是否成功判定得分。筆者認為實驗教學結果的呈現應多樣化，包括實驗報告、實驗感受和實驗建議，關注學生的實驗過程和行為表現，并對學生做出合理性和激勵性的評價。上述是驗證“地轉偏向力”的實驗方式之一，通過多角度分析發現其在實施過程中存在一些不足，概括為：①地理實驗方案設計籠統存在漏洞，指導性操作不詳細；②地理實驗器材缺乏規范性和系統性；③地理教師實驗性知識和技能不足，指導不到位，也從側面反映出學生動手能力不強；④實驗過程偏復雜耗時較長，不利于課堂開展；⑤實驗評價單一，注重結果性評價等。這些從不完善的實驗中凸顯出的具有代表性的問題對改進地理實驗教學有一定的啟發性。學校應注重地理實驗器材的開發、積累和更新，著手組織編寫規范的地理實驗手冊，努力開發新式、多樣、簡潔的模擬實驗等；作為中學地理教師要盡快學習和掌握地理實驗教學知識，提高實驗教學技能，培養學生實驗操作能力，發揮實驗教學的功能。實驗教學的關鍵在“實驗”，實驗需要學生去實踐和創新，在實驗過程中體現實驗教學的意義：①實驗為學生創造興趣點，針對教學重難點設計合理的實驗，可以激發學生的學習興趣，使其從心理上由畏難情緒轉變為親近學習；②實驗的過程是學生感受知識、驗證知識的過程，促進知識的理解和吸收，提高學習效果；③實驗的過程調動多種感官參與活動，鍛煉學生動手能力、合作能力、分析能力和解決問題的能力；④實驗結果成功與否都是一種收獲，實驗成功學生獲得成就感增強自信心，實驗不成功，刺激學生的探究精神，積極動手動腦改善實驗等。實驗過程是實驗教學的核心，地理實驗教學的目的不只是加深學生對地理知識的理解，更重要的是在實驗過程中培養學生的科學素養和綜合能力。與傳統教學方法相比，實驗教學有助于轉變學生機械模仿、被動接受的學習方式，促進學生更為主動和富有個性的學習。與考察、調查、觀測等野外實踐活動相比，實驗成為學生更容易接受和接觸到的實踐活動。考慮到地理課堂教學具有一定的封閉性，而在地理課堂、課后或地理實驗室開展的實驗活動，既豐富了教學內容，又避免了野外活動的不安全和不可控因素。因此充分利用學校的掛圖、模型、標本、實驗器材等地理課程資源，深化實驗教學在地理教學中的應用，對于提高學生地理知識學習能力和實踐能力具有重要意義。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

摘要：

“GIS工程設計”的教學目的是培養學生GIS設計的綜合能力，因此，該課程的實踐教學很重要。本文提出將“GIS工程設計”的實踐教學體系分為基礎實驗和綜合設計兩部分，研究實踐教學安排，改善實習的考核體系和輔助教學方法，形成一套高效的實踐教學模式。

關鍵詞：

實驗教學；GIS工程；基礎實驗；教學模式

地理信息系統專業是一個綜合性的多學科交叉的實踐型學科，在教學過程中考慮面向工程和面向應用是非常必要的［1－2］。在“GIS工程設計”課程教學過程中，不僅要培養學生使用GIS軟件構建一個GIS應用系統的能力，還要重視培養學生的GIS軟件設計與開發能力。因此，在“GIS工程設計”課程中設計科學的實驗內容，探討符合學科特點的教學方法，建立有效的實驗教學模式是非常必要的。“GIS工程設計”是武漢大學地理信息系統專業課程體系中一門重要的專業必修課程，旨在培養學生設計GIS的綜合能力。該課程也是一門涉及多門學科的綜合性課程，在學習這門課程之前，學生需要學習相關基礎課程，具備一定的背景知識和扎實的理論基礎。具體來說，這些課程主要包括：地理信息系統原理、地圖學、計算機圖形學、計算機程序設計、數據結構、數據庫原理等［3－4］。“GIS工程設計”也是一門實踐性很強的課程，除了在課堂上用一些案例輔助教學外，還要充分利用基礎實驗和綜合設計等實踐手段。基礎實驗教學作為該課程關鍵的教學實踐環節之一，能夠加強學生對課程知識點的理解和掌握。在學生具備一定的GIS設計與開發的基礎知識之后，就可以進行應用型的GIS開發綜合性設計。通過綜合性、設計性、研究性的GIS設計與開發的訓練，能有效地培養學生的專業性思維方式，提高學生分析專業問題和解決專業問題的能力，促使學生養成良好的專業科學素養。在GIS專業的實驗教學方面，很多學者探討了開放式實驗教學方法［5］，重點研究了GIS軟件設計中實驗教學的實驗內容［6－11］，并分析了教師隊伍的建設方法［12］。在教學過程中總結出一種比較有效的“1（基礎）＋1（綜合）＋D（多元環境）”的實驗教學模式，該模式可以提高學生的自主學習和動手能力，避免扼殺GIS專業學生的主動性和創新性。

1實驗環境的選擇

實驗教學重在培養學生實際解決專業問題的能力，GIS工程與計算機軟件密切相關，因此在實驗教學中應當特別注意選擇所使用的開發平臺、程序語言和軟件開發方式。所依據的重要原則是：學生的實驗環境盡量與當前GIS產業發展的需要相適應，面向國家發展需要［1－2］，面向GIS工程。．NET平臺是由一組用于建立Web服務應用程序和Windows桌面應用程序的軟件組件構成，包括．NET框架和．NET開發工具。．NET平臺有很多優點：支持多種語言的互操作，可跨多種操作平臺，具有很高的安全性，支持HTTP、XML等各種網絡標準和協議。如今，多數地理信息系統的開發均基于COM技術，而．NET平臺對COM技術有很好的支持。同時，該平臺自身的優越性也決定了其在開發地理信息系統中的廣泛使用。C＃是從C和C＋＋語言演化而來，是Microsoft專門為使用．NET平臺而創建的。其語法比較簡單，但是功能非常強大，相比其他語言具有很多優點，學生學習入門也比較快。ArcGISEngine（簡稱AE）是用于構建定制應用的一個完整的嵌入式的GIS組件庫。利用Arc－GISEngine對GIS進行開發可以滿足用戶的需求，所設計的應用程序具有直觀、便捷等特點。利用這種技術，可以極大地縮短系統的開發周期，提高開發效率。可見，這種基于組件式的GIS二次開發具有廣闊的應用前景。基礎實驗和綜合設計均是在．NET平臺下利用ArcGISEngine組件庫進行GIS軟件設計與開發。考慮到學生學習該課程時所掌握的計算機基礎知識，學生依據自己對計算機程序語言的熟悉程度選擇VC，C＃，VB或C＋＋等，這樣就增加任課老師的教學工作量和講課的難度。實驗平臺選擇的多元化有利于學生根據自己的知識結構選擇最節省的計算機語言學習時間，把主要精力投入GIS工程設計中。“GIS工程設計”教學與有些課程是緊密關聯的，在GIS專業的教學計劃安排上就應當考慮這個問題，同時也應當在該課程開設之前讓學生們明白這種關系。就知道要學好“GIS工程設計”必須先掌握哪些基礎知識。其次，主講老師在課程的教學過程中也容易調整教學內容和分配教學時間，以便學生能順利理解和掌握該課程的學習內容。“GIS工程設計”課程的前期核心課程包括：計算機編程語言（VC，VB，C＃或C＋＋等）、地理信息系統基本原理、GIS軟件應用（ARCGIS）。由于該課程的課時有限，因此需要學生在上該課程之前復習這些前期課程，特別是需要熟悉計算機編程語言。計算機編程語言是GIS工程中的基本工具，隨著計算機技術的發展，編程語言的種類非常多，應當讓學生明白：在學習過程中應該注重培養自己快速掌握編程語言的能力，至少應當熟練掌握GIS專業常用的編程語言。為了顧及學生所熟悉的計算機編程語言有所不同，學生在構建GIS軟件時可以選擇自己熟悉的某一編程語言，也可以用指定的編程語言，在教學過程中主要用VB或C＃。

2基礎實驗內容的設置

1引言

目前，在地理和環境專業實驗課程和項目研究中需要進行大量的金屬和非金屬元素的測定，而目前國內外采用的測定方法很多，有些方法需要用到較高價值的大型儀器，及需要花費較多的耗材及時間，如何選擇適當的方法，是教學和科研中經常遇到的問題［1］。因此，根據現有條件，如何確定測定方法和研究方案，以及在今后的實驗室建設中如何配置儀器設備和測定條件，是本項目需要解決的問題［2，3］。根據目前開設實驗課和研究項目的需求，結合現有實驗室條件和儀器設備，對地理和環境專業實驗樣品中元素分析進行分類和對比，從而力求篩選出適合相應實驗目的檢測方法，并為今后實驗室的進一步建設提供建議。本研究擬解決的關鍵問題是:通過實驗數據準確性和機時、能耗、時間及工作量等綜合成本，選擇適合的分析方法，為實驗課程設置和調整提供依據，為科研項目提供參考。

2材料與方法

2．1樣品采集在相對穩定的農田區域，采集土壤表層0～15cm土壤，每個點采集4處混合樣品約1kg，共采集36個表層土壤樣品。樣品裝入聚乙烯塑料袋中放置于實驗室中，使其在通風、避光、室溫的條件下自然風干。經過粗磨過篩10目(2mm)的尼龍篩，剔除可見雜質，然后將樣品分為兩份，一份過200目篩子后用密封袋封裝，用于原子吸收和原子熒光分析;另一份取重量10g，用振動磨研磨10秒使其粒徑小于0．07mm。稱取4g研磨樣品，放入模具內，撥平，四周用硼酸填滿，使用半自動壓樣機(YYJ－60型，長春光學精密機械與物理研究所)于30t壓力下壓制成以硼酸包邊的圓片狀分析樣品，用于X－熒光分析測定。

2．2測定方法用火焰原子吸收分光光度法，測定常規元素，適合測量Cu0．2～5mg/L，Fe0．3～5mg/L，Mn0．1～3mg/L，Zn0．05～1mg/L;用石墨爐原子吸收法測定Ba、Cd、Pb、Zn元素，測定范圍0．1～10ng/L;用原子熒光法測定As、Bi、Ge、Sn、Hg、Se元素，測定范圍0．05～20ng。X射線熒光光譜法(XRF)的樣品測定，樣品壓片后用X－Ray熒光光譜儀(PW2403，荷蘭帕納科儀器公司)進行樣品中的金屬元素全量的測定。質量控制采用GSS－1和GSD－12標準物質進行質量控制，使標準物質中重金屬元素的實測值與參考值的相對標準偏差(RSD)均小于10%，同時每批樣品中加入重復樣，使誤差控制在允許的范圍內。

2．3結果與分析分析效率的計算。(1)X－熒光測定。測定時間:每個樣品測定時間大約需要50分鐘，包含裝樣時間，不含儀器預熱時間(設備24小時運行)，以測定72個樣品為例，需要60個小時，約2．5個工作日。測定費用:按每個樣品100元計算，共需7200元。(2)原子吸收法測定。測定時間:一個元素大約為30分鐘，含設備預熱時間，每增加一個樣品增加0．5分鐘，以72個樣品測定六種元素為例，每個元素約為80分鐘，加上標準樣品的配制時間，每個工作日大約可以測定3～4個元素，約需要1．5～2個工作日。測定費用:按每個元素/樣品10元，共需4320元。原子熒光法和原子吸收法測定時間和試劑消耗相近。從勞動強度計算，X－熒光法樣品壓片和原子吸收法樣品消化相比，壓片法稍小，且試劑用電等消耗較少;測試過程中，X－熒光法為自動分析，而原子吸收或原子熒光法，則需要手動進樣，勞動強度較大。

3分析方法選擇及考慮因素

在樣品量較少的情況下，或雖然樣品數較大，如單批樣品超過60個，但需要測試的元素少，可采用原子吸收法;而樣品量較大，如超過60個樣品，需要測定元素較多，如超過10個以上，宜采用X－熒光法進行分析。當然砷、汞、硒等特定元素的測定，只適合原子熒光法的測定［5］。土壤及環境樣品的元素分析方法，依據不同的分析目的和精確度要求采用不同的分析手段進行。

摘要：為了解決傳統煤礦開采實驗教學受場地、設備等因素的影響，我院建立采礦安全虛擬仿真教學系統，利用仿真實操教學系統通過GRPC與LRServer交互，LRServer通存儲過程與實驗教學管理系統交互，彌補傳統教學法的不足，提高采礦、安全人才培養質量，加強學生實踐能力和創新精神培養，促進優質資源整合和共享，提升辦學水平和教育質量，帶動學校實驗室的建設和發展。

關鍵詞：虛擬仿真；采礦工程；創新人才

針對本科專業教學中涉及高危或極端的環境，不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓練等實驗，采用三維仿真技術模擬真實的實驗環境，讓用戶在虛擬的三維環境下進行實驗和實訓，使用信息網絡技術對用戶進行實驗和實訓的數據進行采集，再通過虛擬仿真實驗教學管理平臺進行實驗課程安排和實驗效果的考察，從而可以解決實際實驗存在的問題。

1采礦與安全虛擬仿真教學體系

1.1虛擬仿真教學體系目標

礦與安全虛擬仿真實驗教學系統面向全校學生、三維虛擬仿真平臺基礎上的實驗教學軟件。依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，煤礦井工礦、金屬礦地下礦、露天礦專業技術相結合，構建高度仿真的虛擬井下生產、露天生產和災害環境，讓學生在虛擬環境中開展學習，是一套以沉浸式顯示和實時交互為主要功能的新一代數字媒體教學平臺。

1.2教學體系的內容

采礦與安全虛擬仿真教學系統，包含地下煤礦虛擬仿真教學系統、金屬地下礦虛擬仿真教學系統，三大系統。

一、安全教育是地理實驗教學順利開展的保障

這些實驗的開展不僅要借助專業實驗儀器進行實驗，還要到野外爬山涉水、接觸化學試劑實驗測定，因此實驗的開展也存在不少的安全風險。如在野外考察中實習區域出現的有毒植物、動物的生物災害；突發滑坡、崩塌、泥石流、地震、雷電等的自然災害；機械儀器設備使用不當對人產生的傷害等；在實驗室中用到水、電和某些有毒、有強腐蝕性、易燃燒的化學藥品的使用不當造成的意外事故。此外還有因大學生的個人安全意識不強而出現的出行交通事故、貴重財務遺失、實驗儀器損壞、登山失足造成身體傷害等問題。地理實驗過程中出現的安全事故，不僅會造成人員傷害和財產的損失，影響實驗的正常進行，還會導致大學生不能順利完成實驗，影響實驗教學的順利開展。“安全第一，以生為本。”地理實驗不僅要提高大學生的理論知識和動手能力，還要對大學生進行系統的安全教育。但是許多高校在地理實驗教學過程中，由于課時、經費、師資等多方面因素的限制，對地理實驗安全教育不夠重視，常常只能保證計劃實驗項目的開展，忽略了相關安全知識和理念的教育，或將更多的實驗安全教育流于形式，導致大學生接受的實驗安全教育非常有限，大學生安全意識淡薄，實驗教學存在安全隱憂。加強大學生實驗安全教育，將安全教育和實驗教學融為一體，強化大學生的安全意識，才能有效避免或減少各種地理實驗安全事故的發生，確保地理實驗教學的順利開展，保證參與實驗的大學生的人身安全。

二、加強地理專業大學生的實驗安全教育

建立規范的實驗安全管理制度。“沒有規矩不成方圓。”建立規范的實驗安全規章制度是地理實驗順利開展的秩序保障。高校要根據地理學科的特點，實驗開出的時間、地點，參與實驗的大學生數量等制定適合學科專業的實驗安全規章制度和管理制度。建立規范的實驗安全管理制度包括：實驗教師安全教育制度、實驗人員安全責任制度、大學生實驗安全守則、實驗儀器規范操作程序、實驗安全規范流程、野外實驗安全守則等制度。此外還應建立安全監督機制，及時發現、排除安全隱患，對于違反實驗安全的人員應盡快處罰，把安全措施落到實處。只有建立規范的實驗安全管理制度并嚴格執行，讓大學生在實驗時嚴格遵守實驗中的安全注意事項，正確掌握實驗儀器的性能及使用方法、明白實驗的內容、操作程序和藥品的性質及防護措施，才能確保大學生的人身和財產安全、確保實驗的順利開展、達到地理教學效果。

開展系統的實驗安全教育。人為事故是由大學生的失誤而致，預防事故的重點在于強化對大學生的安全教育，提高大學生的安全意識，避免事故發生。高校應重視對大學生的安全教育，運用多種教育平臺創新安全教育的方式、方法，對大學生進行系統的地理實驗安全教育，使大學生掌握全面、系統和科學的實驗安全知識。安全教育和實驗教學應融為一體，將實驗安全教育內容規定為專業教學的一個重要內容對大學生進行集中授課，并將安全實驗的相關制度和資料發給大學生學習，授課以形象教育方式為主，用實物演示、規范演示、圖片展示、視頻播放等教育方式來提高教育效果，同時通過專題講座、課后活動演練、教學公共場所海報、圖片展示實驗安全教育知識等生動活潑的方式加強大學生對安全實驗知識的學習和鞏固。高校對大學生的安全教育內容應全面，包括安全實驗相關制度、實驗安全規范操作規范、實驗化學藥品的使用規范、化學中毒、燒傷等事故的處理及防火常識的學習，內容應涉及大學生的身心安全、財產安全、出行安全等內容，以確保大學生對實驗安全及防護有全面的了解和掌握。通過安全教育讓大學生明白遵守安全守則，規范開展實驗是保障自己和他人安全的重要基礎。

實施實驗安全教育考核機制。大學生系統地學習相關實驗安全知識后，對相關的實驗安全有一定的了解，但由于大學生個體對學習的重視程度不一，對實驗的機理、內容和安全知識的完全掌握程度參差不齊。高校實施實驗安全教育考核機制，是指在大學生開展實驗前必須進行相應的安全教育和考試，考核可根據不同的實驗類型安排知識問答、場景模擬、應急處理等方式考核，并把通過安全考試做為準予實驗的必要條件，實行安全教育結合實驗的準入制度。對于缺考或考試不合格的大學生，應安排重修和考試，直至合格后才準進入實驗室。通過系統的安全教育考核機制的實施，讓大學生在思想上充分重視安全教育，提高安全教育的效果，讓每名實施實驗的大學生掌握相關實驗的安全知識，確實提高安全意識和安全能力，保障實驗安全教育的效果，最大限度地減少實驗安全事故。

建立高效的實驗安全保障機制。安全事故發生有其規律性，通過對安全事故發生規律的研究，建立高效的實驗安全保障機制，將事故的發生和影響控制在最低限度。首先高校要加大實驗經費的投入，建設安全的實驗場所。實驗室是實驗教學的主要場所，建設合格的實驗室，配制先進的軟、硬件物質基礎設施，如實驗防火、防電、防爆、防毒設備，在實驗室門口張貼危險提示標志，明示實驗禁止行為（如吸煙、帶入磁性物體等），為大學生備置合格的實驗服、口罩、手套等防護儀器。其次選擇安全的野外實驗場所、實驗時間安排科學，對實驗使用的含安全隱患的實驗儀器定期安全檢測，提高野外實驗的裝備水平，配齊各項實驗安全防護設備。再次對實驗用的高危儀器和藥品要認真登記和安排專人保管、使用，在擺放位置做好警示標識，標識內容包括該危險藥品的性質和預防、安全操作、應急處理措施，不斷提醒實驗的大學生要時刻規范操作，當危害不能避免時能采取正當的防護措施，將危害影響控制在最小范圍。最后要加強實驗教師的安全業務培訓，并將實驗安全情況列入實驗教師教學工作考核范圍，落實實驗教學和管理教師的安全責任。

創新實驗安全教學評價機制。傳統的大學生地理實驗成績的評定，側重于大學生的實驗結果，如以實驗報告記錄的實驗結果來衡量實驗的成敗，忽視了大學生在實驗中的規范操作和安全事項的評價。創新實驗安全教學評價機制，將安全教育與實驗教學融為一體，將大學生整個實驗過程中的安全規范情況做為實驗評價的重要指標，充分利用評價的導向功能促進大學生對實驗安全的重視。在實驗成績考評中增加實驗安全評價一項，把實驗安全評價成績納入大學生實驗課的總評成績。如審查大學生在整個實驗過程中實驗儀器裝置是否按照要求搭建、實驗儀器使用是否按規范操作、實驗藥劑使用是否規范、實驗結束后的儀器和藥品廢料是否進行規范處置等。安全評價情況可結合實驗教師的監察、大學生的自評和大學生互評打分。對于實驗操作不規范、存在實驗安全隱患的大學生，一律按實驗考評不合格打分。這種評價體系讓大學生意識到實驗安全規范操作的重要性，真正提高其安全實驗能力。

應加強高水平專業教學團隊建設。教師的有力指導是樹立學生創新的信心和引導學生解決實際問題的堅強后盾，而每個學生所研究的課題不可能只屬于某一個學科方向，這就需要一支相對穩定、結構合理、素質優良、教學與科技服務能力強的專兼結合的專業教學團隊，能及時地幫助學生解決問題。

實驗教學與外界環境脫節。實驗教學應加強與地方企業的聯系，積極開展國內、國際交流與合作，共建高水平、多功能的實訓基地，使企業、學生受益。

教學質量監控制度還不夠完善。

工業設計專業發展的對策

要徹底改變目前的現狀，需要重視以下幾個方面:

(一)在實驗教學體系、教學內容、教學方法等方面實施一系列改革。

1．優化資源配置，構建實驗教學新體系。根據工業設計專業基礎課程的實踐教學特點和學生實踐能力訓練的需要，按基本技能訓練、設計綜合技能和工程實踐創新能力培養三大模塊進行資源整合，優化資源配置，重組實踐教學內容，形成金工、電工電子實習———基礎實驗訓練———課程設計———綜合系統性設計———以工程為背景的科研訓練———創新科技競賽訓練等組成的一個實踐訓練環節鏈，構建一個“三層次、六類別”的實驗實踐教學新體系。

2．改革實驗教學內容、突出多元化、系統化。合理安排不同類型實驗的比例，優化基礎性實驗，加強綜合性、設計性和創新性實驗，既有面向單門課程的課程設計又有面向多門課程的綜合性系統設計等。及時將教師的科研成果和工程實際應用成果引入實踐教學，將學生參加教師科研和學生申報的學術基金、實驗室開放基金等課外科技活動中取得的經驗和成果進行總結，作為新的實驗教學內容。

摘要：實驗教學環節對高等教育人才培養起著至關重要的作用，文章主要對我院地理信息科學本科專業核心課程實驗大綱進行分析，并結合多年教學經驗，通過問卷調查的方法對現有實驗內容和設計進行客觀評價。找出現有實驗大綱設計存在的主要不合理問題：核心課程之間實驗設置有重復，缺乏綜合性和學科交叉性的現象等，學生的問卷調查結果也反映了同樣的問題。這些問題在很大程度上制約了我院地理信息科學專業本科教育質量的提高。最后以問題為出發點，提出建立核心課綜合性實踐的建議，從而來提高該專業學生的創新、綜合應用和實踐等方面的能力。

關鍵詞：地理信息科學；實驗設計；實驗大綱；綜合性實驗

前言

地理信息科學專業是集計算機科學、計算機地圖制圖學、地理學、測繪工程、遙感學、地理信息系統、空間科學和管理科學為一體的綜合性交叉性專業，具有很強的技術性和實踐性，隨著相關行業現代化水平的提高，人才市場對地理信息科學專業畢業生需求量不斷增大，我國地理信息科學專業學生的培養也具有了一定規模[1，2]。地理信息科學專業實驗教學在整個教學過程中占有重要的地位，是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節，在高校人才培養過程中具有不可替代的作用[3-5]。我校地理科學與旅游學院的地理信息科學本科專業首次開設于2000年，近十九年來隨著我院師資力量的不斷增強，已經擁有了地圖學與地理信息系統專業碩士點。該專業的本科教育已經非常成熟，但是如何按照人才市場的需求，培養出具有解決綜合問題和創新型的地理信息科學專業的人才，也是我校地理信息科學專業亟待解決的問題。那么我們只能找到現有實驗方案的問題，針對問題進行改革和修訂，找到解決辦法，來提高該專業學生創新和實踐能力。

一、存在的問題

雖然我院地理信息科學專業課的培養計劃主要是根據實際用人單位的需求和畢業生的反饋信息，并借鑒國內外一流高校的培養模式，同時也在不斷修訂和完善中。至今為止培養計劃和教學大綱存在五個版本。目前學院該專業本科生主要采用的是2016版教學大綱。地理信息科學專業主干課程名稱和實驗設計及課時分配情況如表1所示，可以看出6門主干課程，共設計了56個實驗，總計為179個課時，相對前幾個版本實驗課的比重明顯增加，在一定程度上實驗設計體現了地理信息科學的特征，突出注重培養學生動手操作能力和解決實際問題能力的目的。但憑借多年教學研究經驗并仔細分析表1，可以看出2016版地理信息科學專業主干課程實驗大綱和實驗內容還存在以下問題。

（一）不同課程的實驗內容有重復設計的現象其中“專題地圖制作”的實驗分別在《測量與地圖學》、《地理信息系統概論》、《數字專題地圖》和《空間分析原理與方法》課程中都有設計，總合計7個課時，也是所有重復設計分配課時最多的實驗內容；“ArcGIS軟件操作”分別在《地理信息系統概論》、《數字專題地圖》和《空間分析原理與方法》都有設計，重復分配的課時共計10個；“空間數據處理”的實驗內容分別在《地理信息系統概論》、《遙感概論》和《數字專題地圖》3門課中重復設計共計12個課時；“空間分析”在《地理信息系統概論》和《空間分析原理與方法》2門專業課中共設計10個課時；“數據庫建立”的實驗內容在《地理信息系統概論》和《數據庫概論》2門專業課中設計6個課時。這7門主干課程重復設計的實驗內容共計57個課時。查看實驗大綱的具體內容，發現以上重復設計的實驗內容和實驗形式幾乎都是一樣的，有的甚至使用的實驗數據都是一樣的。這樣簡單的重復設計實驗內容的現象，表明課程實驗之間缺乏溝通和整體設計思路，課程實驗之間的聯系和交叉性在設計實驗時沒有充分考慮。重復設計不僅浪費課時，也不能提高學生的實踐能力。今后培養方案不僅要對課程設置進行合理安排，也要對實驗內容進行宏觀的設計和把控。此外，也能看出部分實驗設計僅限在本課程中的授課內容，面窄也不涉及學科交叉和實用性，鍛煉學生能力的層次性也分明（圖1）。

（二）沒有從整個專業角度出發設計實驗，缺乏層次性核心課的實驗設計僅從自身課程需要掌握的知識點出發，進行實驗內容的設計。但對于一個學科體系而言，沒有完整的、系統性和綜合性的實驗內容，學生無法體會到每門課在整個專業中的地位和作用，也不能從整體上掌握地理信息科學技術的綜合應用能力。大部分實驗僅僅停留在簡單的操作訓練，而高級的鍛煉解決問題和創新能力的實驗嚴重缺乏。