高師自然地理學(xué)線上教學(xué)資源選擇與實(shí)踐*

王圣杰 張明軍 張 勃

（1.西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070; 2.甘肅省綠洲資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070）

自然地理學(xué)是高等師范院校地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，強(qiáng)調(diào)對(duì)地球表層巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈四大圈層認(rèn)識(shí)的重構(gòu)和整合，在課程培養(yǎng)體系中具有重要地位。[1][2]通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)Φ厍虮韺痈魅拥幕咎卣饕约叭娱g相互作用有比較全面的認(rèn)識(shí)，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析資源環(huán)境與發(fā)展問(wèn)題，形成自然地理的整體性觀念。

目前可用于高師自然地理學(xué)線上教學(xué)的資源從慕課到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，類(lèi)型多樣、數(shù)量眾多。[3][4]現(xiàn)階段受疫情影響，高校在授課中常面臨短期轉(zhuǎn)為全面線上教學(xué)的情形，對(duì)師生適應(yīng)程度和教學(xué)效果都是考驗(yàn)。因此，系統(tǒng)梳理自然地理學(xué)線上教學(xué)資源具有重要的實(shí)踐價(jià)值，尤其有必要總結(jié)線上教學(xué)資源的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以便在需要從線下轉(zhuǎn)換到線上教學(xué)時(shí)提供參考借鑒。

一、線上教學(xué)資源選擇的原則

1.資源易獲取性

作為線上教學(xué)所使用的在線資源，應(yīng)該方便師生獲取，能夠在比較流暢的狀態(tài)下進(jìn)行學(xué)習(xí)。在常規(guī)的技術(shù)條件下，應(yīng)該滿(mǎn)足師生對(duì)這些教學(xué)資源方便快捷地下載、閱讀、記錄、作答、批閱等操作的需求。

2.主題對(duì)應(yīng)性

雖然教學(xué)資源具有廣泛的來(lái)源，但是教學(xué)資源應(yīng)該為教學(xué)服務(wù)，完全符合自然地理學(xué)教學(xué)的主題和目標(biāo)，能夠被合理地分配到各教學(xué)章節(jié)中循序漸進(jìn)地使用，不宜存在明顯生僻的內(nèi)容。

3.選題時(shí)效性

自然地理學(xué)是一門(mén)與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)科，所選擇的線上教學(xué)資源應(yīng)注重內(nèi)容的時(shí)效性，符合學(xué)科發(fā)展的基本認(rèn)識(shí)，符合當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展理念，符合生態(tài)文明的思想，將課程思政的理念融會(huì)貫通。

4.內(nèi)容可互動(dòng)性

在線上教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)互動(dòng)性，不能脫離教師的教學(xué)組織與管理。這就要求線上教學(xué)資源應(yīng)具有可交互的操作設(shè)計(jì)，或者在教師的設(shè)計(jì)指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)資源可評(píng)價(jià)和可互動(dòng)的目標(biāo)。

二、線上資源類(lèi)型與教學(xué)建議

1.慕課產(chǎn)品

目前在主流的在線慕課平臺(tái)上可以檢索到的自然地理學(xué)課程（不含部門(mén)自然地理學(xué)）不少于10門(mén)（見(jiàn)表1），如果加上部分高校自有的視頻課程平臺(tái)則數(shù)量更多。一些慕課的主講者也是教材的主要作者，例如，愛(ài)課程和超星平臺(tái)的現(xiàn)代自然地理學(xué)主講人王建教授即為《現(xiàn)代自然地理學(xué)》（第2版，高等教育出版社，2010）的主編，學(xué)銀在線平臺(tái)的自然地理學(xué)主講人張建明教授是《自然地理學(xué)》（第4版，高等教育出版社，2008）的主要編著者之一。這些慕課所用的教材各異，面向的專(zhuān)業(yè)也不盡相同，除地理科學(xué)外還有環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和農(nóng)學(xué)等其他專(zhuān)業(yè)。

表1 部分自然地理學(xué)慕課產(chǎn)品

即使是名稱(chēng)同為“自然地理學(xué)”的課程，也存在引論型（在未開(kāi)設(shè)部門(mén)自然地理學(xué)時(shí)講授）、主干型（相當(dāng)于部門(mén)自然地理學(xué)）和綜合型（在已開(kāi)設(shè)部門(mén)自然地理學(xué)后再講授）三大類(lèi)教學(xué)模式，對(duì)慕課的使用建議也不盡相同。對(duì)引論型的自然地理學(xué)，可以建議學(xué)生進(jìn)行慕課的全程學(xué)習(xí)，但是要注意學(xué)生興趣的培養(yǎng)，不宜對(duì)教學(xué)內(nèi)容有過(guò)于龐雜的要求，應(yīng)該使學(xué)生對(duì)自然地理學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)形成基本的認(rèn)識(shí)，更為深入的知識(shí)則會(huì)在地貌學(xué)、水文學(xué)等其他后續(xù)課程中學(xué)習(xí)。對(duì)主干型的自然地理學(xué)，一般課時(shí)設(shè)置較多，這時(shí)不僅應(yīng)該對(duì)慕課涉及的主要內(nèi)容進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，而且應(yīng)該增強(qiáng)對(duì)部門(mén)自然地理學(xué)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)力度，加大學(xué)科容量，加深學(xué)科內(nèi)容，擴(kuò)展學(xué)科結(jié)構(gòu)。對(duì)綜合型的自然地理學(xué)，應(yīng)該從溫故知新、查缺補(bǔ)漏的角度審視慕課，學(xué)生應(yīng)該對(duì)慕課中所講授的內(nèi)容有比較深刻的理解，視野不應(yīng)再局限于基礎(chǔ)知識(shí)本身，而應(yīng)該增強(qiáng)知識(shí)的應(yīng)用。

2.電子讀物

電子讀物是在線教學(xué)資源的重要形式，其內(nèi)容載體可以是相關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)目（見(jiàn)表2），也可以是有關(guān)期刊文獻(xiàn)，特別是綜述類(lèi)文獻(xiàn)。推薦專(zhuān)業(yè)書(shū)目的目的在于擴(kuò)展地理學(xué)科的知識(shí)面，加深理解，并思考不同版本教材（特別是國(guó)外教材）在內(nèi)容編排時(shí)的意圖；推薦期刊論文的目的在于引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科發(fā)展的動(dòng)態(tài)，了解科學(xué)研究以及論文寫(xiě)作的思路。例如，表2列出的《Geosystems：An Introduction to Physical Geography》和《Introducing Physical Geography》都是國(guó)際上主流的自然地理學(xué)教材，圖文并茂、案例豐富，可作為對(duì)教材的補(bǔ)充；《自然地理學(xué)前沿》和《現(xiàn)代自然地理學(xué)理論、方法與進(jìn)展》反映了當(dāng)前自然地理學(xué)的發(fā)展前沿，有助于加深學(xué)生對(duì)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀的理解，對(duì)未來(lái)考研深造的方向選擇也有幫助。

表2 推薦的相關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)目

推薦電子讀物時(shí)，應(yīng)注意與教學(xué)環(huán)節(jié)的對(duì)應(yīng)性。因此，可以在設(shè)計(jì)部分課后作業(yè)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)書(shū)籍或論文進(jìn)行歸納總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和邏輯表達(dá)能力。例如在引言部分可以設(shè)置如下問(wèn)題：閱讀《自然地理學(xué)方法》（高等教育出版社，2013），總結(jié)自然地理學(xué)的主要方法，談?wù)剬?duì)你本科畢業(yè)論文選題和本科教學(xué)實(shí)踐的啟示；閱讀《自然地理學(xué)學(xué)科體系與發(fā)展戰(zhàn)略要點(diǎn)》（陳發(fā)虎等，地理學(xué)報(bào)，2021），總結(jié)文中自然地理學(xué)學(xué)科體系與你以往的認(rèn)識(shí)有何異同，談?wù)勀銓?duì)該體系的看法。推薦的擴(kuò)展性讀物既與教材存在聯(lián)系，但是又不同于教材的內(nèi)容和風(fēng)格，通過(guò)這些材料，學(xué)生可以對(duì)自然地理學(xué)有更加深入和全面的了解。

3.教學(xué)視頻

教學(xué)視頻在線上教學(xué)中應(yīng)用廣泛，大致可以分為專(zhuān)題片、講座以及新聞三類(lèi)（見(jiàn)表3）。第一類(lèi)主要是與專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的專(zhuān)題片，很多出自電視媒體，一些微課也可以歸為此類(lèi)。雖然大多數(shù)專(zhuān)題片以科學(xué)普及為目的，內(nèi)容淺顯，但是提供了比較豐富的動(dòng)態(tài)素材，學(xué)生可以通過(guò)畫(huà)面對(duì)地貌和水系等形成直觀的認(rèn)識(shí)，也有助于理解野外觀測(cè)、采樣、實(shí)驗(yàn)室分析等科學(xué)研究的主要流程，結(jié)合科學(xué)家的經(jīng)歷還可以培養(yǎng)科學(xué)探索精神。第二類(lèi)主要指與專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的講座報(bào)告，其中既有面向大眾的科普?qǐng)?bào)告，也有面向科研人員群體的報(bào)告，選題廣泛，有助于學(xué)生了解科學(xué)前沿發(fā)展。第三類(lèi)主要是篇幅較短的新聞短片，多為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)拍場(chǎng)景，可選素材眾多，便于播放，可以作為專(zhuān)題片的補(bǔ)充。

表3 教學(xué)視頻舉例

為了將教學(xué)視頻有效應(yīng)用于自然地理學(xué)教學(xué)，可以通過(guò)雨課堂等平臺(tái)將視頻推送給學(xué)生，并結(jié)合教學(xué)需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的問(wèn)題，學(xué)生根據(jù)要求在課前、課中或課后觀看視頻并作答。題目的答案有的直接出自視頻，可以觀看視頻尋找相關(guān)細(xì)節(jié)作答，增加學(xué)習(xí)興趣；也有一些題目為主觀性試題，視頻為學(xué)生提供啟發(fā)并適當(dāng)延伸，有時(shí)還需要進(jìn)一步查詢(xún)文獻(xiàn)作為答題依據(jù)。需要注意的是，所選擇的教學(xué)視頻內(nèi)容在推送給學(xué)生之前應(yīng)仔細(xì)審核，尤其避免出現(xiàn)潛在的圖文科學(xué)性錯(cuò)誤、版圖邊界錯(cuò)誤以及不必要的冗繁內(nèi)容。

4.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

近年來(lái)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源越來(lái)越豐富，除各大學(xué)自建的平臺(tái)外，很多共享平臺(tái)也匯集了大量的資源可供利用（見(jiàn)表4）。例如，在國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程共享平臺(tái)上，僅地理科學(xué)類(lèi)就包括26項(xiàng)內(nèi)容，其他相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)（如地質(zhì)類(lèi)、大氣科學(xué)類(lèi)、生物科學(xué)類(lèi)等）也可以選擇使用。這些資源中，既有面向部門(mén)自然地理學(xué)實(shí)習(xí)的內(nèi)容（如上海師范大學(xué)的青藏高原凍土形成及其影響虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、武漢大學(xué)的南極冰川地理考察虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等），也有面向野外綜合實(shí)習(xí)的內(nèi)容（如東北師范大學(xué)的東北地區(qū)自然地理野外綜合實(shí)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等）。除疫情因素外，限于實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)、安全保證、時(shí)空局限等因素，很多線下實(shí)踐活動(dòng)很難進(jìn)行，而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)則提升了實(shí)踐可能性。

表4 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源舉例

除專(zhuān)門(mén)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源外，也可以靈活運(yùn)用其他有關(guān)資源，特別是在線全景素材。例如，通過(guò)一些地質(zhì)公園的全景素材，學(xué)生可以身臨其境識(shí)別地貌，短時(shí)間內(nèi)完成不同區(qū)域的地質(zhì)地貌觀察實(shí)驗(yàn)；通過(guò)在線參觀氣象臺(tái)站的全景素材，可以認(rèn)識(shí)氣象觀測(cè)儀器，理解氣象觀測(cè)場(chǎng)布設(shè)的要求；通過(guò)博物館和展覽館的全景素材，可以近距離觀察有關(guān)實(shí)物或模型，解決線下參觀時(shí)間不足的問(wèn)題。

在教學(xué)實(shí)踐中，教師可以先在線演示操作，并明確布置相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)要求完成相關(guān)操作，對(duì)于可以由學(xué)生進(jìn)行探索性操作的內(nèi)容也應(yīng)有相應(yīng)的任務(wù)要求。無(wú)論是專(zhuān)門(mén)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，還是以全景素材為代表的其他虛擬資源，在用于自然地理學(xué)教學(xué)時(shí)都應(yīng)注意配備實(shí)驗(yàn)報(bào)告，注意保存數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的全方位考核。

三、線上教學(xué)資源應(yīng)用方案

這里以西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的線上教學(xué)為例進(jìn)行介紹。

1.學(xué)情分析

自然地理學(xué)課程是地理科學(xué)國(guó)家級(jí)一流專(zhuān)業(yè)的核心課程，自2001年開(kāi)始獨(dú)立開(kāi)設(shè)，2004年被評(píng)為甘肅省精品課程。課程屬于前文提到的綜合型教學(xué)模式，在三年級(jí)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)，授課54學(xué)時(shí)，學(xué)生在前置課程中已對(duì)地球概論（54學(xué)時(shí)）、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)（72學(xué)時(shí)）、氣象學(xué)與氣候?qū)W（72學(xué)時(shí)）、水文學(xué)（54學(xué)時(shí)）、地貌學(xué)（54學(xué)時(shí)）、土壤地理學(xué)（54學(xué)時(shí)）、植物地理學(xué)（54學(xué)時(shí)）等部門(mén)自然地理和中國(guó)自然地理（54學(xué)時(shí)）、世界自然地理（54學(xué)時(shí)）等區(qū)域自然地理有較為充分的了解。實(shí)際教學(xué)應(yīng)針對(duì)培養(yǎng)未來(lái)優(yōu)秀中學(xué)師資和卓越基礎(chǔ)研究人才的目標(biāo)，在教材基礎(chǔ)上加以提升，注重基礎(chǔ)性與前沿性的教學(xué)理念、綜合性與應(yīng)用性的教學(xué)導(dǎo)向、互動(dòng)性與參與性的教學(xué)需求。其基本教學(xué)思路可以概括為以下內(nèi)容。

（1）溫故知新，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。在先修課程的基礎(chǔ)上鞏固知識(shí)，查缺補(bǔ)漏，加深對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解。教學(xué)內(nèi)容上，結(jié)合聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)第六次氣候變化評(píng)估報(bào)告、中國(guó)“雙碳”目標(biāo)、國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)與區(qū)域環(huán)境熱點(diǎn)問(wèn)題，貫徹課程思政理念，關(guān)注自然地理學(xué)面臨的重要科學(xué)問(wèn)題，并吸收新的研究方法，例如將碳衛(wèi)星、Argo網(wǎng)絡(luò)、同位素示蹤、光釋光測(cè)年等內(nèi)容有機(jī)地納入教學(xué)。

（2）知識(shí)重構(gòu)，突出圈層作用。在溫故知新的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地開(kāi)展知識(shí)重構(gòu)，突出主題教學(xué)的特色，強(qiáng)調(diào)地球表層圈層之間的相互作用。例如，將原本分布在教材各章甚至不同教材中的喀斯特地貌、石筍古氣候重建和石漠化防治作為一個(gè)完整主題進(jìn)行教學(xué)，將沙塵天氣、黃土地貌和黃土高原綜合治理作為內(nèi)在線索進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)多視角綜合解決地理問(wèn)題的能力。

（3）舉一反三，加強(qiáng)案例探究。在溫故知新和知識(shí)重構(gòu)的背景下，以案例為依托培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和運(yùn)用知識(shí)的能力，兼顧學(xué)科結(jié)構(gòu)和前沿知識(shí)，兼顧課本知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用。案例的分析和設(shè)計(jì)，既是優(yōu)秀中學(xué)師資的培養(yǎng)要求，也是基礎(chǔ)學(xué)科拔尖人才所必備的能力，通過(guò)大量案例的學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維和自主學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而提升現(xiàn)代地理科學(xué)人才的綜合素質(zhì)。

2.課前預(yù)習(xí)

學(xué)生利用教師推薦的慕課資源，結(jié)合課外推薦讀物，加深對(duì)前置課程中自然地理學(xué)知識(shí)的理解。教師在課前推送以基礎(chǔ)知識(shí)為主的習(xí)題，掌握學(xué)生對(duì)每道題的作答情況，診斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，針對(duì)作答正確率偏低的部分加強(qiáng)指導(dǎo)。根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，課前適時(shí)推送相關(guān)視頻，學(xué)生可以從中了解到溶洞石筍采集及其在古氣候研究中的應(yīng)用、Argo浮標(biāo)在海洋研究中的應(yīng)用以及冰川和凍土地貌的實(shí)際場(chǎng)景等內(nèi)容，也可以通過(guò)前沿報(bào)告獲取學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)術(shù)表達(dá)能力。

3.課堂互動(dòng)

課堂教學(xué)主要采用長(zhǎng)江雨課堂和騰訊會(huì)議相結(jié)合的方式，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的師生實(shí)踐，上述模式可以保證教學(xué)的順利進(jìn)行，且具備回看功能。教師端進(jìn)行在線直播，學(xué)生登錄完成簽到，授課時(shí)可以隨機(jī)點(diǎn)名、實(shí)時(shí)連線、推送題目以及課堂討論，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)。習(xí)題限時(shí)作答和投屏可以及時(shí)掌握學(xué)生情況，避免學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)課而缺乏輸出的問(wèn)題。對(duì)于部分需要學(xué)生展示的環(huán)節(jié)，還可以邀請(qǐng)學(xué)生共享屏幕。

4.課后鞏固

課后習(xí)題側(cè)重于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，作答耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，涉及數(shù)據(jù)資料收集、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、案例分析討論、板圖板畫(huà)、專(zhuān)題地圖設(shè)計(jì)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等方面。例如，通過(guò)蘭州熱島效應(yīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以將地面氣象觀測(cè)、高空探空觀測(cè)、遙感反演地面溫度等方法聯(lián)系起來(lái)；地震分布專(zhuān)題地圖設(shè)計(jì)，可以鍛煉學(xué)生收集數(shù)據(jù)和運(yùn)用軟件處理數(shù)據(jù)的能力，使學(xué)生掌握科學(xué)研究的基本思路，為撰寫(xiě)畢業(yè)論文提供參考；在線參觀中國(guó)地質(zhì)博物館后，學(xué)生可以填寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告，并提交相關(guān)場(chǎng)景截圖；東北地區(qū)自然地理野外綜合實(shí)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)地理環(huán)境整體性的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域?qū)嵙?xí)。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)大量的在線授課實(shí)踐和意見(jiàn)反饋，師生可以進(jìn)一步改善交互式體驗(yàn)，充分發(fā)揮在線教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，以增強(qiáng)教學(xué)效果。自然地理學(xué)作為高師地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，應(yīng)巧妙運(yùn)用各類(lèi)在線教學(xué)資源，突出學(xué)科的內(nèi)涵和特色，強(qiáng)調(diào)綜合能力的提升，引導(dǎo)學(xué)生思考自然地理學(xué)問(wèn)題，運(yùn)用技術(shù)手段解決自然地理學(xué)問(wèn)題，為培養(yǎng)高水平中學(xué)師資和基礎(chǔ)研究人才打好基礎(chǔ)。