論如何在地學課程教育中培養學生的定量技能

許仲林

（新疆大學資源與環境科學學院 新疆烏魯木齊 830046）

論如何在地學課程教育中培養學生的定量技能

許仲林

（新疆大學資源與環境科學學院 新疆烏魯木齊 830046）

地學課程中定量技能的培養，是當前高校地理學教學中的難點問題。由于地學基礎類課程是地學專業本科生首先接觸的課程，因此，可以接觸基礎類課程的講授向學生引入定量化的概念和方法。本文著重探討了如何在地理學基礎類課程的講授過程中融入定量化概念的相關問題。結論認為在學院層面設計貫穿學生各階段的教學方案，選擇學生感興趣的問題激發學生的興趣是需要重點關注的問題。此外，通盤考慮學生的需要、課程的內容，盡可能詳細、系統地制定教學計劃，有助于培養學生掌握和運用不同定量方法解決實際地理學問題。

地學課程；定量化；教學

隨著地理科學向定量化的發展，地學教育工作者需要考慮如何培養學生的定量思考和研究能力[1]。這些思考包括：定量的概念在哪些地學課程中是重要的？如何將定量的概念整合到課程中，達到向學生展示地學定量化的意義并提高學生的定量技能？在定量化概念的講授過程中，不同的學生群體和課程對講授帶來的困難有哪些？如何讓學生對地學中的定量化產生興趣并在將來的研究工作中習慣于應用定量化的研究方法解決實際問題？如何設計實驗讓學生掌握定量化的方法？這些問題的答案，對于整個地學的發展具有重要的意義。

地理學基礎類課程(如綜合自然地理學)有助于學生從綜合、宏觀尺度上觀察和理解地理學問題。若在講授該類課程時整合定量化的方法，對于其將來的研究或者就業都是大有裨益的。但是，由于各方面的原因，目前國內少有類似的嘗試。一方面，該類課程的教科書也較少涉及對地理概念和現象的定量化解釋；另一方面，該類課程的教師也缺乏如何進行定量化講授的經驗[2]。即便是課本或者課堂上會出現定量化的公式，對它們的具體推倒和解釋也是不充分的。這樣造成的結果是：學生對應用定量化方法解決地理學問題信心不足，而教師對學生不能完成定量化的實驗也感到失望。一般地，教師將該問題的原因歸結為學生數學基礎的欠缺。

就如何定量化的講授地理學基礎類課程，Macdonald認為關鍵在于：(1)如何幫助學生加強對地理概念和現象的理解；(2)如何向學生提供機會練習和提高他們的定量化技能。而現實的方法包括：在講授的材料中包含定量化的數據；適當添加具有定量化特征的計算機模擬和運算；定量化求解地理學中的數學和邏輯問題。Macdonald還認為，以提高學生的定量化技能為目的的概念性框架有助于對課程進行設計，在這方面可行的方案包括：在傳統的地理學研究方法基礎上(假設求證和數據收集過程)，對定量技能所需要的過程進行分解并整合到一門課程中；設計一系列包含定量化的地理學問題，循序漸進地對學生進行指導和并幫助他們練習，這樣有助于教師確定學生學習過程中存在的困難；在學院層面設計貫穿學生各階段的教學方案，將重要的定量化技能融入到學生學習的各個階段，以幫助學生掌握這些技能[3]。需要指出的是，這些方案并不是互相矛盾的，在現實教學過程中可相互借鑒。

這些方案的核心和前提問題是如何激發初學者(低年級本科生)學習和應用定量技能。需要注意的是，選擇學生有興趣的地理學問題是關鍵[4]。這類的問題包括諸如附近河流的洪水暴發等實際生活中能夠親身體驗的問題，以及諸如全球變化等公共媒體得到廣泛曝光的問題。另外，以某一定量化結果為主題，在課程講授過程中盡量涉及更多方面的地理學問題，也能夠激發學生的興趣。例如，圍繞土壤的粒度為主題，展開與土壤相關的多種地理過程的講解。此外，盡可能多的讓學生接觸測量儀器(羅盤或者全球定位系統)，也能夠讓學生對定量化問題產生興趣。

那么在地理工作中，什么樣的定量技能是學生需要掌握的？該問題的答案需要考慮到地理學的不同方向和學生的年級等因素。一般地，幾何學以及繪圖學方面的知識是所有地理工作者需要掌握的定量技能[5]。有學者指出，空間分析能力也應該被包含在這個框架中。微積分也是高年級地理學專業學生需要掌握的知識。有些學者還認為，應該考慮將定量表述能力以及寫作能力也包含在需要講授的內容當中。因此，通盤考慮學生的需要、課程的內容，盡可能詳細、系統的制定教學計劃，有助于培養學生掌握和運用不同定量方法解決實際地理學問題。

需要看到的是，越來越多的從事地理學教學和研究的青年教師開始注重培養學生的定量思維和能力，這對地理學的發展是極其重要的[6]。眾所周知，不僅某些傳統的地理學分支(如地質工程)十分依賴與數理科學，而且現代地理學也傾向于用更加清晰和邏輯的辦法描述和解決地理學問題。計算機技術和互聯網的發展已經使復雜數學方法在地理學中的應用稱為可能[7]。在地理學海量數據時代，引導地理學專業的學生，尤其是低年級本科生了解地理學中的數學方法，激發他們對定量技能的興趣，培養其應用這些技能解決地理問題，是地理學教育的重要方面，也將對地理學整個學科的發展產生重要影響。

[1]錢樂祥,秦奮,許叔明,千懷遂.地理信息系統專業教育的實踐與思考[J].測繪科學,2002,27(1):54-58.

[2]杜忠潮.面向21世紀師專地理科學專業課程結構改革芻議[J].咸陽師范專科學校學報,1999,12:45-46.

[3] Масdоnа1d RН, Srоgi L, Strасhеr GВ. Вui1ding thе quаntitаtivе ski11s оf studеnts in gеоsсiеnсеs соursеs. Jоurnа1 оf Gеоsсiеnсе Eduсаtiоn, 2000, 48: 409-412.

[4]董玉祥.英國高校地理學專業課程體系的特征及意義[J].經濟地理,2000,20(5):125-128.

[5]廖書慶.如何培養學生的地理語言表達能力[J].地理教學,2008,8:9-11.

[6]董建勛.數值推理法在地理教學中的應用初探[J].地理教學,2012,16:33-34.

[7]李永化,張小詠,趙軍.關于高等學校地理專業自然地理課程改革的思考與實踐[J].遼寧師范大學學報(自然科學版),2003,2:201-203.

How to study quantitative skills training of students in the course of geosciences

Xu Zhong-lin

(College of Resources and Environmental Sciences, Xinjiang University, Urumqi Xinjiang, 830046, China)

The development of quantitative skills of student is key issues and required for geosciences courses at all levels of this curriculum. Since the basic geosciences curriculums are introduce to student at earlier stage of their study, the quantitative skills can also be introduce to student at the same time. The present study mainly focuses on how to blend the quantification into the basic geosciences curriculum. Some of the important findings include: design the teaching strategy at the department level and implement the quantitative skills and concepts at all levels of geosciences curriculum is important; additionally, select meaningful geo-problems and building the interest of student is also a key issue. The conclusion is that consider the requirement of student and the content of curriculum, design the teaching plan at more detailed and systematic approach is helpful for student to learn and use the different quantitative skills to resolve the real geosciences problems.

geosciences curriculum; quantitative skills; teaching

G642.3

A

1000-9795（2014）01-0118-01

［責任編輯：劉麗杰］

2013-11-20

許仲林（1982-），男，青海樂都人，講師，主要從事遙感與環境變化、全球變化生態學方向的研究。