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關鍵詞:城市化 氣候效應 影響
城市化對氣候影響,氣候變化對社會、環境經濟的影響是極其復雜的。IPCC在1995年的氣候變化第二次評估中指出:在今后幾十年中,明確地檢測出在大部分生態和社會系統中氣候引起的變化會是極為困難的。這是因為這些系統是極其復雜的,而且它們之間有許多非線性反饋及其對眾多同時繼續發生變化的氣候和非氣候因子的敏感性。目前此問題的研究取得了一定的進展。
1.城市化氣候效應研究
城市氣候的研究是伴隨著世界城市化進程而出現和發展的。而真正系統地研究城市氣候,是自19世紀初期英國的Luke Howard(1772-1864)的《倫敦氣候》一書開始。繼Howard之后,法人E.Renon(1815-1902)對法國巴黎城市氣候作了有價值的研究。
在19世紀,城市氣候研究多以氣溫為主,只有少數文獻涉及霧和降水。到了20世紀,城市氣候研究的要素越來越多。Schmidt(1919)對城市內部不同景觀地區的小氣候進行研究,于1927年首創利用汽車裝備氣象觀測儀器做流動觀測。與此同時,Schmass(1927)研究慕尼黑城市對降水的影響,認識到城市下風方向降水有增多的現象。KratZer(1937)總結了20世紀30年代以前的城市氣候研究工作,著出了世界上第一部以描述城市氣候的特征和現象為主的通論性的城市氣候著作《城市氣候》,此書在世界城市氣候研究史上具有承上啟下的作用。
第二次世界大戰之后,城市氣候研究的廣度、深度和方法都有顯著的發展。到60年代末,其進展速度更快,陸續發表了不少關于城市氣候研究的論著。1968年聯合國世界氣象組織氣候學委員會在比利時首都布魯塞爾召開了第一次國際性的城市氣候會議“城市氣候和建筑氣候學討論會”。此次會議之后,“METROMEX”(1970)開始制定和實施,它標志著城市氣候研究的新發展。
進入80年代之后,城市氣候的研究更有了顯著的進展。Landsberg在1981年發表的《城市氣候》一書,這是繼KratZer(1956)之后,對世界特別是發達國家城市氣候研究工作的總結,系統地分析了城市和郊區氣候的差異及其形成原因。周淑貞、張超(1985)的《城市氣候學導論》是我國第一部城市氣候專著。這兩部專著的問世對推動世界和我國城市氣候的研究起到了很大的促進作用。
我國城市氣候的研究起步較晚,1980年夏中國氣象學會氣候學術會議在廬山召開。1982年9月中國地理學會在福建廈門召開了第一次中國城市氣候學術會議,會后出版了論文集《城市氣候與城市規劃》,這是我國第一部城市氣候論文集。我國國家教委科技司為了促進我國高等院校城市氣候研究工作的開展和協作,于1985年12月在上海舉行了城市氣候學術研討會,并成立了“全國高校城市氣候研究中心”。此后,該中心分別于1987年4月和1990年6月在上海和廣州舉行了第二次和第三次城市氣候學術研討會。
我國城市氣候研究主要在城市環境特征及其應用、城市的大氣質量和污染、城市氣候與城市規劃等方面,但分析較多的是城市熱島和逆溫等問題。張一平,何云玲(2002)探討了昆明城市熱島效應呈立體空間分布特征。何萍,李宏波(2003)找出了我國不同城市熱島強度分布特征,發現城市熱島強度的變化規律。鄭祚芳等(2007)研究了近30年來城市化進程對北京區域氣溫的影響,認為城市化帶來的熱島效應是導致局地增暖的主要因子。任春艷等(2006)研究了西北地區城市化對城市氣候環境的影響,證明西北地區城市發展對氣候的影響不完全符合庫次涅茨曲線特征。以上研究有助于深入探討城市化對區域氣候的影響機制。
隨著現代技術的突飛猛進,也相應出現了一些先進的有關氣候的觀測儀器,這更加利于氣象學專家及學者開展城市氣候研究。在此期間,城市氣候研究得到了長足的發展。通過研究也取得一些結論:城市熱島、逆溫、風和降水對大氣污染有明顯的影響,而大氣污染對太陽輻射、透明度也有明顯影響(李星敏,白愛娟,2009;白美蘭,2006;趙晶等,2001)。除了研究上述這些城市對城市氣候產生的影響外,隨著人們對城市氣候的認識逐步深入,研究的焦點逐漸轉移到氣候變化影響的研究。
2.氣候變化影響的研究
劉惠民和鄧慧平(1999)認為目前針對氣候變化影響的基本研究方法有:(1)未來氣候情景。主要有四類:一是假設的情景;二是用古氣候、歷史氣候和現代氣候資料推測的氣候情景;三是根據大氣環流模式(GCMs)CO2倍增數值試驗結果產生的氣候情景;四是綜合氣候資料時間序列分析法推測的未來氣溫、降水變化和GCMs預測的溫室效應引起的氣候變化生成的氣候情景。(2)專業-氣候模式,是指在影響研究中,被氣候變化影響的對象,可分為經驗統計模式、動力模式以及介于兩者之間的統計-動力模式。
受人為活動干擾較弱的自然生態系統,其地理分布、物種的物候學特性以及滅絕等變化主要受氣候因素的影響。因此,可將其作為指示性指標,評估氣候變化對自然生態系統的影響(IPCC WGII,2001a)。近年來,國際上已經開發了多種方法鑒別氣候變化對非生物和生物系統的影響,如利用青蛙、蝴蝶等作為檢測指示性物種識別對氣候變化的響應,推測氣候變化對自然系統的影響。
丁一匯(2009)認為對于農業、水資源等社會經濟系統,由于受氣候變化和其他因素的共同作用,難以分離氣候變化對這些系統的單獨影響。在農業影響評估上,20世紀90年代應用GCM預估氣象要素月均值,作為作物模型的輸入進行站點上的影響評估。21世紀初,利用PRECIS進行降尺度分析,構建高分辨率的氣候變化情景,與空間CERES作物模型嵌套(熊偉,2004)。對于生態系統的影響評估的主要方法有:(1)實驗室模擬和野外觀測實驗法;(2)歷史相似或類比法;(3)數值模擬和預測的方法。對于水資源的影響評估主要集中在敏感性分析上(揚華庭和王芳,1996)。
社會經濟影響評價模型包括:經濟損失值、生計損失值和經濟風險值3部分。評價方法采用IPCC的通用方法。近年來,國內許多學者在建立自然災害變異指標(如震級、干早指數、風浪等級等)、自然災害損失評價指標(包括直接經濟損失和間接經濟損失)、自然災害分級標準等方面做了有益的探索(馬宗晉,1988;高慶華,1991;王雪臣,王守榮,2004)。
目前評估氣候變化影響、脆弱性和適應性的方法大多通過構建未來社會經濟變化的情景,利用氣候模式對未來人類活動引起的氣候變化進行情景預估。但情景分析不同于預測,并不力圖描繪被研究對象未來最可能發生的情況。 2000年出版的IPCC《排放情景特別報告〉提出了4種全球未來可能的社會經濟發展框架,通過對相關假設和特征的量化,衍生出多種溫室氣體排放情景,是評估未來氣候變化可能影響的基礎。在SRES所構建的社會經濟情景中,社會經濟發展的主要驅動因素包括人口、經濟增長、技術變化、能源、土地利用、社會公平性、環境保護和全球一體化。
中國進行氣候變化情景構建經歷了三個主要階段:(1)增量情景。(2)CO2倍增情景。(3)漸進遞增情景。
中國為應用區域氣候模式(RCM)發展氣候情景作了大量探索性工作,并應用于氣候變化的影響評估中。國家“九五”科技利用RegCM2(高學杰等,2003)模擬了CO2倍增情境下中國的區域氣候情景;2002年,中國科學家引進英國Hadley氣候中心的RCM-PRECIS,將HadAM3H的預測結果降尺度分析到50km的水平格點上,構建了中國的區域SRES氣候情景,并已應用于農業、水資源、自然生態系統的影響評估研究中(許吟隆等,2003;2006)。
目前進行氣候變化影響研究工作只能根據各種方法,研究制定未來氣候構想或稱未來氣候情景(Scenario)(Gleick PH.),近年來有些影響研究已采用相互作用方法和集成方法(Norman JR,Pierre RC,Kenneth DF,et al.,1993;Dowlatabadi H,Morgan MG,1993)。
隨著全球化和信息化的迅速發展、生產的全球重構與轉移以及交通網絡基礎設施完善,現有城市群將加快發展,城市下墊面性質改變以及熱釋放、大氣污染、水污染而導致城市區域淡水短缺、環境污染、生態退化等問題日趨顯現,城市熱島效應加強。氣候變化背景下,這些問題可能強化甚至惡化,沿海城市群未來面臨的環境和災害問題可能更趨于復雜(董鎖成,2010)。李剛(2010)通過研究發現皖江城市群的生態占用是生態供給的近4倍,可持續發展能力欠缺。鄭斌(2008)認為城市群的環境問題的成因首先是地理氣候的因素造成污染物的轉移,其次城市群對于資源利用的同質性造成環境污染的疊加效應。
3.解決途徑研究
為解決上述城市化發展帶來的氣候負面影響,須提倡低碳經濟,而碳交易市場是整個低碳經濟的基礎和關鍵。鐘勁松(2010)認為碳交易的基本原理是,通過承認碳排放的所有權,合同一方通過支付另一方獲得溫室氣體減排額,將購得的減排額用于減緩溫室效應,從而實現其減排目標。
有關排污權交易的理論研究方面,國外研究已經比較深入,主要集中在以下幾個方面:
3.1排污權交易內容的界定。Stavins (1994) 認為,一個完整的排污權交易制度應包括以下八項要素:總量控制目標;排污許可;分配機制;市場定義;市場運作;監督與實施;分配與政治性問題;與現行法律及制度的整合。
3.2排污權拍賣的問題。Hahn (1984) 指出,在不完全競爭的市場中,排污權的初始分配會影響排污權交易制度的效率。因此,選擇合適的排污權初始分配方案是至關重要的。1990 年美國國會在關于《清潔大氣法修改方案》的辯論中,提出了三種初始分配方案:公開拍賣、固定價格出售和免費分配。
3.3排污權交易中的市場勢力問題。Burniaux (1999) 認為,在排污權交易市場,通常存在兩種類型的市場勢力:一是成本最小化操作,也稱為利潤最大化操作;二是排他性操作。Hahn (1984) 研究了排污權交易市場上,當一個企業具有市場勢力,其他企業都是競爭性企業(價格接受者) 的情況下,市場均衡是如何變化的。Tietenberg(1991) 認為,市場勢力使得新排污企業偏重污染的治理; Godby(2000) 則從實驗經濟學的角度,檢驗了上面兩種類型的市場勢力的存在性。(4)排污權交易中的交易成本問題,Stavins (1995) 認為,交易成本在市場中無所不在,因而排污權的初始分配是決定治理效率的重要因素。Cason (2003) 用實驗方法驗證了Stavins 的觀點。
3.4排污權交易中的企業監督問題,Malik (1990) 認為,企業的違規行為降低了排污權交易市場的效率。因此,在設計排污權的交易機制時,必須考慮企業的違規行為。Stranlund(1999) 研究了排污權交易體系的外部監督和實施問題,并研究了管制者應如何分配資源來監督和處罰違規企業。
中國關于排放權交易的研究和實踐相對較少。中國的碳排放權交易主要在境外展開,絕大部分是通過清潔發展機制(Clean Development Mechanism,CDM)的形式進行的(鐘勁松,2010)。目前,國內碳交易制度,碳交易場所和碳交易平臺剛剛起步,既沒有碳證券、碳基金、碳期貨、碳掉期交易等類型的碳金融衍生產品,也沒有科學合理的利益補償機制(郭清馬,2010)。
有關排污權交易市場的建立順序方面,我國的排污權交易市場呈現出政府熱心推動,產權交易機構熱心籌建,企業冷眼觀望的“兩熱一冷”現象(武漢光谷聯合產權交易所,2010)。但尹敬東(2010)認為全國各地能源消費和能源效率差異較大,再加上行業的條條分割, 缺少一個嚴格的基于全國統一的碳排放配額制度,沒有配額的限制,沒有排放的基準,企業沒有購買碳排放的積極性,市場主體缺位,使得各地能源的生產和使用之間不相匹配。
我國國內區域間碳交易市場研究和實踐也比較少。截止2009年底,全國已有八個省、市先后建立了排污權交易市場。目前對于碳交易的研究主要集中在區域內的交易機制建設上,如陳萬靈(2010)分析了廣東構建碳交易市場的定位與對策,揭建成(2010)提出了完善浙江省排污權交易制度的對策建議。鮮開林(2010)論證了遼寧沿海經濟帶排污權交易的內涵界定。蔣運多等(2010)構建了城市群資源、環境與經濟系統協調發展的綜合評價指標體系。李清雅等(2010)認為未來的排污權交易應采用以流域管理為基礎,考慮污染物影響范圍創建排污權交易新市場。黃德春等(2010)從經濟基礎、環保水平及法律保障三個角度分析了長三角地區建立排污權交易市場可行性。D.Y.C. Leung等(2008)認為區域間的排放交易的依賴于交易的公平、透明、成本控制、政策配套、市場特征、交易主體的利益訴求等多個因素。楊志等(2010)和Oberndorfer(2007)認為“歐盟排放交易體系”(EU Emission Trading System,EU ETS)可以作為中國設計區域以及全國的“碳交易”市場很好的借鑒。而陳波等(2010)認為美國碳交易市場的多樣性發展方式尤其值得中國借鑒。
4.目前研究簡評
目前的研究大都基于總體或區域氣候變化及其影響的研究,取得了諸多成果,而針對城市化這一特定要素變化所引致的氣候效應影響的科學研究工作開展得非常不足。目前的氣候變化影響評估方法和結果主要還是一般性的討論,存在很大的不確定性。首先,由于影響機制的不同,目前主要沿用經濟學領域的城市化概念及其指標來研究氣候層面的影響顯然不合理。其次,城市化氣候效應的識別和量化評估方法的缺乏,不同尺度上模型驗證的不充分、未來氣候情景預估和社會經濟情景構建的不完善。絕大部分氣候變化影響、適應性和脆弱性評估模型是以定量的氣候和非氣候情景(包括社會經濟和環境情景)作為輸入參數,因而,氣候變化影響評估最主要的不確定性來源之一就是各種情景假設的不確定性。城市化氣候效應致使區域氣候變化更加復雜,氣候情景更具不確定性,主要是因為氣候模式的不完善和未來溫室氣體排放情景的不確定。后者主要來源于不能準確地描述未來幾十、上百年城市社會經濟、環境變化、土地利用變化和技術進步等非氣候情景。同樣,理論界在社會經濟研究中仍然沒有將城市化氣候效應納入變量范疇。
而對于排污權相關理論的研究,通過市場機制解決污染問題已經成為全球共識,但如何建立起適合不同地區不同層次的交易市場和交易制度是一個復雜的工程。我國目前國內的研究主要集中于區域內的碳排放交易研究,即通過采取相關措施,在城市群內通過建立起排污權交易體系,可以起到有效控制污染的作用。城市群之間,特別是東部沿海跨越行政區劃的區域間,東西部不同區域間的交易市場應當如何建立,目前處于摸索階段,雖然廣東和香港間進行過類似探索,但經驗對于東西部城市帶之間的跨區域市場是否具有借鑒意義也值得思考。在城市帶發展過程中,受到本地區氣候效應影響的前提條件下,又當如何建立起跨區域的排污權交易市場,排放配額如何在不同區域間分配以及采取何種方式,哪些排放物是可以交易的,多個地方行政力量的作用當如何協調,區域間的排放權交易所如何建立等等諸如此類問題尚需要大量的研究工作。
顯然,城市化氣候效應及其影響的研究尚有諸多需要解決的理論與技術問題,需要跨學科的系統研究。就其發展的趨勢來看,目前至少須在以下幾方面獲得進展:
4.1城市化氣候效應的認識還存在不確定性。氣候層面的“城市化”概念及其指標如何界定和修正?城市化到底對氣候產生了怎樣的影響?區域氣候系統對城市群溫室氣體等強迫的敏感性如何?目前所認識的城市化氣候的“五島效應”在漫長的氣候變化趨勢中到底處于什么樣的位置?城市化氣候效應與一般氣候過程差異及反饋,城市化氣候效應與一般氣候變化分離及其估算。諸如此類基本問題尚存爭議和處理上的難度。
4.2城市化氣候變化影響評價科學方面存在不確定性。需要在推進(1)的基礎上開展區域城市群不同尺度上氣候變化與社會經濟發展相關性研究。同時,評價方法的單一和評價指標的不完善也是氣候變化影響研究領域需要解決的重要問題。不同的行業對氣候變化具有不同的敏感性,需對其域值進行研究和界定并進一步構建城市化氣候效應綜合影響的評估指標體系。
4.3加強東部城市群區域碳循環的研究。進行城市群溫室氣體和氣溶膠排放情景的分析和預測,研究城市群社會經濟活動及物理和化學過程對區域大氣中二氧化碳濃度的影響,城市群區域土地利用和城市群生態系統對碳循環的影響。分析東部城市群區域的溫室氣體濃度變化、傳輸過程、聚集方式、分布特點、發展趨勢及其對區域氣候變化驅動。
4.4從城市功能布局、產業布局和人口布局等角度研究城市化模式對城市化氣候效應的影響,在此基礎上探討城市化戰略;
4.5將城市化氣候效應納入經濟系統,考察涵蓋城市化氣候因素的區域經濟變化規律;
4.6把碳交易和期權契約等政策工具和思想引入城市化氣候效應解決機制中,探討諸如東部、中部和西部不同地區的城市化氣候效應分擔解決機制的可行性和具體路徑。
基金項目:973項目(2010CB428506)和教育部人文社會科學基金青年項目(10YJC790241)。
參考文獻:
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關鍵詞 創新發展模式 實驗教學 地理科學 地方高校
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Research on the Innovation Development Pattern
of the Experiment System of Geographical
Sciences in the Context of Transition of Local University
HUANG Fang, LIANG Yahong
(College of Resource and Environment Science, Pingdingshan University, Pingdingshan, He'nan 467000)
Abstract At present there are many problems in the experiment system of geographical sciences. These problems are as follows: the lack of comprehensive experiments or innovative experiment, the disagreement with socioeconomic development of experiment contents. In this article, the innovation development pattern of the experiment system of geographical sciences includes the innovation of training targets, management mode and experiment contents.
Key words innovation development pattern; experiment teaching; geographical sciences; local university
隨著我國社會經濟的不斷發展,社會需要大批高層次應用技能型人才,而目前大多數畢業生無法滿足市場或行業對高技能型人才的要求。要實現 “人口紅利”向“人才紅利”的轉化,人才培養目標和人才培養模式勢必要改變。
地理科學是一門跨越了自然科學和人文科學的綜合型和交叉性學科,旨在培養學生的地理思維和地理技能,使學生在掌握了扎實的地理基礎知識的基礎上,能夠系統地解決自然、社會、經濟等領域與空間相關的復雜問題,或具備在地理科學方面進行教學或科研的能力。①可實際情況是,畢業生和社會的需求相脫節,學生的就業率和就業滿意度均比降低。實驗教學是培養學生動手能力和解決實際問題的主要途徑,要想實現學校和社會的“無縫鏈接”,必須認真找出目前實驗教學環節存在的問題,然后有針對性地創新發展實驗教學體系。②
1 地理科學專業實驗教學存在的主要問題
首先,實驗類型多為認知型和驗證型實驗,缺乏綜合型和創新型實驗。學生對實驗的認識僅限于教材和老師的有限講解,對知識向實驗的遷移和轉化能力不足,致使實驗淪為走形式,學生做實驗的積極性和熱情受到較大影響。
其次,實驗內容、實驗方式的設計沒有明確的市場導向性,沒有反映出當前社會、經濟、環境發展的特點。學生所學的在社會上用不上,社會需要的學生又不具備。實驗設計沒有充分考慮學生的認知規律,缺乏層次性。在實驗課里教師講的內容理論性較強,與實際聯系太少。比如,在進行地理信息系統課程有關“緩沖區分析”的實驗中,主要講了軟件中哪個菜單哪個命令來完成緩沖區分析,為了實驗而實驗,沒有將緩沖區分析和實際生活結合起來,學生學了之后不知道在什么情況下去用。
2 實驗教學創新模式
2.1 培養目標創新
在地方高校里,地理科學專業大多定位為師范類專業,以培養合格的中學地理老師為主要培養目標。中學教育實習所占時間較長,大約4個月。一部分不愿當老師的學生在教育實習中表現不積極,實習流于形式,甚至出現厭煩情緒。另外,中學對地理老師的需求有限,重視程度有限,即便有學生選擇了去中學當地理老師,但就業滿意度較低。鑒于此種情況,培養目標需要重新定位,除了面向中學培養高素質地理老師外,還要面向社會培養應用型、服務型的地理人才,及面向科學研究培養地理科研人才。
2.2 “3+1”管理模式創新
在傳統的實驗教學里,多為“1+1”即“任課老師+學生”的管理模式,老師講,學生聽;老師做,學生看,然后模仿,整個實習過程短而倉促,學生收獲不大。“3+1”的教學模式是指“工程師+老師+研究人員+學生”的模式。
基于不同的培養目標,打造多元化的管理模式。教育型人才的培養主要依靠雙導師制的方式,培養知行合一的“H”型教師。“H”型教師,即:既精通教育理論,又擅長教育實驗,同時又能使理論和實驗互補共生,均衡發展的復合型教師。雙導師是指同時由校內、校外各一名老師擔任學生的教育指導老師。校內老師由教學經驗豐富的老師擔任,負責教育理論傳授及學術指導和職業規劃方面的工作。校外老師由優秀的中學地理老師負責教育技能、教育實驗及職業道德方面的培養。雙師制不失為一種培養優秀中學地理教育人才的上策。
研究型人才的培養方式主要靠課題參與,讓學生參與到有科研項目的老師(特別是博士或教授)團隊中,即“學生+科研導師”的模式,學生和導師之間實行雙向選擇,一旦選擇了對方,這種穩定的學術型的師生關系可以長期固定下來,直到學生大學畢業。在地方高校里,博士或教授有的科研基礎和科研能力相對較強,學校的科研項目大部分集中在這些人手中,這就為他們利用優勢科研資源和科研平臺為本科生提供科研訓練創造了機會,吸收學生進入科研課題也可以解決老師在數據收集、野外考察等環節人手不足這一普遍存在的問題。調查發現,這種培養模式對打算考研的同學有較大吸引力,事實也證明在本科階段接受基礎科研訓練可以讓學生更快地融入研究生階段的學習,在考研錄取中這些學生也更受研究生導師的青睞。 另外,事實也證明,科研訓練還可以為學生參加眾多比賽助一臂之力,比如“挑戰杯”大賽, GIS應用大賽,甚至貌似與地理學相去甚遠的電子商務大賽等,有科研基礎的本科生在這些大賽中更容易脫穎而出。
對于應用型或服務型人才的培養,可以結合所學課程,在課程實習中選擇與相關企業或事業單位相結合,由這些單位工作經驗豐富、業務技能精湛的工程師擔任實習指導老師。如氣象與氣候學課程的實習可以去氣象局,讓學生將課堂上所學的理論知識運用到氣象預報的實踐中;城市規劃課程的實習可以去城市規劃研究院或城建局,讓學生跟著規劃設計師們參與到城市規劃的諸多環節。諸如此類的實習既可以讓課堂上抽象的、枯燥的、死板的理論知識變得更加具體化、形象化、靈活化,又可以讓學生變被動學習為主動學習。在實習中由于學生所做的事情都直接服務于社會,這會讓他們覺得自己做的事情很有意義,課堂上所學的知識很有用,進而增強他們的自我認同感和社會責任感。反過來,會增強他們在課堂上學習的動力和進一步明晰學習的方向,進而形成學習上的良性循環。“工程師+學生”的管理模式可以避免書本知識與社會需求的脫節,使學生在上學期間即可親身感受真正的工作環境,熟悉業務流程,投身到為社會服務的實踐中,這樣學生一畢業就成為身經百戰的“成品”,必將受到用人單位的歡迎。
以上三種管理模式都要求室內實驗與野外考察相結合、基礎實驗與應用創新實驗相結合、課程實驗與行業實踐相結合。③
2.3 實驗內容創新
根據實驗內容的難易程度及所涵蓋的知識基礎,將實驗分為三個層次:基礎實驗、綜合型實驗和創新型實驗。④
基礎實驗一般為教材里所要求的實驗,伴隨著課堂教學進行,多為驗證型實驗。基礎實驗旨在培養學生基本的實驗技能、熟悉實驗流程和儀器的使用,要求學生掌握基本地學原理。基礎實驗分為一般基礎實驗和專業基礎實驗,一般基礎實驗為所有實驗的基礎之基礎,主要包括大學化學實驗和計算機程序設計基礎。大學化學實驗的目的主要是讓學生掌握化學反應的基本規律、儀器分析方法、溶液的四大平衡及其分析方法等;計算機程序設計基礎主要讓學生掌握一門計算機編程語言,為以后建立模型做深入分析提供技術基礎。專業基礎實驗主要指專業基礎課所對應的相對獨立的基本實驗。其中自然地理方向的專業基礎課主要包括:地質學基礎、地球概論、水文學、植物地理學、土壤學、地貌學、氣象學與氣候學等;專業技術課程包括GIS、遙感概論和地圖學;人文、經濟地理方向的課程主要指人文地理學和經濟地理學。
綜合型實驗是指將多學科知識有機組合在一起,運用多種技術、方法手段來解決某一綜合型的實際問題,其實驗內容包含多種相互聯系的地理元素。⑤綜合型實驗旨在培養學生宏觀地理思維能力,及綜合運用地理知識解決實際問題的能力。比如對區域旅游資源的評價,評價內容需要用到自然地理、經濟地理、人文地理方面的多種知識,而評價方法和手段又需要借助地理信息系統和遙感。綜合型實驗對應的課程包括:區域分析與規劃、區域調查方法、旅游開發與規劃、土地利用規劃等(規劃類);現代教育技術、地理教學論、班級管理等(教育教學類)。
創新型實驗旨在培養學生的創新能力和研究能力,使學生在已有的知識儲備基礎之上能在技術手段上有所創新或在方法上創新或者有新的發現,甚至在理論上有所創新。該類實驗對學生思維的廣度、深度及靈活性方面要求較高。創新型實驗來源較廣,包括教師的科研項目、學生畢業論文、學生的科研立項、“挑戰杯”大賽、GIS大賽、創業大賽、服務地方等。創新型實驗往往設計學科較多,社會響應面較廣,學術或應用價值較大,備受學生歡迎,因此對指導老師的要求也較高。必要時,學校可根據自身師資力量、地方需求規模、地方社會經濟發展政策等,聯合社會力量,采取“學校+企業”或“學校+農戶”的方式共同完成此類實驗,以期達到良好的社會效益、經濟效益和環境效益。如:經濟發展與生態環境耦合發展機制研究、土地利用變化的水環境響應模擬。
以上三種實驗在教學中都要強調學生的自主學習,充分調動學生學習的主動性和學習熱情,在實驗前、實驗中、實驗后都要讓學生發揮自己的能動作用,以“學生為中心”開展豐富多彩的實驗活動,促進學生能力的發展。
3 結語
地理科學是一門實踐性較強、社會覆蓋面較廣的學科,實驗教學是提高學生技能的重要途徑。目前是地方本科院校向應用技能型大學轉型的關鍵時期,而實驗教學的創新是轉型成功的決定性因素之一,地理科學的綜合性特點要求在人才培養方面必須聯系社會發展的實際,在實驗教學培養目標、實驗教學管理方式和實驗教學內容方面進一步發展創新,只有這樣才能培養出適合社會發展需求的新型地理人才,才能提高學生的就業滿意度。反過來,才會有更多人自愿投入到地理科學事業的發展中。
(下轉第221頁)(上接第187頁)
基金項目:2014年度河南省高等教育教學改革研究項目“新建地方本科院校地理科學類專業實踐教學體系改革研究”;2013年度平頂山學院教學改革研究重點項目“新建地方本科院校實踐教學體系構建與實踐改革研究――以地理科學類專業為例”(2013JYZD07])
注釋
① 蔡運龍.地理學人才結構與課程體系[J].中國大學教學,2007.9:19-20.
② 李旭,李守中,楊玉盛.高校地理實踐教學改革驅動因素及其趨向探析[J].中國大學教學,2008.9:75-77.
③ 張紅日,明艷芳.自然地理學實驗教學模式探索[J].實驗室研究與探索,2008.27(9):119-143.
(云南農業大學 農學與生物技術學院,云南昆明650201)
摘要:以云南農業大學農學與生物技術學院農學專業為例,論述了云南農業大學為適應云南高原特色農業發展,結合社會需求,在人才培養目標定位、創新人才培養模式、組建優秀教學團隊、優化人才培養過程等方面進行的探索與實踐,以實現農學專業人才培養目標,提高教學質量,著力打造具有地域特色、行業特質、自身特點的農學品牌專業,滿足云南省農業產業對高素質農業人才的需求。
關鍵詞 :高等農業院校;模式;創新;品牌專業
中圖分類號:G 642文獻標志碼: A文章編號: 1004.390X(2015)01.0060.05
收稿日期:2014.09.18修回日期:2014.10.22網絡出版時間:2015.01.0713:06
基金項目:農學國家級特色專業建設項目;“作物栽培學與耕作學”國家級、省級教學團隊建設項目;云南省高等學校品牌專業建設工程;云南省高等學校教學改革研究項目(云教高〔2013〕106)。
作者簡介:周平(1967—),男,云南永勝人,副教授,主要從事氣象學與氣候學研究。
*通信作者:陳軍文(1977—),男,苗族,湖南沅陵人,副教授,博士,主要從事農業生態學研究。
網絡出版地址:http://cnki.net/kcms/detail/53.1044.S.20150107.1306.013.html
Innovating Mode of Talents Training and Building Brand of
Agronomy Specialty: A Case Study on Agronomy
Specialty of Yunnan Agricultural University
ZHOU Ping, TANG Tianxiang, HAI Meirong, LIU Yating, CHEN Junwen
(College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China)
Abstract:In the present paper, as a case study on agronomy specialty of College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, it has been reported that the exploration and practice for targeting orientation of talents training, innovating mode of talents training, organization of excellent teaching group, optimizing process of talents training have been made by Yunnan Agricultural University to adapt the development of agriculture characteristics of Yunnan plateau in context of the social demand for talents. These efforts are to achieve the objective of talents training of agronomy specialty, to advance the teaching quality, to heavily build agronomy brand specialty with local, professional, and self characteristics, and to satisfy the demand for high?quality agricultural talents in agricultural industry of Yunnan province.
Keywords: high agricultural colleges and universities; mode; innovation; brand specialty
高等學校品牌專業建設,是優化學科專業結構,加強專業改造、豐富專業內涵提升專業整體水平,推進教學改革,提高人才培養質量的重要舉措,也是專業獲取國內外持續競爭力和求得競爭優勢的重要戰略手段。云南農業大學作為云南省唯一的高等農業院校,如何適應新形勢下高原特色農業發展對復合型、應用型人才的需求,在日益嚴峻的競爭中保持辦學優勢,一直是我們思考和探索的問題。
農學專業是云南農業大學傳統優勢特色專業,設置于1938年,經過幾代人幾十年的艱苦創業與努力,農學專業在師資隊伍、人才培養、教學團隊和科研平臺建設等方面均有較大的發展,辦學水平不斷提高。1995年被列為云南農業大學校級重點專業,2001年被列為云南省省級重點專業,2010年被列為國家級特色專業,2014年被列為云南省高等學校品牌專業加以建設,已經形成完備的本科—碩士—博士(作物遺傳育種)培養體系,為云南省乃至全國培養了一大批優秀農業人才,取得了一批具有顯著社會效益的科研成果。
一、明確培養目標,突出專業特色和優勢
人才培養目標是專業建設的靈魂,人才培養目標的調整應結合地方經濟結構調整和學校自身的優勢,以社會需求為導向,突出專業特色和優勢,以培養適應地方經濟發展的高素質應用型人才。為此,云南農業大學農學專業長期堅持利用云南省得天獨厚的生物資源優勢、民族多樣性優勢和毗鄰東南亞諸國的區位優勢,立足邊疆、面向全國、走向世界,在水稻高產、小麥抗旱節水栽培、玉米坡耕地水土保持與高產栽培、薯類和甘蔗資源以及藥用植物開發與利用等方面已探索出相應的技術體系及理論,取得了一批在全國有影響的成果,形成了獨具特色的高原作物研究方向和農學專業人才培養模式。本著“開學養正、育四海英才;明理尚農、興九州糧倉”的辦學理念和“德才雙馨、耕讀至誠”優良教風和學風,通過人才培養模式的探索、教學體系的改革、教學方法的改進、師資隊伍的建設和學生能力的培養,實現農學專業“厚基礎、寬口徑、高素質、應用型”的人才培養目標。
云南農業大學農學品牌專業建設依托3個省級重點學科(作物遺傳育種、作物栽培學與耕作學、作物學)、1個博士點(作物遺傳育種)、5個碩士點(作物遺傳育種、作物栽培學與耕作學、植物學、生物化學與分子生物學、藥用植物資源)和2個專業學位碩士領域(作物、種業),在保持傳統優勢的同時不斷加強生物技術、信息技術在農業中的應用;在加強基礎知識教育的同時不斷拓展專業方向,立足云南農業生物多樣性豐富的實際,充分發揮團隊、科研、平臺優勢,利用國家級、省級質量工程項目(國家級特色專業、國家級教學團隊、省級教學名師、省級精品課程)建設成果,采取本科生全程導師制,分類指導,因材施教,培養既具有農作物高產栽培、良種培育及農業經營管理、農業綜合技術體系等方面的基礎理論、基本知識和專業實驗技能,又能運用現代化生物技術、信息技術、綠色農業生產技術理論知識指導現代農業生產和社會主義新農村建設,既可從事農業科學研究、農業技術開發與推廣、農業教育和農業行政管理,又能從事企業經營、市場營銷以及農產品開發的高層次、創新型的復合型、應用型人才。
二、適應形勢發展,創新人才培養模式
云南農業大學農學專業與其他部分農業院校一樣,普遍存在原有培養目標偏大的問題,希望把所有學生都培養成全能型農業科技人才,畢業后幾乎能勝任所有與農業生產、農業科研相關的工作、貪大求全,忽視共性與個性的培養;培養方案重理論輕實踐,導致學生動手能力和創新能力不強。針對農學專業存在的上述問題,2010年根據學科和專業發展的需要以及學校教育教學定位,在廣泛聽取用人單位、學生、一線教師對培養方案的意見和建議的基礎上,聘請校內外有關專家對人才培養方案進行論證,最后完成2010版農學專業人才培養方案。新版人才培養方案以培養農學應用型專門人才為目標,強調“厚基礎、寬口徑、高素質、應用型”,不僅僅以崗位能力培養為準,在注重基礎理論培養的同時,更注重學生創新精神、實踐能力、綜合素質的培養與鍛煉,為學生的可持續發展奠定堅實的基礎。
2010版農學專業人才培養方案構建了“三平臺、六模塊”的課程體系及“(2+1)×2+(1+2)×2”的培養模式。“三平臺”即素質教育平臺、專業教育平臺和實踐教學平臺;“六模塊”即公共必修課模塊、公共選修課模塊、學科共同課模塊、專業基礎課模塊、專業課模塊、專業選修課模塊。不斷優化的課程體系,能夠充分調動學生自主學習的積極性。“(2+1)×2+(1+2)×2”的培養模式:即一、二年級的第一、二學期理論教學,第三學期實踐教學;三、四年級的第一學期為理論教學,第二、三學期為實踐教學。其中一年級第三學期為執行公共實踐教學模塊,二年級第三學期為課程實習、專業實踐、社會實踐,三年級第二、三學期為畢業實習、生產實習和畢業論文試驗。四年級第二、三學期為預就業實習、就業見習。實現實踐教學四年不斷線,形成了完善的實踐教學體系,全面加強了學生創新創業精神和實踐能力的培養。2010版的人才培養方案的特點表現在:一是培養目標轉向復合型、應用型人才培養;二是加強了現代農業生物技術和農學專業課課程設置的連續性和系統性;三是大幅度增加實踐教學和選修課學分(專業實驗教學與實踐教學累計學分達51個學分,占總學分的28.3%,專業選修課增加3學分,另外新增了12個課外選修學分,并將兩學期制改為三學期制)。因此,2010年的人才培養方案更貼近云南農業大學人才培養的核心——創新精神和實踐能力的培養。培養的學生具有堅實的基礎理論、較強的專業技能和綜合素質,特別是通過產、學、研緊密結合,極大地增強了學生的實踐動手能力,能適應云南特色農業產業發展對人才的需求,近三年農學專業不低于90%的就業率也從側面說明人才培養方案的調整取得了成功,但和現代農學專業的發展要求相比,仍然存在著繼續調整和優化的必要。
發展高原特色農業,是云南省根據農業實際和發展需要做出的一項重大決策,是深入實施西部大開發戰略和橋頭堡建設的重大任務,對云南探索現代農業新路、補齊農業產業發展短板、增強農業競爭能力、促進農民持續增收、推動云南跨越發展意義重大[1]。其實質就是充分利用云南地理優勢獨特,氣候優勢突出,物種優勢明顯,開放優勢巨大等條件,以保障農產品供給、增加農民收入為主要目標,廣泛運用現代科學技術、先進管理經驗和現代生產經營組織方式,打造云南在全國乃至世界有優勢、有影響、有競爭力的戰略品牌,努力走出一條具有云南高原特色的農業現代化道路[2.3]。為此,云南農業大學為適應云南經濟發展,培養適合云南高原特色農業發展,滿足科學技術研究、農業生產管理、農業行政管理、現代農業企業管理等不同需求的高素質、國際化農學專業技術人才,搭建校、企、研相結合的教育平臺,構建了“2+1+1”多元化人才培養模式。
“2+1+1”的教學模式(見圖1),即學生2年的通識教育和專業基礎教育;1年多元化專業教育模塊(主干核心課程群和延伸課程群),包括農業生物技術課程群、作物學課程群、農業經營管理課程群和農業行政課程群模塊;1年的畢業實習和預就業實習,根據學生未來的就業取向,按照科研院所實驗、企業實訓、預就業實習分流培養。
“2+1+1”的人才培養模式具有以下4個特點。
(1)突出高校、企業和科研院所協同創新。將科研院所和企業的優勢資源有效轉化為教學資源,解決教學資源不足、教學平臺不高、師資隊伍不強的難題。
(2)突出以學生為主體和中心。一方面,改變教學方式,使學生由被動學習向主動學習轉變,形成學生參與、師生互動式的教學過程;另一方面,學生根據擇業目標自主選擇核心課程群和實習、實訓方式,培養農業產業發展的研究型、應用型、管理型等多層次人才。
(3)突出理論和實踐相結合。建設以專業課程為核心的課程群,優化課程體系、更新教學內容,通過實驗、實訓和實習相結合,培養實踐能力、創新能力和創業能力。
(4)突出本、碩、博一體培養模式。加強和充實與學科碩士點發展相適應的課程設置,探索本科教育與研究生教育銜接,逐步實現本、碩連讀或本、碩、博連讀。
三、圍繞品牌專業建設,組建優秀教學團隊
建設一支高素質的優秀教學團隊,是打造品牌專業的基本保證,是促進品牌專業建設可持續發展的關鍵措施。農學專業教學團隊在作物栽培學與耕作學省級(2008年)、國家級(2010年)教學團隊基礎上組建,團隊成員33人,其中教授12人,副教授11人和高級實驗師2人,博士生導師9人,碩士生導師22人;具高級職稱的教師有25人,比例達75.8%,22人具有博士學位,占人員總數66.7%,6人具有碩士學位,占人員總數18.2%;具有研究生以上學歷所占的比例為84.8%。35歲及以下年齡教師有6人,占團隊總人數的18.2%;36~45歲年齡教師有19人,占團隊總人數的57.6%;46歲及以上年齡教師有8人,占團隊總人數的24.2%。教學團隊中有云南省有突出貢獻的專業技術人才二等獎獲得者1名,云南省高等學校教學名師3名,農業部產業體系崗位專家1名,云南省現代農業產業技術體系崗位專家7名,云南省中青年學術技術帶頭人及后備人才7名。
圍繞農學品牌專業建設形成了省級教學名師、知名教授為帶頭人,以教授、副教授為主體,中青年教授、副教授為骨干,多學科相互融合,積極致力于不斷教學改革,教學特色鮮明、學術造詣高、教學能力強、教學經驗豐富、熱愛本科教學,學歷、年齡、學緣結構合理的優秀教學團隊。一支優秀的教學團隊能掌握行業科技與生產發展的動態,推動教學內容、教學方法改革和研究,促進教學研討和教學經驗交流,推進教學資源開發,促進專業辦學水平和教育質量的提高,以質量樹品牌,實現專業辦學目標和教學團隊自身的可持續發展,充分發揮品牌專在學校及行業中的引領、示范作用。
四、突出能力培養,優化人才培養過程
(一)加大教學改革力度,提高課堂教學效果
在教學過程中不斷更新教學內容、改進教學方法、更新教學手段、探索考核方式等全面加強教學改革。在教學內容上注重基礎知識和學科前沿知識相結合,增加云南地方特色作物及最新科研成果、先進生產技術;在教學方法上積極推廣“教—學互動模式”教學法,同時引入案例教學法、小組討論法、情景教學法等,充分調動學生自主學習積極性,培養學生文獻查閱、表達等能力和團隊合作的精神;在教學手段上積極推進多媒體教學、雙語教學和網絡課件的使用;在考試改革上探索筆試與口試相結合、閉卷與開卷相結合、理論性考試與實踐性考試相結合、撰寫課程論文與基本知識考查相結合。
(二)創造優良的實驗教學平臺,提高學生的實踐與創新能力
實踐教學是高等教育教學手段的重要形式,是將理論知識轉化為能力培養應用型人才的一個重要環節,其目的是有效促使學生理論聯系實際,鞏固和深化所學理論知識,提高動手能力,培養創新精神。以國家級實驗教學示范中心為標準,以“云南省作物學實驗教學示范中心”、“云南高校作物種質創新及可持續利用重點實驗室”、“云南省現代農業馬鈴薯產業體系研發中心”和“云南省優勢中藥材規范化種植工程研究中心”等平臺為依托,重點建設基礎實驗教學平臺,為提高動手能力和開展科學訓練奠定基礎,一方面保障實驗室建設的投入真正用于本科教學實驗條件的改善[4],同時輔以特色專業、教學團隊等各級教學質量工程項目實施,減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性創新型實驗項目的開出率,不斷完善管理制度,實現全面開放,從而為學生實習、實訓、學科競賽和科技創新搭建良好的教學科研平臺。學生結合教師科研課題,開展科學研究四年不斷線的多元化實踐教學,不僅鍛煉了學生艱苦創業和獨立解決問題的能力,實現了“產—學—研”的緊密結合,有效地培養和提高了學生的自學能力、實踐能力、協作精神及科研綜合素質。
(三)注重實踐基地建設,改善實踐教學條件
農學專業學生在四年的學習中要經歷認知實習、生產實習和畢業實習等實踐教學環節。保證每個實踐教學環節的質量可以提高學生的實踐能力和社會經歷,完善和穩定實踐教學基地的建設是保證實踐教學質量的重要條件[5]。強化農學、生物技術、食品、農業經濟、行政管理等專業的學科交叉,按照“共建,共享,共贏”的原則,與企業和科研院所緊密合作,建設實踐、實訓基地,提供學生實習、實訓平臺,解決教學資源不足、教學平臺不高、師資團隊不強的難題。為滿足學生實踐教學的需要,2011年起新增麗江市農業科學研究所、云南省農業科學院生物技術與種質資源研究所和云南沃森農業科技有限公司等3個校外實習基地,至此校外實習基地達到9個,另外還有1個校內實習農場和7個研究所。共建人才培養實踐基地,不僅極大地改善學生實踐教學條件,而且豐富了學生的視野,提高了教師的水平,為農學專業的實習教學注入新的理念、并提高了實習教學質量。
(四)開設教授講壇,開闊學生視野
為培養學生創新意識和社會實踐能力,開拓學生眼界、激發學習熱情,使學生對本院專家教授的研究方向和成果有一個更深入的理解,為學生進一步深造做準備,同時為學生修讀課外學分創造機會,對學生開設了《教授講壇》。講壇內容主要有:代謝工程、高原甘蔗育種理論與實踐、云南中藥材種植發展與展望、薯類作物與人類生活、云南省玉米病害研究進展、全球雜交水稻研發概況、雙孢蘑菇的研究與栽培、油菜生物技術與育種、巖白菜的研究進展等農學及相關領域的最新研究成果。
五、結束語
農學專業一直是云南農業大學的特色專業,在東南亞地區具有一定的影響力。云南農業大學在農學品牌專業的建設過程中,在人才培養目標定位、人才培養模式創新與優化人才培養過程等方面進行了探索[6],開展了有益的嘗試,取得了一定的成績,但品牌專業建設涉及人才培養的各個方面,要真正打造被社會廣泛認可的一流品牌專業,實現品牌專業的帶頭、示范作用,還需在教育教學理念先進性、培養方案創新性、科學性及教學內容與課程體系改革如何適應新世紀對高素質創新型人才培養的要求,完善教學管理制度,突出專業特色等方面做進一步的研究[7]。
[
參考文獻]
[1]曾小力.云南省高原特色農業發展路徑問題探究[J].云南農業大學學報:社會科學,2013,7(6):17.21.
[2]樊興偉,阮樸生.以特色農機推動高原特色農業發展[J].農機科技推廣,2013(1):49, 51.
[3]張艷誠.發展特色農機化助推高原特色農業發展[J].云南農業大學學報:社會科學,2013,7(S1):89.93.
[4]寧海龍,鄒德堂,唐鑫華,等.應用型人才培養模式下農學專業實踐教學體系及構建[J].高等農業教育,2011(5):43.45.
[5]唐正姣,王存文,吳元欣,等.湖北省“化學工程與工藝”品牌專業建設的探索與實踐[J].高教論壇,2008(5):145.149.