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中山大学地学实验教学中心实验教学大纲及实验项目

（第一部分：地理实验教学系列）
178

序 言
地理学是研究地球表面地理环境的结构、分布及其发展变化的规律性及人地关系的学科。它涉及地质地貌学、气候学、水文学、土壤地理学、生物地理学、化学地理学、工业地理学、交通运输地理学、城市地理学、旅游地理学、城市规划与建筑设计、测量学、地图学、遥感数字图象处理、地理信息系统软件工程等课程，是一门综合性和实践性很强的基础学科，实验教学在地理学及相关专业人才培养中起着极其重要的作用，在本科教育中占有十分重要的地位。实验教学旨在培养学生掌握基本的实验操作能力和动手能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。
在教学实践中，我们提出的实验教学理念是：以人为本，把培养创新人才作为核心，知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教学理念，实施开放式实验教学，促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展，切实解决好人才培养的科学发展问题。在创新人才培养方面遵循坚持全面发展、专业教育与学科通式教育有机结合、知识与技能协调发展和着力培养创新思维与创新能力的原则，强调“厚基础、多实践、强创新”的实验教学，大力培养国家现代化建设需要的、适应地理学发展的高素质、多样化、创新型的人才，即地理学复合型创新型人才。
培养能力强、素质高的地理科学创新人才，我们提出实验教学改革的总体思路：以教育思想和教育观念革新为先导，改革单向系统传授实验知识和技术的实验教学体系，建立系统传授与探索研究相结合的实验教学新体系，促进科研全面渗入本科实验教学，全面推行开放式实验教学，激发学生对地理学科实验的兴趣，实施个性化实验教学。以实验教学改革带动实验室建设，构建一套科学的地理科学实验教学体系、创新人才培养模式和教学管理机制，全面推动地理各专业本科教育创新。同时广泛开展科研带动实验教学的活动，即把科研项目融合到实验教学里面，使学生较快地接触相关的内容在实际中的应用。
实验教学大纲作为本科教学的基本文件，不仅要有科学性，还要具有前瞻性并能反映教学改革理念。我们根据教育部根据国家对理科人才基地培养的进一步要求，以及二十一世纪地理学发展的方向和地理学人才的需求，并结合我校地理学的传统特色和学科优势，特别是地理学实验教学的发展趋势，不断完善地理学实验教学体系。我们从培养地理学创新型人才的角度，对地理学实验课程进行了一体化设计，将传统的分散在各门课程中的实验课程进行整合，全面优化实验教学内容，独立设置实验课程，形成了“一体化、多层次”的实验课程新体系。
目前，地理科学与规划学院设有地理科学、经济地理、地理信息系统、城市规划、水资源科学、水文与水资源工程、测绘工程等7个本科专业，其中，城市规划、水文与水资源工程、测绘工程专业三个专业为工科专业。基于各学科专业特点和教学的层次性，考虑地理学教学、研究的特点，设置了专业地理综合实验方向、遥感与地理信息系统方向、数字测绘方向和规划设计方向四个实验教学方向。
实验内容是教学大纲的核心，全面整合和优化实验教学内容，删减部分验证性实验，精选基本操作训练实验，新增一批综合性、研究性和创新性实验。在各门实验课程中，综合性、设计型和研究创新性实验内容占全部实验内容的50%左右，其中部分内容来自教师的科研成果或横向课题，部分内容则来自生产实际和日常生活。此外，我们每学年还将面向院内外学生开设一批具有创新性、探索性、实用性和趣味性的开放式创新性实验，由学生自愿参加，并于课余时间完成。
通过“开放式、综合性、创新性、研究性”实验等多种教学形式的实践训练，学生在熟练掌握地理学野外观测、环境分析、城市规划、建筑设计、遥感数字图象处理、遥感地学应用、地理环境的计算机模拟、现代测绘技术、常用计算机绘图软件和GIS软件等方面的技能和实验技术，从而培养学生独立解决实际问题的能力、提高学生对科学研究的兴趣、科研素质与创新意识，增强其发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，同时锻炼其与社会和谐相处的团队精神和沟通交流能力。
地理实验教学基本内容与要求
地理学实验教学不仅传授自然地理、人文地理、城市规划与建筑设计、地理信息系统、测绘技术等专业知识和培养学生的实验操作能力和动手能力，还培养学生的创新意识、创新精神和创新能力及科学方法、科学精神和品德。地理学实验独立设课，须达到如下要求：
（1）培养学生掌握基本野外实地观测、调查的方法和自然环境要素分析技术和操作方法，正确使用仪器；认真观察、准确记录并科学处理实验现象和实验数据的能力。
（2）培养学生掌握绘画的基本表现手法和常用绘图工具、绘图软件的应用以及建筑模型制作工具的使用，掌握城市总体规划设计的任务、编制内容、特点与要求及掌握城市总体规划的基础资料调查内容与方法、正确绘制城市总体规划各项图纸，编制城市总体规划说明书和文本的能力。
（3）培养学生掌握常用普通测量仪器的构造、原理及其实际使用能力；掌握地理信息系统的构成原理和常用处理技术、GIS数据工程与软件工程的结合方法，具备一定的GIS二次开发能力；掌握GIS数据模型、数据存取、空间索引、空间查询等基本知识；掌握遥感数据的特点及常用的遥感数字图象处理方法，和地理环境模拟的基本方法。
（4）培养学生正确的独立野外观测和设计实验能力以及解决实际问题的能力和创新能力。
（5）培养学生通过查阅文献、工具书、上网及其它信息源获取信息的能力。
（6）培养学生实事求是的科学态度、求真求实的科学品德、勤俭节约的优良作风、相互协作的团队精神、勇于开拓的创新意识。
一、操作及技术
罗盘、放大镜、地质锤、测距仪、手持式GPS的使用；
通风干湿表、毛发湿度表、湿度计、手持式温湿度表、水银气压表、气压计、虹吸雨量计、翻斗雨量计、雨量筒等气象观测仪器操作和使用；
显微镜的正确使用和植物细胞的观察；
植物检索表的使用；
野外植物分类方法；
分析样品的采集及处理方法；
玻璃仪器的洗涤及干燥；
滴定管、移液管、容量瓶的使用；
台式天平、电子天平的使用；
溶液的制备；
滤纸和滤器的使用；
加热方法（直接加热、水浴加热、油浴回执等）；
固液分离；
溶液萃取；
试样的干燥；
分析样品的消解处理；
测压管的使用；
局部水头损失的局部阻力系数的测量；
毕托管测量技术和使用；
圆管内稳定流动液体的上下临界雷诺数的测量；
绘画训练；
建筑抄绘；
建筑测绘；
计算机辅助制图；
建筑设计；
控制性详细规划场地分析；
居住小区规划设计；
城市规划设计；
C语言程序设计；
VB标准界面设计；
地物波谱反射率的野外测定；
遥感影像的观测、判读与处理；
遥感图像计算机处理；
地物波谱的测量和计算；
遥感图像解译；
GIS数据的采集；
GIS软件的使用；
水准仪使用；
光学经纬仪使用；
全站仪使用使用；
求积仪的使用；
数字测量与成图技术；
建筑施工测量；
道路施工测量；
隧道施工测量；
水准测量控制网的建立与测量；
坐标测量控制网的建立与测量；
单频GPS单点定位测量；
双频GPS单点定位测量；
坐标差分GPS野外测量；
双频载波相位差分（RTKGPS）野外测量；
后处理差分GPS野外测量；
信标机GPS野外测量；
地籍控制测量；
土木工程控制测量；
测深仪野外测量；
海底地形测量。
二、仪器设备和软件的使用
(1)常用仪器与设备
专业地理综合方向:罗盘、放大镜、地质锤、测距仪、手持式GPS、简易气象站、百叶箱干湿球、最高最低温度表、温湿度传感器、铂电阻干湿球温度传感器、通风干湿表、水银气压表、温度计、湿度计、气压计、风向风速计、虹吸雨量计、翻斗雨量计、蒸发皿、日照计、电子分析天平、水浴锅、烘箱、培养箱，光学显微镜，能量方程仪器、雷诺仪、文丘里流量计、局部阻力试验台、沿程阻力试验台、马弗炉、搅拌器、压力灭菌器、电子显微镜、超净工作台、生化反应器、沉降设备。
遥感与地理信息工程方向:计算机、立体镜、原子吸收分光光度计、可见分光光度仪、紫外可见分光光度仪、酸度计、电导率仪、测汞仪、火焰光度计、化学需氧量分析仪、氨氮测定仪、可见近红外光谱辐射计、光谱仪、太阳光度计、叶面积指数分析仪。
测绘方向：光学水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪、光学经纬仪、电子经纬仪、全站仪、导航GPS、求积仪、垂线仪、3D扫描仪、测深仪、超站仪、坐标差分GPS、伪距差分GPS（RTD）、双频载波差分RTKGPS、信标机GPS、后处理差分GPS（静态）。
规划设计方向:绘图桌、绘图板、绘图纸，切割垫、丁字尺、比例尺、三角板、裁纸刀、硫酸纸、各种彩色绘图笔、高性能大容量的计算机和绘图软件；绘图仪、拷贝纸、模型台，电热切割器，工具箱，大小钢尺，大小角尺，什锦锉，大小螺丝刀，大小台钳，大小钢锯，刨子，大小凿子，锤子，砂纸，手电钻，台式曲线锯，曲线锯，砂轮机，磨光机，刨机，钻头，切割垫板，剪刀，小气泵，大小喷枪，大小喷笔。
(2)、常用软件及数据:计算机数据库软件、地理信息数据、遥感数字图象（TM、SPOT）、遥感图像处理软件（PCI Geomatica V8.2和ERDAS IMAGINE 8.6）、绘图软件、控制测量平差软件、测量导航软件和地理信息系统软件（ArcGIS系列和Supermap系列）。
(3)、选用仪器、数据库与软件:气相色谱仪、液相色谱仪、元素分析仪、最新的地理信息数据库、遥感数字图象（TM、SPOT）和正版遥感图像处理软件和绘图软件。选用仪器、数据库与软件希望学校能够创造条件给予配备。专业地理综合实验教学大纲
《自然地理与环境分析》课程实验教学大纲
课程名称(中文) 自然地理与环境分析
课程名称(英文) The analysis of Physical geography and Environment
课程编号
课程性质 独立设课
课程属性 基础课+专业基础课
教材及实验指导书名称 《普通地质学》《地貌学》《生物地理学实验》《土壤学实验》和《气象学与气候学观测实验》。
学时学分: 总学时 108 总学分6 实验学时 108实验学分 6
开出时间： 一 年级 至 四 年级
适用专业 地理科学 、环境学、水文与水资源工程专业、资源环境与城乡规划管理专业
先修课程 与各讲授课程同步进行
一、课程简介及基本要求
本课程是涉及地球表面各种从宏观到微观的地理现象与景观——岩石圈、生物圈、水圈、大气圈——关于物理过程、化学过程、生物过程的实验课程，包含《普通地质学》、《地貌学》、《生物地理学实验》、《土壤学实验》和《气象学与气候学观测实验》等。该实验课程作为一门实践很强的专业基础学科，在本科教育中占有十分重要的地位，在地理学、环境学、水资源、国土与城乡规划以及相关专业人才培养中起着基础性的关键作用。实验教学旨在培养学生掌握基本的与岩石圈、水圈、大气圈有关的物理、化学、微生物、工程等方面的实验技能、现代实验技术和研究方法，通过实验教学提高学生的科学素养，培养学生的创新意识、创新精神、创新思维和创新能力。
实验教学大纲作为本科教学的基本文件，不仅要有科学性，而且应具有前瞻性，并且能反映教学改革理念。我们从培养创新人才整体考虑，对实验课程进行了一体化设计，将传统的基础实验课程进行了整合，全面优化实验教学内容，独立设置实验课程，形成了“一体化、多层次”的实验课程新体系。
实验内容是教学大纲的核心，在本次教学大纲的修订中，我们全面整合和优化了实验教学内容，减少部分验证性实验，精选基本操作训练实验，新增一批综合性、设计型和研究创新性实验。在各门实验课程中，综合性、设计型和研究创新性实验内容占全部实验内容的50%左右，其中的部分内容来自教师的科研成果，部分内容来自生产与工程实际和日常生活。这类强调资源环境问题、人地关系问题与可持续发展问题，与生态学、环境科学、社会学、化学与生命科学交叉融合的实验每学年都会有所更新和调整。
我们通过实验教学实践提出的教学理念是：全面贯彻落实科学发展现，以人为本，把培养创新人才作为核心，实施开放式实验教学，促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展，切实解决好人才培养的科学发展问题。为了适应21世纪知识经济发展需要，培养能力强、素质高的地理科学创新人才，我们提出实验教学改革的总体思路：以教育思想和教育观念革新为先导，改革单向系统传授实验知识和技术的实验教学体系，建立系统传授与探索研究相结合的实验教学新体系，促进科研全面渗入本科实验教学，全面推行开放式实验教学，激发学生对科学实验的兴趣，实施个性化实验教学。以实验教学改革带动实验室建设，构建一套科学的自然地理科学实验教学体系、创新人才培养模式和教学管理机制，全面推动本科教育创新。
二、课程实验目的要求
《自然地理与环境分析》实验课程是作为地理、水资源、环境、城乡规划等专业学生的基础课程，包括大量的土壤、岩矿、水质、植物、气象等分析测定实验。在课程内容安排上除验证性实验内容外，还增加综合与设计性实验，努力培养学生的创新意识与创新能力。并将基本操作融入综合实验中，在实验内容方面注重于大气、土壤样品等的监测分析及野外实地观测、调查，籍此培养学生的实验操作能力和动手能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，为学生今后在环境地学方面的后续学习研究或在相关政府部门、企事业单位的实际工作打下扎实的专业基础。通过本课程的学习，学生应达到下列要求：
1、加深对自然地理理论课程的基本原理和概念的理解，使学生规范地掌握《自然地理与环境分析》的基本原理、基本分析技术和基本操作方法，同时提高学生对各种常用环境监测和分析方法的感性认识，培养学生勤奋学习，求真求实的科学品德，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。
2、学会对分析仪器的性能进行测试并对部分参数进行校正，熟悉对实验现象的观察和记录，实验数据的测量和处理，最佳实验条件的判断和选择，实验结果的分析和讨论等一套严谨的实验方法。
3、通过完成综合研究性实验，培养学生独立解决实际问题的能力，提高学生的科研素质与创新意识。
4、要求课前进行预习，弄懂实验目的与原理，熟悉实验内容与步骤，写出预习报告。
三、适用专业
地理科学、水资源管理、环境、国土与城乡规划、地理信息系统等专业。
四、主要仪器设备
简易气象站、百叶箱干湿球、最高最低温度表、温湿度传感器、铂电阻干湿球温度传感器、通风干湿表、水银气压表、温度计、湿度计、气压计、风向风速计、虹吸雨量计、翻斗雨量计、蒸发皿、日照计，原子吸收分光光度计、紫外可见分光光度仪、酸度计、电导率仪、测汞仪、火焰光度计、化学需氧量分析仪、氨氮测定仪、电子分析天平、水浴锅、烘箱、培养箱、光学显微镜、马弗炉、搅拌器、压力灭菌器、电子显微镜、超净工作台、沉降设备等。
五、实验方式与基本要求
1、本课程以实验为主，单独设课。开课后，课程负责教师首先需向学生介绍课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平时考核内容、期末考试方式、实验守则及实验室安全制度等。
2、学生在实验前必须进行预习，预习报告或设计实验方案经老师批阅后，方可进入实验室进行实验。
3、学生根据各个实验的目的和要求，大部分实验2-3人1组，部分综合研究性实验可3—4人/组，个别1人1组，每组1套实验装置，在规定时间内，独立完成实验测定、数据处理，并撰写实验报告。实验过程中, 要求学生勤于动手, 敏锐观察, 细心操作, 开动脑筋, 分析钻研问题, 准确记录原始数据, 经教师检查并签名，实验及其原始数据记录才有效。
4、实验过程中，老师应在实验室进行巡视，及时纠正学生的错误操作，检查学生的实验记录和报告。学生若实验失败，应找出原因，经老师同意后才可重做实验。
5、任课教师要认真备课，并能提前预做实验，上好每一堂课。实验前教师要亲自检查仪器设备情况，清点学生人数；实验过程中，要向学生提问，引导学生深入思考与实验现象有关的一些问题，着力培养学生观察实验、综合考虑问题的能力，使学生学会分析和研究问题的方法。实验结束后认真填写实验开出记录。
六、考核与报告
本课程采用平时考核、期末考试来综合评定学生的成绩，着重考查学生基本操作的掌握程度、实验结果的准确度和精密度、灵活运用所学知识分析、解决问题的能力及运用所学知识完成研究型实验的能力。
平时实验占80%，操作理论考试占20%。考试与自然地理理论课程一起考试，有关实验试题着重考查学生综合运用分析化学知识解决实际测定问题的能力，和对特殊问题的分析解决问题的能力。
每个实验的成绩包括：预习报告20%，实际操作40%，实验结果20%，总结报告20%。
七、实验项目设置与内容
序 号
实 验
名 称
内容提要
实验
学时
每组
人数
实验
属性
实验类别
开出
要求
1
常见矿物的肉眼鉴定
Identify the general minerals using eyes
常见矿物的形态和物理性质
3
1 人
综合
本科
必做
2
常见岩石的肉眼鉴定
Identify the general rocks using eyes
常见岩石的形态和沉积学特征
3
1 人
综合
本科
必做

3
肇庆、乐昌、丹霞山野外实习
Field trip in Zhaoqing,Lechang,Danxiashan
观察岩石矿物组成、结构、构造等，分析判断地层分界的接触关系，认识中山—峡谷地貌、岩溶地貌、河流地貌、丹霞地貌的成因、结构特征；学会野外采集矿石标本，掌握罗盘、放大镜、地质锤、测距仪、手持式GPS使用。
4天
1人
综合
本科
必做
4
气象观测及仪器基础
Meteorology observation and apparatus use
了解气象观测的特点，包括观测项目、观测程序，时制和日界，地面气象观测场建立及场内仪器安置。掌握温度、湿度、气压、风及降水等气象观测仪器操作要领。

3

1 人

综合

本科

必做
5
云和天气现象的观测
Observation of clouds and meteorological phenomena
熟悉云的分类，了解云的主要特征，学会掌握云状、云量和云高的观测和记录。结合实践提高判断高、中、低云的观测识别能力。通过实验，要求学生掌握天气现象的分类、观测和记录方法。
3
1 人
综合
本科
必做
6
温度和湿度测量
Determination of temperature and humidity
掌握现行观测工作中主要的测温、测湿方法和工作流程。掌握各种温度表、温度计的结构、性能和工作原理，熟悉温度表的观测方法和调整，学会各种温度表读数的记录、订正及数据分析。掌握通风干湿表、毛发湿度表、湿度计、手持式温湿度表操作，熟悉空气湿度的数据处理、最小相对湿度的挑选。学习相对湿度计算方法，分析提高湿度测量精度的途径。
3
1 人
综合
本科
必做
7
气压和辐射测量
Determination of press and radiation
了解测定气压仪器的构造原理，掌握水银气压表、气压计的操作，掌握水银气压表进行温度订正、纬度重力订正、高度重力订正的物理意义，使用电子表格对本站气压、海平面气压数据的订正、换算和处理。熟悉辐射、日照观测仪器和使用。
3
1 人
综合
本科
必做
8
风和降水量测量
Determination of winds and precipitation
掌握电接风向风速计、自动风向风速表的构造原理和操作，熟悉风力等级目测判别。了解测定降水和水面蒸发仪器的构造原理和安置要求，掌握降水量和蒸发量观测方法，正确使用虹吸雨量计、翻斗雨量计、雨量筒测量雨量，熟悉雨量记录规定，学会自记雨量数据的整理和分析，熟悉蒸发计算。设计模拟降雨实验，观察室内模拟降雨系统实验流程。
3
1 人
综合
本科
必做
9
气象观测综合实验
Surface meteorological surveying
通过综合实验，加深对气象学基本理论知识的理解，训练学生正确了解气象台站日常观测工作程序。相应增加测报技术训练，分组进行气象观测和气象数据处理。
3
1 人
综合
本科
必做
10
植物细胞和根的内部构造
Interior structure of cell and root
显微镜的正确使用和植物细胞的观察 1. 叶绿体形态和运动 2.根尖构造
2
1 人
综合
本科
必做
11
植物茎形态与解剖
Configuration and
dissection of stem
了解茎次生构造和茎的类型
1. 形成层活动 2. 茎次生构造
2
1 人
综合
本科
必做
12
植物叶的形态与内部构造
Configuration and
interior structure of leaf
了解双子叶和单子叶植物叶的构造和区别；双、单子叶的叶的气孔形态与解剖；掌握单子叶的维管结构和运动细胞
2
1 人
综合
本科
必做
13
花与果实
Flower and fruit
掌握植物花的形态与解剖和果实分类 识别子房与心皮 1.花公式和花图式2.果实构造
2
1 人
综合
本科
必做
14
蕨类植物
Ferns
了解蕨类的分类特征和方法，掌握环带结构与机理 1. 蕨的孢子囊群排列、囊盖、环带特征。2.蕨的分类
2
1人
综合
本科
必做
15
植物检索(一)
Index of plant(Ⅰ)
植物检索表的使用（二叉法） 蕨, 离瓣花, 合瓣花类的检索过程
2
1人
综合
本科
必做
16
植物检索(二) (植物的野外实习)
Index of plant（Ⅱ） (field trip of plant)
豆科、樟科、桃金娘科、茜草科、棕榈科等的检索和群落特征 (校园3学时/植物园6学时) 校园植物分析（群落种类成分）
自制植物标本2-3份
9
2人
综合
本科
必做
17
昆虫形态与分类
Configuration and classify of insect
观察标本（17-20目）。基本掌握昆虫的结构和分类的基本知识。了解昆虫的口器,翅, 足和触角分类特征，编写11目的分类检索表
3
1人
综合
本科
必做
18
动物分类 (无脊椎/脊椎动物)
Classify of animal
(invertebrate and
vertebrate)
鱼类和鸟主要门类特征和代表（参观生命科学院动物标本室）1.无脊椎动物主要类群（各举2-3例）2.脊椎动物各纲特征（各举2-3例）
3
1人
综合
本科
必做
19
植物园实习
Field trip in arboretum
认种；野外植物分类方法；主要是热带与亚热带植物种类的野外特征
1天
1人
综合
本科
必做
20
衡山实习
Field trip in Hengshan Mont
种类区系成分与群落野外调查：中亚热带植被类群；南亚热带与中亚热带地区中山地貌的植物、土壤垂直分布规律、常绿林的特征
6天
2人
综合
本科
必做
21
土壤样品的处理
Method of disposing soil sample
土样处理方法：研磨过筛得各粒级土样

4
1 人
综合
本科
必做
22
土壤水分的测定
Mensuration of the content of soil moisture
土壤吸湿水的因素，以烘干土和风干土计算比较
4
1 人
综合
本科
必做
23
土壤有机质的测定
Mensuration of the content of organic substance in soil
土壤有机质的测定方法、注意事项。
4
1 人
综合
本科
必做
24
土壤腐殖质的提取
Extraction of humus in soil
土壤腐殖质的提取、分离、比较
4
1 人
验证
本科
必做
25
土壤氮的测定
Mensuration of the content of nitrogen in soil
全氮测定方法比较、试样制备、测定注意事项
4
1 人
综合
本科
必做
26
土壤磷的测定
Mensuration of the content of phosphorus in soil
全磷、有效磷试样制备，比色分析比较，结果比较
8
1 人
综合
本科
必做
27
土壤钾的测定
Mensuration of the content of Potassium in soil
全钾、速效钾试样制备，火焰光度法结果比较
8
1人
综合
本科
选做
28
土壤pH值的测定
Mensuration of the pH value of soil
测定液的浸提，测定注意事项
4
1 人
验证
本科
必做
29
土壤阳离子交换量测定
Mensuration of cation exchange capacity of soil
土壤阳离子交换量测定方法比较、离心分离技术
4
1 人
综合
本科
必做
30
土壤颗粒分析
The Mensuration of soil texture
样品分散、比重计操作、颗粒分级，确定土壤质地
8
1 人
综合
本科
必做
31
土壤As、Hg测定
Mensuration of the content of As and Hg in soil
试液制备、荧光分光光度计分析
8
1 人
综合
本科
必做
32
土壤Cu、Pb、Zn、Cd的测定
Mensuration of the content of Cu、Pb、Zn、Cd in soil
试样制备，原子吸收分光光度计分析
8
3人
综合
本科
必做
33
土壤容重测定
Mensuration of soil volume weight
土壤样品采样、环刀使用、样品烘干、计算
8
1 人
综合
本科
选做
34
土壤钙镁的测定
Mensuration of the content of Ca and Mg in soil
Ca、Mg测定方法，注意事项
8
1 人
验证
本科
选做
35
土壤S、Cl测定
Mensuration of the content of S and Cl in soil
S、Cl测定方法，注意事项
8
1 人
综合
本科
选做
36
土壤矿质全量测定
Mensuration of the content of Si、Fe、Al、Mn　and Ti　in soil
土壤Si、Fe、Al、Mn、Ti等的测定
4天
3人
综合研究
本科
选做
八、说明
地理学院《自然地理与环境分析》实验课程每学年面向院内外学生开设一批具有新颖性、探索性、实用性、趣味性等特色的开放式创新性实验，这些颇具挑战性的实验均由学生自愿参加并于课余时间完成。
通过课内实验、“开放式研究性”实验等多种教学形式的实践训练，学生在熟练掌握实验技能和实验技术的同时也体验到科学研究的过程，从而提高学生对科学研究的兴趣，培养他们科学的思维方式和科学精神，增强其发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，锻炼其与社会和谐相处的团队精神和沟通交流能力。
本次修订的自然地理实验教学大纲在未来的几年里也将面临新的挑战，我们将为培养地理学科创新型人才不断总结实验教学经验，进一步完善实验教学体系和实验内容。
《水资源与环境》课程实验教学大纲

课程名称(中文) 水资源与环境
课程名称(英文) Water Resource and Environment
课程编号
课程性质 独立设课
课程属性 基础课+专业基础课
教材及实验指导书名称 《水力学实验》、《水化学与水质分析实验》、《水处理微生物学》、《废水处理工程》
学时学分: 总学时 198 总学分11 实验学时 198实验学分 11
开出时间： 一 年级 至 四 年级
适用专业 水文与水资源工程专业、资源环境与城乡规划管理专业、环境科学
先修课程 与各讲授课程同步进行
一、课程简介及基本要求
本课程是有关水科学的实验课程，包含《水力学实验》、《水化学与水质分析实验》、《水处理微生物学》、《废水处理工程》等。该实验课程作为一门实践很强的专业基础学科，在本科教育中占有十分重要的地位，在地理、水文、水资源、水环境及相关专业人才培养中起着基础性的关键作用。实验教学旨在培养学生掌握基本的与水有关的物理、化学、微生物、工程等方面的实验技能、现代实验技术和研究方法，通过实验教学提高学生的科学素养，培养学生的创新意识、创新精神、创新思维和创新能力。
实验教学大纲作为本科教学的基本文件，不仅要有科学性，而且应具有前瞻性，并且能反映教学改革理念。我们从培养创新人才整体考虑，对实验课程进行了一体化设计，将传统的基础实验课程进行了整合，全面优化实验教学内容，独立设置实验课程，形成了“一体化、多层次”的实验课程新体系。
实验内容是教学大纲的核心，在本次教学大纲的修订中，我们全面整合和优化了实验教学内容，减少部分验证性实验，精选基本操作训练实验，新增一批综合性、设计型和研究创新性实验。在各门实验课程中，综合性、设计型和研究创新性实验内容占全部实验内容的50%左右，其中的部分内容来自教师的科研成果，部分内容来自生产与工程实际和日常生活。这类强调资源环境问题、人地关系问题与可持续发展问题，与生态学、环境科学、社会学、化学与生命科学交叉融合的实验每学年都会有所更新和调整。
我们通过实验教学实践提出的教学理念是：全面贯彻落实科学发展现，以人为本，把培养创新人才作为核心，实施开放式实验教学，促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展，切实解决好人才培养的科学发展问题。为了适应21世纪知识经济发展需要，培养能力强、素质高的地理科学创新人才，我们提出实验教学改革的总体思路：以教育思想和教育观念革新为先导，改革单向系统传授实验知识和技术的实验教学体系，建立系统传授与探索研究相结合的实验教学新体系，促进科研全面渗入本科实验教学，全面推行开放式实验教学，激发学生对科学实验的兴趣，实施个性化实验教学。以实验教学改革带动实验室建设，构建一套科学的自然地理科学实验教学体系、创新人才培养模式和教学管理机制，全面推动本科教育创新。
二、课程实验目的要求
《水资源与环境》实验课程是作为地理、水资源、环境、城乡规划等专业学生的基础课程，包括水利、水文、水处理、微生物处理等分析测定实验。在课程内容安排上除验证性实验内容外，还增加综合与设计性实验、开放性试验等，努力培养学生的创新意识与创新能力。并将基本操作融入综合实验中，在实验内容方面注重于实际生活中水样品监测分析。籍此培养学生的实验操作能力和动手能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，为学生今后在水科学方面的后续学习研究或在相关政府部门、企事业单位的实际工作打下扎实的专业基础。通过本课程的学习，学生应达到下列要求：
1、加深对水科学有关的理论课程的基本原理和概念的理解，使学生规范地掌握《水资源与环境》实验课程的基本原理、基本分析技术和基本操作方法，同时提高学生对各种常用环境监测和分析方法的感性认识，培养学生勤奋学习，求真求实的科学品德，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。
2、学会对分析仪器的性能进行测试并对部分参数进行校正，熟悉对实验现象的观察和记录，实验数据的测量和处理，最佳实验条件的判断和选择，实验结果的分析和讨论等一套严谨的实验方法。
3、通过完成综合研究性实验，培养学生独立解决实际问题的能力，提高学生的科研素质与创新意识。
4、要求课前进行预习，弄懂实验目的与原理，熟悉实验内容与步骤，写出预习报告。
三、适用专业
地理科学、水资源管理、水文与水资源工程、环境、国土与城乡规划、地理信息工程等专业。
四、主要仪器设备
原子吸收分光光度计、紫外可见分光光度仪、酸度计、电导率仪、测汞仪、火焰光度计、化学需氧量分析仪、氨氮测定仪、电子分析天平、水浴锅、烘箱、培养箱，光学显微镜，能量方程仪器、雷诺仪、局部阻力试验台、沿程阻力试验台、马弗炉、搅拌器、压力灭菌器、电子显微镜、超净工作台、生化反应器、沉降设备等。
五、实验方式与基本要求
1、本课程以实验为主，单独设课。开课后，课程负责教师首先需向学生介绍课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平时考核内容、期末考试方式、实验守则及实验室安全制度等。
2、学生在实验前必须进行预习，预习报告或设计实验方案经老师批阅后，方可进入实验室进行实验。
3、学生根据各个实验的目的和要求，大部分实验2-3人1组，部分综合研究性实验可3—4人/组，个别1人1组，每组1套实验装置，在规定时间内，独立完成实验测定、数据处理，并撰写实验报告。实验过程中, 要求学生勤于动手, 敏锐观察, 细心操作, 开动脑筋, 分析钻研问题, 准确记录原始数据, 经教师检查并签名，实验及其原始数据记录才有效。
4、实验过程中，老师应在实验室进行巡视，及时纠正学生的错误操作，检查学生的实验记录和报告。学生若实验失败，应找出原因，经老师同意后才可重做实验。
5、任课教师要认真备课，并能提前预做实验，上好每一堂课。实验前教师要亲自检查仪器设备情况，清点学生人数；实验过程中，要向学生提问，引导学生深入思考与实验现象有关的一些问题，着力培养学生观察实验、综合考虑问题的能力，使学生学会分析和研究问题的方法。实验结束后认真填写实验开出记录。
六、考核与报告
本课程采用平时考核、期末考试来综合评定学生的成绩，着重考查学生基本操作的掌握程度、实验结果的准确度和精密度、灵活运用所学知识分析、解决问题的能力及运用所学知识完成研究型实验的能力。
平时实验占80%，操作理论考试占20%。考试与自然地理理论课程一起考试，有关实验试题着重考查学生综合运用分析化学知识解决实际测定问题的能力，和对特殊问题的分析解决问题的能力。
每个实验的评分包括：预习报告20%，实际操作40%，实验结果20%，总结报告20%。
七、实验项目设置与内容
序 号
实 验
名 称
内容提要
实验
学时
每组
人数
实验
属性
实验类别
开出
要求
1
水中酸度和碱度的测定
Mensuration of water acidity and alkalinity
掌握酸碱指示剂滴定法测定酸度和碱度的原理和方法。
4
1
验证
本科
必做
2
水中总硬度的测定
Mensuration of water-rigidity
掌握EDTA络合滴定法测定水的总硬度的原理和方法。
4
1
综合
本科
必做
3
水中pH值的测定
Mensuration of the pH value of water
掌握玻璃电极法测定水样pH值的原理和方法。
4
1
综合
本科
必做
4
100--1050C烘干总可滤残渣的测定
Mensuration of filterable residue in water by drying at 100--105°C
掌握重量法测定总可滤