王銳 聶小軍 馬守臣 （河南理工大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院）

“土壤學(xué)”是土地資源管理專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是一門(mén)應(yīng)用性和實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，在專業(yè)培養(yǎng)方案中占有重要地位[1-3]。通過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)土壤的形成過(guò)程、土壤肥力的構(gòu)成要素及管理措施、土壤分類、調(diào)查與評(píng)價(jià)、土壤改良與污染治理等基本內(nèi)容，為學(xué)習(xí)土地資源學(xué)、土地整治學(xué)、土地復(fù)墾學(xué)、水土保持學(xué)等課程和開(kāi)展土地資源調(diào)查與評(píng)價(jià)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等實(shí)踐打好基礎(chǔ)。隨著國(guó)土空間規(guī)劃和生態(tài)修復(fù)的逐漸展開(kāi)，“土壤學(xué)”在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的地位將更加突出，通過(guò)學(xué)習(xí)本課程要求學(xué)生掌握土壤學(xué)相關(guān)基本理論知識(shí)，具有一定的分析能力和實(shí)踐能力，同時(shí)要緊密結(jié)合國(guó)家和社會(huì)的需求，提高學(xué)生服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

土地資源管理專業(yè)“土壤學(xué)”課程組教師經(jīng)過(guò)多年的探索與實(shí)踐，逐漸累積形成了相對(duì)成熟的教學(xué)方法和教學(xué)模式，但隨著專業(yè)培養(yǎng)方案的不斷修訂以及結(jié)合學(xué)生多年來(lái)的教學(xué)效果反饋信息，本課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段等方面還存在有待改進(jìn)的地方。本文通過(guò)對(duì)土地資源管理專業(yè)“土壤學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并結(jié)合課程理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，提出進(jìn)一步提高“土壤學(xué)”教學(xué)質(zhì)量與效果的改革方法與建議。

一、“土壤學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）課程內(nèi)容多，學(xué)時(shí)有限

“土壤學(xué)”課程緊緊圍繞土壤的組成、性質(zhì)、環(huán)境過(guò)程、管理和保護(hù)，主要介紹土壤肥力，講授土壤組成、土壤物理化學(xué)性質(zhì)、土壤水氣熱肥狀況、土壤形成、分類與分布以及我國(guó)主要土壤類型的特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題。在教學(xué)計(jì)劃中，本課程總學(xué)時(shí)為48 學(xué)時(shí)，其中理論課時(shí)32學(xué)時(shí)，課堂實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)，另與“自然地理學(xué)”結(jié)合，有1周的野外綜合實(shí)習(xí)。

多年來(lái)，本課程教材一直采用黃昌勇教授主編的國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《土壤學(xué)》，[4]該教材體系完整，內(nèi)容全面，前沿性和可讀性很強(qiáng)。但從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，

對(duì)于非農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，很難在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)深入全面講授教材中龐雜的理論知識(shí)內(nèi)容。因此需要緊密結(jié)合土地資源管理專業(yè)人才培養(yǎng)需求，有詳有略，合理構(gòu)建“土壤學(xué)”課程大綱。

（二）教學(xué)手段和方法不夠豐富

通過(guò)多年的累積，課程組制作了高質(zhì)量的多媒體課件，力求文字簡(jiǎn)練準(zhǔn)確、圖文并茂，穿插一些動(dòng)畫(huà)、視頻等，形象直觀，以幫助學(xué)生理解相對(duì)抽象的概念以及肉眼難以直接觀察到的土壤過(guò)程等。同時(shí)，將多位教師開(kāi)展的科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容以及往屆學(xué)生實(shí)習(xí)的照片、短視頻等素材有機(jī)融入教學(xué)中，增強(qiáng)學(xué)生的“參與感”。但是，目前的課件質(zhì)量還有很大的提升空間，如土壤學(xué)中重要內(nèi)容“土壤有機(jī)質(zhì)”，其形態(tài)、組成、轉(zhuǎn)化及作用機(jī)制非常復(fù)雜且不易理解，僅靠圖片或者簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)還是很難闡釋清楚這一復(fù)雜物質(zhì)。

同時(shí)，當(dāng)前學(xué)生的生活環(huán)境不管是城市還是農(nóng)村，很多人對(duì)土壤都缺乏親和感，加上多媒體教學(xué)信息量大，教學(xué)速度快，學(xué)生吸收和掌握知識(shí)速度要求高，從頭至尾機(jī)械的課堂講授容易讓學(xué)生逐漸感到疲勞，課堂學(xué)習(xí)興趣和積極性慢慢減退。由此，需要改革教學(xué)手段和方法，不斷地刺激學(xué)生神經(jīng)，激發(fā)學(xué)生探究土壤奧妙的熱情。

（三）課堂實(shí)驗(yàn)輔助性和挑戰(zhàn)性不足

實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生分析能力和實(shí)踐能力的重要手段，也是“理論-實(shí)踐-理論”認(rèn)知過(guò)程的關(guān)鍵一環(huán)。以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)多是在理論課程教學(xué)全部結(jié)束后展開(kāi)，這種集中型實(shí)驗(yàn)雖然有利于學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)土壤學(xué)知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是對(duì)理論課程教學(xué)幫助受限。如何根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)合理設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以鞏固學(xué)生的理論知識(shí)水平和提高學(xué)生的動(dòng)手操作技能，這是每位教師需要思考的問(wèn)題。

“土壤學(xué)”實(shí)驗(yàn)一般可以分為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。[5]在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，只需要按照實(shí)驗(yàn)步驟完成的基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)居多，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)與實(shí)踐結(jié)合不夠緊密，挑戰(zhàn)性不足，實(shí)驗(yàn)效果一般。

（四）學(xué)生重視程度依興趣而參差不齊

土地資源管理專業(yè)內(nèi)容龐雜，“土壤學(xué)”一般在大二的第一學(xué)期開(kāi)設(shè)，學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)處于萌芽階段。在學(xué)習(xí)了“管理學(xué)”“西方經(jīng)濟(jì)學(xué)”“數(shù)字測(cè)圖原理與方法”“自然地理學(xué)”等管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工學(xué)和理學(xué)課程后，學(xué)生不停轉(zhuǎn)換思維，在摸索不同課程的學(xué)習(xí)方法，對(duì)“土壤學(xué)”的重視程度達(dá)不到應(yīng)有高度，因此，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，學(xué)習(xí)興趣不濃。

二、“土壤學(xué)”理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

（一）明確課程定位，突出理論教學(xué)目的和重點(diǎn)

根據(jù)土地資源管理專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃，根據(jù)所選教材內(nèi)容并參考其他高校教學(xué)教研改革成果，[6-9]對(duì)“土壤學(xué)”課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。同時(shí)，理論課和實(shí)驗(yàn)課交互進(jìn)行，根據(jù)課程實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，在相關(guān)理論課程講授完成后隨即布置實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表1。

表1 “土壤學(xué)”課程教學(xué)計(jì)劃一覽表

第一部分作為課程引子，在緒論里介紹什么是土壤及其主要功能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)“土壤學(xué)”對(duì)本專業(yè)其他課程學(xué)習(xí)的支撐作用等。然后簡(jiǎn)要介紹土壤形成過(guò)程，包括巖石的風(fēng)化作用、風(fēng)化母質(zhì)類型以及五大成土因素在成土過(guò)程中的作用，使學(xué)生對(duì)土壤有初步的了解，共計(jì)4學(xué)時(shí)。第二部分為土壤的物質(zhì)組成，從組成土壤的骨架-肌肉-血液-生命體幾方面，重點(diǎn)介紹土壤的各項(xiàng)組成，共計(jì)11學(xué)時(shí)左右。第三部分為土壤的理化性質(zhì)，這部分教學(xué)內(nèi)容豐富，具有一定的深度，從專業(yè)角度出發(fā)選擇土壤結(jié)構(gòu)作為重點(diǎn)內(nèi)容講授，離子交換吸附和土壤酸堿反應(yīng)簡(jiǎn)要講授，共計(jì)5學(xué)時(shí)。第四部分為土壤的形成過(guò)程，主要講授土壤形成過(guò)程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和遷移、基本成土過(guò)程、土壤發(fā)育、土壤發(fā)生過(guò)程與診斷層的形成、土壤的空間分布規(guī)律，我國(guó)土壤分類系統(tǒng)的分類原則和命名方法，土壤資源調(diào)查田間方法，我國(guó)主要土壤類型及其基本性質(zhì)等，共計(jì)8學(xué)時(shí)。第五部分為土壤利用與管理，主要介紹土壤肥力及養(yǎng)分管理、土壤污染與生態(tài)修復(fù)，土壤退化及生態(tài)修復(fù)，在“土地保護(hù)學(xué)”中講授，土壤質(zhì)量與農(nóng)產(chǎn)品安全章節(jié)需要學(xué)生自學(xué)，課堂重點(diǎn)講授土壤質(zhì)量的內(nèi)涵及評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，共計(jì)4學(xué)時(shí)。

（二）以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)綜合性與創(chuàng)新性

1.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，與理論課程穿插融合

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“土壤學(xué)”課程教學(xué)中占有十分重要的地位。“土壤學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有9個(gè)，根據(jù)專業(yè)特征和學(xué)時(shí)要求，將“土壤全氮的測(cè)定”“土壤速效磷的測(cè)定”兩項(xiàng)內(nèi)容去掉，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將原來(lái)首個(gè)實(shí)驗(yàn)“土壤剖面的挖掘與樣品采集”進(jìn)行拆分并突出二者重點(diǎn)，首先講述和開(kāi)展“土壤樣品的采集與處理”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握如何科學(xué)采集土樣，實(shí)驗(yàn)取樣主要工具為土鉆等，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)樣品的采集打好基礎(chǔ)；而“土壤剖面的挖掘與觀察”教學(xué)在進(jìn)行相應(yīng)理論課程時(shí)進(jìn)行，主要進(jìn)行剖面土壤發(fā)育的觀察和障礙層次的辨識(shí)。最后結(jié)合課程進(jìn)度安排7個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均是在相應(yīng)的理論課程講授完畢或者講授之中進(jìn)行，這樣盡可能避免從頭至尾機(jī)械的課堂講授使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性減退的情況。

2.以項(xiàng)目的形式，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

“土壤學(xué)”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多數(shù)是強(qiáng)化學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技能的基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，通過(guò)系列基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)為課程教學(xué)和學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。但是基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)基本上要求每位或每組同學(xué)完成3-5個(gè)樣品的測(cè)定，不能通過(guò)樣品間測(cè)定結(jié)果的差異解釋一些科學(xué)問(wèn)題，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)與實(shí)踐結(jié)合不夠緊密，挑戰(zhàn)性不足。例如，對(duì)于土壤含水量的測(cè)定，學(xué)生在了解了土壤水含量、形態(tài)及運(yùn)動(dòng)等基本理論知識(shí)后，就會(huì)逐漸了解到自然界土壤水分時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)變化之中，而其變化的影響因素既有自然的降水、蒸發(fā)、蒸騰、下滲等過(guò)程，也可能有灌溉、覆蓋、壓實(shí)、中耕、施用保水劑等人為作用，同時(shí)還受土壤物理性質(zhì)、氣象要素、立地條件等多方面因素的影響。因此，為了激勵(lì)學(xué)生勤學(xué)勤思，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性，勇于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以解釋生活中常見(jiàn)現(xiàn)象，要求學(xué)生以5人一組，樣品采集100個(gè)左右，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和樣品測(cè)定，并按照科技論文格式完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論，最后進(jìn)行PPT匯報(bào)。結(jié)果顯示，學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，如“不同土地利用條件下農(nóng)田水分消耗特征”“農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)條件下‘林-糧’水分競(jìng)爭(zhēng)空間格局”“不同樹(shù)齡0-3m范圍根系耗水空間差異”“土壤含水量空間變異性的尺度效應(yīng)”等，學(xué)生既達(dá)成了基本的實(shí)驗(yàn)技能要求，更從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、樣品采集、數(shù)據(jù)分析、文字論述、匯報(bào)答辯等多方面提升了開(kāi)展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的能力以及分析問(wèn)題與解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

同樣的，土壤有機(jī)質(zhì)、土壤容重、土壤pH、土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等實(shí)驗(yàn)也采用上述項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)方案。但是，如果每組全部按照上述方案采樣和測(cè)定，受實(shí)驗(yàn)室條件限制，需要學(xué)生排隊(duì)等候，實(shí)驗(yàn)歷時(shí)很長(zhǎng)，將影響教學(xué)進(jìn)度和學(xué)生積極性。為此，將年級(jí)學(xué)生分組，除了“土壤樣品的采集與處理”和“土壤剖面的挖掘與觀察”，其余每個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)定內(nèi)容作為一個(gè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)由2-3組學(xué)生來(lái)完成。該實(shí)驗(yàn)按自行設(shè)計(jì)采集100個(gè)左右樣品，剩余的4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)H僅采集5-10個(gè)土壤作為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握該實(shí)驗(yàn)的主要原理和步驟。在實(shí)驗(yàn)匯報(bào)和答辯階段，全體學(xué)生有機(jī)會(huì)對(duì)所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行較全面的認(rèn)識(shí)和理解。

3.注重全過(guò)程考核，強(qiáng)化創(chuàng)新和實(shí)踐能力評(píng)價(jià)

科學(xué)的課程考核體系對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)都能起到良好的促進(jìn)作用?？己梭w系能充分發(fā)揮教學(xué)和培養(yǎng)目標(biāo)的導(dǎo)向作用，更加注重對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力等綜合素質(zhì)的考核，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。按照學(xué)校和學(xué)院關(guān)于本科教育的要求以及本課程特點(diǎn)，建立“注重過(guò)程考核，激發(fā)創(chuàng)新思維”的課程考核體系。在“土壤學(xué)”課程考核評(píng)價(jià)中，平時(shí)成績(jī)占30%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%，期末考試成績(jī)占50%，其中平時(shí)成績(jī)包含課堂表現(xiàn)和平時(shí)作業(yè)（占比分別為10%和20%）；實(shí)驗(yàn)考核包括實(shí)驗(yàn)平時(shí)表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況和專項(xiàng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)匯報(bào)答辯情況（一般各占10%）；期末考試側(cè)重基本概念與基本原理的理解和土壤知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，尤其重視與當(dāng)前土地資源管理密切相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并考查對(duì)課程的總體認(rèn)識(shí)和把握，含40分左右的主觀題，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

在2015～2017屆土地資源管理專業(yè)“土壤學(xué)”課程教學(xué)中，通過(guò)上述措施不斷探索和改進(jìn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，學(xué)生對(duì)土壤學(xué)的學(xué)習(xí)興趣增加了，課堂教學(xué)效果穩(wěn)步提升，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的積極性和主動(dòng)性更是得到明顯調(diào)動(dòng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)匯報(bào)和答辯使得全體學(xué)生不僅對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果也有了一定的了解，而且實(shí)現(xiàn)了科研思維、口才和禮儀等多目標(biāo)培養(yǎng)，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的提高。當(dāng)然，“土壤學(xué)”的教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn)，還需在教學(xué)實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)，積極總結(jié)和積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，更進(jìn)一步提升土壤學(xué)教學(xué)質(zhì)量。