低纬高原特色土壤肥料学课程教学改革探索

来源:用户上传      作者:万山平 王宇蕴 王自林 李朝丽 达布希拉图 汤利

　　摘要 为了推进土壤肥料学作为示范课程的建设，加强云南省农业专业人才的培养，结合云南省土壤肥料的特点，针对教学改革需要，从完善教学内容、创新教学方法、构建课程资源、评估课程成绩考核等方面对土壤肥料学课程进行了积极探索和研究，取得了显著成效。
　　关键词 土壤肥料学;示范课程;教学改革
　　中图分类号 S-01 文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2019）23-0272-03
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.079
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Exploration on the Reform of Soil and Fertilizer Science with Low latitude Plateau Characteristics
　　WAN Shan ping， WANG Yu yun， WANG Zi lin et al
　　（College of Resource and Environment， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201）
　　Abstract In order to construct excellent course soil and fertilizer science of Yunnan Province and enhance the cultivation of agricultural professionals in Yunnan Province， this paper carried out some explorations and researches based on the characteristics of soil and fertilizer in Yunnan Province and the needs of teaching reform. The teaching reform has made remarkable achievements from perfecting the teaching content， innovating teaching method， constructing curriculum resources and assessing the performance of this course and other aspects.
　　Key words Soil and fertilizer science;Demonstration courses;Teaching reform
　　土壤肥料是农业生产的基础生产资料，“民以食为天，食以土为本”，土壤乃万物生存的根本，对于人类生存有着重要意义。“庄稼一枝花，全靠肥当家”则说明肥料在农业生产中的重要地位。土壤肥料学是高等农林院校中的一门专业基础课程[1-2]，其为学习作物栽培技术、合理施肥和农业环境管理奠定了良好的基础。
　　土壤肥料学课程兼有较强的理论性和实践性，其理论内容涵盖了多门学科的交叉，包括生物学、植物学、无机有机化学、物理学、地质学等。该课程教学内容由土壤学、植物营养学课程的核心内容组成，既包括土壤形成与组成、主要理化性质及不同类型土壤资源管理、植物营养基本原理，又包括化学肥料、有机肥的基本性质及合理使用等。它不仅直接服务于农业生产领域，而且服务于环境生态建设、区域治理、资源合理利用与保护、农业可持续发展等领域。为培养具有创新思维和实践能力的综合性农业专业人才，云南农业大学土壤肥料学课程于2012年建成云南省省级精品课程，2016年批准建设校级示范课程[3-4]。这成为云南农业大学培养高素质复合型人才的合理依据和课程发展建设的驱动力。
　　在云南农业大学，修读该课程的农学类专业有农学、植保、园林园艺、烟草、茶学、检疫、药鉴、森保等，平均每年修读人次多达1 000人。对于不同专业基础的生源背景而言，存在专业基础薄弱的现象，如文科生缺乏物理、化学、生物学基础，而理科生则缺乏相应的地理学知识，这使得教学存在一定的难度。另外，目前选用的教材为全国统编教材，而云南省地貌类型复杂，山地、高原、盆地及丘陵交错分布，垂直带谱的立体特征明显，土壤资源类型多样，特色作物种类丰富，耕作模式復杂，施肥方法和肥料的种类有别于其他地区。因此，所用教材缺乏针对性使得该门课程理论教学与实习实践的匹配度较低，不能更好地指导农业生产应用。再者，由于理论讲解和教学实习时间的限制，过去传统守旧的教学和实习方式使得学生对该门课程的学习往往流于形式，理论知识得不到巩固，专业素质得不到提高，不能为以后专业课程的学习、农业生产应用或者进一步开展科学研究工作打下坚实的专业基础。基于以上原因，笔者从课程内容构建、教学方法改进、实践技能培训、学生成绩考核等方面对土壤肥料课程进行了教学改革探索，旨在立足学生所学专业，与生产实践相结合，在土壤和农业环境保护的基础上，解决生产实际问题。
　　1 课程体系的整合
　　1.1 课程理论体系的调整
　　土壤肥料学能力学习模块包括土壤基本理化性状、土壤养分、植物营养、施肥原理4个方面。以这4个模块为中心衍生出测土配方施肥技术、土壤养分测定技术、植物营养诊断技术、土壤改良技术合理施肥技术等核心技术，从而构架完整的课程内容体系[5]。作为一门内容涉及面广、内涵丰富的专业基础课，土壤肥料学课程既要突出农业基础知识和基本理论[6]，又要强调职业教育的技能型人才培养目标，重视农业基本技能的掌握[5]。通过课程的教与学，使学生学会认土、评土，从而科学用土，采用前沿、合理的方法措施改土，掌握植物营养的基本原理，明确各种肥料的性质和作用，解析土壤、植物和肥料间的相互关系，进而科学施肥，以达到作物高产、优质、低耗的目的。 　　土壤肥料学课程的核心内容是土壤学、植物营养学和肥料学的知识综合。土壤学部分主要涉及土壤的水、肥、气、热等因素以及土壤基本理化性质，是学习肥料学部分的基础和先导，理论性较强，但概念琐碎繁多，内容抽象分散;植物营养学部分是了解施肥原理的重要途径，尤其对氮、磷、钾及中微量元素及相应的肥料类型进行了介绍，理论性较强;肥料学部分主要介绍常用化学肥料的基本性质、作用及其在土壤中的转化、施用原则和技术，实践性较强。
　　云南农业大学土壤肥料理论和实验教学共72个学时，各理论章节内容繁多，学时紧凑，目前教学中大多将各部分内容分别讲解，导致各部分内容之间缺乏关联性。因此，在有限学时内，若要完成对各模块的学习，教学过程中必须对内容进行优化，按照专业教学目标，对繁冗分散的知识点加以整合和凝练，高度概括课程基础知识与理论，通过结合云南省乃至我国西南低纬高原的土壤特点，重点突出，整合各项内容的关联性，有效衔接，不涉及过深，又能强化重点，以“必需、够用”为度，着眼于“应用”，通过针对性的改革和教学，结合地域特点，将各部分内容融会贯通，教学效果显著。
　　1.2 加强实践教学环节建设
　　目前，國内大部分高校土壤肥料学课程实验教学依然沿用十几年前的教学实验内容和模式，实验课程教学内容陈旧、形式老套。土壤肥料学课程实验内容较多，云南农业大学实验课教学仅有12学时，在传统教学中只是根据学校的教学条件、实验的难易程度和指导教师的认知度选取其中较少的一部分来完成，学时数严重不足。
　　此外，传统的实验教学项目大多为验证性实验，与教育部提出的“在本科实验教学实验项目类型设置上，综合性实验、设计性实验必须达到一定的比例”要求不符[7]，纯粹的验证性实验中，学生按部就班、被动学习，并不能有效提高学生学习的兴趣和主观能动性，缺乏对实验整体性、连续性的了解和系统知识的掌握。这会导致学生脱离教师指导后无法独立完成实验。这个问题在学生的毕业论文、学生毕业实习过程中表现非常突出，不利于培养学生的创新思维能力，不能达到培养学生实践操作能力和综合运用能力的目的，使得实验课程教学很难成为科研能力、应用指导培养的支撑[8]。
　　因此，在新的教改形势下，若要真正达到综合性实验教学的目的，就要对教学形式和手段进行改革[9]，呈现以学生为主体、教师为主导的新型实验教学模式。让学生与实验技术人员共同完成实验的前期准备工作，比如从土壤样品的采集、制备到实验分析试剂的配制。在各项实验操作前，用视频或PPT形式讲解，让学生提前理解各实验的目的和原理，结合实际应用中的注意事项，在教师引导提问的模式下，进行探索式的实验操作和学习，保证每个学生能独立动手完成相关实验，并能在后期的毕业论文、实践工作中举一反三，学以致用。
　　在实践实习环节中，结合云南省自然资源和生产实际，建立了野外实习基地，让学生通过亲自实践，观察五大成土因素、自然土壤和农田土壤剖面、云南主要土壤（类型）剖面，识别主要成土岩石和矿物，了解山顶-山坡脚-山脚-土壤分布的规律性，学会样品采集和野外pH、土壤结构、土壤质地等的检测。根据不同类型土壤等分布的地形、剖面特征、肥力特性及适合的植物种类，提高分析、判断土壤形成及肥力状况的能力，掌握植物营养缺素症状观察等应用性较强的知识。
　　1.3 补充与完善科研动态
　　随着科学研究的迅速发展，目前选用的教材普遍存在知识滞后现象。因此，在教学过程中，需要根据最新研究成果对教学内容进行更新补充。及时渗透学科最新进展，掌握实际生产中正在使用或新近推广的技术，使农业生产实际与学生未来工作中可能遇到的问题紧密结合[8]。在每个学期开始时，关于绪论的教学授课中，关注土壤肥料学课程最新的研究动态，研读最新的权威学术论文，对整个土壤肥料课程的前沿做到最新、最精确的把控。在讲解各章节内容时，除了对教材内容本身的解读，还需要进一步延伸，比如除了讲解土壤各项理化指标外，渗透土壤水肥气热与微生物作用对整个大气热量变化的影响;有机质在培肥和增加地力的作用外，介绍有机质在全球碳平衡的作用，有机质在重金属和农药污染中的治理作用。讲解化学肥料时，增加化肥的不合理施用对环境的影响，介绍前沿的生物肥料种类及施用方法等。
　　在云南农业大学生源中，80%以上的学生为云南籍。因此，在施教过程中，要注重匹配云南高原作物类型、土壤和气候特色。比如讲解区域土壤类型和基本性质时，结合云南省土壤的垂直和水平分布特征，介绍云南各区域、各土壤类型的分布规律;结合学校前期对云南省多个县的农田耕层土样测定，介绍最新的土壤有机质平均水平等;介绍各类型土壤适宜种植的作物，如云南砖红壤区是我国第二大橡胶基地，同时也是香料、咖啡基地等。
　　结合不同专业背景的学生，对云南典型的作物及营养施肥现状进行了介绍，如针对烟草、植保等专业学生，介绍云南省典型的烟草、花卉、果树、蔬菜等的缺素症、根腐病、品质问题以及种植过程中地下水的污染问题等;植保专业可以提出植物病虫防治的现代技术要求。
　　2 改进教学方法
　　2.1 结合生产实践教学
　　利用课程依托的实验平台、实验基地以及校企合作课题，为学生提供了更多的实习机会，培养学生的动手操作技能，弥补课时压缩造成实验内容减少或空缺。例如，通过学校与云南当地农业部门建立横向合作，学生深入农户中开展问卷调查，通过测土配方施肥技术的广泛参与，引导更多学生参与区域土壤检测、植株分析等相关的科学试验中，让学生感知该门课程学习的重要性[10]。
　　2.2 课堂启发式教学
　　课堂教学有多种组织形式，大多采用启发式教学，结合提问式、参与式教学，开展课题讨论。比如，在讲解土壤氮磷钾肥施用时，可结合授课班级农村生源地学生实际，以家乡种植作物类型、土壤养分、作物生长状况、常见施肥品种以及采用的施肥方法等问题，让学生积极讨论、充分发言;此外，还可以针对专门的章节，让学生扮演“小老师”的角色，以主人公的地位参与到“教与学”中，同时教师及时补充、归纳总结，引导学生参与课堂讨论，充分发挥教师的导向作用，鼓励学生参与和思考，充分发挥学生的主观能动性[5，11]。 　　2.3 活用多媒体教学
　　授课时常常面临在有限的学时内，需要传授大量的知识，此时将课堂理论知识和教学实习内容进行穿插讲解，同时利用网络媒体对传统教学方式进行补充，利用采集的矿物、土壤整段标本、植物营养丰缺田间景观图片、科研成果多媒体幻灯片演示给学生，同时借助一些专业、有趣的课堂互动网络（如Kahoot、Classtools等）进行教学辅助和课堂气氛调节，更加直观、形象、生动。
　　2.4 构建和完善网络教学
　　鉴于理论课的专业性强，为更好地吸引学生的注意力，在教学过程中借助一些新型的授课手段，如慕课堂（IMOOC）、雨课堂等，可以全面提升课堂教学体验，让师生更多互动、教学更为便捷。此外，建立土壤肥料学课程微信公众号，结合专业热点以及云南的区域特色、生产实践、学科特色、师资力量等发布有趣的精图美文，让学生通过多种途径学习该门课程，查阅感兴趣的知识点，同时在线完成课后作业和考核，与教师互动交流，进行高效的教育延伸，最大限度地释放教与学的能量，推动教学改革。
　　3 改革成绩评估方法
　　考核是学校和教师获得学生学习情况的直接反馈方式，考核结果可作为学校和教师评估教学效果、调整教学计划的重要依据[12]。传统的考核是以闭卷的理论考试为主，在成绩评估中占据较大比重。这种考核方式往往容易导致学生“临时抱佛脚”“死记硬背”，不能真正掌握课程学习的意义和应用目的，往往在实践中缺乏解决问题的真正能力。因此，在结果考核的基础上，提倡加入过程考核，以调动学生自主学习的积极性和主动性。将学生实验、实习、参与的社会实践加入成绩评定中，这会大大激发学生实验、实习的兴趣和个性发展，能明显提升學生实验动手能力和设计实验能力，在实验中学生会积极地参与其中并主动提出问题、请教教师，大大激发了学生的求知欲，有利于学生的实验素质和自主思考能力的培养，教学效果大大改善。
　　4 结语
　　课程是人才培养的核心要素，土壤肥料学课程是涉农专业极为重要的一门专业基础课，具有较强的实践应用价值，其对后续系列课程的学习和实际操作均有着深远的影响。随着科研、教学、土壤肥料学学科本身的发展，土壤肥料学教学必将注入更多、更新的知识理念，其教学模式也将是一个动态的过程，最终为农业类应用型人才培养提供更实用、更重要的教学平台支撑。土壤肥料学课程教研团队本着“以学生发展为中心”的理念，将融合教学、科研，结合实验、实践和应用，对该门课程的探索将不断向前推进，致力于打造具有“高阶性、创新性、挑战性”的线下“金课”，从而实现培养人才、支撑科研、服务社会的最终目标。
　　参考文献
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