低緯高原特色土壤肥料學(xué)課程教學(xué)改革探索

萬山平 王宇蘊 王自林 李朝麗 達布希拉圖 湯利

摘要?為了推進土壤肥料學(xué)作為示范課程的建設(shè)，加強云南省農(nóng)業(yè)專業(yè)人才的培養(yǎng)，結(jié)合云南省土壤肥料的特點，針對教學(xué)改革需要，從完善教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、構(gòu)建課程資源、評估課程成績考核等方面對土壤肥料學(xué)課程進行了積極探索和研究，取得了顯著成效。

關(guān)鍵詞?土壤肥料學(xué);示范課程;教學(xué)改革

中圖分類號?S-01?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）23-0272-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.079

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（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

土壤肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)生產(chǎn)資料，“民以食為天，食以土為本”，土壤乃萬物生存的根本，對于人類生存有著重要意義。“莊稼一枝花，全靠肥當家”則說明肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要地位。土壤肥料學(xué)是高等農(nóng)林院校中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程[1-2]，其為學(xué)習(xí)作物栽培技術(shù)、合理施肥和農(nóng)業(yè)環(huán)境管理奠定了良好的基礎(chǔ)。

土壤肥料學(xué)課程兼有較強的理論性和實踐性，其理論內(nèi)容涵蓋了多門學(xué)科的交叉，包括生物學(xué)、植物學(xué)、無機有機化學(xué)、物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等。該課程教學(xué)內(nèi)容由土壤學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)課程的核心內(nèi)容組成，既包括土壤形成與組成、主要理化性質(zhì)及不同類型土壤資源管理、植物營養(yǎng)基本原理，又包括化學(xué)肥料、有機肥的基本性質(zhì)及合理使用等。它不僅直接服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，而且服務(wù)于環(huán)境生態(tài)建設(shè)、區(qū)域治理、資源合理利用與保護、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域。為培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和實踐能力的綜合性農(nóng)業(yè)專業(yè)人才，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤肥料學(xué)課程于2012年建成云南省省級精品課程，2016年批準建設(shè)校級示范課程[3-4]。這成為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才的合理依據(jù)和課程發(fā)展建設(shè)的驅(qū)動力。

在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，修讀該課程的農(nóng)學(xué)類專業(yè)有農(nóng)學(xué)、植保、園林園藝、煙草、茶學(xué)、檢疫、藥鑒、森保等，平均每年修讀人次多達1 000人。對于不同專業(yè)基礎(chǔ)的生源背景而言，存在專業(yè)基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)象，如文科生缺乏物理、化學(xué)、生物學(xué)基礎(chǔ)，而理科生則缺乏相應(yīng)的地理學(xué)知識，這使得教學(xué)存在一定的難度。另外，目前選用的教材為全國統(tǒng)編教材，而云南省地貌類型復(fù)雜，山地、高原、盆地及丘陵交錯分布，垂直帶譜的立體特征明顯，土壤資源類型多樣，特色作物種類豐富，耕作模式復(fù)雜，施肥方法和肥料的種類有別于其他地區(qū)。因此，所用教材缺乏針對性使得該門課程理論教學(xué)與實習(xí)實踐的匹配度較低，不能更好地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。再者，由于理論講解和教學(xué)實習(xí)時間的限制，過去傳統(tǒng)守舊的教學(xué)和實習(xí)方式使得學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)往往流于形式，理論知識得不到鞏固，專業(yè)素質(zhì)得不到提高，不能為以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用或者進一步開展科學(xué)研究工作打下堅實的專業(yè)基礎(chǔ)。基于以上原因，筆者從課程內(nèi)容構(gòu)建、教學(xué)方法改進、實踐技能培訓(xùn)、學(xué)生成績考核等方面對土壤肥料課程進行了教學(xué)改革探索，旨在立足學(xué)生所學(xué)專業(yè)，與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，在土壤和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護的基礎(chǔ)上，解決生產(chǎn)實際問題。

1?課程體系的整合

1.1?課程理論體系的調(diào)整

土壤肥料學(xué)能力學(xué)習(xí)模塊包括土壤基本理化性狀、土壤養(yǎng)分、植物營養(yǎng)、施肥原理4個方面。以這4個模塊為中心衍生出測土配方施肥技術(shù)、土壤養(yǎng)分測定技術(shù)、植物營養(yǎng)診斷技術(shù)、土壤改良技術(shù)合理施肥技術(shù)等核心技術(shù)，從而構(gòu)架完整的課程內(nèi)容體系[5]。作為一門內(nèi)容涉及面廣、內(nèi)涵豐富的專業(yè)基礎(chǔ)課，土壤肥料學(xué)課程既要突出農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)知識和基本理論[6]，又要強調(diào)職業(yè)教育的技能型人才培養(yǎng)目標，重視農(nóng)業(yè)基本技能的掌握[5]。通過課程的教與學(xué)，使學(xué)生學(xué)會認土、評土，從而科學(xué)用土，采用前沿、合理的方法措施改土，掌握植物營養(yǎng)的基本原理，明確各種肥料的性質(zhì)和作用，解析土壤、植物和肥料間的相互關(guān)系，進而科學(xué)施肥，以達到作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的目的。

土壤肥料學(xué)課程的核心內(nèi)容是土壤學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)和肥料學(xué)的知識綜合。土壤學(xué)部分主要涉及土壤的水、肥、氣、熱等因素以及土壤基本理化性質(zhì)，是學(xué)習(xí)肥料學(xué)部分的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，理論性較強，但概念瑣碎繁多，內(nèi)容抽象分散;植物營養(yǎng)學(xué)部分是了解施肥原理的重要途徑，尤其對氮、磷、鉀及中微量元素及相應(yīng)的肥料類型進行了介紹，理論性較強;肥料學(xué)部分主要介紹常用化學(xué)肥料的基本性質(zhì)、作用及其在土壤中的轉(zhuǎn)化、施用原則和技術(shù)，實踐性較強。

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤肥料理論和實驗教學(xué)共72個學(xué)時，各理論章節(jié)內(nèi)容繁多，學(xué)時緊湊，目前教學(xué)中大多將各部分內(nèi)容分別講解，導(dǎo)致各部分內(nèi)容之間缺乏關(guān)聯(lián)性。因此，在有限學(xué)時內(nèi)，若要完成對各模塊的學(xué)習(xí)，教學(xué)過程中必須對內(nèi)容進行優(yōu)化，按照專業(yè)教學(xué)目標，對繁冗分散的知識點加以整合和凝練，高度概括課程基礎(chǔ)知識與理論，通過結(jié)合云南省乃至我國西南低緯高原的土壤特點，重點突出，整合各項內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，有效銜接，不涉及過深，又能強化重點，以“必需、夠用”為度，著眼于“應(yīng)用”，通過針對性的改革和教學(xué)，結(jié)合地域特點，將各部分內(nèi)容融會貫通，教學(xué)效果顯著。

1.2?加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)

目前，國內(nèi)大部分高校土壤肥料學(xué)課程實驗教學(xué)依然沿用十幾年前的教學(xué)實驗內(nèi)容和模式，實驗課程教學(xué)內(nèi)容陳舊、形式老套。土壤肥料學(xué)課程實驗內(nèi)容較多，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗課教學(xué)僅有12學(xué)時，在傳統(tǒng)教學(xué)中只是根據(jù)學(xué)校的教學(xué)條件、實驗的難易程度和指導(dǎo)教師的認知度選取其中較少的一部分來完成，學(xué)時數(shù)嚴重不足。

此外，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)項目大多為驗證性實驗，與教育部提出的“在本科實驗教學(xué)實驗項目類型設(shè)置上，綜合性實驗、設(shè)計性實驗必須達到一定的比例”要求不符[7]，純粹的驗證性實驗中，學(xué)生按部就班、被動學(xué)習(xí)，并不能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動性，缺乏對實驗整體性、連續(xù)性的了解和系統(tǒng)知識的掌握。這會導(dǎo)致學(xué)生脫離教師指導(dǎo)后無法獨立完成實驗。這個問題在學(xué)生的畢業(yè)論文、學(xué)生畢業(yè)實習(xí)過程中表現(xiàn)非常突出，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，不能達到培養(yǎng)學(xué)生實踐操作能力和綜合運用能力的目的，使得實驗課程教學(xué)很難成為科研能力、應(yīng)用指導(dǎo)培養(yǎng)的支撐[8]。

因此，在新的教改形勢下，若要真正達到綜合性實驗教學(xué)的目的，就要對教學(xué)形式和手段進行改革[9]，呈現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的新型實驗教學(xué)模式。讓學(xué)生與實驗技術(shù)人員共同完成實驗的前期準備工作，比如從土壤樣品的采集、制備到實驗分析試劑的配制。在各項實驗操作前，用視頻或PPT形式講解，讓學(xué)生提前理解各實驗的目的和原理，結(jié)合實際應(yīng)用中的注意事項，在教師引導(dǎo)提問的模式下，進行探索式的實驗操作和學(xué)習(xí)，保證每個學(xué)生能獨立動手完成相關(guān)實驗，并能在后期的畢業(yè)論文、實踐工作中舉一反三，學(xué)以致用。

在實踐實習(xí)環(huán)節(jié)中，結(jié)合云南省自然資源和生產(chǎn)實際，建立了野外實習(xí)基地，讓學(xué)生通過親自實踐，觀察五大成土因素、自然土壤和農(nóng)田土壤剖面、云南主要土壤（類型）剖面，識別主要成土巖石和礦物，了解山頂-山坡腳-山腳-土壤分布的規(guī)律性，學(xué)會樣品采集和野外pH、土壤結(jié)構(gòu)、土壤質(zhì)地等的檢測。根據(jù)不同類型土壤等分布的地形、剖面特征、肥力特性及適合的植物種類，提高分析、判斷土壤形成及肥力狀況的能力，掌握植物營養(yǎng)缺素癥狀觀察等應(yīng)用性較強的知識。

1.3?補充與完善科研動態(tài)

隨著科學(xué)研究的迅速發(fā)展，目前選用的教材普遍存在知識滯后現(xiàn)象。因此，在教學(xué)過程中，需要根據(jù)最新研究成果對教學(xué)內(nèi)容進行更新補充。及時滲透學(xué)科最新進展，掌握實際生產(chǎn)中正在使用或新近推廣的技術(shù)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際與學(xué)生未來工作中可能遇到的問題緊密結(jié)合[8]。在每個學(xué)期開始時，關(guān)于緒論的教學(xué)授課中，關(guān)注土壤肥料學(xué)課程最新的研究動態(tài)，研讀最新的權(quán)威學(xué)術(shù)論文，對整個土壤肥料課程的前沿做到最新、最精確的把控。在講解各章節(jié)內(nèi)容時，除了對教材內(nèi)容本身的解讀，還需要進一步延伸，比如除了講解土壤各項理化指標外，滲透土壤水肥氣熱與微生物作用對整個大氣熱量變化的影響;有機質(zhì)在培肥和增加地力的作用外，介紹有機質(zhì)在全球碳平衡的作用，有機質(zhì)在重金屬和農(nóng)藥污染中的治理作用。講解化學(xué)肥料時，增加化肥的不合理施用對環(huán)境的影響，介紹前沿的生物肥料種類及施用方法等。

在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)生源中，80%以上的學(xué)生為云南籍。因此，在施教過程中，要注重匹配云南高原作物類型、土壤和氣候特色。比如講解區(qū)域土壤類型和基本性質(zhì)時，結(jié)合云南省土壤的垂直和水平分布特征，介紹云南各區(qū)域、各土壤類型的分布規(guī)律;結(jié)合學(xué)校前期對云南省多個縣的農(nóng)田耕層土樣測定，介紹最新的土壤有機質(zhì)平均水平等;介紹各類型土壤適宜種植的作物，如云南磚紅壤區(qū)是我國第二大橡膠基地，同時也是香料、咖啡基地等。

結(jié)合不同專業(yè)背景的學(xué)生，對云南典型的作物及營養(yǎng)施肥現(xiàn)狀進行了介紹，如針對煙草、植保等專業(yè)學(xué)生，介紹云南省典型的煙草、花卉、果樹、蔬菜等的缺素癥、根腐病、品質(zhì)問題以及種植過程中地下水的污染問題等;植保專業(yè)可以提出植物病蟲防治的現(xiàn)代技術(shù)要求。

2?改進教學(xué)方法

2.1?結(jié)合生產(chǎn)實踐教學(xué)

利用課程依托的實驗平臺、實驗基地以及校企合作課題，為學(xué)生提供了更多的實習(xí)機會，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作技能，彌補課時壓縮造成實驗內(nèi)容減少或空缺。例如，通過學(xué)校與云南當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門建立橫向合作，學(xué)生深入農(nóng)戶中開展問卷調(diào)查，通過測土配方施肥技術(shù)的廣泛參與，引導(dǎo)更多學(xué)生參與區(qū)域土壤檢測、植株分析等相關(guān)的科學(xué)試驗中，讓學(xué)生感知該門課程學(xué)習(xí)的重要性[10]。

2.2?課堂啟發(fā)式教學(xué)

課堂教學(xué)有多種組織形式，大多采用啟發(fā)式教學(xué)，結(jié)合提問式、參與式教學(xué)，開展課題討論。比如，在講解土壤氮磷鉀肥施用時，可結(jié)合授課班級農(nóng)村生源地學(xué)生實際，以家鄉(xiāng)種植作物類型、土壤養(yǎng)分、作物生長狀況、常見施肥品種以及采用的施肥方法等問題，讓學(xué)生積極討論、充分發(fā)言;此外，還可以針對專門的章節(jié)，讓學(xué)生扮演“小老師”的角色，以主人公的地位參與到“教與學(xué)”中，同時教師及時補充、歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生參與課堂討論，充分發(fā)揮教師的導(dǎo)向作用，鼓勵學(xué)生參與和思考，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性[5，11]。

2.3?活用多媒體教學(xué)

授課時常常面臨在有限的學(xué)時內(nèi)，需要傳授大量的知識，此時將課堂理論知識和教學(xué)實習(xí)內(nèi)容進行穿插講解，同時利用網(wǎng)絡(luò)媒體對傳統(tǒng)教學(xué)方式進行補充，利用采集的礦物、土壤整段標本、植物營養(yǎng)豐缺田間景觀圖片、科研成果多媒體幻燈片演示給學(xué)生，同時借助一些專業(yè)、有趣的課堂互動網(wǎng)絡(luò)（如Kahoot、Classtools等）進行教學(xué)輔助和課堂氣氛調(diào)節(jié)，更加直觀、形象、生動。

2.4?構(gòu)建和完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

鑒于理論課的專業(yè)性強，為更好地吸引學(xué)生的注意力，在教學(xué)過程中借助一些新型的授課手段，如慕課堂（IMOOC）、雨課堂等，可以全面提升課堂教學(xué)體驗，讓師生更多互動、教學(xué)更為便捷。此外，建立土壤肥料學(xué)課程微信公眾號，結(jié)合專業(yè)熱點以及云南的區(qū)域特色、生產(chǎn)實踐、學(xué)科特色、師資力量等發(fā)布有趣的精圖美文，讓學(xué)生通過多種途徑學(xué)習(xí)該門課程，查閱感興趣的知識點，同時在線完成課后作業(yè)和考核，與教師互動交流，進行高效的教育延伸，最大限度地釋放教與學(xué)的能量，推動教學(xué)改革。

3?改革成績評估方法

考核是學(xué)校和教師獲得學(xué)生學(xué)習(xí)情況的直接反饋方式，考核結(jié)果可作為學(xué)校和教師評估教學(xué)效果、調(diào)整教學(xué)計劃的重要依據(jù)[12]。傳統(tǒng)的考核是以閉卷的理論考試為主，在成績評估中占據(jù)較大比重。這種考核方式往往容易導(dǎo)致學(xué)生“臨時抱佛腳”“死記硬背”，不能真正掌握課程學(xué)習(xí)的意義和應(yīng)用目的，往往在實踐中缺乏解決問題的真正能力。因此，在結(jié)果考核的基礎(chǔ)上，提倡加入過程考核，以調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性。將學(xué)生實驗、實習(xí)、參與的社會實踐加入成績評定中，這會大大激發(fā)學(xué)生實驗、實習(xí)的興趣和個性發(fā)展，能明顯提升學(xué)生實驗動手能力和設(shè)計實驗?zāi)芰Γ趯嶒炛袑W(xué)生會積極地參與其中并主動提出問題、請教教師，大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲，有利于學(xué)生的實驗素質(zhì)和自主思考能力的培養(yǎng)，教學(xué)效果大大改善。

4?結(jié)語

課程是人才培養(yǎng)的核心要素，土壤肥料學(xué)課程是涉農(nóng)專業(yè)極為重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強的實踐應(yīng)用價值，其對后續(xù)系列課程的學(xué)習(xí)和實際操作均有著深遠的影響。隨著科研、教學(xué)、土壤肥料學(xué)學(xué)科本身的發(fā)展，土壤肥料學(xué)教學(xué)必將注入更多、更新的知識理念，其教學(xué)模式也將是一個動態(tài)的過程，最終為農(nóng)業(yè)類應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供更實用、更重要的教學(xué)平臺支撐。土壤肥料學(xué)課程教研團隊本著“以學(xué)生發(fā)展為中心”的理念，將融合教學(xué)、科研，結(jié)合實驗、實踐和應(yīng)用，對該門課程的探索將不斷向前推進，致力于打造具有“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性”的線下“金課”，從而實現(xiàn)培養(yǎng)人才、支撐科研、服務(wù)社會的最終目標。

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