互動式教學模式在高校《土壤資源調查與評價》課程的應用研究

石生偉 劉云 梁瓊 段碧華

（北京農學院生物與資源環境學院，北京 102206）

高校農業資源與環境專業本科畢業生要求掌握提高水分、養分、土壤、生物等資源利用效率的技術與方法，具有利用信息技術實現對農業資源與環境的開發、利用與保護及退化防治等宏觀管理與決策的能力[1]。做為一個應用型專業，農業資源與環境專業畢業生通常參與收集、分析和解釋土壤數據，考察各種場地，土壤規劃管理和養護措施，在工作中使用地理信息系統分析場地的地貌、地形、植被和氣候，創建土壤地圖[2]。

《土壤資源調查與評價》屬于農業資源與環境專業重要地學類課程，研究土壤資源物質組成、形態發生、分類和發展[3]，要兼顧野外實習和計算機制圖的實操環節。該課程專業性強，術語眾多，抽象思維的理論較多[3]。大部分高校將《土壤資源調查與評價》課程設置為農業資源與環境專業的專業核心課[3]。

《土壤資源調查與評價》課程內容涉及土壤資源地理分布的基本理論和土壤調查與評價的基本技能。傳統的講授法通過對基礎理論的反復闡述，訓練學生對知識死記硬背的能力，導致學生對抽象的理論難以理解。這種傳統的“填鴨式”教學模式中，學生始終處于一個被動角色，一直為廣大師生所詬病[4]。互動式教學模式興起于歐美國家，近年來受到高等教育者的關注通過教學方式的改動。研究表明互動式教學模式可以顯著提高學生的積極性和學習效果[6]。本教研組針對農業資源與環境專業《土壤資源調查與評價》課程教學目標和要求，結合多年的理論教學課實踐、野外實習基地建設以及計算機土壤制圖的上機實操練習，將互動式教學方法融入到該課程全方位教學過程，構建符合首都地區特色和時代特征的互動式教學體系。

一、理論教學環節互動式教學模式構建和應用

《土壤資源調查與評價》理論教學環節互動式教學模式主要圍繞中國土壤資源分布與國際前沿研究的案例教學。所選取的案例需要符合難度適中、生動有趣和科學啟發性強的特點要求，具體如下

（一）土壤資源保護與國際前沿研究

參考Nature、Science 等國際權威雜志研究進展，我們設置了土壤資源國際前沿研究的討論話題供學生收集資料并分組討論。選擇的話題需要滿足緊密結合土壤資源內涵，相關話題分別為：1)城市化與土壤資源保護的關系？2)施肥會導致土壤酸化嗎？3)土壤是不可再生資源嗎？4)土壤微生物如何改變世界？5)土壤固碳會影響氣候變化嗎？6)土壤質量何如影響人類健康？7)大氣氮沉降會改變與土壤質量演變嗎？通過以上討論話題的設置，把《土壤資源調查與評價》相關原理和國家發展緊密結合起來，不僅符合時代特征，而且充分體現了農業資源與環境的專業特色，讓學生認識到學好土壤資源調查技術在國家生態環境治理中的重要作用。

（二）中國土壤資源的分布與保護

在講述土壤資源的分布特征與保護措施時，為吸引學生興趣，設置了若干個討論話題，例如：1)黑土資源的保護與提高；2)水稻土資源的保護與利用；3)紅壤資源的保護與利用；4)菜地土壤的保護與改良利用；5)鹽漬土的改良措施。按照4 人小組為單位，對以上問題進行了討論和匯報。通過這種互動方式，學生加深了對土壤資源分布特點、利用方式和保護方案的認識，有效掌握不同類型土壤的認識方法及常見土壤類型的典型特征。學生通過自己收集材料，分析材料，極大地激發了學習的興趣。

（三）課程思政的引領作用

通過整理《地理中國》等多個土壤資源的經典科教片，利用課余時間供學生們觀看。增加專業理論知識的講解，加深學習者對本專業的認同感。我們整理了習總書記在吉林省四平市梨樹縣黑土保護區考察為學習材料，講述了黑土肥力喪失的原因、后果以“梨樹模式”相關技術措施的修復效果和保護黑土資源對糧食安全的重要意義。學生一致認為要學習保護土壤資源的技能，減少土壤碳排放，保護地球家園，為全球生態安全做出了新貢獻。這類課程思政教育素材對于培養學生的家國情懷、民族精神、專業使命感具有重要的引領作用。

二、野外實習環節互動式教學模式的構建和應用

（一）動手能力的培養

在野外實習環節我們注重培養學生的動手能力。土壤資源調查外實習必須掌握相關工具和儀器（GPS、和土壤圖等）[6]。每次野外實習開始前，需要教師對學生分組進行集中培訓，確保實習過程中土壤調查工具和儀器的正確使用。在每一個具體的實習點，先由老師講解土壤形成的主要過程，之后要求學生仔細觀察土壤相應的屬性，動手測量土壤性質和分布特征。通過收集相關視頻資料，引用大量的圖片和素材，深入淺出進行室內培訓，培養學生的土壤資源學思維能力。在野外環節，我們要求學生分組協作，每組專人負責一項觀測任務，要求學生嚴格按照操作流程高效地完成土壤調查任務。采用組長負責制和提問式野外實習評級評定辦法。鼓勵學生把課堂上學習到的理論知識應用到野外，進行野外實地分析，對土壤標本挖掘和辨認進行討論。對于原創而又有個性的實習報告給予成績獎勵。這些措施既有利于對理論知識的理解和掌握，又鍛煉了學生在野外實習環節中吃苦耐勞的品質。

（二）溝通協作能力的培養

我們要求每個野外實習小組成員要制定好計劃，保持默契的配合，出現問題時成員需要維持良好的溝通協作。土壤調查野外實習中工作量大，而且需要挖取不同土壤種類剖面采集樣品。充分利用北京市土壤資源比較豐富的優勢，選取昌平土肥站和房山土肥站等作為野外實踐基地，聘請土肥站專業技術人員講解首都當地土壤資源現狀和發展規劃，讓學生充分理解土壤資源的重要性和調查技能的應用。通過野外實習環節的分組協作互動，增加了同學們在生活上相互幫助、相互關心和團結協作的機會，在獲取土壤知識的同時，鍛煉了溝通協作的團結友愛精神。學生們野外實習中建立的團隊意識對繼續學習和工作都很有好處。

三、計算機實操環節互動式教學模式的構建和應用

計算機土壤制圖是本專業必備的專業技能之一。計算機土壤制圖是研究和表達土壤及其性質的空間分異和組合特征形式，著重以圖形反映土壤類型、組合及其分布規律性，研究和反映土壤的地理特點和區域分異[7]。計算機土壤制圖相關知識進展較快，實踐操作性強，學習難度較高，而且需要地理信息系統（GIS）專業軟件的操作[8]。

通過深入研究課程特點，構建了北京市土壤資源分布的多個數據庫資料，精心準備了適合于北京農學院學生計算機土壤制圖實操的基礎數據資料。我們充分利用網絡資源，利用學校站內平臺上傳了大量練習視頻資料文件，以共享形式供學生在線學習，及時與學生保持互動。在教學過程中采用分組方式，鼓勵學生通過、資料收集與口頭報告相結合的方式對制圖結果進行展示。通過計算機土壤制圖實操環節的互動活動，鞏固和拓展計算機制圖的知識體系，最大限度地發揮學生的主觀能動性。學生普遍反映參與該課程的計算機制圖學習后，收獲專業知識的應用技能，增加了就業信心。互動式教學模式破解了該課程計算機制圖學習難度大、知識綜合程度高的難題，達到了較好的教學效果。

四、總結

通過把互動式教學方式引入應用在農業資源與環境專業《土壤資源調查與評價》理論教學、計算機制圖和野外實習環節，利用課堂案例討論、制圖結果展示和野外分組協作等方式，構建了該課程全方位、全過程的互動式教學模式與課程思政教育。結果表明互動式教學模式有效激發自主學習的能力，增加了學生的學習熱情，促進了學生對理論知識的吸收，增加了就業信心。因此，互動式教學方法是《土壤資源調查與評價》課程教學模式改革的一種新途徑，有利于破解該課程學習難度大、知識綜合程度高的難題，對本專業教學模式改革具有積極的意義。