高等院校“土壤學”課程教學改革發(fā)展概況分析

許晨陽 耿增超 張建國 杜偉 李雄

[關(guān)鍵詞] 土壤學;課程思政;項目制教學;實踐教學;在線課程

[基金項目] 2021年度西北農(nóng)林科技大學教育教學改革研究一般項目“‘土壤學’國家級一流課程的持續(xù)建設(shè)與創(chuàng)新發(fā)展”（JY2103084）

[作者簡介] 許晨陽（1987—），女，河北石家莊人，農(nóng)學博士，西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院副教授，碩士生導師，主要從事土壤學研究;耿增超（1963—），男，陜西韓城人，農(nóng)學碩士，西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院教授（通信作者），博士生導師，首批國家級一流本科課程主持人，主要從事土壤污染修復及農(nóng)林廢棄物綜合利用研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）17-0089-04 [收稿日期] 2021-11-17

“土壤學”課程是自然保護與環(huán)境生態(tài)類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課。自然保護與環(huán)境生態(tài)類本科專業(yè)包括農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、水土保持與荒漠化防治，以及野生動物與自然保護區(qū)管理，以培養(yǎng)適應社會經(jīng)濟發(fā)展和自然保護與環(huán)境生態(tài)建設(shè)需要的創(chuàng)新復合型專業(yè)人才為目標。本專業(yè)的核心課程還包括“土壤地理學”“土壤農(nóng)化分析”“地質(zhì)地貌學”“水力學”“植物學”“動物學”等，這些課程不僅具有理論系統(tǒng)性，還具有很強的應用性。

“土壤學”課程教學分為理論和實驗兩部分，理論主要通過課堂授課完成，包括土壤物質(zhì)組成與特性、土壤形成與分布、土壤利用與改良;實驗課更多的是利用學校試驗田及實驗室進行，主要涵蓋土壤樣品采集與處理、土壤容重和含水量測定、土壤有機質(zhì)及速效養(yǎng)分測定。核心專業(yè)課對于學生構(gòu)建專業(yè)理論知識體系和培養(yǎng)綜合應用能力極其重要，因此需要通過課程教學改革提升教學質(zhì)量，以滿足國家戰(zhàn)略和區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展對高層次專業(yè)創(chuàng)新與技術(shù)型人才的需要。“土壤學”課程的教學改革可為自然保護與環(huán)境生態(tài)類系列專業(yè)課的教學改革提供參考。

一、“土壤學”課程教學現(xiàn)狀

（一）課程概述

目前在農(nóng)林類高校中均開設(shè)有“土壤學”課程，在綜合性大學則開設(shè)了“環(huán)境土壤學”作為環(huán)境科學和環(huán)境工程等專業(yè)的必修課，可見“土壤學”課程覆蓋面很廣。根據(jù)課程質(zhì)量標準，“土壤學”課程授課目標為：通過學習課程，學生能夠系統(tǒng)掌握土壤的形成與屬性、土壤中物質(zhì)能量運輸過程、土壤的開發(fā)利用與保護管理等方面的理論和技術(shù)，此為知識目標;能夠結(jié)合生產(chǎn)實際，運用基礎(chǔ)理論、方法來認識并解決與農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)環(huán)境等有關(guān)的土壤學問題，此為能力目標;能夠開闊視野，提高學生的動手能力、創(chuàng)新思維能力和綜合素質(zhì)，此為情感目標。

教學設(shè)計和教學手段在高校教學中具有重要作用。根據(jù)上述教學目標，授課教師進行相應的課程設(shè)計，采用適當?shù)慕虒W手段完成課堂教學。課程質(zhì)量標準是教師授課的基本框架，而教學方案設(shè)計則是教師教學能力轉(zhuǎn)化為課堂授課思路的具體體現(xiàn)，也是有效教學的關(guān)鍵。優(yōu)秀的教學方案設(shè)計能夠激發(fā)學生的學習熱情，幫助學生建立邏輯思維能力，使學生完成知識學習、歸納和應用的全過程。教學手段作為教學信息傳遞的方式、工具和載體，必須隨著時代和科技的進步，依據(jù)教學內(nèi)容的特點，契合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標，不斷與時俱進。

（二）課程改革背景

黨的十九大報告指出，實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略必須培養(yǎng)造就一支懂農(nóng)業(yè)、愛農(nóng)村、愛農(nóng)民的“三農(nóng)”工作隊伍。2018年8月，教育部提出各高校要全面梳理各門課程的教學內(nèi)容，淘汰“水課”、打造“金課”，合理提升學業(yè)的挑戰(zhàn)度，增加課程難度，拓寬課程深度，切實提高課程教學質(zhì)量。2019年6月，全國53所涉農(nóng)高校的130余位黨委書記、校長和農(nóng)林教育專家在習近平總書記“綠水青山就是金山銀山”理念的發(fā)源地——浙江省安吉縣余村共同發(fā)布“安吉共識——中國新農(nóng)科建設(shè)宣言”。宣言提出新農(nóng)科建設(shè)要積極探索實踐融合發(fā)展、多元發(fā)展、協(xié)同發(fā)展新路，加快培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合應用型、實用技能型農(nóng)林人才，高標準地建設(shè)好農(nóng)林“金專”“金課”和“高地”。因此，加強課程教學設(shè)計、引入課程思政元素是高等教育課程改革的必要手段。

2019年10月，教育部印發(fā)了《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》，正式實施一流本科課程“雙萬計劃”。根據(jù)首批國家級一流課程申報認定結(jié)果，全國僅有西北農(nóng)林科技大學的“土壤學”課程入選。除此之外，與本課程相關(guān)的一流課程還有西南大學主持的“土壤學及土壤地理學”，安徽大學主持的“環(huán)境土壤學”。長期以來，我校“土壤學”課程組堅持緊跟學科前沿，強化調(diào)研學習，從中借鑒吸收教學經(jīng)驗并應用于課程教學。

（三）課程教學中存在的問題

目前，“土壤學”課程教學中仍然存在不少問題，阻礙了學生對土壤學知識體系的學習深度和理解應用。比較突出的問題如下：（1）教學方案設(shè)計陳舊，智育目標明確，而德育目標不突出。土壤學理論知識體系龐雜，涉及土壤物質(zhì)組成（土壤固相、液相和氣相構(gòu)成及比例）、土壤性質(zhì)與過程（物理、化學、生物性質(zhì)及物質(zhì)循環(huán)過程），以及土壤分類與分布（土壤發(fā)生分類、系統(tǒng)分類及地帶性和非地帶性土壤分布規(guī)律），但是由于課堂時數(shù)不斷被壓縮，因此課堂教學主要以知識傳授為主，專業(yè)思想政治教育設(shè)計不足，這使得學生對專業(yè)知識與國家戰(zhàn)略需求的聯(lián)系認識不足，可能導致學生學習目的不明確。（2）課堂以傳統(tǒng)教學模式為主，未能體現(xiàn)學生的主體和中心地位。傳統(tǒng)講授法的授課質(zhì)量主要取決于教師的備課情況和教學水平，學生多為被動聽課。課堂互動很少，尚未做到讓學生忙起來，亟須采用新的教學模式作為傳統(tǒng)講授法的補充。（3）課程教學的實踐性較弱，學生短期內(nèi)無法將理論和實踐融會貫通。土壤具有資源屬性，也是環(huán)境的重要組成部分。土壤圈位于地球陸地生態(tài)系統(tǒng)中大氣圈、生物圈、水圈、巖石圈的交界面上，是生命與非生命聯(lián)系的中心。土壤學理論知識和實踐技能是土壤資源利用的基礎(chǔ)。因此，土壤學實踐教學非常重要，然而目前“土壤學”課程僅依托實驗課無法充分培養(yǎng)學生的實踐能力。

二、“土壤學”課程的教學改革實踐

針對上述土壤學教學中存在的問題，對土壤學教學進行了一系列的課程改革與優(yōu)化，以滿足新時代社會和經(jīng)濟發(fā)展對人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求。

（一）完善教學設(shè)計，設(shè)立思想政治育人目標

習近平總書記在2016年12月召開的全國高校思想政治工作會議上的講話中指出：“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應。”[1]在專業(yè)課程教學中融入思政元素是全面貫徹高校全員育人、全過程育人和全方位育人的基本要求。

“土壤學”課程思政改革應當從教學設(shè)計和課堂實施兩方面入手。首先，要在課程質(zhì)量標準和教學大綱中明確設(shè)立思政目標，也可將教學目標中的情感目標升華為思政目標[2]。其次，授課教師要注重提升個人的政治素養(yǎng)，在課堂上要有規(guī)范的言行舉止，充分發(fā)揮“身心正，學識高”的個人魅力[3]。在土壤學理論知識體系中，緒論部分可通過介紹我國土壤學家的成就來增強學生的科技自信;《巖石風化與土壤形成》章節(jié)可通過對月壤和土壤的區(qū)分介紹我國的航天成就;《土壤有機質(zhì)》章節(jié)可借助習近平總書記提出的“黑土是耕地中的大熊貓”這一論斷，使學生認識到土壤資源的寶貴性;《土壤退化與修復》章節(jié)可融入現(xiàn)代生態(tài)文明理念和“兩山”理念。通過對專業(yè)課程的思想政治改革可以實現(xiàn)傳授知識和培養(yǎng)人才的雙重目標[4]。

（二）增加實驗實習課時，強調(diào)課程實踐性

土壤是人們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｒ娭铮哂芯呦笮浴Ｗ匀槐Ｗo與環(huán)境生態(tài)類專業(yè)學生在完成理論知識學習之后，應該帶著專業(yè)理論重新審視田野中土壤這一實物，此時的實踐學習重點是用科學語言和數(shù)字描述土壤的三相組成，劃分土壤的層次性，測定土壤理化性質(zhì)。因此，實踐環(huán)節(jié)對于自然保護與環(huán)境生態(tài)類專業(yè)課程的學習至關(guān)重要。目前，相關(guān)高校“土壤學”課程均設(shè)置有實踐環(huán)節(jié)，但實驗課時和組織形式各不相同。例如，東北林業(yè)大學將土壤學的實驗學時由18學時增加到32學時，并且設(shè)置野外土壤類型識別和剖面挖掘判別環(huán)節(jié)[5]。我校除室內(nèi)實驗課外，在農(nóng)林專業(yè)學生的生物綜合實習中設(shè)置了秦嶺地帶性土壤判讀的學習內(nèi)容[6]。此外，“全國土壤剖面識別比賽”“農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)大學生實踐技能競賽”等定向自然保護與環(huán)境生態(tài)類專業(yè)學生的全國性賽事，也使得學生的實踐技能得到了強化。

（三）采用以學生為中心的教學模式進行實踐

目前高校教學中一般采用兩種教學模式：一是課程制教學模式，又稱傳統(tǒng)教學模式，主要講解知識理論、體系和應用;二是項目制教學[7]，通過構(gòu)建開放的學習環(huán)節(jié)，為學生提供獲取知識的多種渠道，以及將所學知識加以綜合應用的機會，改變了學生被動地接受知識的學習方式。項目制教學成敗的關(guān)鍵在于教師是否能設(shè)計出開放性的問題，而非閉環(huán)式的問題。例如，河南農(nóng)業(yè)大學運用啟發(fā)式教學手段來引導學生主動思考，將理論知識與實際生產(chǎn)結(jié)合起來，促進學生形成解決問題的能力[8]。啟發(fā)式教學能避免以課堂和教師為中心，教師拋出問題，學生根據(jù)教材和相關(guān)資料分析問題，并找到答案，這也是項目制教學的核心要義。此外，沈陽農(nóng)業(yè)大學在土壤學教學過程中引入思維導圖將土壤學知識體系系統(tǒng)化，幫助學生理順學習思路[9]。以上都是基于“以學生為中心”的新的教學方法的嘗試。

（四）應用“互聯(lián)網(wǎng)+”新技術(shù)，激發(fā)學生學習興趣，增強學生學習效果

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確指出：“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性的影響，必須予以高度重視”[10]。依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，實現(xiàn)“線上+線下”課堂教學的有機結(jié)合是基于信息技術(shù)的數(shù)字化教學模式創(chuàng)新[11，12]。慕課等在線課程具有以下顯著優(yōu)點：（1）通過“線上+線下”互動增強了教學效果和效率;（2）團隊授課效果有利于增加知識點的教學深度;（3）核心知識點可以反復觀看。在線課程拓展了教學時空，增強了教學吸引力。

在過去5年內(nèi)，包括我校在內(nèi)的6所高校建成了“土壤學”慕課課程。華中農(nóng)業(yè)大學慕課課程上線最早，視頻和PPT制作精良;浙江大學慕課則按照專題形式組織“土壤學”課程;南京農(nóng)業(yè)大學制作了土壤野外實習課程。上述一系列課程改革都在不同程度上提高了學生對土壤學知識的學習熱情，提高了教師的教學質(zhì)量和效率。我校的“土壤學”慕課是同類課程中內(nèi)容最為豐富的。課程分為中英兩個版本，中文版在“中國大學MOOC網(wǎng)”運行，英文版在“學堂在線國際版”平臺運行，這為學生的專業(yè)英語學習及留學生教育提供了課程資源。同時，我校已經(jīng)建成了校內(nèi)網(wǎng)“智慧教學云平臺”。課堂視頻自動上傳，教師在此基礎(chǔ)上可進一步完善配套教學資源，包括課件、參考資料和測試題，作業(yè)發(fā)布和批改也能通過此平臺來完成，顯著提高了教師教學和學生學習的效率。

三、展望

自然資源與環(huán)境生態(tài)類教學指導委員會分別在2016、2017和2018年開展了“土壤學”“植物營養(yǎng)學”和“土壤與植物營養(yǎng)雙語教學”課程的全國教師培訓，筆者獲益匪淺。目前高校的“土壤學”教師的學歷絕大部分為博士，但由于博士研究課題往往過專過細，可能導致新教師在“土壤學”教學初期無法吃透全部教學內(nèi)容。筆者建議，未來可開設(shè)“土壤地理學”等與野外相關(guān)的專題培訓課程，否則“土壤學”教學中有關(guān)土壤分類和分布的內(nèi)容將止步于理論。

“土壤學”作為一門蓬勃發(fā)展中的學科，在“雙一流”“新農(nóng)科”“雙碳”建設(shè)的背景下，通過一系列改革和探索，其課程內(nèi)容和教學方法日臻完整和體系化，學生學習興趣漸濃，學習效果愈佳。“土壤學”教學改革所實施的優(yōu)化課程思政設(shè)計、加強野外實踐教學、推行項目制教學方法，以及開展線上線下混合式教學對自然保護與環(huán)境生態(tài)類專業(yè)課程改革有一定的借鑒意義。

參考文獻

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Abstract： As the core course of students who major in nature conservation and environmental ecology， soil science is of both theoretical and practical significance. Currently， there are obvious problems in Soil Science teaching， such as unclear ideological and political objective， old-fashioned teaching mode and the neglected practical education. Teachers have taken the following measures to improve the situation： to motivate the students by setting a specific ideological and political objective， to further integrate theories and practices by designing more field trips， to achieve better learning by seeking for new teaching method， to improve the teaching efficiency by offering online courses based on “Internet +”. It is recommended to reinforce the practical teaching skills by providing field training concerning pedogeography for teachers. The above measures can provide references for the construction of the national first-rate course of undergraduates under the background of new agricultural science.

Key words： Soil Science; curriculum ideological and political education; project-based learning; practical teaching; online courses