研究生“環境土壤學”課程教學改革模式探索

摘?要：針對研究生的“環境土壤學”課程從廣度、深度和教學方式上都有著區別于本科課程教學的需求。通過科研反哺教學、設置課程專題、調整考核方式并結合思政教育等舉措，教學改革有效地提升了研究生對土壤學課程的學習積極性，進一步提升了環境類人才的專業性和社會責任感，實現了知識傳授與價值引領的雙重作用。

關鍵詞：環境土壤學;研究生課程;教學改革

中圖分類號：G642??文獻標識碼：A

Exploration?on?the?Teaching?Reform

of?Postgraduate?"Environmental?Soil?Science"?Course

Wen?Jia

College?of?Environmental?Science?and?Engineering，Hunan?University?HunanChangsha?410082

Abstract：The?course?of?"Environmental?Soil?Science"?for?postgraduates?has?various?discrepancies?in?terms?of?scope，depth?and?teaching?method?when?compared?with?the?undergraduate?course.Through?teaching?fed?back?by?research，setting?up?course?projects，adjusting?assessment?mode?and?combining?ideological?and?political?education，the?teaching?reform?effectively?enhanced?the?postgraduates’learning?initiative，and?obviously?improved?the?professionalism?and?social?responsibility?of?the?environmental?talents，realizing?the?double?effects?of?knowledge?transference?and?value?guidance.

Keywords：Environmental?soil?science;postgraduate?course;teaching?reform

一、概述

“環境土壤學”課程主要學習任務是研究人類活動引起的土壤環境質量變化，及其對土壤生產力、土壤生態功能及人體健康產生的影響，并探索調節、控制、改善土壤質量的途徑、措施和方法。因此，環境土壤學與我們的生產生活息息相關。湖南省是農業大省，也是受土壤重金屬污染嚴重的省份，土壤污染修復工程較多，對土壤修復治理專業人才極度需求。開設“環境土壤學”課程對激發學生對土壤環境問題的興趣和促進適應社會需求的專業型人才培養有重要意義。

“環境土壤學”課程最初來源于農林學科的“土壤學”課程。近年來由于環境工程學科的發展和社會現實的需求，“環境土壤學”課程逐漸開設于各大工科學院。然而，著重于農林學科的“土壤學”知識內容在應對環境污染與修復等新興科學問題時有水土不服之癥，學科之間的不同之處難以相互融合，因而在工科教學的過程中對教學改革提出了相應的需求，即怎樣在工科學生的需求下將“土壤學”知識傳授到位并起到良好的教學效果。此外，不同于本科教學，研究生課程教學不論從課程內容還是模式都要有一定的升華，在知識點的講解上不能流于片面的解釋，還應著重于機理的探討。研究生課程的教學方式也應多樣化，融合啟發式、研討式、參與式，體現探究性、自主性和靈活性[1]。國家在高等教育發展的頂層設計中要求，要“建立科教協同工作機制，加強新時代科教協同融合”[2]。因此，面向工科學校研究生教學的“環境土壤學”，需要進行一系列教學改革以符合我國工程教育“以學生為中心、產出為導向以及持續改進”的三大核心理念[3]，激勵研究生的學習和思辨，培養其創新實踐能力。

二、研究生課程教學現狀及存在問題

（一）教學發展歷程及現狀

根據學院發展和學生需求實際情況，自2014年起湖南大學環境科學與工程學院開設了環境土壤學研究生選修課程。區別與使用傳統農學專業土壤學教材，該課程采用符合環境科學與環境工程專業的“環境土壤學”[4]和美國Nyle?Brady和Ray?Weil教授合作編寫的著名土壤學教材《The?Nature?and?Properties?of?Soils》[5]。這兩本教科書不僅全面、系統地介紹了土壤學科的核心內容和前沿動態，使得講授內容貼合環境專業學生關注焦點，并與實際問題結合，有利于學生對原本單調的基礎知識產生共鳴;此外，課程使用中英文或全英文教學，有助于提高學生的專業水平，并與時俱進地了解土壤環境質量變化的國際國內形勢，進一步深化學生對全球可持續發展和日益提高的環境質量的訴求的理解。

（二）課程現有問題

1.課程內容傳統，缺乏時代新鮮感

縱觀歷來的“環境土壤學”教材及課件，課程所授知識點涵蓋土壤在環境中的作用和地位，土壤的基本組成、性質和分類，土壤中碳、氮和其他元素等與環境質量，土壤重金屬及有機物污染及調控措施等，課程內容雖然基礎統一，但缺乏創新性和拓展性。“環境土壤學”的課程內容應更側重環境與人體健康、與社會經濟、與生態結構功能之間的關系，而這些關系的發展變化具有突出的時代特征，不同歷史發展時期的土壤質量狀況、社會經濟形勢以及人口結構和健康水平極具差異。因此，隨著時代的發展和環境問題的演化發展，原來的教學內容已無法全面真實地反映現代土壤的環境問題，也無法達到培養新時代工科研究性人才的目的。

2.課程教學模式單一，學生學習較被動

在本科教學過程中，更多的教學模式是教師“教”和學生被動“學”，而研究生是具備突出科學研究和創新能力的一群人，其對知識的學習將不滿足于被動教學的模式，他們的學習欲望更強，也更渴望在創新和挑戰上有所突破。因此，傳統的教學模式已不能滿足研究生對課堂教學的需求，課程教學需要改變形式，讓學生能反“客”為“主”，反“靜”為“動”，成為推動課程進程的“動能”之一。

3.土壤學課程意義強調不足，學生選課積極性不高

通過前期教學觀察，很多研究生在選修“環境土壤學”課程時仍以選修學分多少和課程通過難易為選課標準，并不注重該課程專業知識對自己今后科研學習的影響。此外，目前研究生普遍存在研究心態浮躁，對科研工作追求“多、快、好、省”的目標，什么研究方向容易發論文便選擇這個方向。比較之下，土壤學研究方向因實驗周期長、論文影響因子不高而不受重視。研究生的這種急功近利的研究心態對于學科的均衡發展有不利影響，在一定程度上削弱了土壤學學科的發展勢能。

三、課程教學改革的主要內容

（一）以“科研”為抓手，調整教學授課內容

將科研成果引入課堂，既能展示知識點在實際研究中的應用，也能深化學生對教學內容的理解[2]。筆者在教學中發現，某些學生對土壤學關鍵知識點的理解往往流于表面且缺乏思辨性，容易造成以偏概全、以點帶面的認識，這往往是由于缺乏實際應用案例而帶來的困擾。此外，部分基礎較好的學生反饋教學內容深度不夠，很難激發他們深入學習的欲望。針對這種兩極分化的現象，教學團隊在“環境土壤學”授課過程中，根據教師自身在科研方面的專長將成果制作成典型案例，在課堂上與學生分享并討論，進一步深化學生對個別知識難點的理解，也擴充了原有課程知識點的單調不足。例如，筆者在講授針對污染土壤的穩定化/固化修復方式時，將本人多年在此領域的研究發現進行一一講解，對不同穩定劑的作用功效和利弊進行深入剖析，不僅拓展了課程教學資源，也加深了課程內容的深度，全面立體地展現了科學前沿的研究成果。

（二）以專題為脈絡，調整授課模式

筆者在對研究生進行授課的過程中，改變以往以章節為序進行授課的慣例，把內容主要分為四大專題進行講授，包括土壤基礎性質、碳循環與土壤、土壤污染與治理和土壤環境問題案例解析。在授課過程中，教學團隊在后三個專題內容中會不斷調用第一個專題講授的基礎知識進行回顧。例如，教師在講授土壤鹽堿化問題時，會回顧和復習土壤陽離子交換容量和土壤水分運移的相關知識。此外，在教學方式上，教學團隊也通過邀請校外企業專家進行了“微生物在土壤中的神奇作用——微生物肥料和微生物修復技術”專題講座，應用大量實際農業工程案例為大家深入講解土壤微生物，解開了學生們由于缺乏實際經驗而在技術上產生的諸多疑問。這種與企業人員面對面的交流也提升了學生們對土壤修復工作的興趣，有助于他們對職業前景的規劃。此外，教師還沿用了之前教學改革中采用的雙語教學模式[67]，進一步鞏固了研究生的專業英文水平。在課件制作的過程上，我們盡可能地將文字信息圖像化和表格化，并搜集國外大學和網站制作精良的英文動態Flash為學生們播放，使學生能產生直觀的感受，提高學生的興趣。在課程中，我們也為學生播放近期發生的環境問題的專題報告和影片，加強學生在理論知識的基礎上對現實問題的多維度理解。

（三）將思政教育融入課堂，喚醒學生對專業的熱愛

根據2019年10月《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》，高校應“把立德樹人成效作為檢驗高校一切工作的根本標準，深入挖掘各類課程和教學方式中蘊含的思想政治教育元素，建設適應新時代要求的一流本科課程，讓課程動起來、教師強起來、學生忙起來、管理嚴起來、效果實起來，構建更高水平人才培養體系”[8]。對一流本科教學尚如此要求，那對高水平層次的研究生教學進行思政教育改革更為必要。新工科建設需要培養具有“家國情懷”的人，需要有寬廣的情懷和抱負，能為祖國環保事業的發展鞠躬盡瘁。因此，在課程授課過程中，筆者通過不斷引入國家發展規劃的政策和時政新聞，強調土壤在科學研究和國民經濟生活中不可取代的重要性。比如，在國家“碳達峰、碳中和”的政策引領下，引導學生思考如何利用土壤實現這一宏偉目標，通過帶領大家認識承載人類生命延續希望后又破滅的“生物圈二號”，讓學生們認識國家政策和社會需求，進一步擺正學習“環境土壤學”的態度;在講授土壤養分的相關知識內容時，引入“嫦娥五號”帶回地球的月壤為例，讓學生們通過認識月壤和地球土壤的區別，進一步培養他們的愛國主義情操。課程通過以小見大、以微見著的方式，喚醒學生對土壤專業的熱愛，培養學生追求極致的專業精神，提升他們步入社會的責任和使命感。

（四）更新考核方式，充分調動學生積極性

以中國農業大學李酉開教授的研究生Seminar課程形式為啟發[1]，課程后部分也進行了學生文獻報告作為課程考核模式。課程提供兩到三個可選的討論報告內容，如學生家鄉土壤出現的問題和應對策略、XX技術國內外發展對比等。學生通過準備前期資料形成PPT講稿并匯報，然后師生共同討論深化理解。匯報結束后，教師對報告內容、匯報質量進行評分，也可對其中一些優秀的素材可以進行收集，為后續課程的開展奠定基礎。學生通過這種主動式的匯報、互動式的討論極大提高了他們對知識的理解和掌握能力，課堂氣氛也較活躍。而更為重要的是，以往被大家忽視的種種家鄉的土壤環境問題，在學生們準備材料調研的過程中一一被大家所認識。這些極具沖擊力的事實數據讓學生們進一步認知了保護土壤的重要性，也進而調動了他們投身土壤修復事業的積極性。此外，在雙語教學模式的影響下，個別學生能采用全英文進行PPT制作和匯報，學生英文專業能力得到了大幅度提升。

結語

由于研究生是進行專業科學研究的人才隊伍，因此，研究生的課程教學不論從廣度、深度或是課程授課方式等方面都對教師提出了更高的要求。針對研究生的課程教育改革，需要從教學內容上求新求變，緊跟科技發展前沿，不斷激發和鼓勵研究生的創造性和能動性，培養具有極致專業精神和飽滿社會責任感的國家環境和科技事業后備力量。該課程經過幾年的發展，發生了從最初選課的二十人到現在過百人的改變。課程在校級雙語教學、省級研究生精品課程等教改項目的支持下，課程建設內容充實，信息全面，覆蓋土壤學基礎知識和土壤環境質量和污染修復等社會科研焦聚問題，學生上課反響好，在學生中已形成一定的品牌效應。

參考文獻：

[1]王孟雪，辛剛，蔡德利，陳寶政，王鵬.“土壤與環境Seminar”課程建設探討[J].科技風，2020，11：121122.

[2]王芳，林妍敏，何俊.基于科研反哺教學的環境類創新人才培養模式探索——以“環境土壤學”課程為例[J].教育教學論壇，2021，20：9396.

[3]馬闖，魏明寶，張珂，劉楠，張宏忠.工程教育背景下《環境土壤學》課程教學改革探索[J].廣東化工，2021，48（01）：240，244.

[4]陳懷滿，等.環境土壤學[M].北京：科學出版社（第三版），2019.

[5]Nyle?C.Brady?and?Weil?Raymond.The?Nature?and?Properties?of?Soils[M].England，Harlow：Pearson?Education?Limited，2017.

[6]文嘉，陳桂秋.雙語教學在環境土壤學課程中的實踐[J].科教導刊（中旬刊），2015（35）：4950.

[7]文嘉.以問題為導向的環境土壤學實踐教學改革研究[J].教育教學論壇，2020（36）：173174.

[8]曾廣娟，趙美微，彭紅麗，塔莉.“一流課程”建設下《環境土壤學》課程思政教學改革路徑探索[J].綠色科技，2021，23（17）：248251，254.

基金項目：2019年湖南省研究生優質課程教學改革項目（項目號74）

作者簡介：文嘉（1985—?），湖南長沙人，土壤學博士，湖南大學副教授，碩士生導師，主要從事復土壤重金屬污染及其修復研究。