元素循環與環境精品案例庫建設探索

宋寧寧，宗海英，劉 君，辛言君

（青島農業大學資源與環境學院，山東 青島 266109）

為適應我國教學發展要求，貫徹教育部對研究生的高質量要求，各高校需開拓創新，改革研究生專業學位培養模式。對相關專業學位課程案例教學起到支撐作用，同時普及和提高專業學位案例教學，推動專業學位研究生培養模式改革創新。

農業生態系統中重要的物質（元素）輸入與輸出過程關系到資源的合理開發利用問題以及生態環境的保護問題。元素循環與環境是我校資源利用與植物保護、農業資源與環境等專業學位研究生的核心選修課程。建立元素循環與環境案例庫可以把農業環境保護的理論教學與實踐教學銜接起來，實現教學資源共享，也可為其他教學方法作有益補充。同時，能夠加深學生對元素循環與環境密切相關性的認識，深刻體會到社會、經濟、環境之間的協調發展問題以及資源合理開發利用重要性，鍛煉研究生發現問題、分析問題、解決問題等工程實踐能力，有助于提高專業學位研究生的實踐應用能力。

1 案例庫建設的必要性和意義

案例教學法始創于1870年在哈佛大學法學院任職的C.C.Langdell先生，隨后哈佛法學院的畢業生將其推廣到任教的各個學校。哈佛商學院受其影響也開始實行案例教學法，以致案例教學法逐漸推廣至其他國家及其他學科。目前國外案例研究主要集中在教育領域的行政、班級管理、文化教育、教育心理學等方面。國外案例庫的建設以美國哈佛商學院工商管理案例庫影響力較大，其來源主要由它的案例中心—Intercollegiate Case Clearing House提供，這個中心已儲備了數十萬的教學案例。

中國最早引進案例教學法的為工商管理領域，隨后推廣到其他領域，近幾年國內各個專業領域深入研究案例教學法并建立相關案例庫。2011年，顧家偉等[1]從旅游管理案例庫開發建設的意義入手，指出要推進案例庫的本土化建設、維護案例庫的可持續發展；2013年，俞重也[2]研發海洋災害案例庫綜合查詢系統，為用戶提供最直接的海洋災害信息管理、檢索查詢以及相應的分析和決策建議；2016年沈夏林[3]對實踐教學的案例庫建設進行了分析，闡明案例庫建設有助于培養學生解決實際問題能力；2019年，孟曉林等[4]分析了水產動物營養與飼料學課程案例庫建設的理念及實施方案，為完善漁業發展專業學位研究生系列課程案例庫體系建設提供參考；2020年，盧紅霞等[5]對材料工程專業學位研究生案例教學進行了創新與實踐，認為案例教學對提高研究生應用能力和創新意識具有重要的意義。

綜上，案例庫的建立，不僅能實現教學資源的共享，且有利于教學質量的提高，是國內外教學發展和教學改革的重要一環。而對于資源利用與植物保護、農業資源與環境等專業的元素循環與環境案例庫的建設尚未見報道。本項目通過對元素循環與環境案例的整理和分析，建立相應案例信息庫，可為相關課程提供參考案例，也可提高研究生學習的積極性和主動性，為學生有針對性的分析和解決實際問題提供重要的參考依據。

2 案例庫建設原則

在建設案例庫時，要遵循真實性和客觀性、目的性和典型性、時效性和啟發性、難度適中原則。案例要與時俱進，其展現的內容符合實際且表現出前瞻性；案例書寫中要提供內容出處，包括社會評價、研究空間的，使學生能在討論中培養創新思維，分析中受到啟發。高校講師在篩選案例時，要充分考慮學生自身能力，選擇難度合適的材料。

3 案例庫建設要求

3.1 建設內容

擬建設案例庫內容本項目圍繞農業生態系統中元素循環的熱點問題，擬建立的案例庫內容如下：

3.1.1 農業生態系統中不同元素循環特點比較案例

農業生態系統中不同元素的輸入與輸出過程都有其特點，元素循環平衡對于環境穩定至關重要。以農田生態系統碳、氮、磷元素循環為例，分析氣相型循環和沉積型循環的主要特點，及其對農業和環境的影響，提出相應調控途徑和調控措施。

3.1.2 土壤碳固定的重要性分析案例

土壤有機碳的分解與轉化是重點講授內容之一，如何平衡和優化以有機碳管理為核心的土壤生態系統功能是土壤環境面臨的重要問題。項目擬以東北黑土地土層變薄肥力下降的原因及對策為問題導入點，融入習近平總書記的“兩山”理論，結合農業農村部、財政部聯合印發的《東北黑土地保護性耕作行動計劃（2020—2025年）》，針對黑土農田系統養分循環不暢、肥料利用效率低等問題，引發研究生思考平衡和優化土壤生態系統功能與服務的有機碳水平和管理途徑的研究需求。

3.1.3 碳循環與“碳中和”G20峰會分析案例

陸地生態系統碳循環是全球碳循環的重要組成部分。項目擬以2016年G20杭州峰會“碳中和”項目為例，結合碳循環相關知識，分析植樹造林增匯的方式抵消峰會造成的碳排放的機理，了解其實施方案和作業設計要求，并樹立低碳、環保的生活理念。

3.1.4 地下水硝酸鹽超標防控案例

硝酸鹽是地下水的主要污染物質。項目擬以《全國地下水污染防治規劃(2011—2020年)》為例，引導研究生進行地下水硝酸鹽污染的原因分析，提出防控地下水污染過程中注意的問題和解決對策。

3.1.5 水體富營養化防控案例

農業化肥施用不適當、畜禽養殖業污水不合理排放、水產養殖餌料的大量投放等均是產生水體富營養化的主要原因，引起富營養化起關鍵作用的元素是氮和磷。項目擬以2007年以來滸苔連續侵入青島近海，變成“草原”為例，進行水體富營養物質增加的原因解析，針對案例中存在的問題提出合理化改進方案。

3.1.6 農業面源污染的追溯與治理案例

目前農業面源污染問題日益突出，成為社會和公眾關注的熱點問題。項目擬以農業部印發的《重點流域農業面源污染綜合治理示范工程建設規劃（2016—2020年）》為問題的導入點，引導研究生查閱最新文獻，掌握農業面源污染的追溯和治理的最新研究技術手段，針對不同流域的污染特點提出相應的治理方案和保障措施。

3.1.7 土壤重金屬污染之痛—“鎘米”事件分析案例

土壤重金屬污染會造成稻米鎘超標。項目以近年來報道的湖南“鎘米危機”、江西九江“鎘大米”事件為案例，進行不同區域和水稻種植密切相關的土壤性質、灌溉水類型、化肥使用、水稻品種等因素分析，探討重金屬鎘在生態系統中的遷移轉化特點及影響因素，能鍛煉學生綜合分析和運用知識的能力。

3.1.8 土壤砷污染及植物修復案例

湖南省石門縣白云鄉，由于長期開采雄黃，導致對周邊環境污染非常嚴重，2012年調查結果顯示，雄黃礦及其周邊土壤砷超標率達到66.1%。項目以中科院地理資源所的陳同斌研究團隊采用蜈蚣草進行土壤砷污染的植物修復項目為案例，引導研究生分析土壤砷污染特點、修復模式及優缺點，提出重金屬砷污染防治策略。

3.2 編寫規范

案例編寫需有以下六個要素：題目、教學目標、教學方法、背景介紹、講解意義評價，以案例講解完成后的思考題等內容。將收集的案例整理成完整的教案，以及PPT、視頻、文件等教學資料。

4 結語

以往講授元素循環與環境這門課程時，常采用PPT與板書結合的傳統教學方式，綜合考慮該課程特點，建設元素循環與環境精品案例庫，有利于提高教學效果和培養研究生創新思維。本文綜合目前國內較新的元素循環與環境案例，將實際與理論結合，幫助學生理解該課程難易點，最終評估由學校、學院、農業資源與環境專業學生共同參與。該課程精品案例庫建設，既滿足我國教學發展要求，又可以激發學生的學習興趣。