土壤整段標本在課程教學與實習中的應用

程東華 徐圣友

摘要 以土壤整段標本制作過程為主線，通過在不同專業相關課程中多年應用，總結了其在課程教學與實踐中的效果。結果表明：把土壤整段標本制作過程運用在土壤學等課程的教學實習過程中，對培養學生對相關課程的學習興趣有較大的促進作用，在鍛煉學生對知識的綜合應用，在實踐中分析問題、解決問題及動手能力等方面效果顯著，并在拓展學生的綜合素質等方面也有積極作用。特別在標本整理與展示后期，可以結合互聯網為學生提供展示特長的平臺，為課程教學在培養應用技能型人才的過程中探索課程開發的內容與方法提供參考。

關鍵詞 整段標本;采集;應用

中圖分類號 S-01文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）19-0271-02

Abstract Taking the whole process of soil preparation as the main line，we summarized its effects in the course teaching and practice through many years of application in different professional related courses. The results showed that the whole process of soil preparation is applied to the teaching practice process of soil science and other courses， which has a great role in cultivating students interest in related courses. In the exercise of students comprehensive application of knowledge，there are significant effects in analyzing problems， solving problems and handson ability， and also playing an active role in expanding the overall quality of students. Especially in the later stage of specimen preparation and display， it can be combined with the Internet to provide students with a platform to display their expertise， and provide reference for the content and methods of curriculum development in the process of training applied skillbased talents.

Key words Whole specimen;Collection;Application

隨著高等教育改革的深化，地方應用型本科院校結合人才培養的目標，在課程的開發與教學模式的探索中也不斷地被推向深入。高校以社會需求為培養導向、以能力提升為培養重點、以服務地方為根本宗旨是應用型人才培養的基本原則和要求[1]。

如何在課程教學過程中提高學生的學習興趣，培養學生積極參與學習與動手能力，選擇課程知識的切入點非常重要。而實踐教學是培養學生實踐能力的重要環節， 在新的教學模式下， 探索學生實踐技能的培養、提高學生動手能力是十分迫切的問題[2]。

作為自然學科的土壤學課程是園林、林學、環境科學等專業必修的專業基礎課，其課程內容涉及面廣，有物理、地質、水文、氣象、植物等方面，對大多數進入相關專業的理科生來說，學習、融入和掌握偏自然學科的知識是較為困難的。而且該課程授課課時嚴重偏少，如何在較短的時間內讓學生掌握并學以致用，授課者一直在探索。筆者以土壤整段標本的采集過程為切入點，在課程教學與實習中為培養學生的動手能力和對知識的綜合應用等方面做了大量嘗試。

1 土壤整段標本

土壤整段標本是為了教學、研究和展覽等用途而采制的，主要作為標本陳列和教學示范之用[3]。由于土壤整段標本具有最大程度保持土壤原自然狀態， 使土體的結構和土壤的性態特征能夠完整無損和真實地反映出來的特點， 故在土壤調查中整段標本的制作往往是必不可少的一項內容[4]。特別是在土壤學的教學中是一種很有價值的直觀教具，它還可用于土壤類型鑒定、土類性狀特征等比較研究用，還可用于展覽，呈現地方土壤分布規律，使人們直觀了解當地土壤資源等。

土壤整段標本的制作途徑是選擇具有代表性的土壤剖面進行挖掘、觀察并整體取樣制作而成，其規格大小通常要求為長100 cm、寬20 cm、厚10 cm，大多用木制標本盒盛裝。用于教學、展覽用的土壤整段標本要求土壤發生層次連續清晰，顏色、質地、結構、孔隙狀況等保持原狀。其制作過程主要有以下幾個步驟：首先，野外選定所采土壤標本的土類典型剖面點;其次，對剖面進行挖掘;第三，對土壤性狀進行觀察、描述與記載;第四，標本的載取、整理與成型。每一個環節都使參與的學生在理論學識、動手實踐、綜合應用及團隊協作等各方面綜合得到鍛煉。

2 土壤整段標本采集的準備工作

土壤整段標本是從土壤剖面上截取的，土壤剖面是土壤內在性質的外在反映，是地理景觀的一面鏡子，是研究土壤的基本手段。當在實習過程中向學生介紹該標本的特點和實習意義時，大多數學生躍躍欲試，對此產生較大的興趣。

這個環節要求學生熟悉土壤整段標本的規格要求及采集過程所用的工具及標本盒。在條件允許下可自行設計和制作，同時使學生熟悉土壤類型的自然分布規律，收集采樣的土類形成的相關資料，如土壤分布地區的氣候、植被、母質、地形、地貌、地質條件等因素。其次，人員的組織也是落實任務的關鍵，在對班級學生講述了標本的制作要求、制作內容、制作過程等之后，組織對該內容興趣較濃的學生進行重點培養，先使他們熟悉和掌握整個工作程序要求，從而帶動其他學生共同參與。準備工作除人員組織以外，還有涉及采樣所使用到的一些用具：如標本盒、鐵鍬、鋤頭、土鉆、剖面刀、皮尺、地質羅盤儀及相關表格等。對這些物品的認識和使用也是一個學習的過程。

3 土壤整段標本的野外采集制作

這是培養學生把所學的理論用于實驗較為理想的一個環節。從歷年的實際應用來看，不同專業的學生如林學、環境科學等專業學生，在實習過程中安排該項內容學生的參與人數是最多，參與時間也長，效果也較好的。其具體的實施內容包括以下方面。

3.1 野外選點——課堂知識應用

整段標本需要從土壤剖面上截取，而土壤剖面是從地表向下所挖成的一個垂直地面，是土壤內在性質的外在反映，剖面地點是選擇準確關系到能否正確反映土壤整段標本所代表土壤類型的典型性質特征，一般剖面點在具體實施時應注意以下要求：

（1）土壤剖面點在選擇土壤發育的條件相對穩定，地形條件比較平穩地區。

（2）在地區的地面景觀上有代表性，其植被類型、水文、地質條件符合該氣候帶下的地貌特征。

（3）不宜在路旁、地埂邊、溝渠邊、積堆肥外和墳堆附近等人為影響較大，可能擾亂土層的地點。

（4）在土壤剖面挖掘過程中，如發現有磚瓦片礪渣等人為干擾的侵入體，就需另換他處[5]。

這樣在組織學生實施過程中，要求不同專業的學生結合所學的內容，從生物、氣象、地形、地貌、水文條件、人類活動影響等各方面綜合考慮，并予以落實。有些學生通過野外實驗體驗，對知識的理解加深，深感“書到用時方恨少”，對概念的掌握需要不斷加強。由于土壤剖面選點還可運用地形圖、GPS定位等，涉及人類活動、環境發展、物理化學等方面知識，對學生來說是一個多方面、全方位的知識體驗。

3.2 土壤剖面的挖掘——勞動意識培養

為了能獲取標準的整段標本，取土操作方便，要求土壤剖面的深度一般要達1 m以上，寬度大于0.8 m，長1.5 m左右，并挖成臺階狀，所挖出土方量對學生來說比較大。以林學專業學生在黃山學院校園水西園林地水稻土挖出的剖面為例，十多個學生輪流作業，從確定地點，開始挖掘，剖面觀察及相關樣品的取樣至回填土結束，用了近一天時間;挖土是一個體力活，少數學生在挖土時對工具的使用較順利，出土方法準確，大部分學生使用鐵鍬、鋤頭等工具不是很熟練，往往挖幾鋤頭就停下來休息，效率比較差。但大多數學生輪流作業，在田間勞動的興致很高;都愿意嘗試去使用各種工具，這樣在剖面的挖掘工作中，使學生親身體驗了勞作的辛苦，體會勞動的艱辛，培養勞動意識，融入教學實習過程中。

剖面的成功挖掘是土壤整段標本截取的基礎，在取樣面上人不能走動，盡量保持剖面呈自然狀態，挖出的土壤分上部與下部，分別堆放于土壤兩側，以便回填時分別先下部后上部填回，對挖好的剖面還要分層觀察其各個發育層次的形態特征，如質地、結構、松緊度、根系狀況等，并作詳細觀察與記載，按要求采取相關的樣品，并對剖面認真休整，為下一步整段標本的制作做好準備工作。

3.3 剖面特征觀察——課程內容實踐

土壤剖面觀察與記錄的內容很多，涉及有剖面層次劃分，土層厚度測記，土壤顏色、質地、結構、干濕度、松緊度、新生體等觀察，還有對酸堿度、石灰反應、亞鐵反應、侵入體等進行測定等，其內容多面廣，可以說是該學科主要理論知識的綜合實際應用。該項內容可根據制作標本的目的選擇進行。

3.4 整段標本的截取——動手能力鍛煉

土壤整段標本盒的規格為100 cm×20 cm×5 cm，這就要求在土壤剖面的觀察面上先休整成本盒大小的土樣即長為1 m，寬20 cm，深厚5 cm強，在取樣時先把木盒套在土柱上，盡量使土體充滿整個標本盒，然后從上到下用土鏟或平板鐵鍬截取，使整段土體進入進入木盒。若整段取土困難，也可以分層截取，但應盡量保持土體的自然狀態，按照剖面上下層次的順序依次移入標本盒，使土壤標本呈現連續、清晰、基本保持原剖面色彩，一個完整的土壤整段標本野外采取完成。

整段標本的制作既是一個技術活，又是一個體力活，在土柱的修整過程中要求膽大心細，剖面刀在使用整土要盡量保持土體的自然狀態，又不能破壞原有的土壤結構，而對于松散的土體要求就更高，學生在操作過程中往往破損嚴重，需多次整理，在切取土柱時需要較大的力量又需一定的技巧，有的學生在這個方面體現出了較強的動手能力。

一個土壤整段標本的重量在25 kg甚至更多，這不但要求學生在采樣過程中需較大的力氣，要多人合作協調才能更好的取樣，而且采集的樣本搬運比較困難，也要多人共同完成，把標本帶回室內進行修理，一個完整的整段標本才算完成，可以說學生在采取樣品的過程中實踐動手能力得到了很好的鍛煉。

3.5 標本室內整理——團體協作體驗

整段標本的室內整理是樣本采集的最后環節。把從野外采集整段土柱帶回室內的標本按目標進行修理，在實驗室制成土壤整段標本，并整理完善相關信息與材料，如文字、照片、草圖等，有的還要上漆或膠，為長期保存作準備，一個完整的整段標本才算完成。這些工作需要大家共同完成，對一個小組或一個班級的團體協作也是很好的體驗。

4 結語

土壤整段標本制作是一個綜合性實踐過程，在實施過程中，能夠較全面地提升學生對知識的綜合運用能力，把所學的知識用于實際工作中去解決問題。從多次組織不同專業班級的同學實施效果來看，不少學生通過認知整段標本的意義后，主動參與進來，對課程相關內容的學習興趣不斷加強，同時在制作中從組織、選點、挖掘和制備的不同環節，也不斷吸引更多的學生加入，使他們動手能力、解決實際問題的能力都得到了很好的鍛煉。目前黃山學院生命與環境科學院有學生參與制作的土壤整段標本10余個，有的已陳列在院標本館，為學生學習實踐提供了實物標本，也為標本館對社會開放充實了內容。

今后結合學科的發展，可以拓展思路，以土壤整段標本制作為載體，多方面、全方位培養學生?？梢詮囊韵聨追矫嫒胧謬L試：首先，用土壤整段標本不同的采集方法訓練學生，如木盒法、漆皮法、粘結標本制作方法、鉆孔法等方法[6-9]，使學生在實施過程中根據自身的愛好與需求進行選擇，這樣學生動力大，效果也明顯。其次，重視土壤標本的后續作用與意義，土壤標本資源作為基礎性資源的一種， 包括長期采集、整理、鑒定、研究和收藏的標本以及一切相關的數據和研究資料[10]，使學生明白土壤標本可在基礎性教學、科研與社會科普等方面的綜合作用，并為此付出努力。第三，拓展思路，緊跟時代，當前土壤信息系統發展的一個重要趨勢是向產業化方向發展[11]。引導學生要學以致用，積極參與，在大學生的創業創新項目、大學生的標本制作大賽與數字化技術相融合等方面的應用可進一步探索。

參考文獻

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