強化專業實踐能力培養的土壤學教學改革探索

王瑞雪　龍光強　李成學　范茂攀　趙正雄

［摘 要］土壤學是農業資源與環境等專業的必修核心課程，發揮著為學生構建土壤綜合知識體系、培養解決土壤問題能力、培育珍惜保護土壤意識的重要功能。當前土壤學教學存在偏重理論、教學方法枯燥、實踐動手能力培養欠缺等問題，難以適應新時代高等教育改革和新農科建設要求。文章認為，應基于強化理論綜合性與實踐性的教學內容改革，在綜合性與多樣化考核評價等方面進行探索，創新教學過程中以學生為主體的教學模式，多方面增加實驗與實踐鍛煉；通過改革教學過程與內容，實現學習模式與教學模式良性循環，真正達到強化學生專業實踐能力的改革目標。

［關鍵詞］土壤學；教學改革；實踐能力；專業強化

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）05-0037-04

本科生教育位于人才培養體系的核心，是新時代高等教育改革發展的前沿陣地[1]?！鞍布沧R”“北大倉行動”“北京指南”從不同層面開啟了新農科建設的新局面[2]，為涉農高校人才培養質量的提升提供了根本方向[3]，也為高等農林教育在新時代新發展階段提出了創新發展的高要求。以學生發展為中心，從實際問題、產業案例、科學技術前沿等方面將課程建設成“金課”，提升課程的高階性、創新性和挑戰度，成為新時代農林高校課程教學改革的新目標[4]。土壤學是農業資源與環境、土地資源管理等專業的核心課程，具有獨立完備的知識理論體系和較高的實踐技能要求[5-6]。然而，理論為重、忽視能力的培養模式，使學生進入工作崗位后無法利用理論知識來解決實際土壤問題，這與新農科建設所要求的強化實踐教育的目標相悖。因此，教學過程中，學生能力培養的改革探索亟須總結經驗，使農業資源與環境專業、土地資源管理專業等領域學生脫離“紙上談兵”，真正做到學以致用，提高學生學農、知農、愛農的創新人才培養質量[7]。

一、新農科課程建設背景下的教學目標

新農科以培養創新、應用、復合、實用技能型現代農業新人才為目標[8]?！坝吭睫r林新才”是新農科建設中“安吉共識”所要求的重要建設目標；同時，提升學生綜合實踐能力，也是對應鄉村產業融合發展新要求的重要培養目標?！白屴r林教育走下黑板、走出教室、走進山水林田湖草，補齊農林教育實踐短板”是提高農林教育質量的新要求、新標準[9]。

土壤學課程內容包含土壤物質組成與基本性質、土壤形成發育與分類、土壤肥力與培育改良、土壤質量與土壤健康等方面。對標新農科課程建設的要求，土壤學課程的教學目標包含三個方面：首先，通過理論學習，使學生構建土壤發生發育—物質組成—理化性質—利用改良—土壤健康的系統化知識體系，實現知識培養目標；其次，能力培養目標要求學生運用課程相關理論知識，分析土壤問題（如肥力障礙、土壤退化、土壤污染等）的成因，提出診斷方法和解決方案，并提出后續可持續利用的方式，做到系統化理論與農業生產、環境保護等實踐過程緊密結合，最終提升專業實踐能力；最后，土壤學的素質培養目標是培育學生珍惜、愛護土壤的意識，自覺做保護土壤健康的生態衛士。當前，實際教學仍然是新農科建設的短板，土壤學教學亦然，因此探索如何提升學生的實踐能力，對推進專業教學改革、實現專業培養目標尤為重要。

二、課程教學存在的挑戰

土壤學課程內容寬泛、基礎性概念多[10]，如何在有限的課時內完成知識體系重建，提高學生的實踐能力，“培養農業現代化的領跑者、鄉村振興的引領者、美麗中國的建設者”[4]，是土壤學課程改革的重要任務。

（一）理論與實踐結合不足，實踐能力鍛煉不夠

土壤學課程單純以“滿堂灌”的方式講授，學生只能對知識點死記硬背。例如對主要造巖礦物、土壤質地等內容的理解，僅停留在書本的理性認識，缺乏與實際結合的感性認識，對主要成土巖石發育形成什么樣的土壤質地、土壤質地對植物生長的影響如何等問題難以回答。課程的能力教學目標是培養學生靈活運用理論知識為土壤利用與環境保護等方面的現實問題找出關鍵原因并提出解決措施。偏重理論學習，學生的實踐能力未能得到充分鍛煉，容易出現“紙上談兵”和“考前死記硬背、考后重回原點”的現象，同時使得 “教書”與“育人”割裂，難以培養出有思想、有情懷、有溫度的專業人才。

（二）教學方法偏重教師講授，學生參與度不夠

土壤學課程常見的教學方式以教師利用幻燈片進行講解為主，由于基礎知識和概念分析較多，如土壤改良措施的講解僅是對施用有機肥、綠肥、秸稈還田等的一般介紹，學生參與度不夠，很容易使學生提不起興趣，感到枯燥乏味[11]。課堂教學效果不好，學生聽講注意力不集中，缺乏獨立思考，難以真正掌握知識、利用知識解決問題[10]。課堂時間有限，不可能將課程內容全部作為重點進行講解，教師只能側重在如土壤礦物質、土壤有機質、土壤水分等關鍵內容上進行講解[9]，導致知識體系缺乏系統性。諸如長期施肥對土壤微生物的影響、糧食生產對碳足跡的影響等學科發展前沿知識沒有得以及時補充。

（三）考核評價偏重知識考核，忽視能力考核，綜合性不夠

由于上述土壤學課程內容的局限，考評方式常以期末閉卷考試為主，考試內容多側重基本概念、基本原理的考核，而對知識的綜合性與前沿性、理論的實踐應用能力考核不足。同時，重結果輕過程的評價方式，不能全方位鼓勵學生獨立思考，間接鼓勵死記硬背，忽視知識運用能力的提升。

三、改革措施探索

基于教學內容、方法、考核方面存在的問題，可從強化理論綜合性及實踐性、增加多方面實踐鍛煉、綜合性考核評價等方面入手進行改革探索。

（一）課堂教學強化理論綜合性及實踐性

綜合性，即知識的連貫性、整體性，牽一發動全身。理論知識的講解要強調不同性質間的聯系，分析清楚主次關系。例如有機質含量增加，不會改變質地，但可以提升土壤保水性、增加陽離子交換量、增加緩沖性、增加多功能性；又如土壤水分增加，導致熱容量增加，溫度變化慢、反硝化作用增強、氧化還原電位下降等。教師在講解單一知識點時，應將聯系的、發展的觀念貫穿課堂。

理論聯系實踐，強調理論如何指導解決土壤中可能遇到的實際問題。一方面，在課堂講解時，延展與實際相關的措施、問題。例如講述土壤有機質，需要延展有機質測定在土壤肥力評價中的作用和增加土壤有機質的可行措施；講述土壤熱容量，需要分析冷浸田排水、小麥秋后灌水的實踐原理；講述土壤膠體，需要結合沙土、黏土施肥的區別和膠體凝聚與土壤結構改良等。另一方面，通過引導學生自學，指導學生掌握學科前沿知識。如引導學生關注微生物的多樣性及功能、有機碳固存與碳中和、溫室氣體排放與氣候變化、土壤污染的成因及防控、地球關鍵帶科學等理論與技術進展，自學的成果以分組提交報告的形式進行匯報，使課本知識點延展至課外，建立由“教師課堂講授+分組討論學習+個人自學思考”組成的教學模式。

（二）充分利用好實驗課程，加深學生對專業知識的理解

實驗課程是高校培養學生理論聯系實際、創新思維的重要手段[12]。將主要造巖礦物的認識與鑒定、土壤有機質測定、土壤機械組成測定實驗課穿插融入理論教學，結合后續課程——土壤、植株與環境分析，重點分析實驗測定目的、測定結果的應用。在實驗課授課過程中，要重點講清為什么需要測定這些指標，如何應用這些指標判別土壤肥力狀況、污染狀況、退化狀況等。例如，測定土壤有機質含量是明確土壤肥力狀況最基本的指標，在土壤常規五項測定分析中處于核心地位，測定結果對初步評價土壤肥力至關重要，而測定值可結合第二次全國土壤普查土壤肥力分級分析、評價土壤肥力水平，并根據課堂理論知識提出應對措施和注意問題。同樣，土壤速效氮、磷、鉀也可類似地進行分析講解。

（三） 強化課程實習，提高學生學習的感性認識

實習實踐作為高等農林教育培養學生創新、實踐能力與綜合素質的關鍵環節[13-14]，能夠提升學生對課程理論的感性認識，開闊視野，提高觀察、動手、分析問題、解決問題的能力[15-16]。要保證充足的課時開展課程野外實習，避免知識空洞化。建立土壤野外調查體系，引導學生實地認知區域土壤成土礦物、形成發育、分類分布以及石漠化、水土流失等現狀。一方面，通過野外觀察實習地的地形地貌、植被狀況，增強學生對成土巖石—土壤質地—植物生長之間聯系的感性認識。引導學生挖掘土壤剖面，聯系成土巖石、土壤形成發育過程推斷土壤肥力狀況，從而掌握土壤物質組成及其與肥力的關系。另一方面，通過記錄土壤剖面各層次的顏色、質地、水分、孔隙、結構，使學生充分理解土壤理化性狀對實際生產的影響。最后，觀察設施障礙土壤，結合實地速測電導率和pH值，現場分析原因并提出解決方案。此外，結合區域土壤利用、改良實踐學習視頻資料，亦是提高學生對土壤利用狀況宏觀理解的最佳方法。

（四）構建課程實踐案例庫，開展課堂分析演練

收集大量實地土壤測試報告，分門別類建立豐富的課程實踐案例庫，拓展實踐資源，提升學生的專業技能。通過收集涵蓋土壤養分、水土流失、重金屬污染等測試報告，建立包含26份測試報告的資源庫，供課程學習分析演練。例如，在有機質章節，通過云南花卉土壤養分狀況報告，結合土壤肥力等級標準與實際生產情況，演練分析土壤酸化、鹽漬化和營養不平衡等現實問題，探討原因及解決方案。學生不僅學會判斷土壤肥力狀況，還針對具體作物的營養需求進行學習，為后續課程植物營養學做知識鋪墊。

（五）建立過程化綜合性的考核評價方式

注重學生平時學習參與度、完成度及完成質量評價，提高過程考核占比，同時增加期末考試綜合性分析題目，提高實踐能力考核比例。將評價、考核滲透到每一個教學環節中，實現成績比例為期末考試占70%，實驗課、實習課和自學課各占10%，使教學與評價融為一體，促進學生全面發展。

四、改革過程

（一）教學過程與內容

改革教學過程，將不同內容按照不同教學方式開展（見圖1），提高課堂效率。課堂教學基本環節分為已學習知識要點回顧、新學習內容講授、包含小組討論與自學的作業布置。通過回顧已學習內容，加深學生學習的印象與效果，結合課堂提問檢驗學習效果。利用知識導圖，梳理知識要點，幫助學生了解即將學習的內容與重點，使學習內容系統化。以小組討論形式，結合知識點與思政主題，進行課堂翻轉。以此往復，形成以學生為主體的良性學習與教學模式。

對于土壤學課程中的基礎概念與知識，通過布置自學內容，讓學生在上課前初步掌握基礎知識，并通過課堂提問的形式檢驗自學效果，節省課堂教學時間。針對重點、難點部分，教師進行詳細講授，并結合生產案例綜合分析土壤問題，同時答疑。結合不同知識點，補充、拓展學科前沿，引導學生了解學術動態。

（二）教學循環模式建立

土壤學課程的主體是學生，通過課后作業培養其自學能力、查閱資料及分析能力、表述能力等，使專業實踐能力培養滲透于各教學環節，最終實現以學生為主體的學習模式與教學模式的良性循環（見圖2）。在學生自學課本并記錄、整理筆記的基礎上，減少基本知識點的課堂講授時間。通過小組討論、查閱資料并制作幻燈片進行思政主題明確的課堂匯報，檢驗學生自學效果，鍛煉學生的表達能力。經過基本知識的自學后，學生帶著問題聽課，與教師進行互動答疑，轉變教學過程中主客體角色。通過對實際生產中土壤指標案例的分析，提升學生的專業實踐綜合素質，能夠對土壤學知識活學活用。

云南農業大學土壤學課程組通過實施上述改革，提高了教師與學生之間的課堂互動，提高了學生的學習積極性、課后自主學習比例。在學生評教統計中，87%的學生認為改革后的教學模式能夠幫助自己提高解決和分析問題的能力。同時，對教學滿意度、思政內容及學習資源豐富程度等調查，超過80%的學生認為改革后，課程達到比較滿意以上（見圖3）。與農業資源相關的用人單位反饋，相比教學改革前，畢業生崗位適應期縮短，動手能力顯著增強。

五、結語

本文總結了目前土壤學課程教學過程中存在的與新農科建設主旨相悖的問題，通過教學內容、方法、考核等方式的改革，促進了以學生為主體的學習模式與教學模式的良性循環，真正達到提高學生專業實踐能力的目的。然而，有關土壤學教學過程中，學生的專業學術能力培養仍有不足，現有課時安排與教學手段尚不夠豐富。今后應繼續探索提升學生學術能力與興趣培養的改革措施，使農林高校土壤學課程真正起到培養復合型農業人才的作用。

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［責任編輯：黃緊德］