PBL教學法在土壤學教學模式上應用的初步探究*

李文彥　　李永濤

（華南農業大學 資源環境學院，廣東 廣州 510642）

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PBL教學法在土壤學教學模式上應用的初步探究*

李文彥李永濤

（華南農業大學 資源環境學院，廣東 廣州 510642）

摘要：土壤是全人類生存的重要自然資源，隨著其在環境安全、資源利用、生態健康及全球變化中重要性的提升，對于土壤學高等教育改革及創新提出了更高的要求。文章介紹了國外PBL教學法在土壤學中的應用情況，該教學方法是以問題為導向，通過提供“真實場景”促進學生對于土壤學的學習與實踐，使學生能夠在短時間內學到知識和技能，并且具備獨立學習能力，對我國土壤學教育未來發展具有較高的借鑒意義。

關鍵詞：土壤學；PBL教學法；教學模式

前言

土壤是全人類生存的自然環境以及農業生產的寶貴資源，世界面臨的糧食、資源和環境問題與土壤密切相關，是世界上大部分經濟和科學問題的基礎來源［1］。2013年聯合國宣布2015年為“國際土壤年”，這將大大提升公眾對于土壤資源有限性及掠奪性利用的關注。聯合國（聯合國千禧年項目，2005；聯合國開發計劃署，2007）與聯合政府氣候變化專門委員會等國際機構都強調了需要加強土壤學教育和提供足夠的土壤信息知識，高等教育機構應為學生提供一個適用于當前全球變化的堅實土壤學基礎［2］。

土壤學建立于19世紀，早期主要以農業服務為主體思想，隨著歷史的發展，在保證農業生產的同時，開始注重自然資源環境的保護，到如今學科重點已經傾向于科學解決特定問題，例如作物生產、灌溉管理、水質、公共安全，甚至還包括氣候變化和城市工業污染等。越來越多的證據表明，這些實際問題的復雜性需要一個具有更廣泛適用性及應用性的土壤學。土壤學社會功能的轉變及意義的延伸需要土壤學高等教育在教學方法手段上有更好的改革及創新，創建符合社會發展趨勢的土壤學教學模式，是推進我國土壤學高等教育健康持續發展的重要保障，也關系到土壤學未來發展的路徑和生命力。

一、PBL教學法簡介

PBL教學法（Problem-Based Learning）來自加拿大麥克馬斯特大學1970年的醫學院項目，不少研究認為也許是歷史上最具創新性的教學模式。該教學法最初針對傳統教學無法解決醫學臨床問題所設置，通過將學生的學習嵌入到現實問題中，借此取代學生通過課本學習的過程。PBL教學法的中心是基于一個開放式的問題場景來定義自己的學習目標，因此被稱為問題導向性學習。其主要過程為創建一個現實場景，學生通過團體協作方式找出他們需要解決的問題，利用解題的過程，互相溝通交流，批判性思維，在此過程中學習知識，然后應用知識解決問題，并反饋他們所使用的策略，判斷其有效性［2］。因此，PBL教學法不僅是解決問題的本身，而是使用適當的問題以提高學生對于知識的認知，其學習方式旨在培養學習能力，而不是獲得知識，因此被稱為“學會學習”的方法。學生在此過程中不僅獲取知識，還能夠培養溝通能力、團隊合作能力、解決問題能力、獨立學習能力，并學會共享信息與尊重他人。

二、土壤學教學模式中存在的問題

隨著歷史的發展，土壤學不僅是土壤學知識的教學，更需要培養能夠解決日益復雜的各種土壤相關問題的人員。早期土壤學的教學主要是基于觀察與講授，缺乏實驗理論的驗證［3］，然而隨著土壤學成為公認的獨特學科，土壤學如始終遵循通用的教學模式將無法得到有效的教學效果，土壤的獨特性質需要特殊方法和思維方式。在教室里面講授土壤學的基本概念，學生只能保持理論上的理解，只有通過實地的驗證才能夠消除學生的遠程抽象感，賦予理論知識更多的意義［4］。因此土壤學教育應注重知識在實踐方面的有效應用，在理論及實踐間建立起緊密聯系。

基于我們生活在一個日益城市化的世界，許多學生與土壤之間的聯系有限，對于土壤及農業的疏離感，使他們對于土壤學基本知識的興趣及了解十分有限，但卻容易對更宏觀的層面例如土壤在氣候變化、糧食生產或環境風險等全球問題中的作用具有極大的興趣。而且目前土壤學背景學生大多就業機會在環境、土地管理、農業和工程等。因此如何有效激發學生對于土壤學的興趣，在土壤學教學過程中，確保教學的內容更全面、更開放、更實用，提高學生的興趣和參與性，讓學生意識到土壤學的價值，并且能夠在未來的農業、環境、土地資源等相關工作中充分利用，對我們土壤學教學來說也是一個極大的挑戰。

因此，雖然土壤學在大部分的高校中作為“通識教育”的一部分，但其教學任務卻極其繁重，需要土壤學學生具有能夠熟練得識別、理解土壤學的獨特性，并進行應用；理解土壤學在社會中的定位與相互關系；解決土壤相關問題；加強個人發展和終身學習等以上能力［5］。但土壤學學時一般并不豐富，因此如何在土壤學有限的學時內使學生更好地掌握土壤學的基本知識和基本技能，把握學科的發展方向，使學生在日益激烈的人才競爭中勝出，是土壤學教學模式上極為重要的內容。

三、PBL教學法在土壤學中的應用

PBL法具體做法是基于不同問題將課程分成不同的案例學習，學生有機會選擇他們最感興趣的案例進行研究。教師根據學生的特點進行分組，每組可設置4-7人，每組學生共同解決一個案例。學生首先定義與整合問題，根據他們已學到的知識確定學習目標，建立假設或猜想，理解問題及確定具體執行過程及執行人員分配。學生分別收集研究資料，并在組內進行共享分析，通過組內討論，對所得到的研究資料進行篩選，從中識別能夠解決問題的信息和技能，并共同解決案例，最終由學生團隊總結報告并提交專業的工作成果［2］。

哥倫比亞大學是個長期利用PBL教學法進行土壤學教育的高校，土壤學專業的學生利用哥倫比亞大學（UBC）農場案例進行如何可持續管理土壤的學習，通過與哥倫比亞大學農場的經理和員工合作，歷年來整合編制了可以追溯到2004年的數據集。學生通過PBL教學法學習反饋了UBC農場能夠有效地展示土壤質量的概念及農業管理措施對土壤化學性質的影響；此外，學生發現土壤取樣，數據解釋，與農場員工合作的實踐活動具有激勵作用，創造機會使學生參與到每年的數據收集，也有利于指導老師完善加深案例，并且配合農場經理時刻關注農場中的一切變化。

PBL教學法在國外多所高等院校土壤學教學中得到應用，并取得了良好的反饋［6，7］。但在PBL教學法應用過程中，也需注意一些重點事項：首先，應在課程的初期建立問題，需要學習的知識和技能都以解決問題作為關鍵；其次，設置的問題應遵循“模糊”原則，即該問題能夠通過不同方式解決，具有不同的解決方案，同時能夠隨著信息的更新發生變化；最后，要建立學生對問題的責任感，能夠利用所學到的知識來解析自己所得到的結論。

四、PBL教學法在土壤學中應用優勢

隨著土壤學發展，對于學生能夠利用知識及技能來解決問題，將已有知識應用到新領域的能力有了更高的要求［8］，而PBL教學法的優勢在于：（1）問題的建立能夠有效引起學生的好奇心，針對學習主題自主的搜索相關知識及使用適當的資源［7］；從土壤學的教學來看，使學生可以更好地理解土壤學問題的復雜性；理解土壤學學習是一項具有挑戰性的任務；（2）能夠從社會、經濟及管理層面上更為全面看待問題；土壤學需要學生在學習的過程中始終保持宏觀意識，意識到土壤學多樣的社會功能定位，使土壤學發展能夠迎合整個社會需求；（3）能夠鼓勵個人和團隊有效使用各項技術來解決相關問題；有利于學生自身的發展及技術的更新使用；基于土壤學與別的學科的交叉性越來越明顯，大量別的學科的知識及技術等也進入到土壤學中，新的技術在土壤學上的應用能夠大大促進土壤學研究上的多樣性與解決多種問題的能力，并能夠在PBL教學法實際應用中得到驗證及優化；（4）能夠培養學生邏輯、決策、變通及自我反思的能力，目前土壤學家越來越多的參與多學科團隊工作來解決實際問題，那么對于一個復雜的科學問題，土壤學家是否能夠進行有效的團隊工作，并提供自身獨特的觀點，體現個人的價值極為重要；并且不少土壤學的學生未來可能不會成為土壤學專業人士，但PBL教學法可以使學生在別的領域都能夠有效的處理、解決問題。

五、PBL教學法需要注意的問題

PBL教學法雖然具有較強的優勢，但也存在著一定的問題：首先，教師在PBL教學法實施過程中的地位較為模糊，PBL教學法以學生為中心，教師無法主導其學習過程，教師從原有的知識傳播者轉為輔助者，主要作用是調和團隊中人際關系，觀察學生進度，且絕不干涉研究內容或者直接提供答案。因此適應于傳授知識的教師會感覺失去自己對于教學環境的控制力，同時還需要擔任更為多重的角色：信息的傳播者、評估者、專業顧問、學生的朋友、調停者甚至是一個學習者，這對教師自身定位是個較大的轉變；其次，PBL教學法涉及到較多的資源，需要一個“真實世界”場景給學生提供問題及工作的場所，然而在很多學校中，可能缺乏農場等實踐場地，因此有效的對于電子資源的利用也是對PBL教學法的一個補充：網絡的使用能夠有效加強學生獲得信息的能力，例如利用數字土壤調查訪問更廣泛的群體，能夠在決策過程中取得更多的幫助，或者利用在線虛擬實驗室中獲得資源與實驗室中實踐結果相互印證等，同時可使用電子郵件，討論版等電子通訊加強團隊之間的溝通；最后，由于缺少教師的指導，學生缺乏對信息掌握的判斷力，學生不能確定自己的努力方向是否正確，信息是否相關有用，因此應該建立一個學習評估體系，能夠反饋學生提供的信息，評價學生表現，幫助他們確定信息并進行有效鼓勵，堅定或者修改前進的方向［8］。

六、結束語

PBL教學法在國外的土壤學教育的應用中能夠有效實現課程目標、得到積極成果，展現了其發展潛力。但對于目前我國土壤學來說，在短期課時內實現PBL教學法還是具有較大的壓力，因此可以嘗試從局部做起，在土壤學課程中分出一周左右時間，設立一些相對簡單的土壤學主題案例，嘗試分配學生團隊解決問題，并最終由學生團隊通過口頭報告的方式匯報成果，使學生可以從別的學生處學習得到經驗。通過這些方式，使土壤學教學能夠真正滿足學生未來的發展需求，能夠迎合整個社會的發展需求，能夠成為解決氣候變化、饑餓貧窮和環境惡化等現實問題的關鍵。

參考文獻

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［8］Kopittke，P.M.，Wehr，J.B.，Menzies，N.W.Does Formati ve Assessment Improve Student Learning and Performance in S oil Science？［J］.Journal of Natural Resources and Life Sciences Education，2012，41：59-64.

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）14-0053-03

*基金項目：華南農業大學資源環境學院院長基金（ZHXY2013A01）；國家自然科學基金（41401249）

作者簡介：李文彥（1984-），女，廣東廣州，土壤學博士，華南農業大學講師，主要從事土壤學教學工作。

Abstract:Soil is a crucial natural resource for human beings，and plays an increasingly important role in the environmental safety，resource utilization，ecological health and global change.Therefore，it has been more demanding for the reformation and innovation in the higher education of soil science.This paper introduces the application of the PBL approach in soil science education in foreign countries.This approach is problem-based learning，and provide"real scene"to stimulate the learning and practice of students in soil science so that the students may acquire the related knowledge and skills efficiently and build up the capability of independent study.Study of this approach has shown high promise to benefit the advancement of future soil science education in China.

Keywords:soil science；PBL；teaching model