低緯高原特色土壤肥料學課程教學改革探索

萬山平 王宇蘊 王自林 李朝麗 達布希拉圖 湯利

摘要?為了推進土壤肥料學作為示范課程的建設，加強云南省農業專業人才的培養，結合云南省土壤肥料的特點，針對教學改革需要，從完善教學內容、創新教學方法、構建課程資源、評估課程成績考核等方面對土壤肥料學課程進行了積極探索和研究，取得了顯著成效。

關鍵詞?土壤肥料學;示范課程;教學改革

中圖分類號?S-01?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）23-0272-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.079

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Exploration on the Reform of Soil and Fertilizer Science with Low?latitude Plateau Characteristics

WAN Shan?ping， WANG Yu?yun， WANG Zi?lin et al

（College of Resource and Environment， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201）

Abstract?In order to construct excellent course soil and fertilizer science of Yunnan Province and enhance the cultivation of agricultural professionals in Yunnan Province， this paper carried out some explorations and researches based on the characteristics of soil and fertilizer in Yunnan Province and the needs of teaching reform. The teaching reform has made remarkable achievements from perfecting the teaching content， innovating teaching method， constructing curriculum resources and assessing the performance of this course and other aspects.

Key words?Soil and fertilizer science;Demonstration courses;Teaching reform

土壤肥料是農業生產的基礎生產資料，“民以食為天，食以土為本”，土壤乃萬物生存的根本，對于人類生存有著重要意義。“莊稼一枝花，全靠肥當家”則說明肥料在農業生產中的重要地位。土壤肥料學是高等農林院校中的一門專業基礎課程[1-2]，其為學習作物栽培技術、合理施肥和農業環境管理奠定了良好的基礎。

土壤肥料學課程兼有較強的理論性和實踐性，其理論內容涵蓋了多門學科的交叉，包括生物學、植物學、無機有機化學、物理學、地質學等。該課程教學內容由土壤學、植物營養學課程的核心內容組成，既包括土壤形成與組成、主要理化性質及不同類型土壤資源管理、植物營養基本原理，又包括化學肥料、有機肥的基本性質及合理使用等。它不僅直接服務于農業生產領域，而且服務于環境生態建設、區域治理、資源合理利用與保護、農業可持續發展等領域。為培養具有創新思維和實踐能力的綜合性農業專業人才，云南農業大學土壤肥料學課程于2012年建成云南省省級精品課程，2016年批準建設校級示范課程[3-4]。這成為云南農業大學培養高素質復合型人才的合理依據和課程發展建設的驅動力。

在云南農業大學，修讀該課程的農學類專業有農學、植保、園林園藝、煙草、茶學、檢疫、藥鑒、森保等，平均每年修讀人次多達1 000人。對于不同專業基礎的生源背景而言，存在專業基礎薄弱的現象，如文科生缺乏物理、化學、生物學基礎，而理科生則缺乏相應的地理學知識，這使得教學存在一定的難度。另外，目前選用的教材為全國統編教材，而云南省地貌類型復雜，山地、高原、盆地及丘陵交錯分布，垂直帶譜的立體特征明顯，土壤資源類型多樣，特色作物種類豐富，耕作模式復雜，施肥方法和肥料的種類有別于其他地區。因此，所用教材缺乏針對性使得該門課程理論教學與實習實踐的匹配度較低，不能更好地指導農業生產應用。再者，由于理論講解和教學實習時間的限制，過去傳統守舊的教學和實習方式使得學生對該門課程的學習往往流于形式，理論知識得不到鞏固，專業素質得不到提高，不能為以后專業課程的學習、農業生產應用或者進一步開展科學研究工作打下堅實的專業基礎。基于以上原因，筆者從課程內容構建、教學方法改進、實踐技能培訓、學生成績考核等方面對土壤肥料課程進行了教學改革探索，旨在立足學生所學專業，與生產實踐相結合，在土壤和農業環境保護的基礎上，解決生產實際問題。

1?課程體系的整合

1.1?課程理論體系的調整

土壤肥料學能力學習模塊包括土壤基本理化性狀、土壤養分、植物營養、施肥原理4個方面。以這4個模塊為中心衍生出測土配方施肥技術、土壤養分測定技術、植物營養診斷技術、土壤改良技術合理施肥技術等核心技術，從而構架完整的課程內容體系[5]。作為一門內容涉及面廣、內涵豐富的專業基礎課，土壤肥料學課程既要突出農業基礎知識和基本理論[6]，又要強調職業教育的技能型人才培養目標，重視農業基本技能的掌握[5]。通過課程的教與學，使學生學會認土、評土，從而科學用土，采用前沿、合理的方法措施改土，掌握植物營養的基本原理，明確各種肥料的性質和作用，解析土壤、植物和肥料間的相互關系，進而科學施肥，以達到作物高產、優質、低耗的目的。

土壤肥料學課程的核心內容是土壤學、植物營養學和肥料學的知識綜合。土壤學部分主要涉及土壤的水、肥、氣、熱等因素以及土壤基本理化性質，是學習肥料學部分的基礎和先導，理論性較強，但概念瑣碎繁多，內容抽象分散;植物營養學部分是了解施肥原理的重要途徑，尤其對氮、磷、鉀及中微量元素及相應的肥料類型進行了介紹，理論性較強;肥料學部分主要介紹常用化學肥料的基本性質、作用及其在土壤中的轉化、施用原則和技術，實踐性較強。

云南農業大學土壤肥料理論和實驗教學共72個學時，各理論章節內容繁多，學時緊湊，目前教學中大多將各部分內容分別講解，導致各部分內容之間缺乏關聯性。因此，在有限學時內，若要完成對各模塊的學習，教學過程中必須對內容進行優化，按照專業教學目標，對繁冗分散的知識點加以整合和凝練，高度概括課程基礎知識與理論，通過結合云南省乃至我國西南低緯高原的土壤特點，重點突出，整合各項內容的關聯性，有效銜接，不涉及過深，又能強化重點，以“必需、夠用”為度，著眼于“應用”，通過針對性的改革和教學，結合地域特點，將各部分內容融會貫通，教學效果顯著。

1.2?加強實踐教學環節建設

目前，國內大部分高校土壤肥料學課程實驗教學依然沿用十幾年前的教學實驗內容和模式，實驗課程教學內容陳舊、形式老套。土壤肥料學課程實驗內容較多，云南農業大學實驗課教學僅有12學時，在傳統教學中只是根據學校的教學條件、實驗的難易程度和指導教師的認知度選取其中較少的一部分來完成，學時數嚴重不足。

此外，傳統的實驗教學項目大多為驗證性實驗，與教育部提出的“在本科實驗教學實驗項目類型設置上，綜合性實驗、設計性實驗必須達到一定的比例”要求不符[7]，純粹的驗證性實驗中，學生按部就班、被動學習，并不能有效提高學生學習的興趣和主觀能動性，缺乏對實驗整體性、連續性的了解和系統知識的掌握。這會導致學生脫離教師指導后無法獨立完成實驗。這個問題在學生的畢業論文、學生畢業實習過程中表現非常突出，不利于培養學生的創新思維能力，不能達到培養學生實踐操作能力和綜合運用能力的目的，使得實驗課程教學很難成為科研能力、應用指導培養的支撐[8]。

因此，在新的教改形勢下，若要真正達到綜合性實驗教學的目的，就要對教學形式和手段進行改革[9]，呈現以學生為主體、教師為主導的新型實驗教學模式。讓學生與實驗技術人員共同完成實驗的前期準備工作，比如從土壤樣品的采集、制備到實驗分析試劑的配制。在各項實驗操作前，用視頻或PPT形式講解，讓學生提前理解各實驗的目的和原理，結合實際應用中的注意事項，在教師引導提問的模式下，進行探索式的實驗操作和學習，保證每個學生能獨立動手完成相關實驗，并能在后期的畢業論文、實踐工作中舉一反三，學以致用。

在實踐實習環節中，結合云南省自然資源和生產實際，建立了野外實習基地，讓學生通過親自實踐，觀察五大成土因素、自然土壤和農田土壤剖面、云南主要土壤（類型）剖面，識別主要成土巖石和礦物，了解山頂-山坡腳-山腳-土壤分布的規律性，學會樣品采集和野外pH、土壤結構、土壤質地等的檢測。根據不同類型土壤等分布的地形、剖面特征、肥力特性及適合的植物種類，提高分析、判斷土壤形成及肥力狀況的能力，掌握植物營養缺素癥狀觀察等應用性較強的知識。

1.3?補充與完善科研動態

隨著科學研究的迅速發展，目前選用的教材普遍存在知識滯后現象。因此，在教學過程中，需要根據最新研究成果對教學內容進行更新補充。及時滲透學科最新進展，掌握實際生產中正在使用或新近推廣的技術，使農業生產實際與學生未來工作中可能遇到的問題緊密結合[8]。在每個學期開始時，關于緒論的教學授課中，關注土壤肥料學課程最新的研究動態，研讀最新的權威學術論文，對整個土壤肥料課程的前沿做到最新、最精確的把控。在講解各章節內容時，除了對教材內容本身的解讀，還需要進一步延伸，比如除了講解土壤各項理化指標外，滲透土壤水肥氣熱與微生物作用對整個大氣熱量變化的影響;有機質在培肥和增加地力的作用外，介紹有機質在全球碳平衡的作用，有機質在重金屬和農藥污染中的治理作用。講解化學肥料時，增加化肥的不合理施用對環境的影響，介紹前沿的生物肥料種類及施用方法等。

在云南農業大學生源中，80%以上的學生為云南籍。因此，在施教過程中，要注重匹配云南高原作物類型、土壤和氣候特色。比如講解區域土壤類型和基本性質時，結合云南省土壤的垂直和水平分布特征，介紹云南各區域、各土壤類型的分布規律;結合學校前期對云南省多個縣的農田耕層土樣測定，介紹最新的土壤有機質平均水平等;介紹各類型土壤適宜種植的作物，如云南磚紅壤區是我國第二大橡膠基地，同時也是香料、咖啡基地等。

結合不同專業背景的學生，對云南典型的作物及營養施肥現狀進行了介紹，如針對煙草、植保等專業學生，介紹云南省典型的煙草、花卉、果樹、蔬菜等的缺素癥、根腐病、品質問題以及種植過程中地下水的污染問題等;植保專業可以提出植物病蟲防治的現代技術要求。

2?改進教學方法

2.1?結合生產實踐教學

利用課程依托的實驗平臺、實驗基地以及校企合作課題，為學生提供了更多的實習機會，培養學生的動手操作技能，彌補課時壓縮造成實驗內容減少或空缺。例如，通過學校與云南當地農業部門建立橫向合作，學生深入農戶中開展問卷調查，通過測土配方施肥技術的廣泛參與，引導更多學生參與區域土壤檢測、植株分析等相關的科學試驗中，讓學生感知該門課程學習的重要性[10]。

2.2?課堂啟發式教學

課堂教學有多種組織形式，大多采用啟發式教學，結合提問式、參與式教學，開展課題討論。比如，在講解土壤氮磷鉀肥施用時，可結合授課班級農村生源地學生實際，以家鄉種植作物類型、土壤養分、作物生長狀況、常見施肥品種以及采用的施肥方法等問題，讓學生積極討論、充分發言;此外，還可以針對專門的章節，讓學生扮演“小老師”的角色，以主人公的地位參與到“教與學”中，同時教師及時補充、歸納總結，引導學生參與課堂討論，充分發揮教師的導向作用，鼓勵學生參與和思考，充分發揮學生的主觀能動性[5，11]。

2.3?活用多媒體教學

授課時常常面臨在有限的學時內，需要傳授大量的知識，此時將課堂理論知識和教學實習內容進行穿插講解，同時利用網絡媒體對傳統教學方式進行補充，利用采集的礦物、土壤整段標本、植物營養豐缺田間景觀圖片、科研成果多媒體幻燈片演示給學生，同時借助一些專業、有趣的課堂互動網絡（如Kahoot、Classtools等）進行教學輔助和課堂氣氛調節，更加直觀、形象、生動。

2.4?構建和完善網絡教學

鑒于理論課的專業性強，為更好地吸引學生的注意力，在教學過程中借助一些新型的授課手段，如慕課堂（IMOOC）、雨課堂等，可以全面提升課堂教學體驗，讓師生更多互動、教學更為便捷。此外，建立土壤肥料學課程微信公眾號，結合專業熱點以及云南的區域特色、生產實踐、學科特色、師資力量等發布有趣的精圖美文，讓學生通過多種途徑學習該門課程，查閱感興趣的知識點，同時在線完成課后作業和考核，與教師互動交流，進行高效的教育延伸，最大限度地釋放教與學的能量，推動教學改革。

3?改革成績評估方法

考核是學校和教師獲得學生學習情況的直接反饋方式，考核結果可作為學校和教師評估教學效果、調整教學計劃的重要依據[12]。傳統的考核是以閉卷的理論考試為主，在成績評估中占據較大比重。這種考核方式往往容易導致學生“臨時抱佛腳”“死記硬背”，不能真正掌握課程學習的意義和應用目的，往往在實踐中缺乏解決問題的真正能力。因此，在結果考核的基礎上，提倡加入過程考核，以調動學生自主學習的積極性和主動性。將學生實驗、實習、參與的社會實踐加入成績評定中，這會大大激發學生實驗、實習的興趣和個性發展，能明顯提升學生實驗動手能力和設計實驗能力，在實驗中學生會積極地參與其中并主動提出問題、請教教師，大大激發了學生的求知欲，有利于學生的實驗素質和自主思考能力的培養，教學效果大大改善。

4?結語

課程是人才培養的核心要素，土壤肥料學課程是涉農專業極為重要的一門專業基礎課，具有較強的實踐應用價值，其對后續系列課程的學習和實際操作均有著深遠的影響。隨著科研、教學、土壤肥料學學科本身的發展，土壤肥料學教學必將注入更多、更新的知識理念，其教學模式也將是一個動態的過程，最終為農業類應用型人才培養提供更實用、更重要的教學平臺支撐。土壤肥料學課程教研團隊本著“以學生發展為中心”的理念，將融合教學、科研，結合實驗、實踐和應用，對該門課程的探索將不斷向前推進，致力于打造具有“高階性、創新性、挑戰性”的線下“金課”，從而實現培養人才、支撐科研、服務社會的最終目標。

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