元素循環(huán)與環(huán)境精品案例庫(kù)建設(shè)探索

宋寧寧，宗海英，劉 君，辛言君

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266109）

為適應(yīng)我國(guó)教學(xué)發(fā)展要求，貫徹教育部對(duì)研究生的高質(zhì)量要求，各高校需開(kāi)拓創(chuàng)新，改革研究生專(zhuān)業(yè)學(xué)位培養(yǎng)模式。對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)位課程案例教學(xué)起到支撐作用，同時(shí)普及和提高專(zhuān)業(yè)學(xué)位案例教學(xué)，推動(dòng)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中重要的物質(zhì)（元素）輸入與輸出過(guò)程關(guān)系到資源的合理開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)問(wèn)題。元素循環(huán)與環(huán)境是我校資源利用與植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境等專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的核心選修課程。建立元素循環(huán)與環(huán)境案例庫(kù)可以把農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)銜接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，也可為其他教學(xué)方法作有益補(bǔ)充。同時(shí)，能夠加深學(xué)生對(duì)元素循環(huán)與環(huán)境密切相關(guān)性的認(rèn)識(shí)，深刻體會(huì)到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題以及資源合理開(kāi)發(fā)利用重要性，鍛煉研究生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等工程實(shí)踐能力，有助于提高專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

1 案例庫(kù)建設(shè)的必要性和意義

案例教學(xué)法始創(chuàng)于1870年在哈佛大學(xué)法學(xué)院任職的C.C.Langdell先生，隨后哈佛法學(xué)院的畢業(yè)生將其推廣到任教的各個(gè)學(xué)校。哈佛商學(xué)院受其影響也開(kāi)始實(shí)行案例教學(xué)法，以致案例教學(xué)法逐漸推廣至其他國(guó)家及其他學(xué)科。目前國(guó)外案例研究主要集中在教育領(lǐng)域的行政、班級(jí)管理、文化教育、教育心理學(xué)等方面。國(guó)外案例庫(kù)的建設(shè)以美國(guó)哈佛商學(xué)院工商管理案例庫(kù)影響力較大，其來(lái)源主要由它的案例中心—Intercollegiate Case Clearing House提供，這個(gè)中心已儲(chǔ)備了數(shù)十萬(wàn)的教學(xué)案例。

中國(guó)最早引進(jìn)案例教學(xué)法的為工商管理領(lǐng)域，隨后推廣到其他領(lǐng)域，近幾年國(guó)內(nèi)各個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域深入研究案例教學(xué)法并建立相關(guān)案例庫(kù)。2011年，顧家偉等[1]從旅游管理案例庫(kù)開(kāi)發(fā)建設(shè)的意義入手，指出要推進(jìn)案例庫(kù)的本土化建設(shè)、維護(hù)案例庫(kù)的可持續(xù)發(fā)展；2013年，俞重也[2]研發(fā)海洋災(zāi)害案例庫(kù)綜合查詢系統(tǒng)，為用戶提供最直接的海洋災(zāi)害信息管理、檢索查詢以及相應(yīng)的分析和決策建議；2016年沈夏林[3]對(duì)實(shí)踐教學(xué)的案例庫(kù)建設(shè)進(jìn)行了分析，闡明案例庫(kù)建設(shè)有助于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力；2019年，孟曉林等[4]分析了水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料學(xué)課程案例庫(kù)建設(shè)的理念及實(shí)施方案，為完善漁業(yè)發(fā)展專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生系列課程案例庫(kù)體系建設(shè)提供參考；2020年，盧紅霞等[5]對(duì)材料工程專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)進(jìn)行了創(chuàng)新與實(shí)踐，認(rèn)為案例教學(xué)對(duì)提高研究生應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)具有重要的意義。

綜上，案例庫(kù)的建立，不僅能實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享，且有利于教學(xué)質(zhì)量的提高，是國(guó)內(nèi)外教學(xué)發(fā)展和教學(xué)改革的重要一環(huán)。而對(duì)于資源利用與植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境等專(zhuān)業(yè)的元素循環(huán)與環(huán)境案例庫(kù)的建設(shè)尚未見(jiàn)報(bào)道。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)元素循環(huán)與環(huán)境案例的整理和分析，建立相應(yīng)案例信息庫(kù)，可為相關(guān)課程提供參考案例，也可提高研究生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，為學(xué)生有針對(duì)性的分析和解決實(shí)際問(wèn)題提供重要的參考依據(jù)。

2 案例庫(kù)建設(shè)原則

在建設(shè)案例庫(kù)時(shí)，要遵循真實(shí)性和客觀性、目的性和典型性、時(shí)效性和啟發(fā)性、難度適中原則。案例要與時(shí)俱進(jìn)，其展現(xiàn)的內(nèi)容符合實(shí)際且表現(xiàn)出前瞻性；案例書(shū)寫(xiě)中要提供內(nèi)容出處，包括社會(huì)評(píng)價(jià)、研究空間的，使學(xué)生能在討論中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，分析中受到啟發(fā)。高校講師在篩選案例時(shí)，要充分考慮學(xué)生自身能力，選擇難度合適的材料。

3 案例庫(kù)建設(shè)要求

3.1 建設(shè)內(nèi)容

擬建設(shè)案例庫(kù)內(nèi)容本項(xiàng)目圍繞農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中元素循環(huán)的熱點(diǎn)問(wèn)題，擬建立的案例庫(kù)內(nèi)容如下：

3.1.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中不同元素循環(huán)特點(diǎn)比較案例

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中不同元素的輸入與輸出過(guò)程都有其特點(diǎn)，元素循環(huán)平衡對(duì)于環(huán)境穩(wěn)定至關(guān)重要。以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳、氮、磷元素循環(huán)為例，分析氣相型循環(huán)和沉積型循環(huán)的主要特點(diǎn)，及其對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響，提出相應(yīng)調(diào)控途徑和調(diào)控措施。

3.1.2 土壤碳固定的重要性分析案例

土壤有機(jī)碳的分解與轉(zhuǎn)化是重點(diǎn)講授內(nèi)容之一，如何平衡和優(yōu)化以有機(jī)碳管理為核心的土壤生態(tài)系統(tǒng)功能是土壤環(huán)境面臨的重要問(wèn)題。項(xiàng)目擬以東北黑土地土層變薄肥力下降的原因及對(duì)策為問(wèn)題導(dǎo)入點(diǎn)，融入習(xí)近平總書(shū)記的“兩山”理論，結(jié)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)的《東北黑土地保護(hù)性耕作行動(dòng)計(jì)劃（2020—2025年）》，針對(duì)黑土農(nóng)田系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)不暢、肥料利用效率低等問(wèn)題，引發(fā)研究生思考平衡和優(yōu)化土壤生態(tài)系統(tǒng)功能與服務(wù)的有機(jī)碳水平和管理途徑的研究需求。

3.1.3 碳循環(huán)與“碳中和”G20峰會(huì)分析案例

陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)是全球碳循環(huán)的重要組成部分。項(xiàng)目擬以2016年G20杭州峰會(huì)“碳中和”項(xiàng)目為例，結(jié)合碳循環(huán)相關(guān)知識(shí)，分析植樹(shù)造林增匯的方式抵消峰會(huì)造成的碳排放的機(jī)理，了解其實(shí)施方案和作業(yè)設(shè)計(jì)要求，并樹(shù)立低碳、環(huán)保的生活理念。

3.1.4 地下水硝酸鹽超標(biāo)防控案例

硝酸鹽是地下水的主要污染物質(zhì)。項(xiàng)目擬以《全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃(2011—2020年)》為例，引導(dǎo)研究生進(jìn)行地下水硝酸鹽污染的原因分析，提出防控地下水污染過(guò)程中注意的問(wèn)題和解決對(duì)策。

3.1.5 水體富營(yíng)養(yǎng)化防控案例

農(nóng)業(yè)化肥施用不適當(dāng)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水不合理排放、水產(chǎn)養(yǎng)殖餌料的大量投放等均是產(chǎn)生水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因，引起富營(yíng)養(yǎng)化起關(guān)鍵作用的元素是氮和磷。項(xiàng)目擬以2007年以來(lái)滸苔連續(xù)侵入青島近海，變成“草原”為例，進(jìn)行水體富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增加的原因解析，針對(duì)案例中存在的問(wèn)題提出合理化改進(jìn)方案。

3.1.6 農(nóng)業(yè)面源污染的追溯與治理案例

目前農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題日益突出，成為社會(huì)和公眾關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。項(xiàng)目擬以農(nóng)業(yè)部印發(fā)的《重點(diǎn)流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理示范工程建設(shè)規(guī)劃（2016—2020年）》為問(wèn)題的導(dǎo)入點(diǎn)，引導(dǎo)研究生查閱最新文獻(xiàn)，掌握農(nóng)業(yè)面源污染的追溯和治理的最新研究技術(shù)手段，針對(duì)不同流域的污染特點(diǎn)提出相應(yīng)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(huì)造成稻米鎘超標(biāo)。項(xiàng)目以近年來(lái)報(bào)道的湖南“鎘米危機(jī)”、江西九江“鎘大米”事件為案例，進(jìn)行不同區(qū)域和水稻種植密切相關(guān)的土壤性質(zhì)、灌溉水類(lèi)型、化肥使用、水稻品種等因素分析，探討重金屬鎘在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化特點(diǎn)及影響因素，能鍛煉學(xué)生綜合分析和運(yùn)用知識(shí)的能力。

3.1.8 土壤砷污染及植物修復(fù)案例

湖南省石門(mén)縣白云鄉(xiāng)，由于長(zhǎng)期開(kāi)采雄黃，導(dǎo)致對(duì)周邊環(huán)境污染非常嚴(yán)重，2012年調(diào)查結(jié)果顯示，雄黃礦及其周邊土壤砷超標(biāo)率達(dá)到66.1%。項(xiàng)目以中科院地理資源所的陳同斌研究團(tuán)隊(duì)采用蜈蚣草進(jìn)行土壤砷污染的植物修復(fù)項(xiàng)目為案例，引導(dǎo)研究生分析土壤砷污染特點(diǎn)、修復(fù)模式及優(yōu)缺點(diǎn)，提出重金屬砷污染防治策略。

3.2 編寫(xiě)規(guī)范

案例編寫(xiě)需有以下六個(gè)要素：題目、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、背景介紹、講解意義評(píng)價(jià)，以案例講解完成后的思考題等內(nèi)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(xué)資料。

4 結(jié)語(yǔ)

以往講授元素循環(huán)與環(huán)境這門(mén)課程時(shí)，常采用PPT與板書(shū)結(jié)合的傳統(tǒng)教學(xué)方式，綜合考慮該課程特點(diǎn)，建設(shè)元素循環(huán)與環(huán)境精品案例庫(kù)，有利于提高教學(xué)效果和培養(yǎng)研究生創(chuàng)新思維。本文綜合目前國(guó)內(nèi)較新的元素循環(huán)與環(huán)境案例，將實(shí)際與理論結(jié)合，幫助學(xué)生理解該課程難易點(diǎn)，最終評(píng)估由學(xué)校、學(xué)院、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專(zhuān)業(yè)學(xué)生共同參與。該課程精品案例庫(kù)建設(shè)，既滿足我國(guó)教學(xué)發(fā)展要求，又可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。