有效戶外實踐與室內(nèi)實驗相結合的教學模式探討

游玉華　陸曉輝

摘? 要：土壤地理學是地理科學專業(yè)的一門專業(yè)必修課，土壤中的諸多原理和結論都是從實驗中得到的，因而土壤地理學實驗在土壤地理學教學中占有十分重要的地位。文章探討了在土壤地理學實驗中有效戶外實踐與室內(nèi)實驗相結合的教學模式，這一模式有助于提高學生獨立思考和實踐的能力，還能提高學生的地理科學素質(zhì)。

關鍵詞：土壤地理學;有效戶外實踐;室內(nèi)實驗;地理科學素質(zhì)

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）02-0094-04

Abstract： Soil geography is a compulsory course in geography science. Many principles and conclusions in soil are obtained from experiments. Therefore， soil geography experiments occupy a very important position in soil geography teaching. The article explores a teaching mode that combines effective outdoor practice and indoor experiment in soil geography experiments. This mode helps to improve students' ability of independent thinking and practice， as well as improve students' geographic science quality.

Keywords： soil geography; outdoor practice; indoor experiment; geographical science quality

實施“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”是國家“本科教學工程”的重要組成部分。這一計劃的實施旨在完善以問題為核心的教學模式，深化以大學生為主體的創(chuàng)新性實驗改革，培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和實踐能力[1]。傳統(tǒng)的“注入式”實驗模式與學生理論知識應用與創(chuàng)新實踐方面存在很大的局限性，因此如何抓好實驗教學環(huán)節(jié)是一個很值得探討的問題。

土壤地理學主要研究土壤與地理環(huán)境之間的辯證關系，是地理科學專業(yè)的一門專業(yè)必修課，又是一門以實驗為基礎的學科[2-5]。土壤地理學實驗開設的目的不僅是為了讓學生掌握土壤理化分析的基本原理、方法，更重要的是提高學生獨立思考和實踐的能力，提高學生的地理科學素質(zhì)，為以后深入學習相關學科的專業(yè)課程打下基礎。因此，為構建以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與能力的實驗教學方法，我們進行了有效戶外實踐與室內(nèi)實驗相結合的有益嘗試。

一、實驗項目與戶外實踐相結合

由于地理科學專業(yè)是文理兼收，所以土壤地理學實驗之初，絕大多數(shù)學生由于實驗操作欠缺，甚至畏懼做實驗，容易產(chǎn)生挫敗感與抵觸感，因此為了提高學生實驗興趣，實驗項目與實踐相結合。實驗之前，要求學生做好預習記錄，但有別于以往的預習，不只是了解實驗目的及實驗操作，還增加了實踐的部分。每一次實驗之前教師都會根據(jù)當次的實驗項目給每組布置預習作業(yè)，每組根據(jù)自己的作業(yè)查閱資料并參與實踐，隨后做好記錄，上課之前同學間、小組間相互交流。這樣做的目的是把身邊具體發(fā)現(xiàn)觀察到的實際與所學的理論生動地連接起來，通過有效討論，使學生對實驗內(nèi)容的理解更加清晰，有助于激發(fā)學生做實驗的興趣與積極性。不然，經(jīng)常會有些學生做了實驗，都不知道做了什么，結果是什么都不知道，做了等于沒做，失去做實驗的目的與要求。

比如第一個實驗項目是土壤樣品的采集、制備和吸濕水的測定，實驗之前給每組預留問題：讓學生根據(jù)分組在校園綠化區(qū)域、教學區(qū)域、生活區(qū)域觀察那里的地形、土質(zhì)及植被，做好觀察記錄，在做實驗之前各組先把完成的預習作業(yè)情況進行匯報，通過這樣的交流，學生就有了很清晰的概念：什么是原狀土？原狀土采樣點如何布置？鉆進、取樣方法的選擇？把實際觀察到的現(xiàn)象與理論知識貫通，然后根據(jù)各組的具體情況，最終決定采樣的位置與方法。再比如土壤機械組成的測定，每組學生根據(jù)自己采的土樣，進行簡單的手測法：土樣加水揉成一定大小的細條，根據(jù)細條圈成環(huán)形后土樣的表象，粗略區(qū)分土壤是砂壤土、輕壤土，還是粘土等等，繼而也引發(fā)學生對土壤理化性質(zhì)和肥力狀況的思考。帶著這樣的模式去做實驗，比懵懂害怕的心情去做實驗，比測定樣品全由老師準備完善，效果要好，也促進每組成員之間的交流與協(xié)作，提升每個學生的參與感，增進各組之間的良性競爭，也讓學生在實驗當中成為真正的主導者。

二、實驗操作及結果與戶外實踐相結合

教師根據(jù)學生預習作業(yè)的課堂討論，進行現(xiàn)場點評，在每組不同回答的基礎上歸納總結，引出即將開展實驗的意義與目的，使學生在實驗開始前對后續(xù)實驗內(nèi)容的理解更加清晰，根據(jù)各組現(xiàn)場實踐及查找的資料，對自己做的實驗，預先有了一個初判結果，帶著這樣的結果，學生會積極通過自己的實驗操作，得出真正的結果與預習相對照，如果結果吻合，說明自己之前做的實踐與查找的資料，加上理論的學習是相一致的，增強了做實驗的信心與主動性，大大激發(fā)了做實驗的熱情;如果結果有偏差，會主動思考為什么實際與理論不一致，是自己實驗操作疏忽，還是對理論知識理解有誤等，自覺查找誤差原因，有助于培養(yǎng)學生獨立探究能力與加強團隊協(xié)作意識，調(diào)動做好實驗的積極性。

比如：土壤有機質(zhì)含量的測定中，教師根據(jù)每組預習實踐與學生歸納出表1，引導學生結合以往學習的氣候氣象學和植物地理學知識，分析不同區(qū)域的氣候特點和植被類型差異，觀察總結土壤有機質(zhì)的地理分布規(guī)律，認識到由于各區(qū)域氣候條件、植被類型及耕作管理的不同，導致土壤有機質(zhì)數(shù)量存在很大差異。讓學生討論不同植被類型下，土壤有機質(zhì)的積累方式的差異，總結出：森林植被形成土壤，由于有機殘體主要來源于地上，土壤有機質(zhì)有明顯的表聚性;而草被植物形成土壤，由于有機殘體主要來源于地下發(fā)達的根系，故土壤有機質(zhì)呈舌狀分布的態(tài)勢。實驗中，土壤本身采自校園，采樣過程中學生會自然的發(fā)現(xiàn)校園土壤由于施工，土壤中會摻入大量的碎石、磚塊、瀝青混凝土塊、石灰等侵入體，使土壤成分復雜，通過理論的學習及查找的資料，預先就知道這樣的土質(zhì)有機質(zhì)含量低，通過實驗操作結果與預先判斷相對照，還可進一步對土質(zhì)進行理化分析得出容重、孔隙度等數(shù)據(jù)，繼而判斷土質(zhì)的具體屬性，為以后校園園林綠化、管理、養(yǎng)護、改良提供科學依據(jù)。同時，也可展開對這一結果的后續(xù)思考：土壤形成分布與環(huán)境要素間的關系是怎樣的？以及人類活動對土壤的影響等等。

學生實驗操作過程中，老師采用演示、引導、觀察的教學方法，觀察每組學生的實驗基本操作技能、分工協(xié)助能力、討論學習的能力（表2），充當實驗課上的“配角”角色，鼓勵學生勇于提出自己的觀點與設想。操作結束后，布置與本次實驗相關的思考題，讓學生帶著問題從實驗數(shù)據(jù)中去思考、分析、歸納結論，從而撰寫當次實驗的實驗報告。通過實驗報告，反映出學生對實驗內(nèi)容的理解與掌握程度，也反映出學生在動手操作、細致觀察與綜合分析能力以及嚴謹求實的學習作風等方面的個體差異。[6]

三、實驗延續(xù)與拓展

通過土壤實驗，我們會在實驗項目及實踐基礎上進行進一步的拓展，會激勵那些操作熟練，獨立思考能力強，有興趣參與科研的學生做更廣、更深層次的實驗，實驗項目由原來的基礎型轉(zhuǎn)向研究創(chuàng)新型。近年來，越來越多的學生參與到教師科研項目，比如“貴陽市烏當區(qū)表層土壤有機碳含量差異性分析”，“基于GIS和USLE模型的土壤侵蝕量研究-以赤水市為例”，“貴陽市蔬菜生產(chǎn)區(qū)域高背景土壤重金屬調(diào)控技術與示范研究”，“遵義松林Ni-Mo多金屬礦區(qū)土壤釩的生態(tài)風險評價”等等，取得不錯的成效[7-11]。實踐教學與科研相結合，讓學生走出校園，在更復雜的環(huán)境中實踐如何采樣，剖析問題，制定研究方案與設計路線，進而了解科研工作基本概況，學生也從基本的實驗操作到更多機會接觸原子吸收分光光度計、凱氏定氮儀、火焰光度計、激光粒度分析儀、重金屬檢測儀等儀器，這整個過程不僅促進學生學習新的理論知識，掌握新的實踐技能，也有助于培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)。

四、結束語

在新形勢下，大學生的綜合素質(zhì)教育越來越重要[12]，而創(chuàng)新、實踐能力是綜合素質(zhì)的核心之一。如何進一步加強實踐性環(huán)節(jié)教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力，是當前高校教學改革的一個重要課題[13]。在土壤地理學實驗教學中，通過以上教學改革的實踐與探索，極大地激發(fā)學生的實驗興趣與求知欲望，也大大地提高學生實踐探索的能力。特別是近幾年，研究土壤分析的老師陸續(xù)得到國家自然科學基金的項目，為實驗技能強、科研素養(yǎng)高的學生提供了很好的平臺，成為輔助參與老師科研項目的生力軍，也為他們以后進一步個人發(fā)展空間的提高，提供了一個不可多得的鍛煉機會。

參考文獻：

[1]裴堯，王昕，王帥，等.大學生創(chuàng)新實踐與理論課程相結合的實踐探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015，14（2）：211-212.

[2]許征程，安靜霞.高校實驗教學改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關系[J].河北師范大學學報（教育科學版），2005，7（1）：92-94.

[3]湯宏，王建偉，李向陽，等.土壤學實驗教學改革實踐與探索[J].當代教育理論與實踐，2016，8（12）：40-43.

[4]朱鶴健，何宜庚.土壤地理學[M].北京：高等教育出版社，2010.

[5]李粉茹，段立珍，張永鋒.土壤地理學實驗教學改革探討[J].安徽農(nóng)學通報（下半月刊），2009，15（12）：207-209.

[6]楊秀虹，王詩忠，陳志雄，等.環(huán)境土壤學實驗課和啟發(fā)式教學探索——以土壤酸堿度測定實驗為例[J].實驗科學與技術，2017，15（3）：64-68.

[7]段志斌，王濟，蔡雄飛，等.貴陽市城郊菜地土壤重金屬污染評價[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報，2017，40（5）：32-37.

[8]王璐，喻陽華，邢容容，等.喀斯特高原山地區(qū)主要人工林土壤生態(tài)化學計量特征[J].南方農(nóng)業(yè)學報，2017，48（8）：1388-1394.

[9]盧怡，龍健，廖洪凱，等.不同土地利用方式對喀斯特峰叢洼地土壤團聚體碳、氮、磷分布特征的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2017，45（6）：289-294.

[10]陸曉輝，董宇博，涂成龍，等.貴州省土壤水分狀況估算及分析[J].地球與環(huán)境，2018，46（1）：89-95.

[11]段志斌，王濟，蔡雄飛，等.貴陽市花溪區(qū)城郊菜地土壤硒含量初探[J].上海農(nóng)業(yè)學報，2018，34（1）：41-45.

[12]霍學慧，王建華，郭風法，等.改革實驗教學模式提高學生綜合素質(zhì)[J].實驗室研究與探索，2001，30（3）：278-279.

[13]胡修文.土木工程巖土工程方向周口店地質(zhì)實踐教學探討[J].中國地質(zhì)教育，2005（2）：62-65.