“土壤肥料學實驗”教學改革探索

邵興華,魏平慧,張宗良

(上饒師范學院 生命科學學院,江西 上饒 334001)

“土壤肥料學”是園藝專業(yè)的必修課,課程內容涉及土壤、肥料(肥料的特性、土壤培肥和合理施肥等)和環(huán)境保護等方面的知識,與食品安全間接相關,是一門多學科交叉課程;該課程綜合性強、內容豐富,具有理論與生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密、學科與技術統(tǒng)一的特點[1]。課程內容對普通人具有一定的科普價值,特別是近些年越來越多的人熱衷于種菜、種花,知曉土壤肥料學方面的知識更容易一次性獲得較好的種植效果?！巴寥婪柿蠈W實驗”是農(nóng)學相關專業(yè)的一門重要課程,利用實驗可以驗證理論并加深對理論的理解,利用實驗也能厘清和解決生產(chǎn)實踐中遇到的問題。可見,“土壤肥料學實驗”將理論知識與實踐應用有機結合成了一個比較完整的知識體系。從本校的現(xiàn)狀來看,“土壤肥料學實驗”存在著教學方法滯后、內容陳舊、實驗儀器落后,實驗教學偏愛知識傳授的問題,然而素質教育要求教育要促進學生全面發(fā)展、促進學生個性的發(fā)展、以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力為重點[2]。因此實驗教學的目的、重心不應該僅局限于理論知識的驗證和傳授,正確的、有效的實踐活動是提升學生的綜合素質和創(chuàng)新能力的重要途徑,而實驗教學承擔著這方面的部分工作。為此,作者及所在的教學團隊對土壤肥料學實驗課的內容體系、教學方法和考核方式等方面進行了改革探索,意在提高實驗教學質量,提升學生實驗技能、動手能力和綜合素質,培養(yǎng)學生的科研能力。

1 轉變教育思想、教育理念

一直以來,學生實驗,從實驗儀器、試劑藥品到實驗材料都是老師事先準備好,實驗開始前老師講解實驗目的、原理、步驟、結果計算、注意事項等,對于有一定難度的實驗操作老師會演示一遍,實驗指導書加上老師的詳細講解,提高了教學效率,實驗進行得很順利。然而,這樣做的弊端在于,實驗過程中許多環(huán)節(jié)學生沒有親自動手,學生很少去思考為什么這樣做,只是機械地重復實驗步驟,對實驗一知半解。撰寫畢業(yè)論文時,指導老師往往會發(fā)現(xiàn),學生運用曾學過的實驗方法時,仿佛從來沒接觸過,學生這時也意識到自己雖然曾做過某個實驗,但是要用的時候很多方面難于把握,感到很陌生。這樣的實驗教學方法對提高學生動手能力、綜合素質收效不大。為了彌補以前教學方法的缺陷,新的實驗教學內容在兼顧基礎技能訓練的同時新增了設計性、研究性實驗,設計性、研究性實驗老師選定研究內容后,要求學生完成的任務包括查閱文獻、方案設計、選定儀器、開始實驗、歸納總結撰寫實驗報告,整個過程完成后,既提高了學生動手動腦的能力,培養(yǎng)了學生對工作的責任感,又使他們認識到課堂理論知識的重要性,使學生由被動學習轉變?yōu)橹鲃訉W習。老師不再是事無巨細的“保姆”,學生開始當“主角”,這種教學方式能夠最大限度地調動學生的積極性,無疑為提高學生的科學實驗素養(yǎng)創(chuàng)造了有利條件。

2 加強基礎訓練,注重能力培養(yǎng)

實驗教學有著理論教學不能替代的作用,其最直接的作用就是培養(yǎng)學生的動手能力[3]。如果將土壤肥料學實驗教學置于高等教育教學改革、培養(yǎng)社會需要的應用型人才這個大局中考慮,并結合實驗教學的實際情況,就會發(fā)現(xiàn),隨著科學技術的發(fā)展,近年來土壤肥料學實驗技術、實驗設備都發(fā)生了一些變化。社會對應用型人才的需求越來越大,以素質教育為目標,建立“土壤肥料學實驗”課程新體系,實驗教學內容的擴展勢在必行[4]。

一些經(jīng)典的實驗看上去很簡單,目的在于要求學生掌握常用實驗儀器的使用方法、基本操作技能和實驗報告的規(guī)范寫法,屬于基本功訓練,對其作用絕不可輕視[5]。新的實驗教學體系保留了部分再現(xiàn)某種現(xiàn)象或驗證某個定理的經(jīng)典實驗,增加了設計性實驗,這類實驗具有一定的綜合性和靈活性,可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維,增強學生的創(chuàng)新能力;同時,還增加了一些研究性和應用性題目,以鍛煉和提高學生理論聯(lián)系實踐、動手動腦、獨立思考等綜合素質。在指導研究性和應用性實驗時,采用的方式是幾個老師分別帶一部分學生,而不是全班同學統(tǒng)一由一位老師指導,因為每個班級學生人數(shù)通常在35人以上,一位老師指導如此多的學生進行研究性、應用性實驗,場地、試劑用量、老師的時間精力等客觀因素的限制,決定了實際執(zhí)行起來困難重重。如果人數(shù)眾多,部分同學動手操作的機會受限,來實驗室只是保證出勤,學習效果亦得不到保證。除了分組進行研究型實驗,為了使學生進一步獲得學習和鍛煉機會,還鼓勵學生參加學校組織的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目,根據(jù)自己的專業(yè)特點擬定研究題目,在老師的指導下完成申請書的填寫,項目獲批立項后,在老師的指導下開展研究,進行實驗直至結題。有學生曾成功申請到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,項目名稱是:“土壤養(yǎng)分豐缺指標對指導施肥的意義”,項目的目的是在了解不同地區(qū)土壤施肥情況的基礎上,依據(jù)作物、林木的需肥情況制定合理的施肥量,用于指導當?shù)氐目茖W施肥,保持土地的永續(xù)利用。參與研究的同學來自江西省內不同地區(qū),同學利用節(jié)假日在當?shù)夭杉铩⒑档?、?jīng)濟林地、天然林地的土樣。無論申請成功與否,經(jīng)過這個過程,學生對科研課題的申報會形成比較清楚的認識。將科研項目有意識地引入到實驗教學,不僅豐富了教學內容,對提高教學質量、教學效果有重要意義,而且使學生的思維變得更加活躍,同時拓寬了學生的視野。

3 改革實驗教學方法和考核方法

使用多媒體教學手段,提高了實驗課程的教學質量。教學過程中教師自制多媒體教學課件,將實驗儀器、實驗現(xiàn)象、實驗結果以及儀器使用操作方法通過視頻直觀地展現(xiàn)在學生面前,使得實驗原理和實驗方法更加容易理解和接受。例如,土壤速效磷測定中磷標線的制作,教材中的內容都是文字描述,由于每個學生的基礎不同,部分從偏遠地區(qū)來的學生難以理解不同濃度的磷溶液會形成不同顏色梯度的溶液,但是當他們看到視頻中加樣、排出CO2氣體、定容,放置半小時后不同容量瓶里液體顏色的變化后,很快理解了比色的原理實驗儀器的操作方法,這大大提高了課堂教學效果和效率。

嚴謹對待實驗,不僅是對學生的要求,也是對老師的要求,承擔實驗教學的教師和實驗員的敬業(yè)精神、言談舉止、治學態(tài)度對學生的學習態(tài)度起到很重要的引領、示范作用[6]。因此,提高實驗教學質量,缺少不了有完善知識儲備的高素質實驗教師和實驗技術人員。學院的實驗教師多數(shù)具有碩士、博士學位,實驗技術人員有著豐富的實踐經(jīng)驗和認真負責態(tài)的工作態(tài)度。由于種種原因,實驗員存在知識老化和學歷偏低的情況,但是他們有強烈的學習意愿?，F(xiàn)在網(wǎng)上各種學習資源非常豐富,一方面他們會主動充電,另一方面學院也會提供資金送他們出去培訓進修,鼓勵他們參加校內外組織的實驗教學觀摩及學術交流等活動,以使他們能跟上學科理論、實驗技術進步的步伐。目前學院已經(jīng)形成了科學嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L,為學生提供了良好的實驗環(huán)境。

學生實驗過程中,實驗指導老師和實驗員態(tài)度溫和、專業(yè)有素地回答學生提出的問題,觀察到學生錯誤的實驗操作會及時指正,實驗完成后要求學生告知實驗情況再離開,監(jiān)督、敦促學習態(tài)度不端正的學生及時改正學習態(tài)度,防止學生有偷懶、蒙混過關的念頭出現(xiàn)。基礎型、綜合設計型、研究型(應用型)實驗,在評價標準、評價內容設定上,更多地關注實驗參與度、實驗技能、設計與研究能力、實驗結果、對結果的分析總結能力等觀察點?？己隧椖考八急戎貫?平時表現(xiàn)與出勤10%,實驗操作25%,實驗設計25%,實驗報告

40%。

4 親身體驗,加強動手能力培養(yǎng)

學院有溫室大棚,教學團隊成員專門辟有一塊地用于土壤肥料學方面的實踐活動,其中,有的部分專門用于觀察水土流失的情況,有的部分專門用于實驗,施用的肥料全部為有機肥,它們是校園內枯枝落葉腐熟后形成的腐殖質。學生們利用下午無課或周末的時間親自從事施肥、栽種、澆水、管理等一系列生產(chǎn)實踐活動。遇到問題時上網(wǎng)或到圖書館數(shù)據(jù)庫查閱資料,或請教老師。在勞動中,老師教導學生要通過勞動過有尊嚴的幸福生活,要創(chuàng)造生活、美化生活;在勞動中注重學生的體驗,實現(xiàn)了回歸自然、貼近生活、解放身體的目的,起到了彌合教育世界和勞動世界裂隙的作用。有學生高興地說:“澆相同數(shù)量的水,沒有添加腐殖質的地塊,小部分水下滲大部分水四處橫流泥沙俱下,而添加了腐殖質的地塊,水全部下滲,看到了腐殖質強大的吸水保水能力?！北M管課本上這部分內容說得很清楚,但學生反映親眼見到這個現(xiàn)象后,對水土流失、有機質的吸水保水作用感受、印象非常深刻,不得不說,理論是抽象的、灰色的而現(xiàn)實是具體生動的。有學生說,通過勞動認識到了耕地的重要性,耕地是非常珍貴的生產(chǎn)資料,生活中衣食住行無一不與耕地相關,以后將關注與耕地有關的污染問題,并在能力許可的情況下阻止破壞耕地的事情發(fā)生,畢竟耕地是人類的衣食父母。有同學說,澆水后聞到土壤散發(fā)出的泥土清香,心情舒暢陶醉,頓悟到了那么多的文學作品為何歌頌大地母親。從同學反饋來看,積極的方面遠多于消極的方面。參加勞動加深了學生對專業(yè)知識的理解和認識,把理論知識與現(xiàn)實問題聯(lián)系了起來,提高了學生的學習興趣,學生們變得更加熱愛生活,勞動教育激發(fā)了學生內心深處的社會責任感、求知欲。

我國高等教育經(jīng)歷了多次變革,1978年啟動的改革開放打開了思想解放的大門。1978－2018年間,中國高等教育在校生人數(shù)規(guī)模從86.7萬人擴大到3 833萬人,40年增長了43.21倍,高等教育毛入學率從1.55%提高到48.1%,提高了46個百分點。20世紀80年代初全國普通高校僅有700所,2018年已達到2 663所,增長了2.8倍[7]。不同時期高等教育的目的和任務有所不同,現(xiàn)階段高等教育正在朝著努力培養(yǎng)適應社會需求的應用型、復合型、技能型人才的目標前進,現(xiàn)代教育體系除了立足于服務區(qū)域經(jīng)濟,還要滿足產(chǎn)業(yè)升級轉型對人力資源持續(xù)供給的需求[8]。長期以來,客觀現(xiàn)實使得大多數(shù)人總是將務農(nóng)和臟、苦、累、科技含量低等不好的詞聯(lián)系在一起,認為就讀和農(nóng)業(yè)沾邊的專業(yè)或將來從事與農(nóng)業(yè)有關的行業(yè)是無奈之舉。然而,我國人口數(shù)量居世界首位,糧食自給自足一直是國家的基本國策,作為基礎的農(nóng)業(yè)無時無刻不受到國家的高度關注。隨著城市化進程的加速,農(nóng)民數(shù)量銳減,土地集約化經(jīng)營和農(nóng)業(yè)機械化水平不斷提高,農(nóng)業(yè)未來將有可能成為熱門行業(yè)[9]。為了進一步適應社會發(fā)展的新需求,本教學團隊在教育教學改革的探索中注重創(chuàng)造、強化實踐環(huán)境,團隊成員形成了這樣的共識:對于涉農(nóng)專業(yè),實踐活動是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),也是提高學生職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力的首選途徑。

5 效果與結論

本次實驗教學改革探索,改變了教師在實驗過程中包辦一切的做法,更新了教學思想和教育理念。教學內容方面,在注重基礎訓練的同時,增加了有一定難度的設計性、研究性實驗內容;積極采用多媒體教學手段,改革實驗考核辦法,全過程關注學生能力的培養(yǎng);適當?shù)卦黾恿藢嵺`活動,全方位培養(yǎng)、提高學生的動手能力。實踐證明,“土壤肥料學實驗”課程的改革是有成效的。最意想不到的一點是,學生在勞動實踐過程中,通過參加整地、播種、施肥、澆水等生產(chǎn)過程,端正了專業(yè)思想,對農(nóng)業(yè)的理解不再僅僅局限于網(wǎng)上看到的、從別人那里聽到的,在勞動中學生以其全部的“自我”去親歷、去體味、去省思,學生的心靈受到震撼。勞動喚醒了他們埋藏在心底的使命感和自我實現(xiàn)感,從而陶醉其中,并開始發(fā)自內心地喜愛自己的專業(yè)。適量的勞動實踐與其他教育形式有機地統(tǒng)一起來,真正促進了學生的全面發(fā)展,使學生在理論聯(lián)系實際、動手能力、合作共事、科研能力等多方面得到了鍛煉,增強了就業(yè)競爭力。教學團隊的教學改革實踐將為培養(yǎng)土壤肥料方面的應用型農(nóng)業(yè)科技人才提供經(jīng)驗。