農(nóng)林類專業(yè)土壤與肥料學課程教學模式改革與實踐

鄭文魁 李成亮 劉之廣 王淳 崔秀敏

摘? 要：土壤與肥料學是植物生產(chǎn)類專業(yè)群的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程涉及面廣，概念及內(nèi)容較多，理論和實踐性很強，教學質(zhì)量要求高，教學難度大。進行土壤與肥料學課程教學模式改革既是新農(nóng)科建設(shè)的內(nèi)在要求，也是打造卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)新模式的必然選擇。以山東農(nóng)業(yè)大學土壤與肥料學課程教學為例，教學團隊堅持以學生為中心，在教學內(nèi)容設(shè)計、教學模式改進、強化實踐教學等方面對土壤肥料學課程進行積極探索和研究，提出切實可行的教學新模式，提高課堂教學效果，充分激發(fā)學生創(chuàng)新思維能力，取得顯著成效。為培養(yǎng)高素質(zhì)復合型應用人才及新農(nóng)科課程改革與建設(shè)提供必要支撐。

關(guān)鍵詞：教學改革;土壤與肥料學;實踐;混合式教學;新農(nóng)科

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）15-0034-04

Abstract： Soil and fertilizer Science is a professional basic course of plant production specialty group. The course involves a wide range， many concepts and contents， strong theory and practice， high teaching quality requirements and great teaching difficulty. The teaching reform of Soil and fertilizer Science is not only the inherent requirement of new agricultural science， but also the inevitable choice to create a new mode of training excellent agricultural and forestry students. Taking the course Soil and Fertilizer Science teaching in Shandong Agricultural Science University as an example， this teaching team adheres to the student-centered principle， actively explores and studies Soil and Fertilizer Science course in the aspects of teaching content design， teaching mode improvement and strengthening practical teaching. We put forward a practical new teaching mode， improve the classroom teaching effect， fully stimulate the students' innovative thinking ability. The study has achieved remarkable results. It provides the necessary support for the training of high-quality compound application talents and the reform and construction of new agricultural courses.

Keywords： teaching reform; Soil and Fertilizer Science; teaching practice; blending learning; new agricultural science

隨著經(jīng)濟全球化加速發(fā)展，科學技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出多層次、多維度的交叉與融合。社會發(fā)展對于復合型人才的需求越發(fā)迫切，具有跨學科知識的高端復合型人才受到了政府、企業(yè)和社會的普遍青睞[1]。高校是人才培養(yǎng)的搖籃，培育出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)、廣適應”的復合型人才，是其發(fā)展的方向[2]。習近平總書記在黨的十九大報告中強調(diào)，完善職業(yè)教育和培訓體系，深化產(chǎn)教融合、校企合作。加快一流大學和一流學科建設(shè)，實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展[3]。

專業(yè)基礎(chǔ)課是復合型人才培養(yǎng)模式課程體系建設(shè)中的重要組成部分，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間聯(lián)系的紐帶，課程內(nèi)容具有更加貼近實際應用的特點，在整個專業(yè)知識體系學習過程中占有極其重要的地位[4]。隨著科技水平不斷提升，專業(yè)理論知識快速更新，只有學好專業(yè)基礎(chǔ)課程知識才能為從事本專業(yè)相關(guān)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

土壤與肥料學是植物生產(chǎn)類專業(yè)群的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究土壤和肥料的基本理論和基本性質(zhì)，揭示土壤、植物、肥料之間的相互關(guān)系，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務，是各交叉學科的重要基礎(chǔ)理論之一，與實際生產(chǎn)緊密結(jié)合，可為學生日后解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐問題打下良好基礎(chǔ)，在培養(yǎng)高素質(zhì)的現(xiàn)代農(nóng)林類人才中也擁有不可或缺的地位[5]。在山東農(nóng)業(yè)大學的園藝、植保、農(nóng)學等專業(yè)均開設(shè)了這門課程。通過該課程學習，可讓學生在了解土壤的形成過程及基本性質(zhì)、植物營養(yǎng)的特性及其與肥料施用的關(guān)系，學會利用和改良土壤的方法、措施，掌握肥料合理施用的依據(jù)和方法，為本專業(yè)領(lǐng)域的學習、工作打下堅實的土壤和肥料方面的基礎(chǔ)。

教學過程包括教和學兩大活動，課堂是教學活動的主要場所，是教學工作中的主戰(zhàn)場，因此提高課堂教學質(zhì)量是提高教育質(zhì)量的關(guān)鍵[6]。隨著國家教育政策的不斷調(diào)整和科學技術(shù)的發(fā)展，當前專業(yè)基礎(chǔ)課程教學過程中出現(xiàn)了一些新的情況或者說是困難。

1）絕大多數(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程學時減少，但教學總內(nèi)容基本沒變，甚至有增加的情況，增加了備課和教學難度。

2）專業(yè)基礎(chǔ)課程教學一般由年輕教師擔任，而且所占比例增多，年輕教師教學經(jīng)驗不足，掌握的案例有限，所講內(nèi)容分析不透，難以抓住學生的心[7]。

3）課程教學過程中普遍存在著重理論輕實踐的現(xiàn)象，普遍采用滿堂灌的教學方式，激發(fā)不起學生對課程的興趣和熱情，課堂上的聽講率不高，教師的授課效果差，只憑考試是否過關(guān)作為手段來督促學生加強課堂聽課是很難達到理想的授課效果的。

4）教學內(nèi)容陳舊，理論與實際聯(lián)系不密切，與學生所學專業(yè)沒有緊密結(jié)合。

5）作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學生思想上不重視，學生往往只關(guān)注本專業(yè)的核心課程。

6）職稱晉升重科研輕教學的現(xiàn)狀，使得教師在教學上的積極性不高，投入精力不夠，許多教師抱有只要完成教學課時就萬事大吉的想法，對學生課堂上的不良表現(xiàn)未用心傾力地予以糾正。

因此，必須對課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容、教學方法和實踐教學等方面進行改革，以適應高等農(nóng)林教育改革和推進素質(zhì)教育的要求，切實提高教學質(zhì)量，實現(xiàn)育人目標，努力培養(yǎng)出具有扎實專業(yè)知識、能夠處理學科交叉實際生產(chǎn)問題的高素質(zhì)人才。

針對土壤與肥料學現(xiàn)階段教學的實際情況，以筆者學校2018年土壤與肥料學慕課及教學資源庫建設(shè)為契機，積極推進混合式教學改革，充分利用在線平臺、雨課堂、虛擬仿真等現(xiàn)代教學工具，采用問題導向、探究教學、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法，初步實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂向?qū)υ捳n堂、開放課堂、能力課堂和學思結(jié)合課堂的轉(zhuǎn)變。下面是教學實施過程中的幾點做法。

一? 課程內(nèi)容與資源建設(shè)

課程教學時刻緊扣專業(yè)特點，在實際教學中根據(jù)不同專業(yè)有所側(cè)重。通過線上交流、課堂提問和課后作業(yè)了解學生想從本課程當中學習到哪些專業(yè)知識、有哪些專業(yè)知識方面的疑惑。在注重傳授基本原理、基本概念、基本知識和基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合其他專業(yè)的相關(guān)新進展，加強學科間的交叉融合力度。經(jīng)過該課程教學團隊多年的建設(shè)和完善，已形成了多媒體課件、試題庫、課程慕課、案例庫和輔助教材等構(gòu)成的教學資源庫。

（一）? 適時更新教學內(nèi)容，提升課程教學高階性

土壤與肥料學主要講授土壤和肥料的基本理論和基本性質(zhì)，揭示土壤、植物、肥料之間的相互關(guān)系，使學生能結(jié)合地區(qū)實際情況，學會認土、評土、用土和改土的方法、措施和科學施肥的原理，并結(jié)合農(nóng)學、園藝、植保等專業(yè)生產(chǎn)實際，學會經(jīng)濟用肥和科學施肥的原理和方法。

我們重新審視、設(shè)計教學內(nèi)容，將最新科研成果引入教學，比如新的施肥技術(shù)及肥料品種的講解;調(diào)整知識體系，引入土壤肥料學最新研究進展，進一步增強教學內(nèi)容的時代性和前沿性。例如，對煙草專業(yè)學生講述土壤保肥性和供肥性這部分內(nèi)容時，應結(jié)合植物、肥料基礎(chǔ)理論重點講解生產(chǎn)過程中煙草的需肥規(guī)律、對土壤環(huán)境的特殊要求，這樣有利于學生在后續(xù)學習過程中能夠結(jié)合專業(yè)知識進行問題分析，增加理論聯(lián)系實際，提高學生專業(yè)認知和實踐能力。

（二）? 借“互聯(lián)網(wǎng)+教育”助推課程網(wǎng)絡資源建設(shè)

網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展為教學網(wǎng)絡資源建設(shè)提供了便利條件，可彌補課堂教學的不足。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，建設(shè)好課程網(wǎng)絡資源能夠為學生的學習提供更多豐富的資源和多樣的學習模式。教學團隊充分利用豐富的慕課資源，制作智慧樹在線課程視頻58個，總時長 600多min;建有章測驗和期末檢測題庫;多媒體課件、案例庫和輔助教材，每年均有更新。課程講解選用最新課堂輔助軟件。此外，山東省虛擬仿真實驗教學一流課程饅頭山野外土壤虛擬仿真綜合實習供學生使用，提高學生對野外土壤的認知能力。另外，教學團隊注重與兄弟院校共建共享課程網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。在新冠感染疫情期間，課程網(wǎng)絡資源在學生學習活動中發(fā)揮了非常重要的作用，類型多樣的課程視頻及豐富的學習資源滿足了學生的學習需求。

二? 教學方法和形式的改革

改革教學展現(xiàn)形式，強化課程教學創(chuàng)新性。在教學過程中，堅持思政教育、知識傳授、能力培養(yǎng)“三位一體”的教學理念。注重以學生為中心，教師為主導，穿插師生互動，充分利用網(wǎng)絡多媒體技術(shù)作為輔助教學手段。比如，讓學生自己提供所關(guān)心的土壤肥料學問題及實際生活中想解決的土壤肥料問題，到課堂中進行互動探討，有效提升教學效果。并充分利用在線交流平臺等方式，實現(xiàn)老師與學生“零距離”，理論與實踐“近距離”，提高學生學習的興趣和主動性。

（一）? 現(xiàn)代信息技術(shù)與課堂教學深度融合

利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，充分發(fā)揮高水平教學團隊優(yōu)勢，基于MOOC平臺開展土壤與肥料學線上線下混合式教學實踐，分為教學前期準備、課前在線開放課程自主學習、課堂教學活動組織、線上線下交流及課程考核四部分，使得在線學習與課堂學習及線上線下交流有機結(jié)合，有效利用課前、課中、課后三個教學環(huán)節(jié)，在提高課堂教學效率，促進學員自主學習意識的培養(yǎng)和自主學習能力的提升方面取得了較好的效果。另外，通過智慧樹平臺實現(xiàn)土壤與肥料學慕課和山東省虛擬仿真實驗教學一流課程饅頭山野外土壤虛擬仿真綜合實習資源共享、教學即時評價，對課程教學手段和教學方法進行持續(xù)改進，發(fā)揮混合式教學的優(yōu)勢。

土壤與肥料學線上線下混合式教學實施過程如下。

1? 制定混合式教學目標及實施方案，優(yōu)化課程教學資源建設(shè)

課程教學目標：有效提升絕大部分學生學習深度，讓學生掌握土壤的物質(zhì)組成和基本性狀，從土壤發(fā)生角度掌握土壤形成與理化性質(zhì)基本知識;掌握植物營養(yǎng)的特性及其與肥料施用的關(guān)系，加強理論聯(lián)系實踐，提升學生思辨能力;強化學生整體、聯(lián)系、發(fā)展的思維方式，提升解決復雜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境問題的綜合能力。

課程實施方案：基于翻轉(zhuǎn)課堂實現(xiàn)線上線下混合式教學。通過布置學習任務、學生課前自主學習、課上知識內(nèi)化等過程組織學習，過程中進行診斷性評價、過程性評價、總結(jié)性評價，實時掌握學生學習動態(tài)及效果，讓學生在完成學習任務的同時，切實提高學生的知識與技能，提升學生的綜合素質(zhì)。

課程教學資源建設(shè)：開放、優(yōu)化在線資源課程，通過補充課件和習題庫等方式優(yōu)化線下資源。

2? 課前在線開放課程自主學習

教師課前的主要工作是布置學習任務、跟蹤學生學習情況并及時反饋，完成學生學習參與度情況統(tǒng)計，主要包括：視頻觀看人數(shù)分布、觀看時長比例、隨堂測驗成績及學生提問的數(shù)量與質(zhì)量。隨時關(guān)注學生學習情況，及時督促。并搜集學生學習過程中出現(xiàn)和提出的問題，結(jié)合實際情況調(diào)整課上教學活動。學生要課前完成在線自主學習、完成隨堂測驗及作業(yè)、準備上課內(nèi)容。

3? 課堂教學活動組織

教師根據(jù)課前學習情況確定課上的問題分析、知識要點及教學目標;確定采用的課上教學活動形式，主要包括：調(diào)試競答、小組討論、實踐操作和拓展訓練等，最后作出教學評價。例如采用生講生評和生講師評的教學方式。學生可按照課前任務單要求對各項任務進行討論分析，并在線下面授課堂進行學習效果展示，將知識內(nèi)容按照思維導圖的形式進行復習梳理，教師進行糾正和進一步講解。然后，教師根據(jù)線上線下教學的實際反饋，布置相應作業(yè)，進行知識鞏固和知識綜合應用能力提升，同時提供參考閱讀資料供學生課后自主學習、交流討論，實現(xiàn)知識鞏固、思維提升、價值引導。

4? 教學評價

課程考核體系從“重知識”向“知識、能力、素質(zhì)并重”轉(zhuǎn)變，考核形式多樣化實現(xiàn)“以考促學”，以專題討論、課堂知識競答等形式提升學生獨立思考、自主學習及團隊協(xié)作的能力。強調(diào)課程學習的連續(xù)性，將學習與考核同步進行，重構(gòu)“教-學-評”三者之間的聯(lián)系，根據(jù)線上、線下的過程性教學評價及時調(diào)整教學策略，提高教學效果和學生素質(zhì)。

混合式教學改革后，教學過程的評價變得相對靈活。教師可實時掌握學生的學習狀態(tài)及效果，并迅速對學習效果做出評價，以便及時調(diào)整教學活動內(nèi)容。通過過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方式對單次課進行教學評價，針對不同的教學活動方式，制定相對應的評價方法，主要包括：過程性評價、個人單獨評價、小組整體評價等方面。為了鼓勵在線上解決問題，線上視頻、線上互動問答、線上測驗和翻轉(zhuǎn)課堂的成績占30%，作業(yè)占15%，考勤占5%，線下測試占50%。

（二）? 基于案例式對話教學模式的課堂重構(gòu)

傳統(tǒng)的灌輸式教學方法、單一的教學形式難以滿足現(xiàn)代教學的要求，教學效果達不到預期[8]。因此，一些新的教學方法引入到教學實踐中，比如：問題教學、案例教學、探究式教學等。本教學團隊致力于打破傳統(tǒng)獨白式的教學模式，以課程內(nèi)容知識為主線，以典型案例為載體，以師生、生生之間的雙向和多向交流為核心，構(gòu)建豐富的線上、線下交流方式，將知識融入到交流、答疑過程中，促使學生理解和掌握本課程的專業(yè)知識和技能。例如在討論式教學中，為了提高學生文獻查閱能力和問題分析能力，老師每講完一部分內(nèi)容后，提出幾個相關(guān)問題，讓學生自行查閱資料，寫一篇小論文，然后教師組織學生討論并進行講評。這種方式不僅增強了學生的學習參與度，并且還強化了學生對重要知識點的印象和記憶，有利于提高學生對知識點的歸納總結(jié)能力。采用思維導圖式教學方法講授土壤發(fā)生發(fā)育時，以礦物、巖石、母質(zhì)、土壤和土粒為主線，采用小組的形式進行思維導圖制作、展示、討論和評分，這樣可以增強學生的團隊意識，鍛煉學生的表達能力，提高學生的批判能力，為課堂教學帶來活力。

（三）? 將思政教育融入課堂

對土壤學課程的教學內(nèi)容進行梳理，充分挖掘其中的思政元素。從生態(tài)文明、文化自信、社會主義核心價值觀等方面將國家戰(zhàn)略、典型案例、科學家故事等思政元素有機融合于教學內(nèi)容中，做到課程教學和思政教育的有機融合，寓教于學，使學生在學習中自覺強化根植知農(nóng)愛農(nóng)興農(nóng)、生態(tài)文明保護意識，起到“潤物細無聲”的效果，實現(xiàn)“大人之教，若形之于影，聲之于響”。不斷優(yōu)化教學內(nèi)容，緊跟學科發(fā)展，增加教學內(nèi)容的廣度和深度。包括：刻苦勤奮開創(chuàng)性開展土壤研究工作——侯光炯;少年勵志拳拳報國的土壤化學專家——龔子同;工作到最后時刻的土壤學專家——朱祖祥;勵志當個科學農(nóng)民家的土壤學專家——朱顯謨;土壤學性質(zhì)系統(tǒng)研究專家——熊毅;控釋肥料世界標準制定的主導者——張民等。以上案例根據(jù)教學內(nèi)容，穿插到土壤與肥料學課程第一次講課，土壤物質(zhì)組成、土壤配肥與保護、施肥原理與技術(shù)等章節(jié)中，增強學生學好土壤與肥料學的理想信念。案例的實施可以在課堂上進行，若課堂時間緊張，可以安排學生課堂下抽空學習。

三? 實踐性教學改革

實踐教學環(huán)節(jié)作為土壤與肥料學課程的重要組成部分，有許多實際生產(chǎn)問題和土壤肥料都密切相關(guān)，適當?shù)貙⑦@些問題穿插到課程教學之中對于提高課堂教學效果具有重要作用。

結(jié)合教師自身的科研內(nèi)容開展教學實踐，在課堂上與學生分享自己的研究經(jīng)歷和結(jié)果，極大地提高了學生的學習興趣，讓學生參與到自己的科研試驗項目之中，提高他們分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力。做到“以研促教，教研結(jié)合”，對相關(guān)科研內(nèi)容也是一種再總結(jié)。

建立和完善校內(nèi)教學實踐基地，充分利用學校教學資源。引導學生到土肥高效利用國家工程研究中心和國家緩控釋肥料工程技術(shù)研究中心參觀學習，學習土壤肥料的最新研究進展、研究內(nèi)容，了解肥料實際制備工藝、流程。在農(nóng)忙或作為關(guān)鍵施肥、灌溉、耕作時期到山東農(nóng)業(yè)大學南校區(qū)試驗基地進行實踐鍛煉，鞏固課堂理論知識。

四? 結(jié)束語

在新農(nóng)科建設(shè)背景下，山東農(nóng)業(yè)大學土壤與肥料學課程團隊不斷更新教育理念，以學生為中心，實施混合式教學模式。充分利用在線平臺、雨課堂、虛擬仿真等現(xiàn)代教學工具，采用問題導向、探究教學、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法，初步實現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂向?qū)υ捳n堂、開放課堂、能力課堂和學思結(jié)合課堂的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)了學生的高階能力。通過課程改革，提高了學生的學習、發(fā)現(xiàn)、分析和運用理論知識解決生產(chǎn)問題的能力，通過課程互動和課后考核培養(yǎng)獨立思考、自主學習的能力，從農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)建設(shè)視角增強學生“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明意識，增強教學效果，提高學生踐行生態(tài)文明建設(shè)的能力。

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