湯宏，王建偉，李向陽，張楊珠

(1.凱里學院 環(huán)境與生命科學學院，貴州 凱里 556011；2.湖南農(nóng)業(yè)大學 資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128)

土壤學實驗教學改革實踐與探索

湯宏1，王建偉1，李向陽1，張楊珠2

(1.凱里學院 環(huán)境與生命科學學院，貴州 凱里 556011；2.湖南農(nóng)業(yè)大學 資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128)

土壤學實驗作為農(nóng)林高校資源與環(huán)境類專業(yè)的一門實驗課程，具有應(yīng)用性強、涉及面廣、綜合性強的特點。在土壤學實驗教學過程中，通過改變或增加實驗項目類型來改革實驗教學內(nèi)容，通過讓學生自主進行實驗、室內(nèi)實驗和室外實驗相結(jié)合、運用多媒體教學、增加開放性實驗室數(shù)量和開放時間、細化實驗分組、培養(yǎng)學生實驗興趣、注重學生學習過程考核和弱化終結(jié)性考核等來改革實驗教學方法，學生學習土壤學實驗課程的主動性和積極性得到提高，學習興趣濃厚，實驗技能得到提升，培養(yǎng)了學生良好的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，獲得了好的教學效果，對提升課程的教學質(zhì)量起到了積極的作用。

土壤學實驗；教學內(nèi)容改革；教學方法改革；教學質(zhì)量；實驗教學

土壤科學既是一門隨著時代發(fā)展而發(fā)展的前沿學科，又是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，土壤學中的諸多原理和結(jié)論都是從實驗中得到的，而土壤學實驗的手段、技術(shù)和方法的發(fā)展日新月異，因而土壤學實驗教學在整個土壤學專業(yè)教學中占有十分重要地位[1]。由于種種原因，課程的理論教學時間往往占據(jù)了本該用于實驗教學的時間，在傳統(tǒng)的土壤學實驗教學中很多本該學生動手做的實驗變成了教師講實驗，學生聽實驗，學生獨立思考、動手操作的機會少；教師預先準備好的實驗多，學生動手準備實驗的機會少，實驗內(nèi)容大多是簡單重復的演示性、驗證型實驗，綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容少；更談不上有反映新知識、新成果的實驗內(nèi)容。很顯然，這些實驗教學模式對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力都起不到積極的作用。

為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、提升學生的獨立思考能力和提高動手操作能力，培養(yǎng)學生學習的興趣，加深對專業(yè)知識的理解，積極探索適應(yīng)當今經(jīng)濟社會發(fā)展的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方法。結(jié)合當前新建地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要，首先要重視土壤學實驗課程的教學，改變實驗教學內(nèi)容，適當減少驗證型實驗的比例，增加以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和能力的實驗教學內(nèi)容為目的的綜合性和設(shè)計性實驗的比例[2]；其次要轉(zhuǎn)變教育觀念和改革實驗教學方法，根本改變以往教師講實驗的局面，變學生被動實驗為主動實驗，積極創(chuàng)造學生參與實驗的機會，盡可能讓學生多動手和動腦，提高學生學習實驗課程的積極性，以強化培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神為教學目的。因此，要提高對土壤學實驗課程教學的重視程度，轉(zhuǎn)變教育教學理念，必須改革土壤學實驗教學內(nèi)容，構(gòu)建以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和能力的實驗教學內(nèi)容；必須改革實驗教學方法，改變以往學生被動實驗的局面，多創(chuàng)造學生動手動腦的機會，進一步增強學生的動手能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。因此，改革土壤學實驗教學內(nèi)容和實驗教學方法成為提高土壤學實驗教學質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 實驗教學內(nèi)容改革

1.1 土壤學實驗教學現(xiàn)狀

目前土壤學理論課課時為32學時,土壤學實驗課課時為16學時。如何在有限的學時內(nèi)提高學生的理論知識水平和動手操作能力,是擺在每一位土壤學教師面前的課題。在土壤學實驗內(nèi)容安排上強調(diào)土壤學課程實驗要減少驗證性實驗內(nèi)容，突出綜合性和設(shè)計性實驗，要求綜合性和設(shè)計性實驗項目數(shù)不少于課程總實驗項目數(shù)的25%，而在實際的實驗教學過程中，不需學生動腦的驗證性學生實驗居多。

1.2 改變(增加)實驗項目類型，完善實驗教學內(nèi)容

驗證型實驗、綜合型實驗和設(shè)計型實驗這三類實驗是學生實驗最為常見的三種類型。在實驗教學中，可有意識地將驗證性實驗改為基礎(chǔ)性實驗，基礎(chǔ)性實驗不同于以往的驗證型實驗，基礎(chǔ)性實驗以強化學生的基本操作技能和增加基本實驗知識為目的，即可將實驗類型改變?yōu)榛A(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗這三種類型。通過基礎(chǔ)性實驗的培養(yǎng)和鍛煉，學生的基本實驗技能和實驗技巧得到提升，基本掌握土壤學實驗的過程和操作技能，為課程教學和學生獨立開展綜合性和設(shè)計性實驗奠定了堅實的基礎(chǔ)。綜合性實驗是在基礎(chǔ)性實驗教學的基礎(chǔ)上，對學生在實驗過程必須具備的觀察能力、思維能力以及分析和解決問題的能力提出了較高的要求，要求學生能融會貫通其所學的知識，它的特點是綜合性強，在老師給定的實驗題目下，學生綜合所學的知識自主設(shè)計切實可行的實驗方案，可以個人或研究小組獨立完成整個實驗。設(shè)計性實驗的教學對學生提出了更高的要求，在教師的啟發(fā)下，培養(yǎng)學生設(shè)計獨創(chuàng)性實驗應(yīng)具有的創(chuàng)造性思維，通過設(shè)計性實驗的教學和訓練，讓學生真正具有獨立思考問題的能力和解決問題的能力。

土壤學實驗課程教學大綱中必須開設(shè)的實驗項目有10個(通過整合后，實驗項目變成了6個，再增設(shè)一個設(shè)計性實驗，實驗項目數(shù)共7個)，其中多數(shù)是驗證型實驗，不利于學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。土壤學實驗課程中的所有實驗項目，都是在學習完相關(guān)的理論知識后，教師以問題的方式布置學生通過實驗的手段予以解決，收到了較好的效果。通過對實驗內(nèi)容的整合，把土樣采集、土壤常見理化性質(zhì)的測定整合到一起，既節(jié)約了課時，又使學生在實驗時真正能自己統(tǒng)籌安排實驗，這樣就杜絕了以往老師講實驗，學生聽實驗，或者學生依葫蘆畫瓢照著做一下，不需思考就完成了實驗，而現(xiàn)在學生要完成相關(guān)實驗，既要動腦又要動手，也要具備一定的實驗技能和動手能力。如果有的學生只當旁觀者，在實驗過程中不動手實驗，就完不成實驗，也寫不出實驗報告，更談不上在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題和獨立解決問題。

2 實驗教學方法改革

在土壤學實驗課程教學方法方面，改變實驗教學方法，在實驗課中給學生充分的時間和空間，一改以往學生被動實驗的局面，實施學生自主獨立實驗的教學模式，讓學生在“學中去做”和“做中去學”。

2.1 讓學生自主進行實驗，充分體現(xiàn)學生的主體地位

讓學生自主進行實驗，在整個實驗教學的以下幾個環(huán)節(jié)中，尊重學生學習的主體性，充分發(fā)揮其主體作用：在實驗前，即實驗預習階段，教師要求學生先預習實驗內(nèi)容并做好預習筆記，找出實驗中的重點和難點，并讓學生自主準備實驗，改變過去一切都是由教師來包辦代替的現(xiàn)象，從實驗?zāi)康募霸?、主要操作步驟、結(jié)果計算、操作中應(yīng)注意的問題到實驗的收獲，都由學生自主完成，對于難度較大的一些綜合性實驗的預習，可以采取學生主動邀請老師參與實驗的討論、指導，或?qū)W生間相互討論等方式來完成實驗預習，教師主要起幫助和指導學生的作用，在實驗預習過程中，學生遇到了新情況、新問題，教師應(yīng)有意識地引導學生通過圖書館(或互聯(lián)網(wǎng))查閱相關(guān)專業(yè)資料、綜合分析、進而解決問題，從而完成既定的實驗?zāi)繕?。在整個過程中，充分體現(xiàn)教師的主導作用，學生的主體作用，更好地培養(yǎng)學生解決問題的主觀能動性，提高學生掌握科學的學習方法和研究方法的能力；實驗準備階段，教師讓學習基礎(chǔ)好的學生根據(jù)自己對實驗的預習向全班同學講解實驗的做法，老師對同學的講解進行補充后，再由每組同學自己組裝儀器、配制藥品等，做好實驗的準備；實驗階段，每組同學自主進行實驗，老師巡回指導；實驗結(jié)束階段，每組同學自主拆卸裝置、清洗儀器、整理并擦凈實驗臺面，養(yǎng)成良好的實驗習慣，根據(jù)實驗結(jié)果撰寫實驗報告和本次實驗的收獲(成功的地方和有待改進的地方等)。

2.2 采用室內(nèi)實驗和室外實驗相結(jié)合，增加動手機會

室內(nèi)實驗與室外實驗相結(jié)合，動手操作實驗和參觀實習相結(jié)合貫穿于整個土壤學實驗教學過程[3]。大學本科土壤學實驗項目中，如土壤樣品的風干制備等項目主要在室內(nèi)完成，土壤樣品的采集等項目主要在室外完成，土壤容重的測定等項目需室內(nèi)與室外相結(jié)合的方式完成。室內(nèi)實驗由學生做好充分準備工作的前提下，由指導老師指定部分學生向其他學生介紹實驗的目的意義、基本原理、所用儀器藥品、操作步驟、數(shù)據(jù)的處理方法、結(jié)果的計算等，最后由指導教師向?qū)W生強調(diào)實驗中應(yīng)注意的事項。使所有學生對整個實驗都做到心中有數(shù)，學生再根據(jù)實驗指導材料和指導老師的介紹，完成實驗，對實驗數(shù)據(jù)進行計算，完成實驗報告。室外實驗前期的準備工作和室內(nèi)實驗一樣，但這些實驗主要在野外完成，大大增加了這些實驗的直觀性，也為學生理解書本知識提供了好的機會。需要在室外實地調(diào)查和室內(nèi)相結(jié)合完成的實驗，這類實驗可以在學生每學年的教學實踐周內(nèi)完成，是學生運用理論知識解決生產(chǎn)生活實際問題的過程，學生通過此類實驗的訓練，增強了應(yīng)用知識的能力。

2.3 運用多媒體，增加直觀性

實驗教學中應(yīng)用多媒體可增加教學的直觀性。運用多媒體可以將一些由于實驗室硬件條件限制、或由于課時限制等無法開設(shè)的實驗以及一些沒有必要開設(shè)的實驗用多媒體演示或模擬，既節(jié)約了課時和資源，也達到了教學目的；將實驗操作過程、反應(yīng)過程、反應(yīng)現(xiàn)象等直觀形象地展示給學生，可強化學生對所學知識的理解和掌握程度[4]。也可將實驗過程中的一些普遍存在的問題或所需注意事項用多媒體展示給學生，可有效降低教學難度，提高學習效率。

2.4 適時放手，增加開放性實驗室數(shù)量和開放時間

以往的教學方法往往造成學生機械操作，被動實驗，談不上思考實驗，更不可能激發(fā)學生的參與意識和創(chuàng)新意識，學生對做過的實驗沒有深刻的印象。在土壤學實驗課程的教學中，實驗的全過程，包括所需要儀器設(shè)備的調(diào)試及使用、所需化學試劑的配制、同組實驗人員的分工、實驗的程序等等都是由學生自己完成。教師只是充當整個實驗過程中的參與者和指導者這一角色，尤其是一些難度相對較大的綜合性實驗和學生自主設(shè)計的實驗，為了保證學生有充分的時間和充足的實驗條件完成自己設(shè)計的實驗，教師主動向?qū)W校爭取增加開放性實驗室的數(shù)量和延長實驗室開放的時間，為學生完成綜合性實驗和設(shè)計性實驗提供了強有力的條件保障[3]。

2.5 細化分組，增強學生實驗的責任心

在以往的土壤學實驗中，限于儀器、實驗室等各方面的條件，雖然實驗時也把學生分成若干小組，但每個實驗小組人數(shù)偏多，通常4～6人不等，很難使每一個學生都參與到實驗的過程中并有動手操作的機會，每個實驗小組都有學生只在一旁觀看，不動手操作。目前，隨著各方面實驗條件的改善，逐步解決了每小組實驗人數(shù)偏多的弊端，按班級人數(shù)分輪次進行實驗教學，每20人開一輪實驗，每個小組由2位同學組成，相互配合完成實驗。從實驗開始前的準備、實驗過程中的操作、現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)的記錄、實驗后儀器的清洗、實驗臺面的衛(wèi)生、實驗報告的撰寫再到本次實驗的心得收獲等，都由他們自主完成，教師對完成得出色的小組給予表揚，這樣使學生都參與到實驗中，打消了一些學生的惰性思想。激化了學生的主人翁精神，強化了學生的責任心，這種分組方法也營造了一種爭先恐后的氛圍，起到了很好的激勵作用，收到了不錯的效果。

2.6 和諧師生關(guān)系，培養(yǎng)實驗興趣

教師要在學生中樹立良好的形象，與學生建立和諧的師生關(guān)系，學生才會主動、積極地配合教師的教學，正所謂“親其師，信其道”。若師生關(guān)系有點緊張、不和諧，有部分學生有抵觸情緒，這部分學生必然沒有學習的積極性，教學效果肯定不會好，必然會導致教學質(zhì)量下降。學生有了積極的學習興趣，會潛移默化產(chǎn)生學習的內(nèi)在動力，學習主動，能不斷提升自身素質(zhì)，對教學質(zhì)量的提升產(chǎn)生積極影響[5-6]。

為提高學生的學習興趣，在土壤學實驗教學過程中通過一些實例的介紹，讓學生感覺到該課程的重要性，土壤學實驗在生產(chǎn)生活學習中不可取代。在教學過程中還盡可能地帶學生到一些野外實習基地參觀，增加學生的感官認知，提高學習的積極性。積極和相關(guān)單位取得聯(lián)系，帶學生到研究所或大學的土壤標本館、分析測試中心、農(nóng)業(yè)氣象試驗站等與本實驗課程學習相關(guān)的場所參觀和學習，通過開展以上豐富多彩的教學活動，極大地激發(fā)學生的求知欲望，增強了學生對土壤學實驗課程的學習興趣。

2.7 注重過程考核，弱化終結(jié)性考核

檢驗學生學習情況的好壞和教師教學效果的優(yōu)劣有賴于科學完善的課程考核體系?？茖W的課程考核方式對學生的學和教師的教都能起到良好的激勵作用。在土壤學實驗考核評價中，注重過程考核評價，弱化終結(jié)性考核評價。實驗考核成績分平時成績占30%(包括出勤、平時表現(xiàn)、實驗報告完成情況等)，實驗技能操作占50%(包括平時和測試)，期末測試占20%，更加注重平時的考核，更加注重對學生素質(zhì)的綜合評價(知識和能力方面的綜合素質(zhì))，使考核成績更加真實客觀地評價學生的實際能力，強化對學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的評價，避免期末一次性考核占過大權(quán)重的弊端，不能客觀真實地評價學生學習的情況。

新型實驗教學考核體系能極大地調(diào)動學生學習的積極性，給教師更大的自由空間來評價學生的學習，起到了加強培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的作用，提高了實驗教學質(zhì)量，實現(xiàn)了教師實驗教學和學生學習的良性互動，實現(xiàn)了教學即考核、考核即教學，教學和考核融為一體，考核的目的在于促進教學，教學和考核相互促進，形成良性循環(huán)，對全體學生的考核貫穿于教學的全過程，對學生進行全方位的考核，大大增強了學生學習的積極性和主動性，使學生意識到?jīng)]有良好的實驗技能不能學好土壤學實驗的使命感和緊迫感。通過以上教學方法的改革，逐步形成了以教師為主導、學生為主體的新型實驗教學模式，促進了由知識型學生向能力型學生的轉(zhuǎn)變，教師實驗教學的效果發(fā)生了質(zhì)的飛躍[7-8]。

3 結(jié)語

在近3屆(2012～2014屆)資源環(huán)境科學本科生土壤學實驗課程的教學中，通過開展以上教學改革實踐與探索，學生對土壤學實驗課程的學習興趣增加了，也極大地激發(fā)了求知欲望，教學效果逐年提升。土壤學實驗的教學改革任重而道遠，還需我們在教學實踐中不斷積累和總結(jié)經(jīng)驗，把土壤學實驗的教學改革推向深入，使土壤學實驗課程的教學質(zhì)量再上新臺階。

[1] 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(guān)系[J].河北師范大學學報(教育科學版),2005,7(1):92-94.

[2] 劉鐵飛,韓曉日,楊勁峰,等.土壤肥料學實驗課程的教學改革與實踐[J].科技創(chuàng)新導報,2015(14):115-116.

[3] 張錫洲,李廷軒,余海英,等.高等農(nóng)林院?！锻寥缹W》課程實踐教學改革[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院學報,2009,22(1):106-107.

[4] 冉華,宮淵波,龔偉,等.森林土壤學實驗課程教學改革實踐與探索[J].實驗科學與技術(shù),2010,8(3):86-88.

[5] 朱艷慧,武永勇,代博.高校實驗教學方法改革探索[J].實驗教學,2015(20):150-151.

[6] 彭杰,柳維揚,王家強,等.土壤肥料學的教學體會[J].湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學院學報,2011,9(2):25-27.

[7] 李建華,董娜,陳玉玲.高校植物生理學實驗教學改革探索[J].河北師范大學學報(教育科學版),2010,12(4):114-116.

[8] 黃界潁,胡宏祥,李道林,等.土壤學綜合性實驗教學改革[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011(2):16-18.

(責任校對 朱正余)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.12.012

20160728

凱里學院獲得博士學位教師專項課題(BS201334)

湯宏(1974-)，男，湖南益陽人，副教授，博士，主要從事土壤化學與生態(tài)環(huán)境、土壤肥力研究。

張楊珠。

G423.07

A

1674-5884(2016)12-0040-04