提高土壤农化分析实验教学效果的探索

刘会玲， 张丽娟， 刘树庆

（河北农业大学，河北 保定 071001）

实验教学是高等学校教育教学体系不可或缺的重要组成部分［1］。通过实验教学，使学生加深对理论知识的理解，掌握操作技能，培养严谨的科学态度、实践能力、创新能力、团结协作、系统思维等综合素质。河北农业大学土壤农化分析课程，自2000年以来成为一门独立的实验课程，在教学工作中，发现存在一些问题，限制了人才培养质量的进一步提高。一门实验课程应该具有这样一些基本特性［2］：（1）引入并巩固学科知识；（2）在操作技能和仪器设备使用方面得到训练；（3）允许有多种解决问题的方案；（4）提升科学研究或产品研发能力；（5）激发批判性和创造性思维；（6）增加对专业的兴趣和学习主动性；（7）培养团队精神；（8）提高书面和口头表达能力；（9）增强安全和环境保护意识。根据这些特征，笔者有针对性地对实验教学中存在的问题进行改进，旨在提高教学效果。

一、实验教学中存在的问题

1．学生对课程重要性认识不够，学习兴趣和积极性不高 土壤农化分析是农业资源与环境专业的一门重要的专业主干课，与土壤学、植物营养学、环境分析与监测等多门课程关系密切［3］，是一门理论性很强的课程，又是一门应用学科，与生产实践结合紧密。课程内容包括土壤分析、植物分析和肥料分析3个方面［4］，目的是通过学习让学生从理论和实践上掌握分析方法，熟悉分析测定中所用的仪器设备；使学生能综合应用土壤学、植物营养学等相关课程知识，理论联系实际，分析、解决生产实践中的一些实际问题，如土壤改良、肥料质量评价、合理施肥、食物和饲料检定等。

通过对河北农业大学农业资源与环境专业的学生进行调查，结果显示，只有60%的学生认为课程是重要的，与专业结合紧密，其中91%的学生认为课程的重要性在于对以后的工作或考研有帮助，而这正是学生对课程感兴趣的原因。仅有38%的学生对课程感兴趣。大部分学生对课程不感兴趣，从思想上不重视，只是将上课作为一个过程而已，取得学分才是最终目的［5］。实验课的主要任务就是取得实验数据，完成实验报告［6］。而传统的教学方式难以调动学生学习的积极性和主动性。经常有学生听课不认真，认为听不听课无所谓，即使不听讲，也能按照实验指导书完成实验。学生做实验的目的不明确，很多同学觉得只要把课上完，不管上得好与上不好，实验结果对与不对，老师一般都会让他及格［5］。有学生为了考研，只重视原理、方法等理论知识的学习，忽视实验技能的培养。个别验证性实验整个实验过程没有悬念，引不起学生的兴趣［7］，很多同学只重视实验结果，忽视实验过程出现的问题和解决办法［8］。实验课观察和调查结果表明，实验过程中聊天、打电话、玩手机的现象时有发生，严重影响了实验教学的效果。

2．实验教学的局限性 实验教学往往是学生按课程教学计划规定，在规定的时间进行实验教学活动，在有限的时间内，学生的动手能力得不到充分的锻炼，不能充分发挥学生的积极性、主动性和创造性。更无从谈起对学生创新能力的培养［9］。实验室封闭式的管理，限制了学生利用课外时间进行实验活动。

由于是独立的实验课程，教师对理论知识无法进行系统讲解，实验部分的内容基本上是零散、孤立的知识点，不利于理论知识和实验操作技能的整体性掌握。64学时的课，集中在两周之内完成，学生没有时间预习，只能是任课教师在有限的时间内进行实验内容的讲解，讲解之后紧接着就做实验，学生对实验内容来不及消化吸收，稀里糊涂上实验课。实验过程中一味地按照教师讲的或教材上写的步骤进行机械的操作，没有一个完整的概念。一次实验课上完后，学生最后只得到测定的数据结果，对实验原理不清楚、操作过程不熟悉、注意事项不明确，有时实验失败不会分析原因，知其然不知其所以然。整个实验过程完全处于被动状态，影响实验教学质量，达不到实验教学的目的。

本课程原来80学时，2000年以后改为64学时，受学时数制约，只能有选择的做部分常规实验，许多重要的实验没有时间做。许多新颖的实验方法、新型的检测手段，没有充分发挥作用。由于时间关系，一些试剂的配置、样品的准备等都由实验技术人员来完成，一些大型精密贵重仪器也由教师调试或操作，学生只能进行观摩。有些仪器学生只是听说，连见都没有见过，更别说实际操作，严重阻碍了学生学习的积极性和主动性，影响了学生对操作技能的掌握，很难达到教学目的。因此，改革实验内容、更新实验方法势在必行。

3．实验教学成绩评定不尽合理 考试评价仍然是当前高校实验教学十分注重的内容［10］。考核是正确引导和激励学生积极性、检查学生学习效果、提高教学质量的有效方法。实验教学成绩的评定方式不尽科学，过分注重理论知识不利于学生的全面发展。以往的土壤农化分析课程总成绩包括闭卷理论考试和实验课成绩两部分。传统的闭卷考试，其弊端是造成学生死记硬背，临考突击，高分低能的现象［11］。实验课成绩主要是学习态度和实验报告成绩。实验报告成绩着重看实验结果是否正确。这种评定比较主观，不能考察出学生的实践动手能力，不能激发学生的学习积极性，极大地削弱了学生对实验教学的重视程度，难以激发学生学习的积极性、主动性和创造性。导致部分学生不重视实验过程，做实验不认真，有个别缺课和中途早退现象，甚至有同学抄袭实验报告［1］，不利于教学效果改善和教学质量提高。因此，改革考核方法非常重要。

二、实验教学的改革措施

为了深化土壤农化分析课程实验教学改革，不断提高教学质量，培养出具备扎实的理论基础和实践技能并能够很快适应社会发展的高级专门人才，针对以上问题，河北农业大学土壤农化分析课程课题组结合实际进行了一些有益的探索。

1．注重第一印象，激发学生的学习兴趣 第一印象通常是指人们第一次接触到某人或某物时，会留下深刻的印象。第一印象的好坏，将对课程的教学工作产生直接的影响，许多教师对此都很重视。第一次课一般都会很认真，争取给学生留下良好的第一印象。本课程的主讲教师都是教授、博士生导师，具备扎实的理论基础知识、熟练的操作技能；学术水平高，科研能力强，多次获得国家和省级奖励；曾在加拿大、德国、英国、日本等国家做访问学者，了解学科动态。在第一次课上结合生产实际充分讲清楚该课程的地位和作用，结合实际引导学生，告诉学生该课程是多数高校土壤学、植物营养学等专业的硕士研究生入学考试课程，介绍一些与专业密切相关的学科前沿知识，使学生认识到课程的重要性及其对自身利益的影响，开阔学生的视野的同时激发学生的学习兴趣。例如，2005年以来国家开始实施的测土配方施肥工作，有研究表明测土配方施肥能使冬小麦和夏玉米增产10%～20%［12］。学生毕业后可能会到相关部门从事该项工作，学生对此很感兴趣。

2．重视实验预习 多数学生认为，课程知识是通过讲授和指导获得的，因此，笔者积极探索课堂理论讲授与实验教学交错进行的灵活模式。将课堂讲授和实验教学分开，自2009级学生开始，对专业教学计划进行调整，将64学时教学时数改为80学时，增添16学时理论讲授。让学生有时间充分理解课堂讲授内容，明了实验原理和方法。为了改变学生实验前对实验一无所知、实验课满堂灌的状况，要求每个学生实验前必须进行预习，并写出预习报告。通过预习清楚实验内容和原理、明了实验过程，促使学生对每个实验都有一个整体的认识，做到心中有数，而不再是照本宣科的机械操作。同时在预习中发现问题，带着问题做实验，有利于学生研究、解决在实验过程遇到的各种问题，达到实验教学的目的和预期效果。

3．合理安排实验教学内容 精心设计组织教学内容，将土壤、肥料、植物分析实验内容统一安排，精选保留原有土壤、植物及肥料经典实验内容，增加设计性、综合性实验，如土壤肥力综合评价、水中总有机碳的测定、大气中氧化亚氮的测定等有利于培养学生自主创新能力的相关实验。增加大型贵重精密仪器的演示实验，如总碳分析仪、离子色谱、气相色谱的演示等。条件允许的情况下尽量让学生亲手操作，如原子吸收分光光度计、火焰光度计等。让学生在有限的实验学时内了解掌握更多的测定方法、原理与操作，尽量避免不必要的重复。例如土壤、肥料分析中钾的测定：教学中为避免方法和仪器的重复，在做土壤分析中选用火焰光度计法，肥料分析实验时用重量法。要求学生根据实际情况，从经济、准确度、灵敏度等方面考虑，选择适合的分析方法。

科学技术的飞速发展，使仪器设备和分析测试方法不断更新。在教学中尽量向学生介绍有关的研究成果，从而丰富实验教学内容，随时将最新的土壤、肥料测试方法的国家标准补充到教学内容中，以便学生能够在科研和实际工作中运用。比如，GB／T 2441．1－2008尿素总氮含量测定方法，GB／T 17767．1－2008、GB／T 17767．2－2010、GB／T 17767．3－2010有机－无机复混肥料总氮含量、总磷含量、总钾含量的测定方法，等等。学生通过实验，不仅掌握了仪器设备的基本操作，而且掌握了可直接应用于生产实践的分析测试技术。

4．灵活运用各种教学方法，调动学生学习积极性 兴趣是最好的老师，大部分学生对与生产生活紧密联系的、实用的实验内容兴趣很大，而对抽象、枯燥的内容兴趣不大［7］。对实验的兴趣影响学生的积极性，也影响着实验教学的效果。只有学生对实验产生了兴趣，才会积极主动参与到实验教学活动之中。

采用灵活多样的授课方式，调动学生的学习兴趣，运用课堂讨论、提问等引导学生积极思维，活跃课堂气氛。在教学中注重对学生分析意识的培养与渗透，特别强调分析化验为手段，实际应用为目的，培养学生分析问题、解决实际问题的能力。让学生自己动手配制实验所需的试剂，如标准酸、标准碱的配制与标定等，提高学生动手能力。让学生亲自准备分析测试用的样品，如河湖底泥、土壤、肥料、水果、蔬菜等等，只要是学生感兴趣的都可以作为实验样品。学生对与生活息息相关的肥料、蔬菜及土壤次生盐渍化污染状况产生了浓厚的兴趣，实验目的性很强，实验过程中积极主动，认真负责，产生了良好的实验效果。

充分利用多媒体等现代化教学手段是解决当前课时减少、教学内容多的有效方法，也是提高教学质量的重要手段之一［13］。利用多媒体信息量大、直观、生动形象等特点，促进学生学习的主动性，提高教学效率。利用多媒体演示一些实验操作技能、仪器使用方法、实验过程等内容，使学生实验操作规范；另外对一些目前实验室尚不具备条件开展的实验进行模拟和演示，丰富教学内容。定期开放实验室，为学生进行课程学习提供实验场所。现有土壤和植物营养两个开放实验室，对学生开放，鼓励学生根据兴趣和爱好自己设计、完成实验。鼓励学生在课余时间参加一些科研和社会实践活动，既加深了对课程内容的理解和掌握，同时又锻炼了动手能力和科研能力。

5．适度展示，提升自身形象 调查发现，70%以上的学生对教师的印象都很好，认为教师的教学态度和教学能力良好，能对学生一视同仁，备课充分，答疑指导认真，不迟到不早退，具有亲合力和吸引力。学生对教师的印象伴随教学活动的始终，这就需要教师注重印象管理。印象管理策略主要有：真诚赞美，树立亲和印象；适度展示，宣传自我印象；巧用距离，构建权威印象；及时道歉，留下谦逊印象等［14］。在工作中，教师运用印象管理策略扬长避短，不断完善、提升自身形象，维护良好的第一印象，促进教学效果。例如在实验教学过程中，教师在演示实验时所展示出的规范熟练的操作、分析问题时清晰开阔的思路、解决问题的果断迅速等，都会给学生留下深刻的印象，提升自身形象，促进实验教学的顺利开展。

6．重视实验过程，完善考核方式 在实验教学的考核中尽量做到合理化和公平化，对实验课成绩从多方面进行综合测评，而不是单纯看实验结果的好坏。实验课成绩包括出勤率、实验预习、实验操作、实验态度、回答问题、实验报告等，是学生平时对实验课的重视程度和积极性的反映，实验报告的分析与总结部分非常重要，能够反映出学生对所学知识的应用、推理及表达能力，是体现学生是否对实验理解和分析透彻的重要标志，也是学生分析问题、归纳问题从而解决问题的体现，为以后学生从事科学研究打下了良好的基础［15］。因此，实验报告的考核重点不仅仅是实验结果，更重要的是考核操作技能、实验预习、结果和问题的分析与总结，看同学们是否能分析问题，误差、错误出现的原因及控制方法。把学生对实验的思考和讨论作为衡量其实验质量的重要标准［16］，促使学生在实验过程中主动参与，发现问题，并进行思考，力争自己解决。这种考核方式，不仅能调动同学们的积极性和主动性，还可以让同学们在实验过程中得到锻炼，提高其分析问题和解决问题的能力，训练其科学的思维能力和创新能力，有利于提高教学质量。

三、结语

实验教学作为一项实践性较强的教学活动，有着自身的特点和规律，在学生知识、能力和态度培养方面发挥着重要的作用。土壤农化分析课程实验教学中，以知识掌握为基础，以培养学生的创新意识和创新能力为核心，以综合素质提高为目标，努力抓好各个环节，让学生学有所获。运用教育学和心理学的原理与方法，树立良好的第一印象，通过更新教学内容、改革教学方法、完善考核评价方法等，提高学生的实验兴趣和积极性，巩固加深了学生对理论知识的理解和掌握，强化了他们的实践操作技能，锻炼了独立思考与动手能力，对学生以后的考研和工作都起到了很大的推动作用，取得了良好的实验教学效果。农业资源与环境专业有相当一部分学生毕业后在相关部门从事测土配方施肥工作。近3年累计有二十多人在研究生入学考试中取得了良好的成绩，考入中国农业大学、中国农业科学院、中科院南京土壤所等国内知名高校和科研院所攻读土壤学和植物营养学专业的硕士研究生。

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