基于创新能力培养的土壤地理学实验课程改革

薛晓辉 胡付平 李仰征

[摘 要] 针对实验教学中存在的内容与实际联系弱、学生自主探究不够、缺乏定量化考核等问题，以土壤地理学实验课程为例，引入项目化教学、模块化教学、成果导向教育等理念，对土壤地理学实验课程的教学目标、内容、教学模式和考核方式进行综合改革，以期提高课程的教学效果，加强学生创新能力的培养。结果表明：90%以上的学生满意课程的教学模式、考核方式、教师的责任心、学生动手能力的培养;项目式的教学能够激发学生的科研兴趣和申报项目的积极性。

[关键词] 项目化教学;创新能力;实验教学;土壤地理学

[基金项目] 2018年度贵州省教育厅本科教学内容和课程体系改革项目“基于创新能力培养的土壤地理学实验课程改革”（2018520125）

[作者简介] 薛晓辉（1980—），男，陕西蒲城人，博士，贵州工程应用技术学院生态工程学院教授，主要从事土壤地理研究;胡付平（1987—），女，贵州金沙人，学士，毕节三中，中小学一级教师，主要从事生物科学研究;李仰征（1979—），男，河南漯河人，硕士，贵州工程应用技术学院生态工程学院副教授，主要从事自然地理研究。

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）20-0073-04 [收稿日期] 2021-07-20

引言

党的十八大对创新创业人才培养作出重要部署，国务院对加强创新创业教育提出明确要求，并出台《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》。文件指出学生的创新精神、创业意识和创新创业能力是评价人才培养质量的重要指标。创新能力主要由创新思维能力和创新实践能力两个层面构成，其中创新思维由发散思维、形象思维、逻辑思维、辩证思维、横向思维和纵向思维六个要素组成，创新实践能力包括实践技能、组织管理能力和团队合作能力[1]。随着创新创业理念在高校深入与传播，越来越多的课程教学改革正在不断涌现[2-5]。

教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。基于项目的团队学习（PBGS）、模块化教学、成果导向教育（OBE）等教学模式均有助于教学质量和人才培养质量的提高。土壤地理学是自然地理学与土壤科学之间的交叉学科，也是一门综合性和实践性很强的学科[6]。传统土壤地理学实验大多属于验证性试验，通常按照规定的实验步骤和固定的实验方案进行，能够使学生掌握基本的实验技能，培养他们观察、动手能力和严肃认真、实事求是的科学态度[7]。但是传统的教学模式不能完全调动学生的自主探究积极性，其课程内容与现实结合不密切，实验项目孤立少联系，学生在实验过程中沟通与协作不够，且实验课程考核主要由教师主观打分，缺乏定量化标准。本研究以某地方高校地理科学专业土壤地理学实验课程为例，引入模块化、项目式教学理念，通过明确和优化课程教学的内容、改善教学模式、改革课程考核等方式，达到激发学生的学习兴趣，提高教学效果和培养学生创新能力的目的，以期对实验课程的教学改革提供参考。

一、土壤地理学实验课程介绍与学生学情分析

土壤地理学实验课程为地理科学专业学生的专业必修课，单独开设，1学分，共16学时，考查科目。

地理科学专业招生不仅有文科生还有理科生，且地方高校学生的高考录取线低，生源的质量相对不高;作为地理科学专业是培养中学地理教师的，实验课主要是促进学生对理论课知识的认知与实践;学生缺乏科研项目的系统训练但在老师的引导下可以進行文献检索和简单的研究设计;作为地理科学专业学生，人才培养方案中是没有学习大学基础化学课程作为前置课程铺垫的，学生对实验室的认识与基础处于中学阶段。

二、土壤地理学实验课程目标与内容优化

（一）土壤地理学实验课程目标

课程目标1：测试土壤水分、容重、机械组成指标，初步了解土壤物理性状，分析环境因素对其的影响。

课程目标2：认识和运用5种以上实验室玻璃仪器，能够对土壤pH和有机质进行检测，分析影响土壤化学性质的自然环境因素。

课程目标3：实践土壤剖面土层的划分，说出当地土壤的主要成土过程，能够制作土壤标本。

课程目标4：学会与他人沟通、交流，统整基本的数据，撰写研究报告，并尝试分析问题和解释问题，体验与分享科研的乐趣，培养热爱土壤的情感。

（二）土壤地理学实验课程内容优化

根据学情、人才培养方案要求将土壤地理学课程实验内容优化（见表1）。

三、课程教学模式与评价方式的改革

（一）课程教学模式改革

围绕地理科学专业的人才培养目标和教学中存在的问题，课程组坚持“学生中心、成果导向、持续改进”的OBE理念，将模块化教学、项目化教学、问题导向等教学思想糅合，关注学生课上课下自主学习，鼓励深入探究，形成自己风格的实验课教学模式（见图1）。

（二）考核与评价方式改革

土壤地理学实验课程总评成绩为70%的平时成绩和30%的期末成绩之和，课程目标1、课程目标2、课程目标3的成绩为平时成绩，课程目标4的成绩为期末成绩。间接性评价为课程学生问卷调查，其与直接性评价一起作为课程目标达成评价的依据（见表2）。

四、土壤地理学实验课程教学成效分析

（一）学生对课程教学的满意度情况

对2016级和2017级地理科学学生进行了满意度调查，参与调查人数52人，满意程度分为：非常满意、比较满意、一般满意、不满意四级。98.08%的学生比较满意实验课的考试方式并在课前按教师要求开展了相关教学准备，96.15%的同学对以科研项目模式开展教学比较满意，并认为土壤地理学实验课能够培养和锻炼自己的实践能力和科学思维能力，94.23%的学生比较满意教师的责任心和课堂辅导情况。92.31%的学生上课前是清楚课程目的、内容和考核方式的，90.38%的同学认为实验课的动手机会是比较多的，86.54%的同学对用“雨课堂”来检查预习情况比较满意。

（二）学生评教情况

土壤地理学实验课程教学模式虽然在多年前就已经尝试，但是在2018年才全面成型，因疫情影响，全面实施的仅有2016级和2017级。实施期间，任课教师的学生评教成绩分别是96.40和96.32，教师的教学质量评价成绩为本专业的第二名和第五名。

（三）课程教学支撑专业创新创业教育

地理科学专业大学生创新创业项目也能从侧面反映出该实验教学模式的部分教学效果，2018—2020年仅成果完成人就指导大学生创新创业项目27项（其中省级以上19项），整个地理科学专业的学生主持项目数是其2.5倍，近三年学生主持项目数是2013—2017五年的5倍，课程对地理科学专业人才创新能力的培养应该是有重要贡献的。

五、土壤地理学实验课程教学改革的特点

（一）以实际问题串联课程内容，实验结果回答实际问题，激发学生学习兴趣

以实际问题将基础性、验证性、孤立的实验项目整合在一起，学生通过在教师的指导下实践各实验项目，并用结果阐释实际问题。使得实验检测有目的，各个项目有联系，实验结果多样化，学生非常有兴趣。

（二）科研理念融入教学模式，创新实验课程考核方式，深入培养学生实践能力

土壤地理学实验教学模式也是PBGS教学模式的实践、延伸和扩展。科研理念融入教学模式后，形成“课前预习与准备（项目申请与审批）—课堂教学（研究方案执行）—课程考核（项目结题汇报）”的模式，这样的模式增加了室外环节，加强了学生野外实践能力，培养学生热爱大自然的情感和科研意识;增加了课外的学习任务，要求自主学习，强化了学习效果。

创新了实验课程的考核方式。利用“雨课堂”软件对学生预习情况采取无死角的全覆盖检查，解决了以往仅靠检查预习报告的检查深度不够教师提问检查的覆盖度不够的问题，而且“雨课堂”可以输出电子成绩，降低了教师的工作量;对实验过程表现、实验报告、实验课考核提出了一套标准，抓住关键问题，就主要方面给予加减分，简洁且有效，不会给教师增加额外的工作负担，利于其他课程借鉴和推广。

（三）坚持学生为中心，强化小组探究，要求深入沟通与协作

实验课程实践特性强，往往采用小组教学，但是学生小组的合作通常仅在实验操作配合层面，层次低。主要是由于验证性项目多，实验项目独立，实验结果单一且可预测造成。当科研理念融入、问题产生、考核方式转变后，学生必须分工协作、思想交流、问题探讨、共同努力才能完成课程任务，利于人才综合培育。

参考文献

[1]邓承志，胡赛凤.大学生创新能力培养的现状、问题与对策研究[J].南昌师范学院学报（社会科学），2018，39（1）：53-55.

[2]蔡偉，符春林，高荣礼，等.关于大学生创新能力全过程培养的研究与实践[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2017（6）：106-108.

[3]卞晓军，熊振海.案例研究型学习模式下大学生创新能力培养的探究[J].教育教学论坛，2018（15）：70-71.

[4]屈丹，冮明颖.基于《PLC技术及应用》课程的大学生创新能力的培养与实践[J].教育教学论坛，2017（48）：180-181.

[5]邓岳文，李俊辉.基于提高大学生创新能力的遗传学实验课教学改革[J].课程教育改革，2018（7）：247-248.

[6]李天杰.土壤地理学[M].3版.北京：高等教育出版社，2004：11-13.

[7]衣华鹏，张鹏宴.土壤地理学探究性实验教学模式的实践[J].实验室研究与探索，2007，26（3）：93-94+97.

Reform of Soil Geography Experiment Course Based on Innovative Ability Training

XUE Xiao-hui1， HU Fu-ping2， LI Yang-zheng1

（1.College of Ecological Engineering， Guizhou University of Engineering Science， Bijie， Guizhou 551700， China; 2. Comprehensive teaching and Research Group， Bijie No. 3 Middle School， Bijie， Guizhou 551700， China）

Abstract： In view of the problems existing in the experimental teaching， such as weak connection between the content and practice， insufficient independent exploration of students and lack of quantitative assessment， we take the soil geography experimental course as an example， introduce the concepts of project-based teaching， modular teaching and achievement-oriented education， and comprehensively reform the teaching objectives， contents， teaching modes and assessment methods of the soil geography experimental course， in order to improve the teaching effect of the course， and strengthen the cultivation of students’ innovative ability. The results show that more than 90% of students are satisfied with the teaching mode， assessment methods， teachers’ sense of responsibility and the cultivation of students’ practical ability. Project-based teaching can stimulate students’ interest in scientific research and enthusiasm to apply for projects.

Key words： project-based teaching; innovative ability; experimental teaching; soil geography