农林类专业土壤与肥料学课程教学模式改革与实践

郑文魁 李成亮 刘之广 王淳 崔秀敏

摘  要：土壤与肥料学是植物生产类专业群的一门专业基础课，该课程涉及面广，概念及内容较多，理论和实践性很强，教学质量要求高，教学难度大。进行土壤与肥料学课程教学模式改革既是新农科建设的内在要求，也是打造卓越农林人才培养新模式的必然选择。以山东农业大学土壤与肥料学课程教学为例，教学团队坚持以学生为中心，在教学内容设计、教学模式改进、强化实践教学等方面对土壤肥料学课程进行积极探索和研究，提出切实可行的教学新模式，提高课堂教学效果，充分激发学生创新思维能力，取得显著成效。为培养高素质复合型应用人才及新农科课程改革与建设提供必要支撑。

关键词：教学改革;土壤与肥料学;实践;混合式教学;新农科

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：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

随着经济全球化加速发展，科学技术发展呈现出多层次、多维度的交叉与融合。社会发展对于復合型人才的需求越发迫切，具有跨学科知识的高端复合型人才受到了政府、企业和社会的普遍青睐[1]。高校是人才培养的摇篮，培育出“厚基础、宽口径、强能力、高素质、广适应”的复合型人才，是其发展的方向[2]。习近平总书记在党的十九大报告中强调，完善职业教育和培训体系，深化产教融合、校企合作。加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展[3]。

专业基础课是复合型人才培养模式课程体系建设中的重要组成部分，是基础课与专业课之间联系的纽带，课程内容具有更加贴近实际应用的特点，在整个专业知识体系学习过程中占有极其重要的地位[4]。随着科技水平不断提升，专业理论知识快速更新，只有学好专业基础课程知识才能为从事本专业相关工作奠定坚实的基础。

土壤与肥料学是植物生产类专业群的一门专业基础课，主要研究土壤和肥料的基本理论和基本性质，揭示土壤、植物、肥料之间的相互关系，为农业生产和农业可持续发展服务，是各交叉学科的重要基础理论之一，与实际生产紧密结合，可为学生日后解决农业生产实践问题打下良好基础，在培养高素质的现代农林类人才中也拥有不可或缺的地位[5]。在山东农业大学的园艺、植保、农学等专业均开设了这门课程。通过该课程学习，可让学生在了解土壤的形成过程及基本性质、植物营养的特性及其与肥料施用的关系，学会利用和改良土壤的方法、措施，掌握肥料合理施用的依据和方法，为本专业领域的学习、工作打下坚实的土壤和肥料方面的基础。

教学过程包括教和学两大活动，课堂是教学活动的主要场所，是教学工作中的主战场，因此提高课堂教学质量是提高教育质量的关键[6]。随着国家教育政策的不断调整和科学技术的发展，当前专业基础课程教学过程中出现了一些新的情况或者说是困难。

1）绝大多数专业基础课程学时减少，但教学总内容基本没变，甚至有增加的情况，增加了备课和教学难度。

2）专业基础课程教学一般由年轻教师担任，而且所占比例增多，年轻教师教学经验不足，掌握的案例有限，所讲内容分析不透，难以抓住学生的心[7]。

3）课程教学过程中普遍存在着重理论轻实践的现象，普遍采用满堂灌的教学方式，激发不起学生对课程的兴趣和热情，课堂上的听讲率不高，教师的授课效果差，只凭考试是否过关作为手段来督促学生加强课堂听课是很难达到理想的授课效果的。

4）教学内容陈旧，理论与实际联系不密切，与学生所学专业没有紧密结合。

5）作为一門专业基础课，学生思想上不重视，学生往往只关注本专业的核心课程。

6）职称晋升重科研轻教学的现状，使得教师在教学上的积极性不高，投入精力不够，许多教师抱有只要完成教学课时就万事大吉的想法，对学生课堂上的不良表现未用心倾力地予以纠正。

因此，必须对课程结构和内容、教学方法和实践教学等方面进行改革，以适应高等农林教育改革和推进素质教育的要求，切实提高教学质量，实现育人目标，努力培养出具有扎实专业知识、能够处理学科交叉实际生产问题的高素质人才。

针对土壤与肥料学现阶段教学的实际情况，以笔者学校2018年土壤与肥料学慕课及教学资源库建设为契机，积极推进混合式教学改革，充分利用在线平台、雨课堂、虚拟仿真等现代教学工具，采用问题导向、探究教学、翻转课堂等教学方法，初步实现传统课堂向对话课堂、开放课堂、能力课堂和学思结合课堂的转变。下面是教学实施过程中的几点做法。

一  课程内容与资源建设

课程教学时刻紧扣专业特点，在实际教学中根据不同专业有所侧重。通过线上交流、课堂提问和课后作业了解学生想从本课程当中学习到哪些专业知识、有哪些专业知识方面的疑惑。在注重传授基本原理、基本概念、基本知识和基本技术的基础上，充分结合其他专业的相关新进展，加强学科间的交叉融合力度。经过该课程教学团队多年的建设和完善，已形成了多媒体课件、试题库、课程慕课、案例库和辅助教材等构成的教学资源库。

（一）  适时更新教学内容，提升课程教学高阶性

土壤与肥料学主要讲授土壤和肥料的基本理论和基本性质，揭示土壤、植物、肥料之间的相互关系，使学生能结合地区实际情况，学会认土、评土、用土和改土的方法、措施和科学施肥的原理，并结合农学、园艺、植保等专业生产实际，学会经济用肥和科学施肥的原理和方法。

我们重新审视、设计教学内容，将最新科研成果引入教学，比如新的施肥技术及肥料品种的讲解;调整知识体系，引入土壤肥料学最新研究进展，进一步增强教学内容的时代性和前沿性。例如，对烟草专业学生讲述土壤保肥性和供肥性这部分内容时，应结合植物、肥料基础理论重点讲解生产过程中烟草的需肥规律、对土壤环境的特殊要求，这样有利于学生在后续学习过程中能够结合专业知识进行问题分析，增加理论联系实际，提高学生专业认知和实践能力。

（二）  借“互联网+教育”助推课程网络资源建设

网络技术的快速发展为教学网络资源建设提供了便利条件，可弥补课堂教学的不足。在“互联网+教育”背景下，建设好课程网络资源能够为学生的学习提供更多丰富的资源和多样的学习模式。教学团队充分利用丰富的慕课资源，制作智慧树在线课程视频58个，总时长 600多min;建有章测验和期末检测题库;多媒体课件、案例库和辅助教材，每年均有更新。课程讲解选用最新课堂辅助软件。此外，山东省虚拟仿真实验教学一流课程馒头山野外土壤虚拟仿真综合实习供学生使用，提高学生对野外土壤的认知能力。另外，教学团队注重与兄弟院校共建共享课程网络资源，实现优势互补。在新冠感染疫情期间，课程网络资源在学生学习活动中发挥了非常重要的作用，类型多样的课程视频及丰富的学习资源满足了学生的学习需求。

二  教学方法和形式的改革

改革教学展现形式，强化课程教学创新性。在教学过程中，坚持思政教育、知识传授、能力培养“三位一体”的教学理念。注重以学生为中心，教师为主导，穿插师生互动，充分利用网络多媒体技术作为辅助教学手段。比如，让学生自己提供所关心的土壤肥料学问题及实际生活中想解决的土壤肥料问题，到课堂中进行互动探讨，有效提升教学效果。并充分利用在线交流平台等方式，实现老师与学生“零距离”，理论与实践“近距离”，提高学生学习的兴趣和主动性。

（一）  现代信息技术与课堂教学深度融合

利用“互联网+”技术，充分发挥高水平教学团队优势，基于MOOC平台开展土壤与肥料学线上线下混合式教学实践，分为教学前期准备、课前在线开放课程自主学习、课堂教学活动组织、线上线下交流及课程考核四部分，使得在线学习与课堂学习及线上线下交流有机结合，有效利用课前、课中、课后三个教学环节，在提高课堂教学效率，促进学员自主学习意识的培养和自主学习能力的提升方面取得了较好的效果。另外，通过智慧树平台实现土壤与肥料学慕课和山东省虚拟仿真实验教学一流课程馒头山野外土壤虚拟仿真综合实习资源共享、教学即时评价，对课程教学手段和教学方法进行持续改进，发挥混合式教学的优势。

土壤与肥料学线上线下混合式教学实施过程如下。

1  制定混合式教学目标及实施方案，优化课程教学资源建设

课程教学目标：有效提升绝大部分学生学习深度，让学生掌握土壤的物质组成和基本性状，从土壤发生角度掌握土壤形成与理化性质基本知识;掌握植物营养的特性及其与肥料施用的关系，加强理论联系实践，提升学生思辨能力;强化学生整体、联系、发展的思维方式，提升解决复杂农业生产与生态环境问题的综合能力。

课程实施方案：基于翻转课堂实现线上线下混合式教学。通过布置学习任务、学生课前自主学习、课上知识内化等过程组织学习，过程中进行诊断性评价、过程性评价、总结性评价，实时掌握学生学习动态及效果，让学生在完成学习任务的同时，切实提高学生的知识与技能，提升学生的综合素质。

课程教学资源建设：开放、优化在线资源课程，通过补充课件和习题库等方式优化线下资源。

2  课前在线开放课程自主学习

教师课前的主要工作是布置学习任务、跟踪学生学习情况并及时反馈，完成学生学习参与度情况统计，主要包括：视频观看人数分布、观看时长比例、随堂测验成绩及学生提问的数量与质量。随时关注学生学习情况，及时督促。并搜集学生学习过程中出现和提出的問题，结合实际情况调整课上教学活动。学生要课前完成在线自主学习、完成随堂测验及作业、准备上课内容。

3  课堂教学活动组织

教师根据课前学习情况确定课上的问题分析、知识要点及教学目标;确定采用的课上教学活动形式，主要包括：调试竞答、小组讨论、实践操作和拓展训练等，最后作出教学评价。例如采用生讲生评和生讲师评的教学方式。学生可按照课前任务单要求对各项任务进行讨论分析，并在线下面授课堂进行学习效果展示，将知识内容按照思维导图的形式进行复习梳理，教师进行纠正和进一步讲解。然后，教师根据线上线下教学的实际反馈，布置相应作业，进行知识巩固和知识综合应用能力提升，同时提供参考阅读资料供学生课后自主学习、交流讨论，实现知识巩固、思维提升、价值引导。

4  教学评价

课程考核体系从“重知识”向“知识、能力、素质并重”转变，考核形式多样化实现“以考促学”，以专题讨论、课堂知识竞答等形式提升学生独立思考、自主学习及团队协作的能力。强调课程学习的连续性，将学习与考核同步进行，重构“教-学-评”三者之间的联系，根据线上、线下的过程性教学评价及时调整教学策略，提高教学效果和学生素质。

混合式教学改革后，教学过程的评价变得相对灵活。教师可实时掌握学生的学习状态及效果，并迅速对学习效果做出评价，以便及时调整教学活动内容。通过过程性评价和总结性评价相结合的方式对单次课进行教学评价，针对不同的教学活动方式，制定相对应的评价方法，主要包括：过程性评价、个人单独评价、小组整体评价等方面。为了鼓励在线上解决问题，线上视频、线上互动问答、线上测验和翻转课堂的成绩占30%，作业占15%，考勤占5%，线下测试占50%。

（二）  基于案例式对话教学模式的课堂重构

传统的灌输式教学方法、单一的教学形式难以满足现代教学的要求，教学效果达不到预期[8]。因此，一些新的教学方法引入到教学实践中，比如：问题教学、案例教学、探究式教学等。本教学团队致力于打破传统独白式的教学模式，以课程内容知识为主线，以典型案例为载体，以师生、生生之间的双向和多向交流为核心，构建丰富的线上、线下交流方式，将知识融入到交流、答疑过程中，促使学生理解和掌握本课程的专业知识和技能。例如在讨论式教学中，为了提高学生文献查阅能力和问题分析能力，老师每讲完一部分内容后，提出几个相关问题，让学生自行查阅资料，写一篇小论文，然后教师组织学生讨论并进行讲评。这种方式不仅增强了学生的学习参与度，并且还强化了学生对重要知识点的印象和记忆，有利于提高学生对知识点的归纳总结能力。采用思维导图式教学方法讲授土壤发生发育时，以矿物、岩石、母质、土壤和土粒为主线，采用小组的形式进行思维导图制作、展示、讨论和评分，这样可以增强学生的团队意识，锻炼学生的表达能力，提高学生的批判能力，为课堂教学带来活力。

（三）  将思政教育融入课堂

对土壤学课程的教学内容进行梳理，充分挖掘其中的思政元素。从生态文明、文化自信、社会主义核心价值观等方面将国家战略、典型案例、科学家故事等思政元素有机融合于教学内容中，做到课程教学和思政教育的有机融合，寓教于学，使学生在学习中自觉强化根植知农爱农兴农、生态文明保护意识，起到“润物细无声”的效果，实现“大人之教，若形之于影，声之于响”。不断优化教学内容，紧跟学科发展，增加教学内容的广度和深度。包括：刻苦勤奋开创性开展土壤研究工作——侯光炯;少年励志拳拳报国的土壤化学专家——龚子同;工作到最后时刻的土壤学专家——朱祖祥;励志当个科学农民家的土壤学专家——朱显谟;土壤学性质系统研究专家——熊毅;控释肥料世界标准制定的主导者——张民等。以上案例根据教学内容，穿插到土壤与肥料学课程第一次讲课，土壤物质组成、土壤配肥与保护、施肥原理与技术等章节中，增强学生学好土壤与肥料学的理想信念。案例的实施可以在课堂上进行，若课堂时间紧张，可以安排学生课堂下抽空学习。

三  实践性教学改革

实践教学环节作为土壤与肥料学课程的重要组成部分，有许多实际生产问题和土壤肥料都密切相关，适当地将这些问题穿插到课程教学之中对于提高课堂教学效果具有重要作用。

结合教师自身的科研内容开展教学实践，在课堂上与学生分享自己的研究经历和结果，极大地提高了学生的学习兴趣，让学生参与到自己的科研试验项目之中，提高他们分析和解决生产实际问题的能力。做到“以研促教，教研结合”，对相关科研内容也是一种再总结。

建立和完善校内教学实践基地，充分利用学校教学资源。引导学生到土肥高效利用国家工程研究中心和国家缓控释肥料工程技术研究中心参观学习，学习土壤肥料的最新研究进展、研究内容，了解肥料实际制备工艺、流程。在农忙或作为关键施肥、灌溉、耕作时期到山东农业大学南校区试验基地进行实践锻炼，巩固课堂理论知识。

四  结束语

在新农科建设背景下，山东农业大学土壤与肥料学课程团队不断更新教育理念，以学生为中心，实施混合式教学模式。充分利用在线平台、雨课堂、虚拟仿真等现代教学工具，采用问题导向、探究教学、翻转课堂等教学方法，初步实现了传统课堂向对话课堂、开放课堂、能力课堂和学思结合课堂的转变，培养了学生的高阶能力。通过课程改革，提高了学生的学习、发现、分析和运用理论知识解决生产问题的能力，通过课程互动和课后考核培养独立思考、自主学习的能力，从农业资源与生态建设视角增强学生“绿水青山就是金山银山”的生态文明意识，增强教学效果，提高学生践行生态文明建设的能力。

参考文献：

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[3] 习近平：决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhuanti/2017-10/27/content_5234876.htm.

[4] 朱杰堂，孙振生，胡宇，等.略论专业基础课学习的方法与对策[J].教育教学论坛，2020（28）：314-315.

[5] 金明慧，刘书含，肖荣英，等.《土壤肥料学》课程改革与实践[J].安徽农学通报，2019，25（4）：140，143.

[6] 黄煜栋，徐莉君.“课程思政”下的课堂教学质量量化评价研究[J].科技通报，2019，35（10）：217-221.

[7] 张倩，盛开，李慧，等.土壤肥料学课程教学改革思考与实践[J].教育教学论坛，2020（18）：236-237.

[8] 李冬琴，李旭艳，刘锴栋.浅谈土壤肥料学课程教学改革[J].中国教育技术装备，2020（9）：85-86，89.