环境土壤学本科教学开设专业及年级的思考

杨金燕，夏子渊

（四川大学建筑与环境学院，成都 610065）

环境土壤学是以“人类与土壤环境”这一对特殊矛盾体为研究对象的科学，是土壤学和环境科学的重要组成部分，其主要任务是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门科学［1］。国内多数院校的环境科学、环境工程等专业已开设该课程。环境土壤学涉及的教学内容广泛，属于交叉性、综合性学科，涉及土壤学、化学、物理学、生物学等多方面的内容［2］，在环境类学生的知识构建中起着重要作用［3］。

环境土壤学教学内容包含基础土壤学与土壤环境保护，基础性与实用性内容并存，课时紧且内容多，学生感性认识土壤的机会少［4］，如何让学生系统掌握相关知识是一大难题。同时，在专业合并和通识教育背景下，在有限的时间内保证不同专业背景和知识储备水平的学生掌握环境土壤学的核心知识和技能，是环境土壤学面临的新的挑战。本研究根据四川大学建筑与环境学院开设的环境土壤学课程教学中遇到的一些问题和思考设计了调查问卷，以期通过分析和总结学生的反馈信息提出改进措施。

1 调查方法

环境土壤学课程开设专业为环境工程专业（2019 年四川大学建筑与环境学院环境科学专业与环境工程专业合并，改名为环境工程专业），课程性质为专业选修课，36 个学时，于每年春季开课。该课程使用的教材为陈怀满主编的《环境土壤学》。2021 年环境土壤学课程结束时，对学生的学习情况开展了问卷调查。该学期选课学生的专业分别为环境工程（17 人）、土木工程（7 人）、护理学（5 人）、电气工程自动化（4 人）、网络空间（3 人）、自动化（2 人）、临床医学（2 人）、卫生检验与检疫（1 人）、经济学（1人）、计算机科学技术（1 人）、档案学（1 人）。该学期为环境科学与环境工程专业合并后第一年在专业开设环境土壤学，同时也是第一年大量接收外专业学生选课。在开课前三周的补退选阶段，任课教师对学生说明课程性质、课程主要内容和考核要求，请学生根据学习兴趣、专业需求、知识构架等多方面考虑后决定是否继续选修，建议仅为了拿学分的学生退课。选课系统关闭时共11 个专业44 人留在该课程继续学习，其中2019 级（大二）学生32 人，2020 级学生（大一）12 人。

问卷调查主要包括课程内容、教学方式、学习效果3 个方面。为突出重点，所有问题均设计为单选题。调查问卷于2021 年6 月22 日发放，并于当日收回，问卷回收率为100%。因为选课学生的专业分散，个别专业学生人数少，不能代表其所在专业，所以本研究对调查问卷的分析仅将学生专业分为环境工程专业和非环境工程专业两大类。此外，为了更好地分析不同年级学生对课程内容的掌握情况，本研究将学生按年级分别进行统计。同时，由于所有环境工程专业的选课学生均为2019 级（大二）学生，统计大二学生的调查问卷时，将环境工程的学生问卷剔除后单独统计了大二非环境工程专业学生的问卷。本研究百分比均为选择该选项的学生人数占该类学生总人数的百分比。

2 调查结果

2.1 课程内容

课程内容调查主要从课程的难易程度、实用性、难点及兴趣点4 个方面进行。

2.1.1 难易程度及实用性 从班级总的问卷调查结果来看，没有学生选择课程内容简单这一选项，80.0%的学生认为课程难易程度适中，20.0%的学生认为课程难度较大，这20.0%的学生均为外专业学生，占外专业学生总数的1/3。从学生年级来看，87.5%的大二学生和58.3%的大一学生认为课程难易程度适中，12.5%的大二学生和41.7%的大一学生认为课程较难（图1a）。课程内容对于环境工程专业学生来说比较恰当，对于外专业学生，尤其是大一的外专业学生来说难度偏大。在课程的实用性方面，有93.3%的学生认为该课程具有实用性，6.7%学生的认为课程不具有实用性，该部分学生均为非环境专业的大一学生（图1b）。

图1 环境土壤学课程难易程度和实用性问卷调研结果

2.1.2 难点所在 为摸清学生学习的难点所在，调研了2021 年学生对以往各年学生认为难度较大章节的掌握情况。其中，选择土壤基本理化性质为该课程的难点所在的学生占57.8%，其次是土壤污染与退化，占31.1%，其余6.7%的学生选择土壤肥力、4.4%的学生选择土壤的地质学基础（图2a）。环境工程专业学生和外专业学生选择以上各项的比例总体趋势一致。大一和大二非环境工程专业学生选择的课程难点也主要集中在土壤基本理化性质、土壤污染与退化。由于环境土壤学教材中所涉及的内容多、难度较大，基础土壤学知识的学习时数往往不够［5］，环境工程专业的学生已修课程里有关土壤学基础知识方面的课程很少，学生缺少必备的知识储备，而外专业学生几乎完全没有环境土壤学的基础知识。如何在有限的教学时间内帮助学生理解重点、难点，打牢土壤学基础知识的根基，提高后续章节的学习效果，确保学生对土壤环境问题能够知其然且知其所以然，依然是环境土壤学教学中的难点。

图2 环境土壤学课程难点所在和兴趣所在问卷调研结果

2.1.3 兴趣所在 在对“环境土壤学的哪些内容最吸引您？”的调查中，选择土壤与人类健康的学生占51.1%，其中大多数为外专业学生；31.1%的学生选择了土壤污染；13.3%的学生选择了土壤基本理化性质，4.4%的学生选择了土壤肥力（图2b）。由于专业不同，学生的兴趣点差别较大，环境工程专业的学生对土壤污染更感兴趣，同时对理论基础也较外专业学生表现出更高的热情。与大二学生相比，大一学生对理论基础的兴趣不大。

2.2 教学方式

在教学方式方面，主要从课程的授课节奏、授课方式、学习方法、教学实践课程4 个方面进行调研。

2.2.1 授课节奏 有73.3%的学生认为“课程节奏适中，现在正好”，26.7%的学生认为“较快，有些跟不上”，没有学生选择“较慢，内容可以更多”。其中，76.5%的环境工程专业学生和70.4%的外专业学生认为课程节奏适中，60.0%的大二非环境工程专业学生和83.3%的大一学生认为课程进度适中（图3a）。环境土壤学教材包括14 章内容，涉及土壤基础知识，土壤中大量元素和微量元素的环境行为，土壤中无机污染物、有机污染物、放射性物质及土壤生物与环境质量，土壤中的新型污染物，土壤退化过程，土壤矿质元素与健康效应，农用地污染土壤的修复，土壤环境工程等。课程特点是内容涉及面广，理论知识抽象。如果在一个学期讲授完所有内容，任课教师和学生的压力都较大。任课教师需要根据当年选课学生的基础及时调整教学大纲，以满足不同层次和专业学生的需求。

图3 环境土壤学课程的授课节奏和授课方式问卷调研结果

2.2.2 授课方式 对于学生喜欢的授课方式的选题，75.6%的学生选择教师授课的方式；其次，15.6%的学生选择自主命题感兴趣的论题，查阅资料，由学生讲授；8.8%的学生选择教师给出论题，小组讨论合作的授课方式（图3b）。其中，环境工程专业学生和外专业学生，大二学生和大一学生的选择比例大致相当。大多数学生喜欢以教师授课为主，但教师不应一味地讲授课程，如果只是单调地授课，即使语言组织得再精彩，学生也很难全程集中注意力。教师应在每节课都给学生“说”的机会，让学生把心中的疑问和想法说出来，达到有针对性地答疑解惑的目的。

课堂讨论是对讲授内容的扩大、加深和运用［4］。针对课堂上学生讨论是否有必要这一选题，37.8%的学生认为有必要，可以增加学生的自主参与性，62.2%的学生认为没有必要，有些学生不会认真思考，专业知识也不够。环境工程专业的学生对课堂讨论的支持率（58.8%）远高于外专业学生（25.9%）。非环境专业学生专业知识不够，是学生不能或者不愿意积极参加课堂讨论的主要原因。经与学生沟通，学生认为课堂讨论过程中，有些学生由于个性原因不愿意积极参加讨论，有些学生认为课堂讨论太多会占用大量时间，尤其是对没有积极参加讨论的同学来说收获不大，如果老师安排每人必须参加讨论，部分学生会以完成任务的心态参与讨论，并且在不是必须参加讨论的时候做其他事情。因此，类似环境土壤学这类课程内容多的专业基础课，安排给学生进行讨论的时间，还需要根据学生的来源、能力、兴趣及课程进度进行综合考虑，不断优化。

2.2.3 学习方法“以土壤母质与土壤的形成为例，您想通过什么途径了解该方面的知识？”的问卷调查结果显示，71.1%的学生喜欢通过观看纪录片学习，13.3%的学生选择实地探索，15.6%的学生选择通过详细的机理阐述学习（图4a）。可见，可视化的教学方式仍是学生乐于接受的学习方式。同时，对机理的理解还没有得到本科生的充分重视。学生对实地探索的选择比例也不高。通过与学生沟通了解到，主要原因为学生考虑到课时的限制，实地探索在课程周期内几乎没有完成的可能性，而将实地探索置于课外，学生认为由于时间的限制、缺少志同道合的同伴或不能及时得到老师的指导，也几乎没有可行性。

图4 环境土壤学课程的学习方法、自主探究、教学实践课程和课堂理论知识与实践工作的重要性问卷调研结果

对学生的自主探究意愿的调研结果显示，仅有6.7%的学生“非常愿意自主探究”；82.2%的学生认为“自主探究挺好，老师讲也不错”；11.1%的学生选择“老师讲解更重要，自主探究可有可无”；没有学生选择“不需要自主探究，老师讲解最重要”。环境工程专业学生选择非常愿意自主探究、两者皆可、老师讲解最重要的占比分别为11.8%、70.6%、17.6%；外专业学生的相应占比分别为3.7%、88.9%、7.4%；大二非环境工程专业学生的选择占比分别为6.7%、80.0%、13.3%；大一学生的相应占比为0、100%、0（图4b）。从问卷调查结果来看，学生的自主探究愿望不高。这与学生年级低、相关专业基础尚不扎实有关。教师应该尊重教育教学规律，精心安排教学计划，在有一定知识储备的基础上，适当地、逐步地引导学生开展自主探究，提高学生的主动性和积极性。

2.2.4 教学实践课程 有4.4%的学生认为没有必要开设该课程的实践课，20.1%的学生认为无所谓，71.1%的学生认为有必要，4.4%的学生认为很有必要。其中，环境工程专业学生对实践课的需求度高于外专业学生，大一学生对开设实践课的愿望较大二学生强烈（图4c）。环境土壤学是一门实践性很强的课程，无论从课程性质还是从学生的意愿来看，开设教学实践课都很有必要。

在此基础上，提出了“课堂理论知识重要还是实践工作更重要”的问题，同以往各届一样，大多数学生（77.8%）选择课堂理论知识和实践同样重要，选择课堂理论知识更重要和选择实践更重要的学生分别有13.3%和8.9%。与外专业学生（7.4%）相比，环境工程专业的学生（23.5%）对理论知识的学习重视程度更高。大二学生对理论知识学习的重视程度高于大一学生，大二非环境专业学生选择理论知识更重要的占比为13.3%，大一学生选择该项占比为0（图4d）。

2.3 学习效果

在学习效果方面，从学习态度、非强制性自主学习内容的掌握情况、自学能力、专业交流与沟通能力、课程收获、从事土壤相关工作的意向几个方面进行调研。

2.3.1 学习态度 有17.8%的学生会认真对待该课程，73.3%的学生选择尽量学习，另有8.9%的学生选择及格万岁。环境工程专业学生中，有35.3%的学生选择认真对待，58.8%的学生选择尽量学习，只有5.9%的学生选择及格万岁。外专业学生的相应占比分别为7.4%、81.5、11.1%。环境工程专业学生对课程重视程度较高的学生比例较外专业学生高。大二非环境专业学生的相应占比分别为6.7%、80.0%、13.3%；大一学生对该课程的学习态度也主要集中在尽量学习层面，占比为83.3%，选择其他两项选项的人数较少。2 个年级的非环境工程专业学生学习态度没有明显差异（图5a）。

图5 对环境土壤学课程的学习态度和非强制性自主学习内容掌握情况问卷调研结果

2.3.2 非强制性自主学习内容的掌握情况 考虑到课时有限，课程任务重，任课教师将部分扩展内容布置给学生进行课后非强制性自主学习。为了检验学生对该类学习任务的掌握程度，调查问卷以《土壤污染防治行动计划》（“土十条”）为例进行调研。只有4.4%的学生表示对“土十条”很了解，51.1%的学生表示有所了解，有44.4%的学生表示不了解。其中，环境工程专业的学生学习内容掌握情况略好于外专业学生。大一学生选择有所了解和不了解的各占50.0%。大二外专业学生选择很了解的占6.6%，有所了解和不了解的均占46.7%（图5b）。大一、大二学生普遍课程任务繁重，加上忙于英语四级、六级考试，课下的专业课学习时间有限，各门课程任课教师布置的课后学习任务应适量，在这个阶段的学生，不可能把大量的课后时间花在某一门或某几门课程上。

2.3.3 自学能力 对学生通过查阅相关资料，了解和遵循土壤污染修复法规、标准的能力进行调研。结果表明，15.6%的学生自学能力很好，55.6%的学生自学能力较好，26.6%的学生自学能力一般，仅2.2%的学生自学能力较差。环境工程专业学生和外专业学生自学能力相当，自学能力较差的为非环境工程专业的大二学生。相较于大二外专业学生，大一非环境专业学生自主学习能力掌握情况更好（图6a）。

图6 对环境土壤学课程的自学能力、专业交流与沟通能力问卷调研结果

2.3.4 专业交流与沟通能力 对通过该课程的学习是否能够就特定需求的土壤污染修复方案和工艺设计、施工、运行和维护等工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流的能力进行调研。选择很好、较好、一般、较差的学生分别占13.3%、40.0%、37.8%、8.90%。外专业学生专业交流与沟通能力掌握情况较环境工程专业学生好，这可能与外专业学生专业多元化有关。大二外专业学生在经过一年的大学学习和训练后，专业交流与沟通能力整体的掌握程度（4 个等级人数分别占20.0%、33.3%、40.0%、6.7%）较大一学生好（4 个等级人数分别占16.7%、25.0%、50.0%、8.3%）（图6b）。

2.3.5 课程收获 有42.2%的学生认为收获颇丰，对环境土壤学的认识得到了提升；55.6%的学生认为补充了一些之前不了解的知识；2.2%的学生认为没有收获，很快就忘了。环境工程专业和外专业学生的人数所占比例相当，环境工程专业学生课程收获略好于外专业学生。相对来说，大一学生的课程收获大于大二学生（图7a）。土壤学是一门博大精深的课程，环境土壤学既侧重环境效应又要兼顾土壤学基础，相关知识需要多年的逐步积累才能熟练掌握。通过一个学期的学习，每位学生由于领悟能力、付出的精力不同，收获必然也是不同的。

图7 对环境土壤学课程的课程收获、从事土壤相关工作的意向问卷调研结果

2.3.6 从事土壤相关工作的意向 近90%的学生愿意或者会考虑从事土壤相关的环境工作。其中，15.6%的学生选择愿意，71.1%的学生选择可以考虑，13.3%的学生选择不愿意。环境工程专业学生愿意（占35.3%）和可以考虑（占64.7%）从事土壤相关的环境工作，占100.0%。大二非环境工程专业学生的相应数据为0、86.7%、13.3%，大一学生的相应数据为8.3%、66.7%、25.0%。环境工程专业学生从事土壤相关工作的意向明显高于外专业学生（图7b）。

3 课程建设建议

3.1 存在的主要问题

从本次调研结果来看，对参与调研的环境土壤学本科课程学习的学生来说，课程内容对于环境工程专业学生比较适当，对外专业学生，尤其是大一的外专业学生来说难度偏大。土壤基本理化性质、土壤污染与退化是所调查学生感觉难度较大的内容。不同专业学生的兴趣点差别较大，环境工程专业的学生对土壤污染防治较感兴趣，外专业学生对土壤与人类健康更感兴趣，同时环境工程专业学生对理论基础较外专业学生表现出更高的热情，大二学生对理论知识学习的重视程度高于大一学生，总的来说，对现象背后机理的理解，还没有得到本科生的充分重视。环境工程专业学生对课程重视程度较外专业学生高，但自主探究愿望均不高，非强制性自主学习内容的掌握情况一般。

3.2 改进措施

3.2.1 合理安排课时，提高学生专业兴趣和实践能力 在环境土壤学的教学过程中遇到的难题是学生缺少土壤学基础背景知识，且环境土壤学的课时数偏少。在安排分配教学学时的时候需分配1/3 及以上的学时讲授基础土壤学内容。如何在有限的时间内一方面保证学生能够构建自己的基础土壤学知识框架，另一方面给予学生足够的时间掌握环境土壤学前沿的科学问题和技术方法，这就要求任课教师根据内容的重要性以及学生的需求程度合理调整知识结构。

针对环境土壤学教学过程中出现的实践环节缺乏的问题，在本科教学大幅度压缩课时的大背景下［6］，环境土壤学作为该校非核心骨干课程，教学内容多，无法满足安排试验和实践教学的需求，增加专门的试验和实践教学环节不太现实。环境土壤学课程的很多理论和技术既来自工程实践，又服务于解决特定的实际问题［7］。因此，案例教学法在该课程教学中的作用尤为重要，也是破解实践环节不足问题的有力方法［7］。同时，采取小论文和课堂讨论结合的教学方法，通过布置题目鼓励学生观察和查阅文献资料提出问题，并提出解决问题的思路和方法，组织开展交流和专题讨论，发挥学生的主体作用，扩大视野和知识面，也是对解决实践环节不足的有效补充。此外，专题讲座可以使学生了解学科的最新发展动向。一方面，可以组织和引导学生关注学科动态，由学生查询相关资料后归纳总结，再由学生讲解国内外环境土壤学相关领域的研究动态［4］；另一方面，可以引导学生聆听相关领域有雄厚理论基础和工程经验专家的专题讲座，这类讲座有利于扩大学生知识面，接触领域前沿。有条件的学校可通过引入野外实习和企业实习等实践教学，将野外试验和室内试验结合设置全程综合性设计试验，有效提升学生对环境土壤学课程的学习积极性，加深对理论知识的掌握和理解，对环境土壤学专业人才的培养有积极作用。

3.2.2 分专业设置班级，根据培养方案调整课程大纲 从四川大学环境土壤学问卷调研结果来看，建议将环境土壤学课程分专业设置班级，其中环境工程专业的学生单独设置班级，其他专业学生根据当年选课学生的文、理、工、医专业情况进行划分。具体的教学活动应考虑授课学生的基础知识，依据所在专业或学院的培养目标制定教学计划。对于环境工程专业学生，可以适当加大理论基础的讲授，给学生打好专业基础，便于前沿技术和工程方法的掌握。在具体的教学过程中，还要根据学生的基础及其他课程进行调整。在授课内容的选择上，注意与其他相关课程的相互协调，如与自然地理、环境微生物学、环境化学、环境影响评价等课程中关于土壤发生及分类、土壤生物、土壤中的氧化还原、土地利用等课程有交叉或重叠的地方可以简化，节约课时进行重难点内容的讲解。同时，将最新的科研成果展现给学生，将知识性和应用性进一步结合起来。

课程接收外专业学生，目的主要是加强文理渗透，交叉互补，增强多元化知识结构，提高学生的综合素质，在普及型理论知识结构的基础上，不断扩展并完善学生的多元知识结构，满足学生的兴趣、爱好，培养学生的综合能力，并满足社会对“厚基础、宽口径、高素质、复合型”人才的需求［8］。在非环境工程专业的班级中，教师在选修课的教学内容和教学方法上要进行探索，充分展现学科的知识性、趣味性、实用性、时代性、互补性［9，10］。对于外专业选修课来说，不能全盘按照教材上课，需要根据不同的专业培养方案进行适当调整，确定教学大纲，舍弃高深的技能化、专业化的教学理念，突出宣传、普及和教育的特点，把可持续发展理念作为主线贯穿于课程始终，将“以学生为中心、以能力培养为目的”的教学理念贯穿于教学的始末［11］。

在开课年级方面，由于环境土壤学专业性较强，不建议在大一开设，尤其是环境工程专业班不建议在大一开设。环境工程专业的学生培养目标是培养环境领域的专业性人才，因此对课程的学习效果要求较高，需要学生有一定的专业基础和自学能力，大一学生在基础知识和学习能力方面的能力还比较薄弱，学习效果会受到较大影响。建议在大二或者大三开设环境土壤学课程，这2 个年级的学生对专业有一定的了解并且学习能力较强，能够更好地适应环境土壤学的大容量、高难度的课程特点，取得更好的教学效果。

环境土壤学是一门具有时代性的课程。随着环境土壤学内容的更新和对学生培养目标的提高，需要从课程内容、课程定位、课程目标和学生特点等多方面具体分析课程建设模式。任课教师在掌握课程内容及学生特点的基础上，因材施教，才能培养出越来越多有热情、有激情、有理想、综合素质过硬的专业人才。