陈丽娜，董姝楠

（河海大学 农业科学与工程学院，江苏 南京）

2018年11月24日，教育部高等教育司司长吴岩在“中国大学教学论坛”上提出“两性一度”的金课标准[1-2]。国家全面实施本科一流学科建设，在“两性一度”要求、“双万计划”背景下，为培养学生综合能力、解决复杂问题的高阶思维[2-3]，吴岩司长对“两性一度”做出了解释：即创新性、高阶性及挑战度[4-5]。高阶性具体表现为知识、能力、素质的有机融合；创新性要求以时代前沿为标准来设计教学内容，有真正的实践价值，剔除以往过时且空泛的内容，另外，教学形式的呈现需要更具先进性、探究性，例如以互动的形式增添师生、生生间的互动，教学效果展现出每个学生的个性，进行探究性学习。挑战度要求课程内容适当增加广度和深度，考核机制具有综合性，需要学生投入更多精力，对老师备课和学生课下有较高要求。新冠疫情之后，线上学习大为推广，广大学生习惯线上学习方式，充分利用现代信息技术实施线上线下交替进行混合式教学，研究开展教学方式的多样化合理利用相关网络资料。

基于上述背景，为了建设土壤侵蚀原理实验课程金课，以土壤侵蚀原理实验课程为研究对象，以传统实验课程教学方法为基础，以“两性一度”教学目标为标准，本文将探索该课程新的教学内容、方法以及成绩考核方式，研究如何打造土壤侵蚀原理实验课程金课。

一 实验课程的学情分析

随着教育部对课程教学设计理念和专业技能上有更高要求，各大高校在课程教学设计上推陈出新，尝试不再局限于对课堂教学内容与形式的优化上，更在教师角色的转换、学习体验的增强、学生学习的主动性等方面让整个课程教学更为丰富，从而创新思维培养的教学环境、丰富教学资源、创新教学形态、优化管理手段，全面提升课堂教学质量，为“两性一度”标准下的金课教学设计创新提供强大的推动力和有效示范。

实验类课程旨在通过实验教学强化理论知识理解的同时，增强学生实操技能与处理实际问题的能力，因此，实验教学要把握深度与广度。在教学过程中，实验课程存在的教学问题，主要分为以下几点：

1.师生之间不能有效沟通和反馈。现有机制下，师生之间的沟通往往都限制于课堂之内，学生的困难和疑惑得不到及时的解答，授课教师也无法根据学生上课感受对课程进行适当合理的调整。因此，加强师生沟通，建立合理的交流和反馈方式环节十分必要，能够更好地培养学生的综合能力。

2.不能够充分调动学生的学习积极性。如果都依据教师的布置或者实验指导书上的步骤，按部就班地完成实验操作，难以调动学生学习的积极性，因此，实验教学环节应相应提高挑战度，以让学生自行设计实验方案的方式引导学生积极主动参与到学习过程，主动探索，才能真正向“两性一度”的教学标准迈出一步[6]。

3.学生不能完全理解掌握相关理论知识。教学过程中，实验课很大的意义在于验证相关理论知识和原理，且只有完全掌握了实验的原理，才能更好地开展实验、加强学习效果。但实际动手实验过程中，学生往往更关心实际实验操作得到的结果，而忽略了实验理论上的原因。因此，在实验开展前后，加强学生的理论知识学习能够得到更好地教学效果。

4.未能融入更多的实战机会。本科实验课程可以为学生提供更多的锻炼机会，但教学仪器是一种较为理想的实验设备，与实际工程项目的被控对象存在明显差异。因此需要更多的实战条件来培养学生解决实际问题的能力[6]。

5.学生成绩评价体系不够综合。在成绩评价体系中，能够全面考查学生的学习效果是目标，而全面考核在于过程。因此，当前评价标准与考核形式需要创新。

二 土壤侵蚀原理实验课程现存问题

土壤侵蚀基本原理实践教学是水土保持和荒漠化防治科学研究的重要基础，它是一个专业交叉研究和应用创新型学科领域，在生态环境保持科学研究中有着非常关键的意义，课程要求学生将理论知识综合分析、应用、评价，甚至发挥创造能力，符合新时代土壤侵蚀原理实验课程的新特点，其目标是培养从事土壤侵蚀的创新应用型人才。本课程的教学内容包括土壤侵蚀相关的基础知识、基本规律，学生学习完课程之后，能够为之后的学习打下牢固的技术基础和理论基础，并切实提高自己的实操能力[7]。但是，以“两性一度”为标准作为对照，土壤侵蚀原理实验教学过程中仍然存在很多不足：

1.实验项目多年不更新。多数是传统的验证性实验，虽然验证性实验能够巩固已学的理论知识，培养学生的实操能力，但实验项目较为单一简单，没有考虑到学生之间的差异性，挑战性与前沿性不明显，学生的主观能动性难以激发，那些融入新技术、新实验方法的实验项目应及时加入进来。学生根据教师讲解，机械地按照流程操作实验，实验报告照着实验指导书直接抄写，缺少主动思考过程，不能开拓思维，无法提高学生的创新能力，不能达到“两性一度”的金课标准。

2.学生课前预习效果不佳。大部分学生预习实验时只是简单地关注实验步骤，刻板地抄写实验目的、实验原理、实验步骤等，很少预估产生的实验现象以及深入思考实验现象背后的原理和影响因素等。因此，教师在课堂提问时，总是没有回应或极少数学生回应，师生互动效果差。学生在实验操作过程中一旦遇到问题，直接询问教师，不主动思考讨论，不能很好地利用所学理论知识分析产生原因。主要原因是预习资料不足，预习资料只有实验指导书，而书中主要针对实验操作步骤做详细阐述，难以让学生对该实验原理有更直观更深层的理解，近年来也未能充分利用各电子资源和信息平台。

3.教学方法墨守成规。一直采用教师讲-学生听-动手做的方式，没有新意，教师讲解过程中也难以做到使学生全身心投入听讲，在实验过程中，教师强调的更多的是实验过程是否正确、实验操作是否规范，学生实验过程中往往被要求“按照黑板上的实验过程来做”等等，留给学生的创新空间不大。分班人数多、实验教室小、实验仪器少，多人一组实验导致学生不能全部动手实操。且师生互动少，无法激发学生的学习兴趣，现成完善的实验方案，也导致学生难以开拓思维，结果学生探究性不强，个性特征表现不足。

4.成绩评定体系方法守旧。课程评定几乎完全根据实验报告的内容做评定，忽略实验过程，评定方法单一且缺乏公平性，所有学生实验过程操作相同，实验结果雷同，难以避免实验报告书抄袭的可能，课程挑战度不够，学生的分析能力和解决实际问题的能力也没得到相应提升。

5.教师个人业务能力不扎实。传统课堂授课模式下，课堂教学效果在很大程度上被授课教师的个人业务能力和经验所制约，特别对于新任教师，往往需要多个教学周期的锻炼才能有高水平、扎实的课堂教学能力。

三 土壤侵蚀原理实验课程新模式的探索实践

本项目结合河海大学农业科学与工程学院的专业设置和学科特点，开展河海大学土壤侵蚀原理实验课程建设的探索与实践，引导学生深入思考。本项目具体的教学目标为：①使学生理解、巩固土壤侵蚀理论知识，掌握实验的原理、操作步骤、仪器使用方法和数据分析方法，能够解决该学科领域的实际复杂问题，能够使用现代信息技术进行资料检索、文献查询、信息获取及处理、问题预测分析的基本能力；②能够自主设计、操作实验，对实验数据进行处理和分析，并通过整合信息得到合理有效的结论；③能够将专业所学理论知识应用于解决实际工作问题。

为更好地实现教学目标，将“两性一度”理念切实融入土壤侵蚀原理实验课堂，对实验课程进行了针对性的探索实践，具体建设办法如下：

（一） 设置不同层次的实验项目，体现高阶性

实验教学方面，在具体的实验课程设计上，以经典实验项目为基础，开拓创新，进一步建设设计性、综合性的实践项目，打造高阶性实验课程。

一方面，对于一些很有价值的传统验证性实验，如“雨滴击溅侵蚀量测定实验”、“不同粒径砂砾休止角测定实验”等，予以保留。“雨滴击溅侵蚀量测定实验”：通过让学生全程观测雨滴到土壤中的水力侵蚀现象，模拟测定不同降雨强度的溅蚀量大小，使其有效的掌握溅蚀杯法测定土壤侵蚀量的技术，理解验证溅蚀测定的理论原理；“不同粒径砂砾休止角测定实验”：学生可实际测定砂砾的休止角，进而观测理解斜坡稳定性和碎屑物质特性的休止角间的关系，掌握休止角测定仪等仪器的使用。在此基础上，进一步把现阶段进行的一些验证性实验优化成具有一定自主设计创新性的项目。如，在“雨滴击溅侵蚀量测定实验”中，让学生自行设计实验考察雨量、坡度、降雨历时对溅蚀量的影响。

另一方面，将土壤侵蚀专业的新知识、学科中时代前沿的、有真正实践价值的科学问题添加进当前实验课程中，开发综合科学性实验项目。如开设“人工模拟降雨水土流失实验”，通过人工模拟降雨系统模拟不同降水条件：降雨强度、降雨均匀性的分布、雨滴的分布和直径大小、雨滴的降落速度、降雨的时间长短等，通过变坡土槽等措施设置不同地面条件：地面厚度、土壤层次的构成、地面的坡度调节与开槽等，分析影响水土流失量、土壤侵蚀的主要因素，探讨相关因素对水土流失、土壤侵蚀的影响机制。

通过将实验项目设置成具有一定难度梯度的实验项目，凸显实验课程内容的综合性和高阶性。培养学生开拓思维、运用基本理论自主设计实验，构建知识与实践之间的桥梁，让学生能够主动分析问题、解决复杂的实际问题。

（二） 采用“线上”和“线下”相结合的教学方法，突出创新性

随着信息技术不断发展，数字学习环境、信息化教育技术对教育教学组织的影响不断加深，授课教师开始跳出传统课堂教学模式，以让学生得到更加丰富、先进、个性化的教学体验为目的，对现有教学内容形式进行重新构建和优化。然而在数字学习环境下，学生学习的适应性和主动性会因为师生对数字教学手段的熟练程度、课堂教学信息化程度以及师生之间与数字化媒介交互程度产生很大的影响，进而阻碍“两性一度”课程实现教学目标。因此，采取“线上”和“线下”结合的多元化教学方式，分阶段实施线上、线下教学，第一阶段:线上实验教学模式，第二阶段:以学生为主体、教师为主导的实验操作方式，凸显学生的主体性与教学方法的创新性。

1.利用网络教学平台，助力学生自主学习，提高预习质量，加强课后总结。运用线上教学方式，加强学生的学习自主性，提升预习效果。学生在实验课开始前，依据教师要求，自主有针对地学习相应实验内容，并在规定时间内完成，师生、生生之间可以相互交流在预习过程中产生的疑问点，以此使学生更好地理解相关知识点，提升学习兴趣，在实操过程中能够紧抓重点，正确开展实验。实验课程结束后，学生可以通过线上的知识查阅、相关习题练习和教师沟通等来回顾实际动手实验时的具体操作以及结果，进一步加强对实验操作步骤的熟悉运用及对实验相关理论知识原理的验证和掌握，提升成就感的同时得到更好地教学效果，有效提升学生将理论运用于实践的综合能力。

2.实施以学生为主体的实验操作模式。实验教学以小组为单位进行，学生通过自由组队，3-5人/组，每节课开始前，学生提前选定感兴趣的实验任务书，经过查阅文献，组内讨论等拟定满足实验任务的可行方案，教师提前审核各小组的实验设计，并辅助各小组修改完善方案。在实践教学环节，各小组首先指出预习过程中尚未解决的问题与疑惑，教师组织大家展开实验探究，引导性地向学生提出问题，找到解决疑问的理论依据。随后，各小组按照制定的实验方案将实验任务进行组内分工，协作配合来完成实验，要求每位成员每节课都要进行实验操作，教师主要任务为对学生操作安全进行监控及提供专业指导[8]。具体考核时，将实验方案也作为实验成绩考核的一部分，确保学生对实验理论知识的理解研究，同时每个小组需明确说明组内成员任务分工合作情况。

以学生为主体的实验课程方式，能够在激发学生学习兴趣的同时鼓励学生自我创新，自主设计试验方案，在学习、实验的过程中进一步培养兴趣，在兴趣驱使下锻炼能力，最终提升自己的工程素养。通过这种方式活跃课堂教学氛围，使课堂脱离枯燥乏味的状态，实现高效互动教学，激发学生的主观能动性，提高学习效率，同时使学生的个性特长得到充分发挥，促进学生个性化学习，提高综合的实践能力[8]。

（三） 创新成绩评定体系与方法,加大挑战度

传统课程成绩考核和评定方法一直重视结果、知识，轻视过程和能力，忽略了学生的工程素质教育和能力提升，缺乏挑战度，不利于创新型人才的培养。

本实验课程采用全方位多维度的成绩评定考核体系，依据信息化手段来评定线上学习任务完成情况、记录线下实验操作的成果，教师可以方便地追踪回溯每个学生的课前、课中、课后具体情况。另外，为合理提升该实践课程的难度，拓展课程的广度和深度，切实提高课程教学质量[9]。开课前明确本学期该门实验课程的教学要求，详细说明课程的教学方法、实验内容、考勤形式、互动形式、成绩占比等，改变以往偏重实验报告是否完整、实验结果是否准确，而忽略实验操作过程的考核方式，建立新的综合考核标准，涵盖了实验预习、实验方案设计、实验操作过程、实验报告等各个实验环节[10]，考核中重视学生在设计实验方案的创新思维能力、灵活运用所学理论处理实验过程突发问题的能力，以及正确处理、分析实验数据的能力。

基此，新的成绩评定体系和考核方法是以提升课程挑战度为方法，以培养学生个性发展与解决复杂工程问题能力为目的制定时实施的，能够全方位公平公正地评定一个学生在课程上的表现和能力，促进学生学习更高难度的实验知识和提升自己的综合能力。

四 结语

“两性一度”作为一流课程建设的重要标准，已成为各大高校开展课程建设的首要研究内容。本项目结合河海大学农业科学与工程学院的专业设置和学科特点，将“两性一度”理念融入土壤侵蚀原理实验课堂，通过设置具有基础性、综合设计性、研究性不同梯度难度的实验项目，呈现课程内容的高阶性；通过采用学生“线上”预习和“线下”主导操作相结合的思路，突出多元化教学方法的创新性；通过建立全过程的成绩考核评价体系，将实验预习效果、实验方案设计、实验操作过程、实验报告撰写等环节分别进行考核评估，增加学科挑战度，以土壤侵蚀原理实验课为载体，激发学生的主观能动性，培养学生解决复杂工程问题的综合能力和高阶思维[11]。