邵兴华,魏平慧,张宗良

(上饶师范学院 生命科学学院,江西 上饶 334001)

“土壤肥料学”是园艺专业的必修课,课程内容涉及土壤、肥料(肥料的特性、土壤培肥和合理施肥等)和环境保护等方面的知识,与食品安全间接相关,是一门多学科交叉课程;该课程综合性强、内容丰富,具有理论与生产实践联系紧密、学科与技术统一的特点[1]。课程内容对普通人具有一定的科普价值,特别是近些年越来越多的人热衷于种菜、种花,知晓土壤肥料学方面的知识更容易一次性获得较好的种植效果。“土壤肥料学实验”是农学相关专业的一门重要课程,利用实验可以验证理论并加深对理论的理解,利用实验也能厘清和解决生产实践中遇到的问题。可见,“土壤肥料学实验”将理论知识与实践应用有机结合成了一个比较完整的知识体系。从本校的现状来看,“土壤肥料学实验”存在着教学方法滞后、内容陈旧、实验仪器落后,实验教学偏爱知识传授的问题,然而素质教育要求教育要促进学生全面发展、促进学生个性的发展、以培养创新精神和实践能力为重点[2]。因此实验教学的目的、重心不应该仅局限于理论知识的验证和传授,正确的、有效的实践活动是提升学生的综合素质和创新能力的重要途径,而实验教学承担着这方面的部分工作。为此,作者及所在的教学团队对土壤肥料学实验课的内容体系、教学方法和考核方式等方面进行了改革探索,意在提高实验教学质量,提升学生实验技能、动手能力和综合素质,培养学生的科研能力。

1 转变教育思想、教育理念

一直以来,学生实验,从实验仪器、试剂药品到实验材料都是老师事先准备好,实验开始前老师讲解实验目的、原理、步骤、结果计算、注意事项等,对于有一定难度的实验操作老师会演示一遍,实验指导书加上老师的详细讲解,提高了教学效率,实验进行得很顺利。然而,这样做的弊端在于,实验过程中许多环节学生没有亲自动手,学生很少去思考为什么这样做,只是机械地重复实验步骤,对实验一知半解。撰写毕业论文时,指导老师往往会发现,学生运用曾学过的实验方法时,仿佛从来没接触过,学生这时也意识到自己虽然曾做过某个实验,但是要用的时候很多方面难于把握,感到很陌生。这样的实验教学方法对提高学生动手能力、综合素质收效不大。为了弥补以前教学方法的缺陷,新的实验教学内容在兼顾基础技能训练的同时新增了设计性、研究性实验,设计性、研究性实验老师选定研究内容后,要求学生完成的任务包括查阅文献、方案设计、选定仪器、开始实验、归纳总结撰写实验报告,整个过程完成后,既提高了学生动手动脑的能力,培养了学生对工作的责任感,又使他们认识到课堂理论知识的重要性,使学生由被动学习转变为主动学习。老师不再是事无巨细的“保姆”,学生开始当“主角”,这种教学方式能够最大限度地调动学生的积极性,无疑为提高学生的科学实验素养创造了有利条件。

2 加强基础训练,注重能力培养

实验教学有着理论教学不能替代的作用,其最直接的作用就是培养学生的动手能力[3]。如果将土壤肥料学实验教学置于高等教育教学改革、培养社会需要的应用型人才这个大局中考虑,并结合实验教学的实际情况,就会发现,随着科学技术的发展,近年来土壤肥料学实验技术、实验设备都发生了一些变化。社会对应用型人才的需求越来越大,以素质教育为目标,建立“土壤肥料学实验”课程新体系,实验教学内容的扩展势在必行[4]。

一些经典的实验看上去很简单,目的在于要求学生掌握常用实验仪器的使用方法、基本操作技能和实验报告的规范写法,属于基本功训练,对其作用绝不可轻视[5]。新的实验教学体系保留了部分再现某种现象或验证某个定理的经典实验,增加了设计性实验,这类实验具有一定的综合性和灵活性,可以充分发挥学生的主观能动性,培养学生的创造性思维,增强学生的创新能力;同时,还增加了一些研究性和应用性题目,以锻炼和提高学生理论联系实践、动手动脑、独立思考等综合素质。在指导研究性和应用性实验时,采用的方式是几个老师分别带一部分学生,而不是全班同学统一由一位老师指导,因为每个班级学生人数通常在35人以上,一位老师指导如此多的学生进行研究性、应用性实验,场地、试剂用量、老师的时间精力等客观因素的限制,决定了实际执行起来困难重重。如果人数众多,部分同学动手操作的机会受限,来实验室只是保证出勤,学习效果亦得不到保证。除了分组进行研究型实验,为了使学生进一步获得学习和锻炼机会,还鼓励学生参加学校组织的创新创业训练项目,根据自己的专业特点拟定研究题目,在老师的指导下完成申请书的填写,项目获批立项后,在老师的指导下开展研究,进行实验直至结题。有学生曾成功申请到创新创业项目,项目名称是:“土壤养分丰缺指标对指导施肥的意义”,项目的目的是在了解不同地区土壤施肥情况的基础上,依据作物、林木的需肥情况制定合理的施肥量,用于指导当地的科学施肥,保持土地的永续利用。参与研究的同学来自江西省内不同地区,同学利用节假日在当地采集水田、旱地、经济林地、天然林地的土样。无论申请成功与否,经过这个过程,学生对科研课题的申报会形成比较清楚的认识。将科研项目有意识地引入到实验教学,不仅丰富了教学内容,对提高教学质量、教学效果有重要意义,而且使学生的思维变得更加活跃,同时拓宽了学生的视野。

3 改革实验教学方法和考核方法

使用多媒体教学手段,提高了实验课程的教学质量。教学过程中教师自制多媒体教学课件,将实验仪器、实验现象、实验结果以及仪器使用操作方法通过视频直观地展现在学生面前,使得实验原理和实验方法更加容易理解和接受。例如,土壤速效磷测定中磷标线的制作,教材中的内容都是文字描述,由于每个学生的基础不同,部分从偏远地区来的学生难以理解不同浓度的磷溶液会形成不同颜色梯度的溶液,但是当他们看到视频中加样、排出CO2气体、定容,放置半小时后不同容量瓶里液体颜色的变化后,很快理解了比色的原理实验仪器的操作方法,这大大提高了课堂教学效果和效率。

严谨对待实验,不仅是对学生的要求,也是对老师的要求,承担实验教学的教师和实验员的敬业精神、言谈举止、治学态度对学生的学习态度起到很重要的引领、示范作用[6]。因此,提高实验教学质量,缺少不了有完善知识储备的高素质实验教师和实验技术人员。学院的实验教师多数具有硕士、博士学位,实验技术人员有着丰富的实践经验和认真负责态的工作态度。由于种种原因,实验员存在知识老化和学历偏低的情况,但是他们有强烈的学习意愿。现在网上各种学习资源非常丰富,一方面他们会主动充电,另一方面学院也会提供资金送他们出去培训进修,鼓励他们参加校内外组织的实验教学观摩及学术交流等活动,以使他们能跟上学科理论、实验技术进步的步伐。目前学院已经形成了科学严谨的工作作风,为学生提供了良好的实验环境。

学生实验过程中,实验指导老师和实验员态度温和、专业有素地回答学生提出的问题,观察到学生错误的实验操作会及时指正,实验完成后要求学生告知实验情况再离开,监督、敦促学习态度不端正的学生及时改正学习态度,防止学生有偷懒、蒙混过关的念头出现。基础型、综合设计型、研究型(应用型)实验,在评价标准、评价内容设定上,更多地关注实验参与度、实验技能、设计与研究能力、实验结果、对结果的分析总结能力等观察点。考核项目及所占比重为:平时表现与出勤10%,实验操作25%,实验设计25%,实验报告

40%。

4 亲身体验,加强动手能力培养

学院有温室大棚,教学团队成员专门辟有一块地用于土壤肥料学方面的实践活动,其中,有的部分专门用于观察水土流失的情况,有的部分专门用于实验,施用的肥料全部为有机肥,它们是校园内枯枝落叶腐熟后形成的腐殖质。学生们利用下午无课或周末的时间亲自从事施肥、栽种、浇水、管理等一系列生产实践活动。遇到问题时上网或到图书馆数据库查阅资料,或请教老师。在劳动中,老师教导学生要通过劳动过有尊严的幸福生活,要创造生活、美化生活;在劳动中注重学生的体验,实现了回归自然、贴近生活、解放身体的目的,起到了弥合教育世界和劳动世界裂隙的作用。有学生高兴地说:“浇相同数量的水,没有添加腐殖质的地块,小部分水下渗大部分水四处横流泥沙俱下,而添加了腐殖质的地块,水全部下渗,看到了腐殖质强大的吸水保水能力。”尽管课本上这部分内容说得很清楚,但学生反映亲眼见到这个现象后,对水土流失、有机质的吸水保水作用感受、印象非常深刻,不得不说,理论是抽象的、灰色的而现实是具体生动的。有学生说,通过劳动认识到了耕地的重要性,耕地是非常珍贵的生产资料,生活中衣食住行无一不与耕地相关,以后将关注与耕地有关的污染问题,并在能力许可的情况下阻止破坏耕地的事情发生,毕竟耕地是人类的衣食父母。有同学说,浇水后闻到土壤散发出的泥土清香,心情舒畅陶醉,顿悟到了那么多的文学作品为何歌颂大地母亲。从同学反馈来看,积极的方面远多于消极的方面。参加劳动加深了学生对专业知识的理解和认识,把理论知识与现实问题联系了起来,提高了学生的学习兴趣,学生们变得更加热爱生活,劳动教育激发了学生内心深处的社会责任感、求知欲。

我国高等教育经历了多次变革,1978年启动的改革开放打开了思想解放的大门。1978－2018年间,中国高等教育在校生人数规模从86.7万人扩大到3 833万人,40年增长了43.21倍,高等教育毛入学率从1.55%提高到48.1%,提高了46个百分点。20世纪80年代初全国普通高校仅有700所,2018年已达到2 663所,增长了2.8倍[7]。不同时期高等教育的目的和任务有所不同,现阶段高等教育正在朝着努力培养适应社会需求的应用型、复合型、技能型人才的目标前进,现代教育体系除了立足于服务区域经济,还要满足产业升级转型对人力资源持续供给的需求[8]。长期以来,客观现实使得大多数人总是将务农和脏、苦、累、科技含量低等不好的词联系在一起,认为就读和农业沾边的专业或将来从事与农业有关的行业是无奈之举。然而,我国人口数量居世界首位,粮食自给自足一直是国家的基本国策,作为基础的农业无时无刻不受到国家的高度关注。随着城市化进程的加速,农民数量锐减,土地集约化经营和农业机械化水平不断提高,农业未来将有可能成为热门行业[9]。为了进一步适应社会发展的新需求,本教学团队在教育教学改革的探索中注重创造、强化实践环境,团队成员形成了这样的共识:对于涉农专业,实践活动是培养学生实践能力和创新能力的重要环节,也是提高学生职业素养和就业竞争力的首选途径。

5 效果与结论

本次实验教学改革探索,改变了教师在实验过程中包办一切的做法,更新了教学思想和教育理念。教学内容方面,在注重基础训练的同时,增加了有一定难度的设计性、研究性实验内容;积极采用多媒体教学手段,改革实验考核办法,全过程关注学生能力的培养;适当地增加了实践活动,全方位培养、提高学生的动手能力。实践证明,“土壤肥料学实验”课程的改革是有成效的。最意想不到的一点是,学生在劳动实践过程中,通过参加整地、播种、施肥、浇水等生产过程,端正了专业思想,对农业的理解不再仅仅局限于网上看到的、从别人那里听到的,在劳动中学生以其全部的“自我”去亲历、去体味、去省思,学生的心灵受到震撼。劳动唤醒了他们埋藏在心底的使命感和自我实现感,从而陶醉其中,并开始发自内心地喜爱自己的专业。适量的劳动实践与其他教育形式有机地统一起来,真正促进了学生的全面发展,使学生在理论联系实际、动手能力、合作共事、科研能力等多方面得到了锻炼,增强了就业竞争力。教学团队的教学改革实践将为培养土壤肥料方面的应用型农业科技人才提供经验。