PBL教學(xué)法在土壤學(xué)教學(xué)模式上應(yīng)用的初步探究*

李文彥　　李永濤

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642）

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PBL教學(xué)法在土壤學(xué)教學(xué)模式上應(yīng)用的初步探究*

李文彥李永濤

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642）

摘要：土壤是全人類(lèi)生存的重要自然資源，隨著其在環(huán)境安全、資源利用、生態(tài)健康及全球變化中重要性的提升，對(duì)于土壤學(xué)高等教育改革及創(chuàng)新提出了更高的要求。文章介紹了國(guó)外PBL教學(xué)法在土壤學(xué)中的應(yīng)用情況，該教學(xué)方法是以問(wèn)題為導(dǎo)向，通過(guò)提供“真實(shí)場(chǎng)景”促進(jìn)學(xué)生對(duì)于土壤學(xué)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，使學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)學(xué)到知識(shí)和技能，并且具備獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，對(duì)我國(guó)土壤學(xué)教育未來(lái)發(fā)展具有較高的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：土壤學(xué)；PBL教學(xué)法；教學(xué)模式

前言

土壤是全人類(lèi)生存的自然環(huán)境以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的寶貴資源，世界面臨的糧食、資源和環(huán)境問(wèn)題與土壤密切相關(guān)，是世界上大部分經(jīng)濟(jì)和科學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)來(lái)源［1］。2013年聯(lián)合國(guó)宣布2015年為“國(guó)際土壤年”，這將大大提升公眾對(duì)于土壤資源有限性及掠奪性利用的關(guān)注。聯(lián)合國(guó)（聯(lián)合國(guó)千禧年項(xiàng)目，2005；聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署，2007）與聯(lián)合政府氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)等國(guó)際機(jī)構(gòu)都強(qiáng)調(diào)了需要加強(qiáng)土壤學(xué)教育和提供足夠的土壤信息知識(shí)，高等教育機(jī)構(gòu)應(yīng)為學(xué)生提供一個(gè)適用于當(dāng)前全球變化的堅(jiān)實(shí)土壤學(xué)基礎(chǔ)［2］。

土壤學(xué)建立于19世紀(jì)，早期主要以農(nóng)業(yè)服務(wù)為主體思想，隨著歷史的發(fā)展，在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，開(kāi)始注重自然資源環(huán)境的保護(hù)，到如今學(xué)科重點(diǎn)已經(jīng)傾向于科學(xué)解決特定問(wèn)題，例如作物生產(chǎn)、灌溉管理、水質(zhì)、公共安全，甚至還包括氣候變化和城市工業(yè)污染等。越來(lái)越多的證據(jù)表明，這些實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性需要一個(gè)具有更廣泛適用性及應(yīng)用性的土壤學(xué)。土壤學(xué)社會(huì)功能的轉(zhuǎn)變及意義的延伸需要土壤學(xué)高等教育在教學(xué)方法手段上有更好的改革及創(chuàng)新，創(chuàng)建符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的土壤學(xué)教學(xué)模式，是推進(jìn)我國(guó)土壤學(xué)高等教育健康持續(xù)發(fā)展的重要保障，也關(guān)系到土壤學(xué)未來(lái)發(fā)展的路徑和生命力。

一、PBL教學(xué)法簡(jiǎn)介

PBL教學(xué)法（Problem-Based Learning）來(lái)自加拿大麥克馬斯特大學(xué)1970年的醫(yī)學(xué)院項(xiàng)目，不少研究認(rèn)為也許是歷史上最具創(chuàng)新性的教學(xué)模式。該教學(xué)法最初針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法解決醫(yī)學(xué)臨床問(wèn)題所設(shè)置，通過(guò)將學(xué)生的學(xué)習(xí)嵌入到現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中，借此取代學(xué)生通過(guò)課本學(xué)習(xí)的過(guò)程。PBL教學(xué)法的中心是基于一個(gè)開(kāi)放式的問(wèn)題場(chǎng)景來(lái)定義自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此被稱(chēng)為問(wèn)題導(dǎo)向性學(xué)習(xí)。其主要過(guò)程為創(chuàng)建一個(gè)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，學(xué)生通過(guò)團(tuán)體協(xié)作方式找出他們需要解決的問(wèn)題，利用解題的過(guò)程，互相溝通交流，批判性思維，在此過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)，然后應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題，并反饋他們所使用的策略，判斷其有效性［2］。因此，PBL教學(xué)法不僅是解決問(wèn)題的本身，而是使用適當(dāng)?shù)膯?wèn)題以提高學(xué)生對(duì)于知識(shí)的認(rèn)知，其學(xué)習(xí)方式旨在培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力，而不是獲得知識(shí)，因此被稱(chēng)為“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”的方法。學(xué)生在此過(guò)程中不僅獲取知識(shí)，還能夠培養(yǎng)溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、解決問(wèn)題能力、獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，并學(xué)會(huì)共享信息與尊重他人。

二、土壤學(xué)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題

隨著歷史的發(fā)展，土壤學(xué)不僅是土壤學(xué)知識(shí)的教學(xué)，更需要培養(yǎng)能夠解決日益復(fù)雜的各種土壤相關(guān)問(wèn)題的人員。早期土壤學(xué)的教學(xué)主要是基于觀(guān)察與講授，缺乏實(shí)驗(yàn)理論的驗(yàn)證［3］，然而隨著土壤學(xué)成為公認(rèn)的獨(dú)特學(xué)科，土壤學(xué)如始終遵循通用的教學(xué)模式將無(wú)法得到有效的教學(xué)效果，土壤的獨(dú)特性質(zhì)需要特殊方法和思維方式。在教室里面講授土壤學(xué)的基本概念，學(xué)生只能保持理論上的理解，只有通過(guò)實(shí)地的驗(yàn)證才能夠消除學(xué)生的遠(yuǎn)程抽象感，賦予理論知識(shí)更多的意義［4］。因此土壤學(xué)教育應(yīng)注重知識(shí)在實(shí)踐方面的有效應(yīng)用，在理論及實(shí)踐間建立起緊密聯(lián)系。

基于我們生活在一個(gè)日益城市化的世界，許多學(xué)生與土壤之間的聯(lián)系有限，對(duì)于土壤及農(nóng)業(yè)的疏離感，使他們對(duì)于土壤學(xué)基本知識(shí)的興趣及了解十分有限，但卻容易對(duì)更宏觀(guān)的層面例如土壤在氣候變化、糧食生產(chǎn)或環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等全球問(wèn)題中的作用具有極大的興趣。而且目前土壤學(xué)背景學(xué)生大多就業(yè)機(jī)會(huì)在環(huán)境、土地管理、農(nóng)業(yè)和工程等。因此如何有效激發(fā)學(xué)生對(duì)于土壤學(xué)的興趣，在土壤學(xué)教學(xué)過(guò)程中，確保教學(xué)的內(nèi)容更全面、更開(kāi)放、更實(shí)用，提高學(xué)生的興趣和參與性，讓學(xué)生意識(shí)到土壤學(xué)的價(jià)值，并且能夠在未來(lái)的農(nóng)業(yè)、環(huán)境、土地資源等相關(guān)工作中充分利用，對(duì)我們土壤學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

因此，雖然土壤學(xué)在大部分的高校中作為“通識(shí)教育”的一部分，但其教學(xué)任務(wù)卻極其繁重，需要土壤學(xué)學(xué)生具有能夠熟練得識(shí)別、理解土壤學(xué)的獨(dú)特性，并進(jìn)行應(yīng)用；理解土壤學(xué)在社會(huì)中的定位與相互關(guān)系；解決土壤相關(guān)問(wèn)題；加強(qiáng)個(gè)人發(fā)展和終身學(xué)習(xí)等以上能力［5］。但土壤學(xué)學(xué)時(shí)一般并不豐富，因此如何在土壤學(xué)有限的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生更好地掌握土壤學(xué)的基本知識(shí)和基本技能，把握學(xué)科的發(fā)展方向，使學(xué)生在日益激烈的人才競(jìng)爭(zhēng)中勝出，是土壤學(xué)教學(xué)模式上極為重要的內(nèi)容。

三、PBL教學(xué)法在土壤學(xué)中的應(yīng)用

PBL法具體做法是基于不同問(wèn)題將課程分成不同的案例學(xué)習(xí)，學(xué)生有機(jī)會(huì)選擇他們最感興趣的案例進(jìn)行研究。教師根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行分組，每組可設(shè)置4-7人，每組學(xué)生共同解決一個(gè)案例。學(xué)生首先定義與整合問(wèn)題，根據(jù)他們已學(xué)到的知識(shí)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，建立假設(shè)或猜想，理解問(wèn)題及確定具體執(zhí)行過(guò)程及執(zhí)行人員分配。學(xué)生分別收集研究資料，并在組內(nèi)進(jìn)行共享分析，通過(guò)組內(nèi)討論，對(duì)所得到的研究資料進(jìn)行篩選，從中識(shí)別能夠解決問(wèn)題的信息和技能，并共同解決案例，最終由學(xué)生團(tuán)隊(duì)總結(jié)報(bào)告并提交專(zhuān)業(yè)的工作成果［2］。

哥倫比亞大學(xué)是個(gè)長(zhǎng)期利用PBL教學(xué)法進(jìn)行土壤學(xué)教育的高校，土壤學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生利用哥倫比亞大學(xué)（UBC）農(nóng)場(chǎng)案例進(jìn)行如何可持續(xù)管理土壤的學(xué)習(xí)，通過(guò)與哥倫比亞大學(xué)農(nóng)場(chǎng)的經(jīng)理和員工合作，歷年來(lái)整合編制了可以追溯到2004年的數(shù)據(jù)集。學(xué)生通過(guò)PBL教學(xué)法學(xué)習(xí)反饋了UBC農(nóng)場(chǎng)能夠有效地展示土壤質(zhì)量的概念及農(nóng)業(yè)管理措施對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響；此外，學(xué)生發(fā)現(xiàn)土壤取樣，數(shù)據(jù)解釋?zhuān)c農(nóng)場(chǎng)員工合作的實(shí)踐活動(dòng)具有激勵(lì)作用，創(chuàng)造機(jī)會(huì)使學(xué)生參與到每年的數(shù)據(jù)收集，也有利于指導(dǎo)老師完善加深案例，并且配合農(nóng)場(chǎng)經(jīng)理時(shí)刻關(guān)注農(nóng)場(chǎng)中的一切變化。

PBL教學(xué)法在國(guó)外多所高等院校土壤學(xué)教學(xué)中得到應(yīng)用，并取得了良好的反饋［6，7］。但在PBL教學(xué)法應(yīng)用過(guò)程中，也需注意一些重點(diǎn)事項(xiàng)：首先，應(yīng)在課程的初期建立問(wèn)題，需要學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能都以解決問(wèn)題作為關(guān)鍵；其次，設(shè)置的問(wèn)題應(yīng)遵循“模糊”原則，即該問(wèn)題能夠通過(guò)不同方式解決，具有不同的解決方案，同時(shí)能夠隨著信息的更新發(fā)生變化；最后，要建立學(xué)生對(duì)問(wèn)題的責(zé)任感，能夠利用所學(xué)到的知識(shí)來(lái)解析自己所得到的結(jié)論。

四、PBL教學(xué)法在土壤學(xué)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著土壤學(xué)發(fā)展，對(duì)于學(xué)生能夠利用知識(shí)及技能來(lái)解決問(wèn)題，將已有知識(shí)應(yīng)用到新領(lǐng)域的能力有了更高的要求［8］，而PBL教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)在于：（1）問(wèn)題的建立能夠有效引起學(xué)生的好奇心，針對(duì)學(xué)習(xí)主題自主的搜索相關(guān)知識(shí)及使用適當(dāng)?shù)馁Y源［7］；從土壤學(xué)的教學(xué)來(lái)看，使學(xué)生可以更好地理解土壤學(xué)問(wèn)題的復(fù)雜性；理解土壤學(xué)學(xué)習(xí)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)；（2）能夠從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及管理層面上更為全面看待問(wèn)題；土壤學(xué)需要學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中始終保持宏觀(guān)意識(shí)，意識(shí)到土壤學(xué)多樣的社會(huì)功能定位，使土壤學(xué)發(fā)展能夠迎合整個(gè)社會(huì)需求；（3）能夠鼓勵(lì)個(gè)人和團(tuán)隊(duì)有效使用各項(xiàng)技術(shù)來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題；有利于學(xué)生自身的發(fā)展及技術(shù)的更新使用；基于土壤學(xué)與別的學(xué)科的交叉性越來(lái)越明顯，大量別的學(xué)科的知識(shí)及技術(shù)等也進(jìn)入到土壤學(xué)中，新的技術(shù)在土壤學(xué)上的應(yīng)用能夠大大促進(jìn)土壤學(xué)研究上的多樣性與解決多種問(wèn)題的能力，并能夠在PBL教學(xué)法實(shí)際應(yīng)用中得到驗(yàn)證及優(yōu)化；（4）能夠培養(yǎng)學(xué)生邏輯、決策、變通及自我反思的能力，目前土壤學(xué)家越來(lái)越多的參與多學(xué)科團(tuán)隊(duì)工作來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，那么對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題，土壤學(xué)家是否能夠進(jìn)行有效的團(tuán)隊(duì)工作，并提供自身獨(dú)特的觀(guān)點(diǎn)，體現(xiàn)個(gè)人的價(jià)值極為重要；并且不少土壤學(xué)的學(xué)生未來(lái)可能不會(huì)成為土壤學(xué)專(zhuān)業(yè)人士，但PBL教學(xué)法可以使學(xué)生在別的領(lǐng)域都能夠有效的處理、解決問(wèn)題。

五、PBL教學(xué)法需要注意的問(wèn)題

PBL教學(xué)法雖然具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但也存在著一定的問(wèn)題：首先，教師在PBL教學(xué)法實(shí)施過(guò)程中的地位較為模糊，PBL教學(xué)法以學(xué)生為中心，教師無(wú)法主導(dǎo)其學(xué)習(xí)過(guò)程，教師從原有的知識(shí)傳播者轉(zhuǎn)為輔助者，主要作用是調(diào)和團(tuán)隊(duì)中人際關(guān)系，觀(guān)察學(xué)生進(jìn)度，且絕不干涉研究?jī)?nèi)容或者直接提供答案。因此適應(yīng)于傳授知識(shí)的教師會(huì)感覺(jué)失去自己對(duì)于教學(xué)環(huán)境的控制力，同時(shí)還需要擔(dān)任更為多重的角色：信息的傳播者、評(píng)估者、專(zhuān)業(yè)顧問(wèn)、學(xué)生的朋友、調(diào)停者甚至是一個(gè)學(xué)習(xí)者，這對(duì)教師自身定位是個(gè)較大的轉(zhuǎn)變；其次，PBL教學(xué)法涉及到較多的資源，需要一個(gè)“真實(shí)世界”場(chǎng)景給學(xué)生提供問(wèn)題及工作的場(chǎng)所，然而在很多學(xué)校中，可能缺乏農(nóng)場(chǎng)等實(shí)踐場(chǎng)地，因此有效的對(duì)于電子資源的利用也是對(duì)PBL教學(xué)法的一個(gè)補(bǔ)充：網(wǎng)絡(luò)的使用能夠有效加強(qiáng)學(xué)生獲得信息的能力，例如利用數(shù)字土壤調(diào)查訪(fǎng)問(wèn)更廣泛的群體，能夠在決策過(guò)程中取得更多的幫助，或者利用在線(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室中獲得資源與實(shí)驗(yàn)室中實(shí)踐結(jié)果相互印證等，同時(shí)可使用電子郵件，討論版等電子通訊加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)之間的溝通；最后，由于缺少教師的指導(dǎo)，學(xué)生缺乏對(duì)信息掌握的判斷力，學(xué)生不能確定自己的努力方向是否正確，信息是否相關(guān)有用，因此應(yīng)該建立一個(gè)學(xué)習(xí)評(píng)估體系，能夠反饋學(xué)生提供的信息，評(píng)價(jià)學(xué)生表現(xiàn)，幫助他們確定信息并進(jìn)行有效鼓勵(lì)，堅(jiān)定或者修改前進(jìn)的方向［8］。

六、結(jié)束語(yǔ)

PBL教學(xué)法在國(guó)外的土壤學(xué)教育的應(yīng)用中能夠有效實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)、得到積極成果，展現(xiàn)了其發(fā)展?jié)摿Α５珜?duì)于目前我國(guó)土壤學(xué)來(lái)說(shuō)，在短期課時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)PBL教學(xué)法還是具有較大的壓力，因此可以嘗試從局部做起，在土壤學(xué)課程中分出一周左右時(shí)間，設(shè)立一些相對(duì)簡(jiǎn)單的土壤學(xué)主題案例，嘗試分配學(xué)生團(tuán)隊(duì)解決問(wèn)題，并最終由學(xué)生團(tuán)隊(duì)通過(guò)口頭報(bào)告的方式匯報(bào)成果，使學(xué)生可以從別的學(xué)生處學(xué)習(xí)得到經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)這些方式，使土壤學(xué)教學(xué)能夠真正滿(mǎn)足學(xué)生未來(lái)的發(fā)展需求，能夠迎合整個(gè)社會(huì)的發(fā)展需求，能夠成為解決氣候變化、饑餓貧窮和環(huán)境惡化等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的關(guān)鍵。

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中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）14-0053-03

*基金項(xiàng)目：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)基金（ZHXY2013A01）；國(guó)家自然科學(xué)基金（41401249）

作者簡(jiǎn)介：李文彥（1984-），女，廣東廣州，土壤學(xué)博士，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)講師，主要從事土壤學(xué)教學(xué)工作。

Abstract:Soil is a crucial natural resource for human beings，and plays an increasingly important role in the environmental safety，resource utilization，ecological health and global change.Therefore，it has been more demanding for the reformation and innovation in the higher education of soil science.This paper introduces the application of the PBL approach in soil science education in foreign countries.This approach is problem-based learning，and provide"real scene"to stimulate the learning and practice of students in soil science so that the students may acquire the related knowledge and skills efficiently and build up the capability of independent study.Study of this approach has shown high promise to benefit the advancement of future soil science education in China.

Keywords:soil science；PBL；teaching model