研究生“環(huán)境土壤學(xué)”課程教學(xué)改革模式探索

摘?要：針對研究生的“環(huán)境土壤學(xué)”課程從廣度、深度和教學(xué)方式上都有著區(qū)別于本科課程教學(xué)的需求。通過科研反哺教學(xué)、設(shè)置課程專題、調(diào)整考核方式并結(jié)合思政教育等舉措，教學(xué)改革有效地提升了研究生對土壤學(xué)課程的學(xué)習(xí)積極性，進一步提升了環(huán)境類人才的專業(yè)性和社會責(zé)任感，實現(xiàn)了知識傳授與價值引領(lǐng)的雙重作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境土壤學(xué);研究生課程;教學(xué)改革

中圖分類號：G642??文獻標識碼：A

Exploration?on?the?Teaching?Reform

of?Postgraduate?"Environmental?Soil?Science"?Course

Wen?Jia

College?of?Environmental?Science?and?Engineering，Hunan?University?HunanChangsha?410082

Abstract：The?course?of?"Environmental?Soil?Science"?for?postgraduates?has?various?discrepancies?in?terms?of?scope，depth?and?teaching?method?when?compared?with?the?undergraduate?course.Through?teaching?fed?back?by?research，setting?up?course?projects，adjusting?assessment?mode?and?combining?ideological?and?political?education，the?teaching?reform?effectively?enhanced?the?postgraduates’learning?initiative，and?obviously?improved?the?professionalism?and?social?responsibility?of?the?environmental?talents，realizing?the?double?effects?of?knowledge?transference?and?value?guidance.

Keywords：Environmental?soil?science;postgraduate?course;teaching?reform

一、概述

“環(huán)境土壤學(xué)”課程主要學(xué)習(xí)任務(wù)是研究人類活動引起的土壤環(huán)境質(zhì)量變化，及其對土壤生產(chǎn)力、土壤生態(tài)功能及人體健康產(chǎn)生的影響，并探索調(diào)節(jié)、控制、改善土壤質(zhì)量的途徑、措施和方法。因此，環(huán)境土壤學(xué)與我們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。湖南省是農(nóng)業(yè)大省，也是受土壤重金屬污染嚴重的省份，土壤污染修復(fù)工程較多，對土壤修復(fù)治理專業(yè)人才極度需求。開設(shè)“環(huán)境土壤學(xué)”課程對激發(fā)學(xué)生對土壤環(huán)境問題的興趣和促進適應(yīng)社會需求的專業(yè)型人才培養(yǎng)有重要意義。

“環(huán)境土壤學(xué)”課程最初來源于農(nóng)林學(xué)科的“土壤學(xué)”課程。近年來由于環(huán)境工程學(xué)科的發(fā)展和社會現(xiàn)實的需求，“環(huán)境土壤學(xué)”課程逐漸開設(shè)于各大工科學(xué)院。然而，著重于農(nóng)林學(xué)科的“土壤學(xué)”知識內(nèi)容在應(yīng)對環(huán)境污染與修復(fù)等新興科學(xué)問題時有水土不服之癥，學(xué)科之間的不同之處難以相互融合，因而在工科教學(xué)的過程中對教學(xué)改革提出了相應(yīng)的需求，即怎樣在工科學(xué)生的需求下將“土壤學(xué)”知識傳授到位并起到良好的教學(xué)效果。此外，不同于本科教學(xué)，研究生課程教學(xué)不論從課程內(nèi)容還是模式都要有一定的升華，在知識點的講解上不能流于片面的解釋，還應(yīng)著重于機理的探討。研究生課程的教學(xué)方式也應(yīng)多樣化，融合啟發(fā)式、研討式、參與式，體現(xiàn)探究性、自主性和靈活性[1]。國家在高等教育發(fā)展的頂層設(shè)計中要求，要“建立科教協(xié)同工作機制，加強新時代科教協(xié)同融合”[2]。因此，面向工科學(xué)校研究生教學(xué)的“環(huán)境土壤學(xué)”，需要進行一系列教學(xué)改革以符合我國工程教育“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向以及持續(xù)改進”的三大核心理念[3]，激勵研究生的學(xué)習(xí)和思辨，培養(yǎng)其創(chuàng)新實踐能力。

二、研究生課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

（一）教學(xué)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

根據(jù)學(xué)院發(fā)展和學(xué)生需求實際情況，自2014年起湖南大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院開設(shè)了環(huán)境土壤學(xué)研究生選修課程。區(qū)別與使用傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)專業(yè)土壤學(xué)教材，該課程采用符合環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程專業(yè)的“環(huán)境土壤學(xué)”[4]和美國Nyle?Brady和Ray?Weil教授合作編寫的著名土壤學(xué)教材《The?Nature?and?Properties?of?Soils》[5]。這兩本教科書不僅全面、系統(tǒng)地介紹了土壤學(xué)科的核心內(nèi)容和前沿動態(tài)，使得講授內(nèi)容貼合環(huán)境專業(yè)學(xué)生關(guān)注焦點，并與實際問題結(jié)合，有利于學(xué)生對原本單調(diào)的基礎(chǔ)知識產(chǎn)生共鳴;此外，課程使用中英文或全英文教學(xué)，有助于提高學(xué)生的專業(yè)水平，并與時俱進地了解土壤環(huán)境質(zhì)量變化的國際國內(nèi)形勢，進一步深化學(xué)生對全球可持續(xù)發(fā)展和日益提高的環(huán)境質(zhì)量的訴求的理解。

（二）課程現(xiàn)有問題

1.課程內(nèi)容傳統(tǒng)，缺乏時代新鮮感

縱觀歷來的“環(huán)境土壤學(xué)”教材及課件，課程所授知識點涵蓋土壤在環(huán)境中的作用和地位，土壤的基本組成、性質(zhì)和分類，土壤中碳、氮和其他元素等與環(huán)境質(zhì)量，土壤重金屬及有機物污染及調(diào)控措施等，課程內(nèi)容雖然基礎(chǔ)統(tǒng)一，但缺乏創(chuàng)新性和拓展性。“環(huán)境土壤學(xué)”的課程內(nèi)容應(yīng)更側(cè)重環(huán)境與人體健康、與社會經(jīng)濟、與生態(tài)結(jié)構(gòu)功能之間的關(guān)系，而這些關(guān)系的發(fā)展變化具有突出的時代特征，不同歷史發(fā)展時期的土壤質(zhì)量狀況、社會經(jīng)濟形勢以及人口結(jié)構(gòu)和健康水平極具差異。因此，隨著時代的發(fā)展和環(huán)境問題的演化發(fā)展，原來的教學(xué)內(nèi)容已無法全面真實地反映現(xiàn)代土壤的環(huán)境問題，也無法達到培養(yǎng)新時代工科研究性人才的目的。

2.課程教學(xué)模式單一，學(xué)生學(xué)習(xí)較被動

在本科教學(xué)過程中，更多的教學(xué)模式是教師“教”和學(xué)生被動“學(xué)”，而研究生是具備突出科學(xué)研究和創(chuàng)新能力的一群人，其對知識的學(xué)習(xí)將不滿足于被動教學(xué)的模式，他們的學(xué)習(xí)欲望更強，也更渴望在創(chuàng)新和挑戰(zhàn)上有所突破。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足研究生對課堂教學(xué)的需求，課程教學(xué)需要改變形式，讓學(xué)生能反“客”為“主”，反“靜”為“動”，成為推動課程進程的“動能”之一。

3.土壤學(xué)課程意義強調(diào)不足，學(xué)生選課積極性不高

通過前期教學(xué)觀察，很多研究生在選修“環(huán)境土壤學(xué)”課程時仍以選修學(xué)分多少和課程通過難易為選課標準，并不注重該課程專業(yè)知識對自己今后科研學(xué)習(xí)的影響。此外，目前研究生普遍存在研究心態(tài)浮躁，對科研工作追求“多、快、好、省”的目標，什么研究方向容易發(fā)論文便選擇這個方向。比較之下，土壤學(xué)研究方向因?qū)嶒炛芷陂L、論文影響因子不高而不受重視。研究生的這種急功近利的研究心態(tài)對于學(xué)科的均衡發(fā)展有不利影響，在一定程度上削弱了土壤學(xué)學(xué)科的發(fā)展勢能。

三、課程教學(xué)改革的主要內(nèi)容

（一）以“科研”為抓手，調(diào)整教學(xué)授課內(nèi)容

將科研成果引入課堂，既能展示知識點在實際研究中的應(yīng)用，也能深化學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解[2]。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，某些學(xué)生對土壤學(xué)關(guān)鍵知識點的理解往往流于表面且缺乏思辨性，容易造成以偏概全、以點帶面的認識，這往往是由于缺乏實際應(yīng)用案例而帶來的困擾。此外，部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生反饋教學(xué)內(nèi)容深度不夠，很難激發(fā)他們深入學(xué)習(xí)的欲望。針對這種兩極分化的現(xiàn)象，教學(xué)團隊在“環(huán)境土壤學(xué)”授課過程中，根據(jù)教師自身在科研方面的專長將成果制作成典型案例，在課堂上與學(xué)生分享并討論，進一步深化學(xué)生對個別知識難點的理解，也擴充了原有課程知識點的單調(diào)不足。例如，筆者在講授針對污染土壤的穩(wěn)定化/固化修復(fù)方式時，將本人多年在此領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn)進行一一講解，對不同穩(wěn)定劑的作用功效和利弊進行深入剖析，不僅拓展了課程教學(xué)資源，也加深了課程內(nèi)容的深度，全面立體地展現(xiàn)了科學(xué)前沿的研究成果。

（二）以專題為脈絡(luò)，調(diào)整授課模式

筆者在對研究生進行授課的過程中，改變以往以章節(jié)為序進行授課的慣例，把內(nèi)容主要分為四大專題進行講授，包括土壤基礎(chǔ)性質(zhì)、碳循環(huán)與土壤、土壤污染與治理和土壤環(huán)境問題案例解析。在授課過程中，教學(xué)團隊在后三個專題內(nèi)容中會不斷調(diào)用第一個專題講授的基礎(chǔ)知識進行回顧。例如，教師在講授土壤鹽堿化問題時，會回顧和復(fù)習(xí)土壤陽離子交換容量和土壤水分運移的相關(guān)知識。此外，在教學(xué)方式上，教學(xué)團隊也通過邀請校外企業(yè)專家進行了“微生物在土壤中的神奇作用——微生物肥料和微生物修復(fù)技術(shù)”專題講座，應(yīng)用大量實際農(nóng)業(yè)工程案例為大家深入講解土壤微生物，解開了學(xué)生們由于缺乏實際經(jīng)驗而在技術(shù)上產(chǎn)生的諸多疑問。這種與企業(yè)人員面對面的交流也提升了學(xué)生們對土壤修復(fù)工作的興趣，有助于他們對職業(yè)前景的規(guī)劃。此外，教師還沿用了之前教學(xué)改革中采用的雙語教學(xué)模式[67]，進一步鞏固了研究生的專業(yè)英文水平。在課件制作的過程上，我們盡可能地將文字信息圖像化和表格化，并搜集國外大學(xué)和網(wǎng)站制作精良的英文動態(tài)Flash為學(xué)生們播放，使學(xué)生能產(chǎn)生直觀的感受，提高學(xué)生的興趣。在課程中，我們也為學(xué)生播放近期發(fā)生的環(huán)境問題的專題報告和影片，加強學(xué)生在理論知識的基礎(chǔ)上對現(xiàn)實問題的多維度理解。

（三）將思政教育融入課堂，喚醒學(xué)生對專業(yè)的熱愛

根據(jù)2019年10月《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》，高校應(yīng)“把立德樹人成效作為檢驗高校一切工作的根本標準，深入挖掘各類課程和教學(xué)方式中蘊含的思想政治教育元素，建設(shè)適應(yīng)新時代要求的一流本科課程，讓課程動起來、教師強起來、學(xué)生忙起來、管理嚴起來、效果實起來，構(gòu)建更高水平人才培養(yǎng)體系”[8]。對一流本科教學(xué)尚如此要求，那對高水平層次的研究生教學(xué)進行思政教育改革更為必要。新工科建設(shè)需要培養(yǎng)具有“家國情懷”的人，需要有寬廣的情懷和抱負，能為祖國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展鞠躬盡瘁。因此，在課程授課過程中，筆者通過不斷引入國家發(fā)展規(guī)劃的政策和時政新聞，強調(diào)土壤在科學(xué)研究和國民經(jīng)濟生活中不可取代的重要性。比如，在國家“碳達峰、碳中和”的政策引領(lǐng)下，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用土壤實現(xiàn)這一宏偉目標，通過帶領(lǐng)大家認識承載人類生命延續(xù)希望后又破滅的“生物圈二號”，讓學(xué)生們認識國家政策和社會需求，進一步擺正學(xué)習(xí)“環(huán)境土壤學(xué)”的態(tài)度;在講授土壤養(yǎng)分的相關(guān)知識內(nèi)容時，引入“嫦娥五號”帶回地球的月壤為例，讓學(xué)生們通過認識月壤和地球土壤的區(qū)別，進一步培養(yǎng)他們的愛國主義情操。課程通過以小見大、以微見著的方式，喚醒學(xué)生對土壤專業(yè)的熱愛，培養(yǎng)學(xué)生追求極致的專業(yè)精神，提升他們步入社會的責(zé)任和使命感。

（四）更新考核方式，充分調(diào)動學(xué)生積極性

以中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李酉開教授的研究生Seminar課程形式為啟發(fā)[1]，課程后部分也進行了學(xué)生文獻報告作為課程考核模式。課程提供兩到三個可選的討論報告內(nèi)容，如學(xué)生家鄉(xiāng)土壤出現(xiàn)的問題和應(yīng)對策略、XX技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展對比等。學(xué)生通過準備前期資料形成PPT講稿并匯報，然后師生共同討論深化理解。匯報結(jié)束后，教師對報告內(nèi)容、匯報質(zhì)量進行評分，也可對其中一些優(yōu)秀的素材可以進行收集，為后續(xù)課程的開展奠定基礎(chǔ)。學(xué)生通過這種主動式的匯報、互動式的討論極大提高了他們對知識的理解和掌握能力，課堂氣氛也較活躍。而更為重要的是，以往被大家忽視的種種家鄉(xiāng)的土壤環(huán)境問題，在學(xué)生們準備材料調(diào)研的過程中一一被大家所認識。這些極具沖擊力的事實數(shù)據(jù)讓學(xué)生們進一步認知了保護土壤的重要性，也進而調(diào)動了他們投身土壤修復(fù)事業(yè)的積極性。此外，在雙語教學(xué)模式的影響下，個別學(xué)生能采用全英文進行PPT制作和匯報，學(xué)生英文專業(yè)能力得到了大幅度提升。

結(jié)語

由于研究生是進行專業(yè)科學(xué)研究的人才隊伍，因此，研究生的課程教學(xué)不論從廣度、深度或是課程授課方式等方面都對教師提出了更高的要求。針對研究生的課程教育改革，需要從教學(xué)內(nèi)容上求新求變，緊跟科技發(fā)展前沿，不斷激發(fā)和鼓勵研究生的創(chuàng)造性和能動性，培養(yǎng)具有極致專業(yè)精神和飽滿社會責(zé)任感的國家環(huán)境和科技事業(yè)后備力量。該課程經(jīng)過幾年的發(fā)展，發(fā)生了從最初選課的二十人到現(xiàn)在過百人的改變。課程在校級雙語教學(xué)、省級研究生精品課程等教改項目的支持下，課程建設(shè)內(nèi)容充實，信息全面，覆蓋土壤學(xué)基礎(chǔ)知識和土壤環(huán)境質(zhì)量和污染修復(fù)等社會科研焦聚問題，學(xué)生上課反響好，在學(xué)生中已形成一定的品牌效應(yīng)。

參考文獻：

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[2]王芳，林妍敏，何俊.基于科研反哺教學(xué)的環(huán)境類創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索——以“環(huán)境土壤學(xué)”課程為例[J].教育教學(xué)論壇，2021，20：9396.

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[8]曾廣娟，趙美微，彭紅麗，塔莉.“一流課程”建設(shè)下《環(huán)境土壤學(xué)》課程思政教學(xué)改革路徑探索[J].綠色科技，2021，23（17）：248251，254.

基金項目：2019年湖南省研究生優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)改革項目（項目號74）

作者簡介：文嘉（1985—?），湖南長沙人，土壤學(xué)博士，湖南大學(xué)副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事復(fù)土壤重金屬污染及其修復(fù)研究。