淺談學(xué)科交叉下的“土壤肥料學(xué)”教學(xué)新模式

羅德芳　馮春暉　彭杰　柳維揚(yáng)

［摘 要］ “土壤肥料學(xué)”是土壤、植物營養(yǎng)與肥料緊密結(jié)合起來的一門課程，屬于農(nóng)業(yè)科學(xué)、林業(yè)科學(xué)和資源環(huán)境科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科之一，但是由于生產(chǎn)力水平的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的土壤肥料學(xué)知識已經(jīng)不能完全被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。學(xué)科交叉是指不同學(xué)科進(jìn)行結(jié)合而形成新的學(xué)科，將學(xué)科交叉的概念融合到“土壤肥料學(xué)”當(dāng)中，再結(jié)合科技前沿，有助于學(xué)生更深刻、更直接、更廣泛地理解“土壤肥料學(xué)”課程對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性，從而提高學(xué)生的歷史使命感和責(zé)任感。

［關(guān)鍵詞］ 土壤肥料學(xué)；學(xué)科交叉；教學(xué)模式

［基金項(xiàng)目］ 2021年度塔里木大學(xué)一流課程建設(shè)項(xiàng)目“土壤肥料學(xué)”（TDYLKC20212）；2022年度塔里木大學(xué)一流本科專業(yè)建設(shè)“農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境”（YLZYXJ202201）；2021年度塔里木大學(xué)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“高校混合式教學(xué)模式探索研究——以土壤農(nóng)化分析課程為例”（TDGJYB2125）

［作者簡介］ 羅德芳（1994—），女，甘肅景泰人，碩士，塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)院講師，主要從事土壤高光譜、農(nóng)業(yè)遙感及土壤鹽漬化改良研究；柳維揚(yáng)（1977—），男，寧夏隆德人，博士，塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授，主要從事旱區(qū)作物養(yǎng)分元素循環(huán)和水土資源高效利用研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）24-0139-04 ［收稿日期］ 2022-05-11

引言

土壤肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本資料，亦是人類賴以生存的重要資源。土壤作為人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基礎(chǔ)、最重要的生產(chǎn)資料，也是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，保障著人類生存及生態(tài)環(huán)境安全。每個(gè)人對土壤都不陌生，但是要給土壤下一個(gè)科學(xué)的定義卻并不容易。不同的時(shí)期，人們對土壤的認(rèn)識不同，對土壤下的定義也不同。例如，20世紀(jì)30年代，土壤學(xué)家威廉斯根據(jù)近代土壤學(xué)知識給土壤所下的定義是：土壤是地球陸地表面能生長植物收獲物的疏松表層。

凡是施入土壤或噴灑在作物體上，能直接或間接提供給作物養(yǎng)分，從而獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品；或能改善土壤的理化生物性質(zhì)，逐步提高土壤肥力，而不會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)統(tǒng)稱為肥料。肥料是食物安全和作物優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)的重要保障，嚴(yán)重影響著植物吸收養(yǎng)分狀況，更關(guān)系著人類健康，因此“土壤學(xué)”和“植物營養(yǎng)與肥料”兩門課程是農(nóng)業(yè)類院校的必修課程。但無論是“土壤學(xué)”課程還是“植物營養(yǎng)與肥料”課程，其實(shí)踐教學(xué)過程對學(xué)生在具體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)存在一定的局限性。因此，為適應(yīng)21世紀(jì)教學(xué)改革后調(diào)整的本科專業(yè)新教學(xué)計(jì)劃對人才培養(yǎng)規(guī)格的要求，大部分農(nóng)業(yè)類院校將“土壤學(xué)”與“植物營養(yǎng)與肥料學(xué)”兩門課程合并成更具有實(shí)踐指導(dǎo)意義的課程——“土壤肥料學(xué)”，既縮短了理論課時(shí)、增加了實(shí)踐課時(shí)，又能將土壤學(xué)知識與植物營養(yǎng)學(xué)知識融合，讓學(xué)生能夠更深入地了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程［1］。“土壤肥料學(xué)”主要講授土壤和肥料的有關(guān)知識與應(yīng)用技能，是農(nóng)學(xué)、園藝、植保、氣象、草業(yè)科學(xué)、園林等專業(yè)學(xué)生的必修課程，課程主要學(xué)習(xí)土壤基本組成及其物理化學(xué)性質(zhì)、植物營養(yǎng)與施肥原理、主要肥料特征及施肥技術(shù)等理論知識，以及有關(guān)土壤性質(zhì)測定及肥料識別的實(shí)驗(yàn)技能，課程任務(wù)主要以提高土壤肥力為中心，展開研究土壤肥力的發(fā)展規(guī)律，掌握改良土壤和培肥土壤的方法與措施，明確土壤—植物—肥料三者之間的關(guān)系，讓學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地了解土壤學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)和肥料學(xué)的基礎(chǔ)理論知識與基本分析操作技術(shù)，使學(xué)生掌握識土、用土、評土、改土的基本方法和科學(xué)施肥技術(shù)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)服務(wù)。同時(shí)，“土壤肥料學(xué)”涉及化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、動(dòng)物學(xué)、氣候?qū)W和微生物學(xué)等學(xué)科［2］，因此，“土壤肥料學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容除了土壤肥料及植物營養(yǎng)的基本理論外，還需學(xué)習(xí)不同質(zhì)地的農(nóng)田土壤管理技術(shù)、土壤退化防治改良、現(xiàn)代新型肥料及各項(xiàng)施肥新技術(shù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不僅不同課程之間的融合更為密切，不同學(xué)科之間的相互交叉融合也越來越頻繁，不斷碰撞衍生出新的學(xué)科，形成錯(cuò)綜復(fù)雜的學(xué)科網(wǎng)絡(luò)［3］。例如，智慧農(nóng)業(yè)、遙感監(jiān)測作物生長及產(chǎn)量等，都是農(nóng)學(xué)與信息技術(shù)的融合［4］。學(xué)科不斷地交叉融合，對農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境等方面有了更高的要求，“土壤肥料學(xué)”也面臨新的變革和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段高等教育正在朝著應(yīng)用型、復(fù)合型和技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)前行，現(xiàn)代教育體系立足于服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)，并努力實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型所需人力與人才資源的持續(xù)供給。但大部分交叉科學(xué)研究只是多學(xué)科之間的簡單拼湊，學(xué)科之間的交叉融合，應(yīng)該要涵蓋學(xué)科交叉和學(xué)科融合，構(gòu)建協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科體系，打破傳統(tǒng)學(xué)科之間的壁壘，培養(yǎng)社會(huì)需要的復(fù)合型人才［5］。

在多年的教學(xué)過程中，塔里木大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的教師積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但隨著知識的快速更新，土壤肥料的新知識和新理念不斷涌現(xiàn)，如配方施肥、無土栽培、營養(yǎng)診斷和新型肥料等［6］；同時(shí)，隨著學(xué)科交叉程度的不斷加深、教學(xué)課時(shí)的壓縮及高職教育新理念的出現(xiàn)，原有的“土壤肥料”課程日益顯現(xiàn)出與當(dāng)前實(shí)際不相符的狀況，如課程目標(biāo)定位不清晰、學(xué)科體系模式煩冗、教材內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法不適應(yīng)現(xiàn)在的學(xué)生等［7］。

一、課程建設(shè)與現(xiàn)階段人才需求相符合

（一）人才培養(yǎng)方向與課程發(fā)展相符合

隨著信息科學(xué)技術(shù)的日益更新與高校教育體系的不斷完善，“土壤肥料學(xué)”的教學(xué)任務(wù)不僅僅是單純地認(rèn)識、了解土壤及肥料，還要結(jié)合新技術(shù)，并將其運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，這也是各高校對于培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才提出的新要求。在“土壤肥料學(xué)”課程中，應(yīng)理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題遠(yuǎn)比知道事物本身更重要。課上可積極引入一些比較前沿的知識及“土壤肥料學(xué)”在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用措施，使學(xué)生不只是了解書本上的基礎(chǔ)理論知識，更要掌握研究熱點(diǎn)、難點(diǎn)及其需要努力的方向，將學(xué)生的目光從書本上的理論知識轉(zhuǎn)移到實(shí)踐中，這也在一定程度上促進(jìn)了土壤肥料學(xué)學(xué)科向新方向發(fā)展，從而形成專業(yè)型人才需求的創(chuàng)新性與土壤肥料學(xué)學(xué)科發(fā)展的相互支撐。

（二）專業(yè)需求多樣性與課程建設(shè)相符合

多學(xué)科交叉發(fā)展已經(jīng)是各個(gè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題，而一些信息類技術(shù)，例如“遙感技術(shù)”已經(jīng)作為一門工具課程服務(wù)于越來越多的領(lǐng)域。“土壤肥料學(xué)”作為與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系極其緊密的專業(yè)，在現(xiàn)代化改革進(jìn)程中不能忽視多學(xué)科交叉發(fā)展。在課程建設(shè)過程中，單一的課本知識傳輸模式已經(jīng)逐漸被淘汰，更多的是要從理論、實(shí)踐操作及科研等三個(gè)方面進(jìn)行全方位、高質(zhì)量的課程建設(shè)。例如，使學(xué)生能夠在實(shí)際中運(yùn)用遙感技術(shù)手段預(yù)測土壤各項(xiàng)理化性質(zhì)并進(jìn)行分析。在教學(xué)過程中，不能單靠一本教材支撐整個(gè)課程，可以將“土壤地理學(xué)”“地質(zhì)地貌學(xué)”及一些前沿的科學(xué)研究論文融入“土壤肥料學(xué)”教學(xué)過程中，還可以和學(xué)生分享一些實(shí)用的學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行課外學(xué)習(xí)。這既能夠豐富學(xué)生的理論知識，又能夠讓學(xué)生合理地利用網(wǎng)絡(luò)上豐富的資料，推動(dòng)傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法與電子信息化創(chuàng)新教學(xué)模式結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（三）將科研融入“土壤肥料學(xué)”教學(xué)中

高校對于科研素質(zhì)的培養(yǎng)還沒有滲透到本科教學(xué)過程當(dāng)中，本科生的科研素養(yǎng)不達(dá)標(biāo)，即使完成畢業(yè)論文，對于自己的研究方向也是模棱兩可，實(shí)踐能力不夠，跟不上社會(huì)快速發(fā)展的節(jié)奏，所以在“土壤肥料學(xué)”本科教學(xué)過程當(dāng)中，需要將科研積極滲透到日常教學(xué)活動(dòng)中。對于高校教師而言，尤其是年輕教師，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，如果只講授教材知識，不僅內(nèi)容枯燥，學(xué)生聽課效率不高，也難以提升自身的教學(xué)水平。反之，如果能夠融入一些前沿研究，不僅能夠讓學(xué)生了解到土壤肥料學(xué)的重要性，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更高效地學(xué)習(xí)，同時(shí)能夠提升教師的專業(yè)水平。

二、教學(xué)師資隊(duì)伍與課程建設(shè)相匹配

（一）課程目標(biāo)定位明確，將課程思政融入教學(xué)

塔里木大學(xué)的辦學(xué)特色是用胡楊精神育人、為興疆固邊服務(wù)，根據(jù)學(xué)校的教學(xué)理念，“土壤肥料學(xué)”在授課過程中也應(yīng)有相應(yīng)的課程目標(biāo)定位?！巴寥婪柿蠈W(xué)”的課程目標(biāo)定位于面向新疆、立足南疆、服務(wù)邊疆。通過“土壤肥料學(xué)”的學(xué)習(xí)及實(shí)習(xí)，學(xué)生能夠掌握新疆主要的成土類型及改良土壤的方法，并且能夠掌握施肥的主要原理及技術(shù)，以及植物營養(yǎng)的相關(guān)知識。在新疆特色作物種植方面有一定的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐技能，能夠?yàn)閷W(xué)生在之后的工作崗位中奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，“土壤肥料學(xué)”不僅要學(xué)習(xí)專業(yè)知識，還要在專業(yè)知識及實(shí)踐能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，了解課程思政的教學(xué)目標(biāo)，明確“土壤肥料學(xué)”使農(nóng)學(xué)類專業(yè)學(xué)生在國家綠色發(fā)展背景下具有重要的使命感和責(zé)任感。

（二）“土壤肥料學(xué)”教學(xué)分解，由專業(yè)教師分別授課

“土壤肥料學(xué)”中的土壤學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)與肥料都是專業(yè)性非常強(qiáng)的內(nèi)容，因此在教學(xué)過程中，應(yīng)該內(nèi)容分解，不同內(nèi)容由不同研究方向的教師分別講解，學(xué)生能夠汲取到更多的知識，同時(shí)也能了解到土壤、植物營養(yǎng)與肥料的研究熱點(diǎn)。此外，在涉及“地質(zhì)學(xué)”“化學(xué)及微生物學(xué)”等交叉課程時(shí)，還可以進(jìn)行知識面的擴(kuò)展，使學(xué)生能夠?qū)⒄麄€(gè)生態(tài)系統(tǒng)融會(huì)貫通，形成自己的知識框架，從而在學(xué)習(xí)其他課程的時(shí)候游刃有余。

（三）新老教師通力協(xié)作，相輔相成

教師在教學(xué)過程中扮演著引導(dǎo)者的角色，不僅要具備過硬的專業(yè)素養(yǎng)及前沿的研究熱點(diǎn)，還要能夠以豐富的教學(xué)技巧激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但現(xiàn)階段的主要矛盾在于年輕教師的研究能夠緊跟國際前沿，帶領(lǐng)學(xué)生了解更前沿的知識，但由于教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，雖然思想比較活躍，但容易導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，從而在畢業(yè)課程實(shí)踐中容易脫離實(shí)踐生產(chǎn)，想法天馬行空，不切實(shí)際。因此在新教師正式給學(xué)生授課之前，要至少進(jìn)行三次系、院等考核，只有所有的試講都合格才能正式教學(xué)。同時(shí)在教學(xué)過程中，督導(dǎo)組的教師將進(jìn)行不間斷地巡查，對新教師在上課過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行指導(dǎo)。而老教師具備多年的教學(xué)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對于實(shí)踐生產(chǎn)有深刻地了解，能夠扎實(shí)學(xué)生的知識基礎(chǔ)及實(shí)踐技能，但由于信息技術(shù)的快速發(fā)展，老教師難以在短時(shí)間之內(nèi)改變傳統(tǒng)的教學(xué)及實(shí)踐模式，對于一些學(xué)科交叉融合形成的新知識缺乏了解，無法在課堂中教授給學(xué)生。因此，需要老教師帶領(lǐng)青年教師進(jìn)入實(shí)踐基地進(jìn)行實(shí)踐鍛煉，新教師學(xué)習(xí)老教師的授課過程并進(jìn)行總結(jié)，從而更好地服務(wù)于學(xué)生，提升自身的教學(xué)素養(yǎng)。

三、利用網(wǎng)絡(luò)新模式進(jìn)行教學(xué)與實(shí)驗(yàn)

近年來，為了順應(yīng)高等教育改革，理論課學(xué)時(shí)被不斷壓縮，如果教師仍以傳統(tǒng)的課堂講授、學(xué)生被動(dòng)地接受知識為教學(xué)方式，教學(xué)效果會(huì)較差。因此，針對“土壤肥料學(xué)”課程開展學(xué)生在線上的自主學(xué)習(xí)模式與教師的課堂教學(xué)模式相結(jié)合的綜合應(yīng)用研究迫在眉睫。線上教學(xué)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，而且能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更好地開展教學(xué)活動(dòng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的教學(xué)平臺，如智慧樹、雨課堂、MOOC、虛擬教研室等，使教師有了更多的選擇。

實(shí)驗(yàn)是“土壤肥料學(xué)”課程當(dāng)中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，應(yīng)即時(shí)調(diào)整理論課時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，但由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測定耗時(shí)耗力、操作復(fù)雜，學(xué)生僅完成一次實(shí)驗(yàn)無法掌握其中的步驟與原理。且現(xiàn)在大部分實(shí)驗(yàn)都不是單一、復(fù)雜、傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室方法來測定土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，更多的是將精密的儀器及實(shí)驗(yàn)室測定方法相配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比如在進(jìn)行土壤全氮含量測定的時(shí)候，雖然實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上仍然是蒸餾裝置手動(dòng)進(jìn)行加酸或者加堿，但實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)室早已經(jīng)淘汰了這種陳舊的蒸餾裝置，代替它的是全自動(dòng)蒸餾裝置，操作更簡便且安全。故應(yīng)該留出更多的時(shí)間讓學(xué)生弄清楚裝置的原理，在深入理解裝置原理的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行儀器操作，就會(huì)更加得心應(yīng)手，并且能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手的能力，也能與生產(chǎn)實(shí)踐相契合。因?yàn)榻虒W(xué)課時(shí)有限，學(xué)生不能夠完全掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，相對來說實(shí)驗(yàn)技能會(huì)大打折扣，因此需要專業(yè)教師將學(xué)生帶入自己的科研工作當(dāng)中，讓學(xué)生既能夠完成畢業(yè)論文的實(shí)驗(yàn)部分，又能夠培養(yǎng)其動(dòng)手能力，為以后工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，如何進(jìn)行調(diào)整既能夠完成教學(xué)大綱的要求，又能夠真正培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力，快速高效地解決生產(chǎn)當(dāng)中實(shí)際產(chǎn)生的問題，是“土壤肥料學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程的關(guān)鍵。

結(jié)語

在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，“土壤肥料學(xué)”也在不斷更新、與時(shí)俱進(jìn)。作為重要的專業(yè)課程，如果能夠找到自身的與學(xué)科交叉融合的結(jié)合點(diǎn)，運(yùn)用新的知識體系，在教學(xué)及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中從授課、科研、實(shí)踐等三個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)探索，必然能夠在專業(yè)課程的不斷發(fā)展中取得長足的進(jìn)步，為農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)科的持續(xù)發(fā)展和“土壤肥料學(xué)”課程建設(shè)提供強(qiáng)有力的支撐，也能夠?yàn)檗r(nóng)林類院校培養(yǎng)出更多的全面型高級人才，在具備夯實(shí)基礎(chǔ)知識的同時(shí)，能夠具備發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題的能力，并且在學(xué)習(xí)過程中樹立起建設(shè)綠色家園的使命感和責(zé)任感，為以后的工作和學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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On the New Teaching Mode of Soil and Fertilizer Science under the Interdisciplinary Background

LUO De-fanga， FENG Chun-huib， PENG Jiea， LIU Wei-yanga

（a. College of Agriculture， b. College of Horticulture and Forestry， Tarim University， Alar， Xinjiang 843300， China）

Abstract： Soil and fertilizer science is a course closely combining soil， plant nutrition and fertilizer. It belongs to one of the applied basic disciplines of agricultural science， forestry science and resource and environmental science. However， due to the rapid development of information technology， the traditional knowledge of soil and fertilizer can not be fully applied to agricultural production practice. Interdisciplinary refers to the combination of different disciplines to form a new discipline. Integrating interdisciplinary into soil and fertilizer science， combined with the forefront of science and technology， will help students have a deeper， more direct and broader understanding of the importance of soil and fertilizer science to agricultural production and improve students sense of historical mission and responsibility.

Key words： soil and fertilizer science; interdisciplinary; teaching model