环境生态工程专业土壤学课程改革范文

[摘要]为培养既懂生态学又懂环境学，并能够利用专业知识从事保护环境、恢复生态平衡的环境生态工程专业人才，通过从《土壤学》在环境生态工程课程体系中的位置着手，分析了当前《土壤学》课程教学中存在的问题，并从教材选择、教学内容调整、教学方法优化、实践能力培训等方面提出土壤学课程教学改革的方向。

[关键词]土壤学；环境生态工程；教学改革

环境生态工程专业是2012年教育部在环境科学与工程、生态学两个一级学科基础上建立起来的多学科交叉的新工科专业。该专业的建立体现了当前国家和社会对既掌握有环境工程的污染防控技术，又具备生态环境质量监测、生态评价与规划、受损系统的生态修复、生态工程设计等生态学应用领域技能这类专业人才的需求，以解决生态系统整体层面的国家和区域环境质量理论与实践难题。武夷学院于2017年设立环境生态工程专业，设立的课程体系以普通生态学、景观生态学、植物学、土壤学和环境微生物为生态学理论基础，以生态监测与评价、环境影响评价、景观规划与设计为课程主线，以水污染控制工程、污染控制生态学、环境生态工程学为学习的目标，以3s技术及在环境资源中的应用、工程测量、CAD、工程制图等为基本工具，结合以环境植物修复技术、水土流失综合治理技术、生态安全与管理、环境数据分析与数学建模、生态工程概预算、生态学研究方法等选修课程。然而目前环境生态工程专业还需要不断完善课程体系、整合课程内容，改革教学手段和方法等多方面多角度的教学改革，以实现既有理论知识也具有专业技能和工程能力的人才培养目标。在地球生态系统中，土壤处于地壳的表层，是植物生长、动物和人类生存和活动的场所，密切联系着大气污染和水污染的迁移过程。因此土壤学可广泛应用于农业可持续发展、环境保护、生态建设、区域治理、资源利用与保护、土地规划等各项事业，是一门既重视实践又重视理论的学科。《土壤学》是武夷学院环境生态工程专业本科学生的一门专业必修课，总学时32课时，在第二学期开设，与后续的植物学、普通生态学、污染物控制生态学和景观生态学有着重要的联系。当前，土壤学正在从传统土壤学向现代土壤学过渡，关于土壤学的新知识、新理论和新技术快速的发展。因此如何在环境生态工程专业人才培养目标的指导下，认真分析土壤学课程教学中存在的主要问题，开展教学改革，完善课程教学体系，促进学科间的融合，促进理论与实践的结合，提高教学效果，是摆在任课教师面前的一项紧迫工作。以下笔者分析了当前武夷学院环境生态工程专业《土壤学》课程在教材选择、教学内容设置、教学方法和实践教学中存在的问题，并提出相应的教学改革方向。

1教材选择

适合专业培养目标的教材可以为学生提供较为完备的知识体系。环境生态工程主要是为了培养既懂生态学又懂环境学，并能够利用专业知识从事保护环境、恢复生态平衡的专业复合型人才。适应环境生态工程培养目标的土壤学教材需要学生既能够具有土壤学的基本知识，还能够具有土壤与人类健康、植物生长、大气污染、水体污染、生态健康的关系的认知，然后具有土壤退化、污染土壤的修复、土壤环境工程、环境土壤学的研究方法等相应的知识。当前采用的教材是谢德体主编的《土壤学》第三版，该教材内容主要包括土壤的物质组成及其基本性质和土壤的生理性、生产性能和土壤肥力。该书注明适合南方地区高等院校本科生使用，也可供农业科技人员、农业管理干部参考使用，说明其侧重点主要偏重于农业土地资源管理和土壤肥力，而关于土壤退化、污染土壤的修复、土壤环境工程、环境土壤学的研究方法的内容相对较少，内容主要偏于土壤学基本理论。因此此教材与环境生态工程专业人才培养目标不匹配，缺少土壤学基础知识与环境工程、生态学、生产实际、科研的相结合。2018年出版的由陈怀满主编的《环境土壤学》为现在最新教材。该教材内容广泛深入地介绍了基础知识和基本理论，也介绍了土壤元素和污染物与环境质量、生态环境健康和人类健康，并侧重土壤污染与修复、土壤元素的环境行为、土壤退化等内容，体现了从“基本理论到实践应用，再到最新研究”的宽阔的知识背景和完善的知识结构。该书注明“可以作为环境科学与环境工程、土壤学、生态学、农业科学、地理与资源科学等专业本科生与研究生教材”。与国内同类著作和教材比较，该教材是与环境生态工程培养目标匹配的土壤学教材。

2教学内容调整

为了改变过去偏向于以抽象的土壤基础理论教学为主而导致的学习内容枯燥乏味和学生学习积极性不高的现状，同时又要兼顾“厚基础、重技能、强实践的应用型新工科人才的培养目标”，在教学内容上进行如下安排：第一部分土壤的基本组成、性质和分类是土壤物理化学性质的理论基础，其教学时间不多于全部授课时间的1/4。第二部分当今世界中的一系列土壤环境问题，包括土壤元素和污染物与环境质量、生态环境健康和人类健康的关系，还包括土壤退化过程与环境质量，是在生态环境的背景下讲述土壤问题，内容涉及生态学原理、土壤学研究方法和土壤学基础理论的应用，其教学时间用全部授课时间的1/2。第三部分包括“农用地污染土壤的修复”和“土壤环境工程”以及“环境土壤学研究法”，占用全部授课时间的1/4。此外教学内容不能只是简单的照本宣科，要深入研究整个知识体系框架逻辑，使整个教学内容成为一个具有故事性、科学性和启发性的素材组合。

3优化教学方法

当前，土壤学教学方式还是教师为中心的灌输式传统教学模式，不符合当前学生主动学习知识的心理规律，学习效果差。根据笔者多年的教学经历和思考发现，学习兴趣是最好的导师，能引导学生自主学习与专研。因此土壤学的教学要从土壤学基础理论到生态健康，回归到个人健康，从而贴近学生生活的教学内容的主线下激发学生的学习兴趣。同时优化教学方法，根据章节和教学内容的不同，采用不同的授课方式。绪论是促进对土壤学一无所知的学生对该课程的整体认识，培养学习的兴趣，因此绪论以教师讲授为主。土壤基本组成、性质和分类是较抽象的理论知识，往往会让学生觉得单调乏味，因此此部分的教学也以教师讲授为主。但要精简不必要的理论赘述，同时努力穿插实例教学，减轻学生单调乏味的感觉。随后在土壤环境问题部分的教学过程中，逐渐从教师讲授转向学生自主学习——即组织学生讲课，突出学生的参与性。具体的做法就是根据美国教育学家MichaelsenLK在2002年正式提出的“团队为基础的教学模式”，让学生分成小组收集资料，进行讨论,制作课件，并派出代表上台讲课。最后教师和学生一起对讲课内容提出问题进行讨论，一起完善知识体系。这样既能调动学生的学习积极性，又能培养学生的自学专研能力。而在土壤环境工程部分，可以通过“问题为基础的教学模式”——即将学习与实际的任务或问题挂钩，以问题为学习的主轴，架构隐藏在问题背后的科学知识体系，从而培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

4增强实践能力培训

当前武夷学院环境生态工程专业的土壤学实践教学是包含在普通生态学实习的“土壤取样与养分分析实践”部分，主要涉及土壤剖面观测、土壤样品的采集与制备、土壤水分含量的测定、土壤质地分析、土壤有机质的测定、土壤碱解氮、土壤速效磷、土壤速效钾测定。实践培训主要是教师做好实验前期准备，学生根据教师的统一讲解的实验步骤进行操作，然后撰写实验报告。此过程导致多数学生缺少对实验过程的反思。然而最重要的是，土壤学实际应用过程中的一个关键的能力是根据研究目的进行样点的设置，确定测定的理化参数，然后根据实验数据提出对研究问题的分析。土壤学实践缺乏这部分的内容，影响了学生将土壤学理论与实际应用和实践相联系。因此完善土壤实践培训的做法是，以“不同土壤理化性质对环境植被的影响”为问题，引导学生将“土壤取样与养分分析实践”与普通生态学实习中的“植被样地调查”相结合，让学生从查阅资料、设计实验、写实验方案、罗列出取样所需的工具开始。当然，为实验方法和使用药品仪器的统一，同时又达到学生在这些方法选择上的培训，教师在学生实验设计前提供一份仪器和药品清单供学生选择，随后教师与学生对实验方案进行讨论，确定实验方案，然后学生分组在研究区开始进行土壤采样、理化性质测定，最后根据实验数据解析土壤理化性质和肥力与植被生长的关系，从而培养学生主动学习、自主实践和自主创新的积极性。

在当前科技快速进步，知识快速更新的背景下，为实现具有多学科交叉特征的环境生态工程专业人才的培养，土壤学的教学一方面要使学生具有土壤学基础理论、土壤与生态健康及人类健康关系的广博的知识体系和相关的专业技能，另一方面还需要根据人的认知规律，提高学生的专业兴趣，培养学生自我专研、自我学习的主动性和能力。但是，任何一门课程的教学改革都是一项长期而艰巨的任务，需要在实践中检验，不断地充实和完善。

作者：郑茂钟 华伟平 王涵 叶宏萌 单位：武夷学院生态与资源工程学院 福建省生态产业绿色技术重点实验室