研究生“环境土壤学”课程教学改革模式探索

摘 要：针对研究生的“环境土壤学”课程从广度、深度和教学方式上都有着区别于本科课程教学的需求。通过科研反哺教学、设置课程专题、调整考核方式并结合思政教育等举措，教学改革有效地提升了研究生对土壤学课程的学习积极性，进一步提升了环境类人才的专业性和社会责任感，实现了知识传授与价值引领的双重作用。

关键词：环境土壤学;研究生课程;教学改革

中图分类号：G642  文献标识码：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

“環境土壤学”课程主要学习任务是研究人类活动引起的土壤环境质量变化，及其对土壤生产力、土壤生态功能及人体健康产生的影响，并探索调节、控制、改善土壤质量的途径、措施和方法。因此，环境土壤学与我们的生产生活息息相关。湖南省是农业大省，也是受土壤重金属污染严重的省份，土壤污染修复工程较多，对土壤修复治理专业人才极度需求。开设“环境土壤学”课程对激发学生对土壤环境问题的兴趣和促进适应社会需求的专业型人才培养有重要意义。

“环境土壤学”课程最初来源于农林学科的“土壤学”课程。近年来由于环境工程学科的发展和社会现实的需求，“环境土壤学”课程逐渐开设于各大工科学院。然而，着重于农林学科的“土壤学”知识内容在应对环境污染与修复等新兴科学问题时有水土不服之症，学科之间的不同之处难以相互融合，因而在工科教学的过程中对教学改革提出了相应的需求，即怎样在工科学生的需求下将“土壤学”知识传授到位并起到良好的教学效果。此外，不同于本科教学，研究生课程教学不论从课程内容还是模式都要有一定的升华，在知识点的讲解上不能流于片面的解释，还应着重于机理的探讨。研究生课程的教学方式也应多样化，融合启发式、研讨式、参与式，体现探究性、自主性和灵活性[1]。国家在高等教育发展的顶层设计中要求，要“建立科教协同工作机制，加强新时代科教协同融合”[2]。因此，面向工科学校研究生教学的“环境土壤学”，需要进行一系列教学改革以符合我国工程教育“以学生为中心、产出为导向以及持续改进”的三大核心理念[3]，激励研究生的学习和思辨，培养其创新实践能力。

二、研究生课程教学现状及存在问题

（一）教学发展历程及现状

根据学院发展和学生需求实际情况，自2014年起湖南大学环境科学与工程学院开设了环境土壤学研究生选修课程。区别与使用传统农学专业土壤学教材，该课程采用符合环境科学与环境工程专业的“环境土壤学”[4]和美国Nyle Brady和Ray Weil教授合作编写的著名土壤学教材《The Nature and Properties of Soils》[5]。这两本教科书不仅全面、系统地介绍了土壤学科的核心内容和前沿动态，使得讲授内容贴合环境专业学生关注焦点，并与实际问题结合，有利于学生对原本单调的基础知识产生共鸣;此外，课程使用中英文或全英文教学，有助于提高学生的专业水平，并与时俱进地了解土壤环境质量变化的国际国内形势，进一步深化学生对全球可持续发展和日益提高的环境质量的诉求的理解。

（二）课程现有问题

1.课程内容传统，缺乏时代新鲜感

纵观历来的“环境土壤学”教材及课件，课程所授知识点涵盖土壤在环境中的作用和地位，土壤的基本组成、性质和分类，土壤中碳、氮和其他元素等与环境质量，土壤重金属及有机物污染及调控措施等，课程内容虽然基础统一，但缺乏创新性和拓展性。“环境土壤学”的课程内容应更侧重环境与人体健康、与社会经济、与生态结构功能之间的关系，而这些关系的发展变化具有突出的时代特征，不同历史发展时期的土壤质量状况、社会经济形势以及人口结构和健康水平极具差异。因此，随着时代的发展和环境问题的演化发展，原来的教学内容已无法全面真实地反映现代土壤的环境问题，也无法达到培养新时代工科研究性人才的目的。

2.课程教学模式单一，学生学习较被动

在本科教学过程中，更多的教学模式是教师“教”和学生被动“学”，而研究生是具备突出科学研究和创新能力的一群人，其对知识的学习将不满足于被动教学的模式，他们的学习欲望更强，也更渴望在创新和挑战上有所突破。因此，传统的教学模式已不能满足研究生对课堂教学的需求，课程教学需要改变形式，让学生能反“客”为“主”，反“静”为“动”，成为推动课程进程的“动能”之一。

3.土壤学课程意义强调不足，学生选课积极性不高

通过前期教学观察，很多研究生在选修“环境土壤学”课程时仍以选修学分多少和课程通过难易为选课标准，并不注重该课程专业知识对自己今后科研学习的影响。此外，目前研究生普遍存在研究心态浮躁，对科研工作追求“多、快、好、省”的目标，什么研究方向容易发论文便选择这个方向。比较之下，土壤学研究方向因实验周期长、论文影响因子不高而不受重视。研究生的这种急功近利的研究心态对于学科的均衡发展有不利影响，在一定程度上削弱了土壤学学科的发展势能。

三、课程教学改革的主要内容

（一）以“科研”为抓手，调整教学授课内容

将科研成果引入课堂，既能展示知识点在实际研究中的应用，也能深化学生对教学内容的理解[2]。笔者在教学中发现，某些学生对土壤学关键知识点的理解往往流于表面且缺乏思辨性，容易造成以偏概全、以点带面的认识，这往往是由于缺乏实际应用案例而带来的困扰。此外，部分基础较好的学生反馈教学内容深度不够，很难激发他们深入学习的欲望。针对这种两极分化的现象，教学团队在“环境土壤学”授课过程中，根据教师自身在科研方面的专长将成果制作成典型案例，在课堂上与学生分享并讨论，进一步深化学生对个别知识难点的理解，也扩充了原有课程知识点的单调不足。例如，笔者在讲授针对污染土壤的稳定化/固化修复方式时，将本人多年在此领域的研究发现进行一一讲解，对不同稳定剂的作用功效和利弊进行深入剖析，不仅拓展了课程教学资源，也加深了课程内容的深度，全面立体地展现了科学前沿的研究成果。

（二）以专题为脉络，调整授课模式

笔者在对研究生进行授课的过程中，改变以往以章节为序进行授课的惯例，把内容主要分为四大专题进行讲授，包括土壤基础性质、碳循环与土壤、土壤污染与治理和土壤环境问题案例解析。在授课过程中，教学团队在后三个专题内容中会不断调用第一个专题讲授的基础知识进行回顾。例如，教师在讲授土壤盐碱化问题时，会回顾和复习土壤阳离子交换容量和土壤水分运移的相关知识。此外，在教学方式上，教学团队也通过邀请校外企业专家进行了“微生物在土壤中的神奇作用——微生物肥料和微生物修复技术”专题讲座，应用大量实际农业工程案例为大家深入講解土壤微生物，解开了学生们由于缺乏实际经验而在技术上产生的诸多疑问。这种与企业人员面对面的交流也提升了学生们对土壤修复工作的兴趣，有助于他们对职业前景的规划。此外，教师还沿用了之前教学改革中采用的双语教学模式[67]，进一步巩固了研究生的专业英文水平。在课件制作的过程上，我们尽可能地将文字信息图像化和表格化，并搜集国外大学和网站制作精良的英文动态Flash为学生们播放，使学生能产生直观的感受，提高学生的兴趣。在课程中，我们也为学生播放近期发生的环境问题的专题报告和影片，加强学生在理论知识的基础上对现实问题的多维度理解。

（三）将思政教育融入课堂，唤醒学生对专业的热爱

根据2019年10月《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》，高校应“把立德树人成效作为检验高校一切工作的根本标准，深入挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育元素，建设适应新时代要求的一流本科课程，让课程动起来、教师强起来、学生忙起来、管理严起来、效果实起来，构建更高水平人才培养体系”[8]。对一流本科教学尚如此要求，那对高水平层次的研究生教学进行思政教育改革更为必要。新工科建设需要培养具有“家国情怀”的人，需要有宽广的情怀和抱负，能为祖国环保事业的发展鞠躬尽瘁。因此，在课程授课过程中，笔者通过不断引入国家发展规划的政策和时政新闻，强调土壤在科学研究和国民经济生活中不可取代的重要性。比如，在国家“碳达峰、碳中和”的政策引领下，引导学生思考如何利用土壤实现这一宏伟目标，通过带领大家认识承载人类生命延续希望后又破灭的“生物圈二号”，让学生们认识国家政策和社会需求，进一步摆正学习“环境土壤学”的态度;在讲授土壤养分的相关知识内容时，引入“嫦娥五号”带回地球的月壤为例，让学生们通过认识月壤和地球土壤的区别，进一步培养他们的爱国主义情操。课程通过以小见大、以微见著的方式，唤醒学生对土壤专业的热爱，培养学生追求极致的专业精神，提升他们步入社会的责任和使命感。

（四）更新考核方式，充分调动学生积极性

以中国农业大学李酉开教授的研究生Seminar课程形式为启发[1]，课程后部分也进行了学生文献报告作为课程考核模式。课程提供两到三个可选的讨论报告内容，如学生家乡土壤出现的问题和应对策略、XX技术国内外发展对比等。学生通过准备前期资料形成PPT讲稿并汇报，然后师生共同讨论深化理解。汇报结束后，教师对报告内容、汇报质量进行评分，也可对其中一些优秀的素材可以进行收集，为后续课程的开展奠定基础。学生通过这种主动式的汇报、互动式的讨论极大提高了他们对知识的理解和掌握能力，课堂气氛也较活跃。而更为重要的是，以往被大家忽视的种种家乡的土壤环境问题，在学生们准备材料调研的过程中一一被大家所认识。这些极具冲击力的事实数据让学生们进一步认知了保护土壤的重要性，也进而调动了他们投身土壤修复事业的积极性。此外，在双语教学模式的影响下，个别学生能采用全英文进行PPT制作和汇报，学生英文专业能力得到了大幅度提升。

结语

由于研究生是进行专业科学研究的人才队伍，因此，研究生的课程教学不论从广度、深度或是课程授课方式等方面都对教师提出了更高的要求。针对研究生的课程教育改革，需要从教学内容上求新求变，紧跟科技发展前沿，不断激发和鼓励研究生的创造性和能动性，培养具有极致专业精神和饱满社会责任感的国家环境和科技事业后备力量。该课程经过几年的发展，发生了从最初选课的二十人到现在过百人的改变。课程在校级双语教学、省级研究生精品课程等教改项目的支持下，课程建设内容充实，信息全面，覆盖土壤学基础知识和土壤环境质量和污染修复等社会科研焦聚问题，学生上课反响好，在学生中已形成一定的品牌效应。

参考文献：

[1]王孟雪，辛刚，蔡德利，陈宝政，王鹏.“土壤与环境Seminar”课程建设探讨[J].科技风，2020，11：121122.

[2]王芳，林妍敏，何俊.基于科研反哺教学的环境类创新人才培养模式探索——以“环境土壤学”课程为例[J].教育教学论坛，2021，20：9396.

[3]马闯，魏明宝，张珂，刘楠，张宏忠.工程教育背景下《环境土壤学》课程教学改革探索[J].广东化工，2021，48（01）：240，244.

[4]陈怀满，等.环境土壤学[M].北京：科学出版社（第三版），2019.

[5]Nyle C.Brady and Weil Raymond.The Nature and Properties of Soils[M].England，Harlow：Pearson Education Limited，2017.

[6]文嘉，陳桂秋.双语教学在环境土壤学课程中的实践[J].科教导刊（中旬刊），2015（35）：4950.

[7]文嘉.以问题为导向的环境土壤学实践教学改革研究[J].教育教学论坛，2020（36）：173174.

[8]曾广娟，赵美微，彭红丽，塔莉.“一流课程”建设下《环境土壤学》课程思政教学改革路径探索[J].绿色科技，2021，23（17）：248251，254.

基金项目：2019年湖南省研究生优质课程教学改革项目（项目号74）

作者简介：文嘉（1985— ），湖南长沙人，土壤学博士，湖南大学副教授，硕士生导师，主要从事复土壤重金属污染及其修复研究。