“土地退化与修复”课程混合式教学模式的探索与实践

贾汉忠，张 弛，郭学涛

（西北农林科技大学，陕西 杨凌 712100）

“土地退化与修复”是在“土壤学”“土壤化学”“土壤物理”“土壤发生与分类”等课程的基础上，针对资源环境类专业学生开设的一门专业课程。本课程主要探讨在人类活动干预下，土壤的组成、性质和功能向不利于资源利用的趋势演变及引起土壤质量下降的内在机制，分析土壤退化过程对生态系统结构和功能、人类健康和社会经济发展等方面的影响，从而开发改善土壤环境质量，恢复土壤功能，维护地球表层生态系统可持续发展的方法和技术。“土地退化与修复”是典型的问题导向型和跨学科的课程，所涉及内容面广、知识点多且分散，但由于课时有限，传统的教学模式很难使学生全面认识和掌握该课程的重难点，且仅通过期末考试的考核方式也无法客观地评估学生对知识的掌握程度。因此，为了让学生全面掌握该课程，同时增强其理论水平和实践能力，需要改变传统的以教师为中心的课堂教学方式，合理安排教学内容，制定更为切实可行的教学方法和模式，从根本上提高课程的教学质量。

美国教育家杜威最早将“探究”一词运用到教育中，并提出了“探究式教学方法”[1]。“探究”包括“探讨”和“研究”，指的是提出问题和寻求答案的过程。如果对此作更深入的理解，“探究”的内涵是指学习过程的多个层面，从提出问题到设计研究方案，再到充分利用教学资源分析问题并给出答案，最终对答案进行验证，描述了整个分析和解决问题的过程，强调学习者的自主性。在教育实践过程中，“探究式教学”可以概括为以问题为出发点，以学生为中心，在教师启发和引导下学生通过自我学习和合作交流的方式发挥个人、小组和集体的智慧，为学生提供自由表达、讨论和总结的机会，教师最后通过质询、讨论、讲授的方式进行归纳、总结和矫正答案。可以看出，探究式教学注重以问题为导向，将知识体系、意识创新、实践过程、学习技能以及协作精神的培养融入到整个学习过程中。

本课程的授课采用线上线下混合教学模式，力求达到课堂教学和在线学习的深度融合。该教学模式综合了传统教学方式与网络化教学的特点，一方面发挥了教师启发、主导、监控教学过程的作用；另一方面注重学生的积极性和创造性[2]。由此，将线上学习和线下探究相结合，探索“土地退化与修复”课程教学的新模式，有望解决传统授课方式存在的重难点不突出，部分概念抽象性强，学生对知识的理解不深入，评价考核方式不科学等问题。通过近三年的教学实践，笔者提出了课程内容体系的构建，线上教学内容的选择与制作，课堂讨论主题的选择与研习，课堂讨论的组织与控制，课堂讲授的梳理与引导以及教学效果的科学评价等具体的教学实施方法。

一、课程内容体系的构建

土壤质量是探讨土壤退化过程的核心，而土壤的组成、性质、功能变化及其发生过程是体现和反映土壤质量变化的关键要素。在自然因素和人类活动共同影响下，土壤质量可能会朝着逆向的、不利于资源有效利用的方向发展，这种逆向的过程可能会引起土壤组成的变化、土壤结构的破坏、土壤理化性质的改变以及土壤功能的减退，最后表现为土壤质量的下降，以上结果称之为“土壤退化”。基于土壤的退化形式，可将其分为“量”的退化和“质”的退化。顾名思义，“量”指的是数量或土地的面积，往往是指城镇化占地、工矿业土地的剥离、不合理利用农用地的非农占用过程中所造成的土壤废弃和转移。而“质”的退化是指土壤性质恶化或土壤质量下降，按照其退化形式可分为物质损失型、过程干扰型和环境污染型。物质损失型是指土壤物质组成的变化，包括土壤流失化、土壤沙化和沙漠化；过程干扰型主要是土壤性质的改变，包括土壤贫瘠，土壤板结、酸化、盐渍化及潜育化；而环境污染型是指外源物质导致土壤功能的退化，包括有机污染、无机污染、放射性污染及生物污染等。基于不同的退化特征可将土地（土壤）退化分为不同的类型，包括土壤的沙化和荒漠化、（水）土的流失、土壤盐渍化、土壤酸化、土壤板结与压实、土壤贫瘠（养分流失）、土壤污染和工矿用地的破坏等。每一种土壤退化形式均有其独特的退化机制（内在和外在）、退化过程（显性和隐形）、影响因素（人为和自然）、造成的危害（生态与环境）以及改善的方法和措施（防与治）。

为了帮助学生全面把握本课程的知识框架，需要在导论课中系统地介绍各章节、主干知识点、章节与章节间的联系、知识点和章节之间的关联、重点和难点、学习资源、学科前沿进展以及过程考核的形式和内容等。在导论教学中，教师要合理取舍，以求在有限的课时内将相关信息简明扼要地传授给学生。在导论基础上，合理制订教学计划，科学配置课程内容体系，采用分层教学的模式突出课程的重点和难点。根据目前土壤退化的特点和我国所面临的土地问题，将土壤酸化、盐渍化、土壤沙化、土壤污染等章节设置为重点章节，将水土流失、土壤板结与压实、矿山土壤的复垦等设置为学生自主学习章节。对于自主学习章节，教师在课堂上只进行提纲挈领的讲解，学生主要是通过自学、查阅参考资料和课堂讨论等方式去理解和掌握。通过重新配置课程内容体系，不仅教师可以在课堂上有条不紊，而且学生也能积极参与自主学习和课堂讨论，提高动手能力。

二、线上教学内容的选择与制作

在传统教学模式中，“土地退化与修复”课程教学过程中会使用较多的学时讲授各种形式退化土壤的概念与分类、现状与趋势、发生过程与机制等理论知识，内容繁杂且理论与实践未能较好的衔接。可借助在线教学资源帮助学生自主学习，理解各章节的基础理论，内容包括土壤沙化、组分流失、养分流失、盐渍化、酸化、板结与压实等退化形式的概念、类型和特征，对农业、环境和生态的影响与危害，以及土壤的退化现状及未来的演变趋势。这些内容相对枯燥、可接受度较低，传统的授课模式容易让学生“走神”。通过线上多种画面形式的呈现，感官性的视频与图片将学生带入某种情境中，认知不同土壤退化类型的形成过程，理解其形成机制的内涵和外延；在此基础上借助空间大尺度图片，立体地认识退化土壤在空间和时间上的动态变化过程，快速领会文字传达不到位的信息。在线上课程学习的基础上，提出问题、布置作业，留给学生更多的时间去查阅文献和寻求答案，为课堂教学和分组讨论作好前期准备。

三、课堂讨论主题与组织

本教学团队的教学实践发现，前沿研究、典型案例、思维延展性强且没有明确答案的主题和问题更能激发学生的讨论热情，进而进行深入的思考和感悟。例如，在“次生盐渍化形成过程与因素”的授课过程中，当把“次生盐渍化形成要素”这样的问题加入到讨论中学生会积极踊跃发言，分别由盐从哪来、水向何去、水盐运移的动力、盐分上升的通道等各个角度展开讨论，获得了良好的效果。有时候学生在讨论时会偏离主题，这种情况的发生大多源自于学生现有知识的局限性和对发散性思维理解的偏差。对此，授课教师应予以及时纠正。

科研和应用案例同样具有潜在的“探究”价值。案例教学法能够借助具有潜在价值的案例逐步引导学生开展具备科学探索和反思的学习过程[3]。以具体案例为切入点，对内容进行分析讨论，增强教学效果[4]。“土地退化与修复”是一门与实践紧密联系的课程，将教师科研工作中遇到的问题、学生家乡发生的生态环境及土壤质量的变化以及媒体报道的社会事件，经过加工整理引入课堂，让学生能够真正了解身边发生的事情，不但丰富了课堂教学内容，而且引导学生树立正确的价值观。

课堂讨论可以极大地启发学生，充分发挥学生的主观能动性，并训练学生的逻辑思考能力和语言表达能力。学生成为学习过程的主体。开展以小组为单元的合作研究和探讨，包括网络资源和信息的检索、文献的归纳和总结以及答案的整理和归纳。当然，在此过程中，教师需要协调组织形式，并起到引导和控制的作用，例如在学生讨论过程中，笔者会到各小组巡回指导或与学生共同探讨，但不提供标准答案。同时，分小组进行讨论有助于锻炼学生的思维方式、创新意识和团队协作能力，教师需要控制节奏和管理小组成员，避免部分学生“搭便车”的行为，充分做到将每个学生在各自小组中的角色明确化。将每组内部成员进行明确分工，组长统筹研究方向与方案，组员从不同角度进行文献资料的收集，汇报人负责对文献进行整理和陈述。任课教师点评学生的汇报，对于共性问题进行统一引导，并逐一解答学生的疑惑；对于讨论过程中出现的一些问题，如某小组在发言时，其他的小组成员参与度不足，甚至思维脱离课堂内容，通过提问等方式鼓励组员间进行点评和补充，这样对于锻炼自身语言表达能力和拓宽视野都能起到良好的效果。

四、课堂讲授的梳理与强化

在探究式教学模式中，教师所扮演的角色可概括为学习资源的提供者、学习过程的组织者、学习过程的引导者。在教学过程中，可能会限制教师“传授知识”的作用，因而会出现学生对知识的掌握不全面、不深入、不牢固，对知识的边界把握不清晰的情况，因此教师的课堂讲授也是必不可少的环节，对于基础知识和重难点的掌握是不可或缺的。就“土地退化与修复”课程而言，不同类型退化土壤的内在形成机制和影响因素需要作为难点进行讲授，不同类型退化土壤的修复原理和技术需要作为重点去讲授。但基于探究式教学的基本要求，这样的讲授有别于传统的灌输式讲授，着重于充分利用面对面教学的优势。

课堂讲授的重点涵盖以下三个方面。一是对线上学习和线下探讨的情况进行总体的评价，评价方式可采用组内自评、组间互评和教师评价3 种方式。在评价结果的基础上，教师需要清晰知晓学生对于知识的掌握程度，对学生没有充分理解到的内容进行补充，对于跨越知识边界的内容进行限定，对于理解有误的内容进行更正。二是针对线上学习的内容及设计好的环节，教师的讲授内容应该侧重于重难点，做到有的放矢。不但需要讲透基础内容和强化重点内容，还要梳理关键知识点之间的关联，使学生建立起对新知识、新概念的知识框架。三是教师不应局限于教材内容，需要发挥教师的科研背景，在巩固所学知识的基础上进行拓展和延伸，强化学生对相关方向前沿知识的了解与兴趣。

五、教学效果的评价方法

“线上基础理论学习+探究式课堂+教师总结讲授”的新型教学模式对考核评价也提出了新的要求，需要制定与之相对应的评价方法。线上基础理论学习可以从课堂讨论、单元测试、期末考评的成绩进行反映；对于探究式内容的考核，教师从学生课下学习效果、小组讨论准备情况、研讨结果汇报表现等多个方面进行赋分，同时参考组内自评、组间互评的成绩，综合考察学生在研讨交流环节的参与度，学生查阅文献和利用网络资源的能力，学生思考和解决问题的能力；线下教师对于关键知识点和重难点的讲授可通过期末成绩给予较大的权重；学生对本课程总体知识体系的理解程度，可通过课程知识体系图进行考察；对于实践内容和前沿进展内容等课程考核不涉及的延伸知识，可以通过学生撰写小论文的方式予以评价。总的来说，需要全流程、全覆盖、全方位地对学生进行考核，而多元化的评价体系将课堂考核延伸到课前和课后，涵盖了整个学习过程，更能调动学生学习的积极性，促进学生学会思考，培养学生的创新能力。

基于如上分析，提出了针对该教学模式的考核方式：“一张图+一篇文+一场试+多次会”[5]。“一张图”是要求学生使用思维导图的方法对本课程的知识结构体系进行梳理，重点考查学生对本课程内涵和外延的掌握情况；“一篇文”指的是小论文，要求学生在检索资料的基础上，以论文形式表达对本学科前沿课题的认识，或结合实际工程案例归纳整理某一项修复技术的基础理论、方法原理、技术方案以及个人思考；“一张卷”是指期末考试；“多次会”是指通过多次研讨交流考查学生独立思考、知识应用、团队协作等方面的能力。以上考核方法可更加客观全面地评价学生的能力和水平。将传统以理论考核为主改为课堂互动、小组研讨和翻转讲解等多角度相结合，提升学生的综合能力与素质；将单一的考核模式改为多元的考核方式，提高学生的积极主动性以及对知识的理解和应用能力。

六、总结

“土地退化与修复”是一门实践性很强的专业理论课程。为了提高学生分析土壤退化和生态修复问题的能力、提出解决方案的能力，本团队在课程内容体系、教学方法以及考核方式等方面进行了探索与改革，提出了结合线上概念学习和线下探究式课堂的教学模式，体现出教师为主导、学生为主体的教学理念。既激发了学生学习的主动性，也发挥了教师在教学过程中的主导作用，培养并提高了学生观察认知土壤退化，利用土壤退化的知识与技能，满足学生服务于土壤功能保护、土壤污染治理和土壤资源合理利用的基本需求。