《农业资源与环境分析技术》 实验教学改革初探

胡 盎，张玉平 

（湖南农业大学 资源环境学院，湖南长沙410128）

[摘  要]农业资源与环境分析技术实验是一门操作性及应用性较强的课程，是土壤学和植物营养学学科的核心组成部分，掌握实验相关技术在农业环境保护和粮食安全中有重大意义。目前，高校实验课程沿袭传统的教学模式，且考核方式不科学。本文结合实际教学过程中存在的问题及学生的需求，以解决农业资源与环境分析技术实验课程传统教学上的不足、培养学生对课程的兴趣、加强实践操作、提升动手能力为目的，拟从转变教学理念、改进实验教学方式和考核体系以及增强教师课程总结的角度，提出针对性的解决建议：通过小班授课、分组实验，网络教学以及科教融合等模式改革教学方法，提高实验教学质量，进而通过答辩式的考核方式，进一步提高学生在实验课程中的主动性和分析解决问题的能力，为高校复合型人才的培养奠定基础。

[关键词]高校；农业资源与环境分析技术；实验教学；教学改革构想

[基金项目]2017年度国家自然科学基金青年项目，项目氮沉降对纳木错高寒草原甲烷氧化的影响及微生物机理(41701084)。

[作者简介]胡盎，（1987-），女，汉族，湖南长沙，博士，湖南农业大学资源环境学院，讲师，农业资源与环境方向

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A    [文章编号] 

农业资源与环境专业涉及农业资源调查、环境质量评价、化学及现代仪器分析、农产品质量检测方法、科学施肥和灌溉、植物营养的研究方法等领域。其中，实验课程是农业资源与环境专业的核心组成部分，主要围绕着气候-植物-土壤-水相互作用的基础科学问题，对作物生长的气候、土壤、水和作物本身进行系统的分析，与此相关的实验技术在农业环境和粮食安全保护中具有重大意义。学生通过实验方法和技能的基本训练，能够进一步巩固农业资源与环境专业相关的基础理论知识，提升运用科学思维和技术手段解决复杂问题的能力。

一、农业资源与环境分析技术实验教学现状

1、课程内容

根据大纲要求，目前实验课程一共安排88学时，主要包括以下实验：玻璃器皿的准备与洗涤、化学分析技能训练、混合土样采集、风干土壤样品的制备、风干土壤含水量的测定、土壤有机质含量的测定、土壤全氮和碱解氮的测定、土壤全钾、缓效钾和速效钾的测定、土壤全磷和有效磷的测定、土壤pH值的测定、蔬菜中硝态氮的测定、水体中硝态氮和总磷含量的测定、土壤总铬和总铅的测定、土壤阳离子交换量测定、植株样品的制备与保存、植株总氮、总磷和总钾的测定、植株中镉含量的测定、化肥总氮、总磷和总钾含量的测定等。实验课程内容涉及土壤、植物、水和肥料，覆盖度比较广。通过课程学习，学生能够较为全面地掌握农业资源与环境实验分析技术，为推动学生专业进阶打下良好基础。但是，在课程内容安排上，单次课程实验内容往往较多，学生在实验过程中易出现注意力不集中、手忙脚乱、操作不规范、实验记录不详尽，时间安排不合理等问题，从而导致实验结果不理想，降低了学生对实验操作的兴趣和积极性。

2、教学方式

由于各种实验条件的限制，以往的实验教学多采用教师集中讲解实验原理、方法步骤和注意事项，然后学生对照操作步骤动手开始实验的大班教学模式^[1]。学生在实验前期的参与度不高，具体表现为对实验内容的预习不主动、不重视，老师与学生节奏不一致，导致教学效果不理想。在实验过程中，教师通常将实验目的、原理、操作步骤和实验结果的分析方法等以板书的形式列在黑板上，导致学生过度依赖教师，不能够充分发挥学生对于实验的想象空间，独自思考能力不足，对于实验原理知其然而不知其所以然，不能很好地自我消化整个实验流程，仅仅机械地照搬黑板上的实验步骤进行操作，导致操作生疏。学生在遇到实际问题时，通常不具备主动分析解决问题的能力，同时缺乏主动咨询教师的意识，内部也缺少沟通交流和相互协作，导致实验结果与预期不符、学生实际应用能力弱、对实验技术掌握不扎实等问题^[2]。

3、考核体系

实验课程考核方式及成绩评定对提高学生的学习积极性及对课程的重视程度有重要的影响^[3]。然而，目前实验课程的考核主要依据学生提交的实验报告，而对于实验操作的过程缺少关注。这样的考核体系不仅影响了学生参与实验的主动性，而且影响了实验课程开设本身的实际意义。在这样的考核情景下，部分学生在撰写实验报告时，仅仅对实验目的、原理、操作步骤等进行简单抄写，缺少对实验结果的相应分析和讨论，比如实验结果偏高或偏低的可能原因，哪一步操作出现问题等。更有甚者，部分学生的实验报告抄袭现象严重，导致根据实验报告评估学生的考核方式是片面的。

二、农业资源与环境实验教学改革构想

针对上述实验课程存在的主要问题，为了提高实验课堂的教学质量，培养学生主动性和实验技能等，本文拟从教学理念、课堂教学、课程考核方式和课程总结四方面对农业资源与环境分析技术课程提出一些改革构想。

1、转变教学理念，促进学生创新发展

（1）教师应该有知识的传授者转化为学生学业发展的引导着与组织者，首先，教师自身对于传授知识的方法要有更大的灵活性与创新全面性。在农业资源与环境分析技术实验课程中，能够促进学生的想象空间，动手能力积极性与实验性的检验，教师作为引导着，应该不仅仅只考虑教学内容，以完成课程目标，更应该从多角度完善整理教学计划，从调动学生的积极性出发，带动学生对课程的热情，热爱课程，全身心投入到课程，从而影响教师授课的方法，在授课过程中创新，达到更好的授课效果，实现教师与学生共赢的目的。

（2）课程以学生作为主体，每次课都安排下节课的相关内容，让学生自行备课，比如下节课需要用到的仪器，实验步骤，课程安排，卫生打扫等，应提醒学生提前了解实验仪器以及方法的名称，以小组为单位，并分段让每个学生参与进来讲述自己最喜欢或者擅长的部分，先让学生接受这个环节，然后学生进行授课的锻炼，让学生主动了解自己小组的课件并认真思考，加深对课程的印象，老师应该时刻观察学生自行讲课的效果，记录学生授课过程中，听讲的同学是否充满积极性，授课人是不是在随时调动学生的参与度，同时也要记录不足之处，多以鼓励的方法指出问题所在。

2、改革教学方法，提高学习效率

（1）小班授课、分组实验：精简实验课程学生人数，实行小班授课。人数控制在12人左右，让每位学生能够参与到实验过程的每一个步骤，主动完成所有实验内容。由于上课人数较少，教师能够兼顾到所有学生，比较准确地掌握每位学生的学习特点和操作情况，备课时可以针对性地制定教学计划。在实验过程中，能够及时纠正操作不当之处，增加教师与学生之间的互动。另外，为了突出学生的主体地位，提供更多的动手操作机会，提高主动思考分析问题的能力，将学生分成2个小组，每组约6个人，选定一位组长，组长轮流由组员担任，组长把控大局，和组员一起相互帮助、共同协作，保质保量地完成实验任务。

（2）网络教学模式：指导学生借助互联网资源进行课外学习，比如在慕课、网易公开课等平台观看视频进行学习，可以通过观看实验原理精讲视频、实验仪器的基本操作演示等提前了解实验过程，掌握仪器的正确操作方法。另外，由于上课时间有限，学生和教师的交流机会不多，因此，可借助超星学习通等互联网资源搭建师生课后交流平台，学生可将问题发表在讨论区，与教师和其他同学进行交流讨论，教师对学生的问题及时进行反馈，答疑解惑，这样更能激励学生参与讨论的积极性。教师也可以发布一些与实验相关的知识点和注意事项等话题供学生讨论，比如土壤消煮过程中细口三角瓶能否用广口三角瓶替代，不同体积量程的三角瓶能否替换使用；加各类试剂时，哪些是需要精确加入，哪些可以用量筒加入等，学生通过回复这些问题将更加全面地了解实验中的关键细节，增强对实验技术的理解。

（3）科教融合模式：考虑采用科研带动实验教学模式，鼓励学生在课外参与到教师或者研究生的科研课题当中来，从事与实验相关的科研活动，让学生了解实验中所学技术在科研项目中的应用，加强学生对自己所学专业的了解，做到真正的学以致用。另外，教师也可以鼓励学生申报各类学生研究课题或者项目，并指导学生完成课题研究，尽可能将研究成果转化成科研论文或者专利等，提高学生的主动性以及实验创新能力。

3、完善考核方式，提升学生的实践能力

（1）整个实验课程的实验完成后，学生对各个实验之间的相互关系仍认识不清，不能将这些实验很好地联系起来，这样很难激发学生对于实验学习的兴趣和思考。教师可以通过提出一个综合性的实际问题，例如“如何评估某个地区的土壤肥力和质量特征？”，引导学生将所学的实验知识进行串联，并采用PPT汇报的形式进行项目答辩。学生可从土壤采集、土壤制备、土壤有机质、氮磷钾等元素、植物体内营养元素、重金属含量测定等角度进行分析讨论。这样能够促使学生对实验目的的认识更为明确。“项目教学法”在我国高校的部分课程上也开展了一些试验^{[4, 5]}，目的是为了促进学生自主学习，协作学习，强调学生学习的主动性和探索性。每组学生在课程结束后根据实验过程及实验结果以提出科学问题及如何解决问题的形式做成PPT进行实验答辩，小组成员根据实验结果查阅文献资料，开展组内讨论，合力完成实验答辩PPT。答辩环节参照做项目的相关形式和要求，进行PPT汇报，外加教师和其他学生的提问。

（2）以上汇报形式可利用课程时间，避免其他时间加重学生负担，根据课程所讲内容，教师可以进行笔试考核，可适当增加创新题，让学生思想开阔，自我绽放，笔试成绩应该占小部分，不应该以笔试作为考核学生实验内容掌握以及实验能力的评定，在本课程最后阶段，可进行实验能力，教师应该结合整个课程的实验联系，制定实验能力考核的方案，由学生小组自行组织进行实验流程，老师耐心观察，并给予一定的指导，学生在实验过程中的处理方式、动手能力，态度表现等均可作为实验考核内容。最后，结合学生平时表现、实验技能掌握、实验报告撰写以及PPT项目答辩等几个方面，根据不同的分值占比得到学生的最终实验成绩，进而较为客观和综合地评价学生在实验课程中展现出的发现问题，分析问题和解决问题的能力。

4、增加课程总结，完善教学工作

         （1）教师自我回顾，在课程教学阶段性结束后，教师应该对教学工作进行总结，保留优点优势，再创新，重点应该找到教学不足，比如课程设计、教学方式、课堂氛围、课后布置等，如果有不足之处，教师自身应该寻找问题，与其他老师交流，或者“网红教师”的一些授课方式，取其精华，总结出不断创新的教学方式，因材施教，在生活中，多读，多看，多了解与科研项目以外的知识，增加授课的知识魅力，多讲授学习课程内容的目的与未来发展，教学应该是多方面的，避免学生失去学习的兴趣和动力，让他们主动了解知识的重要性，知其然且知其所以然。

（2）完善教学工作，在全部课程以及成绩判定结束后，教师应该根据学生成绩评定本学期的教学工作成果，比如根据成绩高低判断考核标准是否存在过高或者过低现象，是否有严重的两极分化现象，根据测试题目观察考试内容是否存在错误相同点等，课程的创新与授课方式绝不是一朝一夕就能完成，需要教师与学生的相互配合，需要多阶段的总结与尝试，不断地总结可取之处，不断地从失意中寻找答案，提高教学质量。

三、结语

农业资源与环境分析技术实验是一门操作性及应用性较强的课程，拟从转变教学理念、改进实验教学方式和考核体系、增强教师课程总结等方面进行课程改革，包括：通过小班授课、分组实验，网络教学以及科教融合等模式改革教学方法，提高实验教学质量，进而通过答辩式考核方式，进一步提高学生在实验课程中的主动性和分析解决问题的能力，为高校复合型人才的培养奠定基础。

[参考文献]

[1] 杨丽萍, 卢媛, 陈翠红, et al. 高校实验课实施小班教学的探索与实践[J]. 实验室科学, 2019, 22(05): 126-128.

[2] 许银银, 陶燕, 刘琴, et al. 污染控制微生物实验教学过程存在的问题及改革初探[J]. 教育理论与教改, 2021.

[3] 宋金秋. 基于能力培养的微生物实验教学手段与方法的改革探讨[J]. 教育现代化, 2017, 4(24): 261-262.

[4] 赵建刚, 林 肖, 许德麟, et al. “答辩式教学法”在水域生态学实验教学中的探索与实践[J]. 实验科学与技术, 2021, 19(1): 82-86.

[5] 郑晓丹, 童义平, 解芳. 项目教学法在无机化学实验教学中的应用探索[J]. , 2017, 45(24): 184−185.[J]. 广州化工, 2017, 45(24): 184−185.

A Preliminary Study on the Experimental Teaching Reform of "Agricultural Resources and Environmental Analysis Technology"

HU Ang, ZHANG Yuping

(College of resources and environment, Hunan agricultural university, Changsha, 410128)

Abstract: Agricultural resources and environmental analysis technology experiment is a highly operational and applicable course, and a core component of soil science and plant nutrition. Mastering the relevant experiment technology has great significance in agricultural environmental protection and food security. At present, the experimental teaching follows the traditional teaching mode and the teaching assessment method is unscientific. This article combines the problems existing in the actual teaching process and the needs of students to solve the shortcomings of the traditional teaching of agricultural resources and environmental analysis technology experimental courses, cultivate students' understanding of the curriculum, strengthen practical operation, and improve hands-on ability. Based on the premise of transforming teaching concepts, improving the experimental teaching method and assessment system, and enhancing teachers’ course summary, targeted solutions are proposed: teaching methods in small classes, grouped experiments, combined with diversified teaching models, and combined teaching and research methods to improve the quality of experimental teaching. We further proposed the combination of the reply-style assessment method to improve the initiative of students in the experimental courses and the ability of analyzing and solving problems, laying a foundation for the cultivation of compound talents in colleges and universities.

Keywords: Universities; Agricultural Resources and Environmental Analysis Technology; Experimental Teaching; Teaching Reform Conception