《土壤肥料学实验》教学改革与实践

《土壤肥料学实验》教学改革与实践

张志刘敏徐洪国高美玲

张志刘敏徐洪国高美玲（齐齐哈尔大学生命科学与工程学院园林园艺系）

【摘要】在土壤肥料实验教学过程中，通过综合性实验教学与验证性实验教学的比较，分析了验证性实验教学存在的不足，而综合性实验教学在培养学生的实验动手能力、综合分析问题的能力及解决问题的能力等方面具有积极的作用，并对实验教学改革进行了实践性的探讨．

【关键词】综合性实验；验证性实验；土壤肥料

中图分类号：Ｇ64文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2014）10-056-02

为适应21世纪对人才培养的要求，土壤肥料学融汇土壤、肥料科学的新知识、新理论、新技术和新研究动向。土壤部分主要介绍土壤的形成、组成、理化性质、土壤分类及其合理开发、利用与管理措施等；肥料学部分主要介绍植物营养原理、化学肥料、有机肥料和复合肥料的性质与合理使用，配方施肥的原理和方法等。目的是使学生通过学习，学会认土、评土、用土、改土的方法和措施，掌握主要肥料的性质、作用以及在土壤中的转化、施用原则和施用技术，为合理开发、管理土壤资源，恰当安排作物布局，因土种植，因土施肥。为学生从事自己的专业奠定土肥方面的基础。

在培养具有创新能力及动手能力强、独立分析解决问题的综合素质人才时代，传统的实验教学方法已不能适应要求，因此必须探索实验教学改革的新途径．为此，对《土壤肥料学实验》的教学进行了改革和实践，取得了较好的效果．

1传统的实验教学存在的不足

《土壤肥料学》是我校园艺和园林专业的必修课，也是重要的基础课，《土壤肥料学实验》总共有20几个学时，按3学时一个实验总共可开7-9个实验内容．长期以来，本课程与全国其他农业院校的课程设置一样，所开设的实验都为验证性实验，按传统的教学方法开设土壤肥料学的实验，它们存在如下几个方面的问题．

1．1学生重理论轻实验课。

由于实验成绩占这门课程总分中的很少份量，操作和实验报告各占中成绩的10％。由于实验学生较多，教师没在课堂上不可能一一地评定实验操作，因此，实验成绩的还是以实验报告为主，这样有的学生在课堂上不认真操作，回去认真地把实验报告写好，同样也取得好的试验成绩，从而导致了学生对实验课不重视．

1．2实验学时少，难以满足试验课的要求

《土壤肥料学实验》教学是通过学生学习和掌握土壤肥料学的基本实验方法、常用科学仪器的基本原理和操作技术，从而达到培养学生的动手能力、思维能力和具有综合知识的目的，因此，现有的学时是远远不能达到教学要求的。

实验时间少，学生很难在规定的时间内完成每个实验。对一个实验技术还很不成熟的学生，在两节课里完成一个的实验是很困难，在实验中如果学生的操作错了或者所得的结果不正确，就没有学生重做的时间了，学生还要去上课．这样就影响了试验教学的效果。

1．3有的试验环节不够完整

不够完整的实践环节直接影响了学生操作技能和综合运用能力的提高。在传统的实验教学中，实验原理由教师在课堂上讲，试剂则由实验员在实验前准备好，所用土壤样品均由实验员或老师去采取，学生上实验课是直接从操作步骤开始，因此，学生对实验的整体性、连续性没有一个整体的认识。即使做完一个实验，学生不但对实验原理一知半解，尤其是对试剂的配制几乎不懂，有些学生甚至连溶液的稀释浓度都不会计算，基本操作错误百出。因此，无法达到培养学生实际操作能力和综合运用能力的目的．

1．4传统的实验教学方法不利于学生的创新能力培养

由于以前传统的验证实验，是教师在实验前对实验所需仪器设备、实验原理、步骤等进行讲解，然后让学生按操作步骤做实验。只能得出同样实验的结果．学生按操作步骤做完实验就能获得实验结果．而对所做实验的操作步骤、原理、内容等没有进行思考和理解。所以，这既不利于培养学生的思维能力和综合能力，也不利于提高学生学习的主动性和积极性．

2改革的设想和课程整合

2．1改革的想法

为了适应高校人才培养计划新的要求，我们针对由于课时压缩，实验内容减少，学生不能全面掌握实验技能等情况，根据《土壤肥料学实验》的特点，让学生参与到教师的科研活动中，进行科研训练。开设了综合性实验，并全天开放实验室，让学生自主选择实验时间，同时在教师的指导下，从试验设计到试验实施，从土壤、植物样品的采集到分析化验、数据处理、结果分析和综合报告的写作等，均由自己动手完成。这样，既强化了实验教学，又加深和巩固了所学理论知识；既使学生在动手能力、观察能力、思维能力等几方面得到了综合训练，掌握了土壤肥料方面的基本分析测定技能，也培养了学生独立思考、独立工作的能力和运用所学理论知识进行创新的能力。

土壤肥料学实验教材很多，可供选择的项目也较多，根据实际情况，制定实验教学大纲和实验指导参考书，确定一些项目供必做和选做。

选择项目上，遵循以下原则：①实验的系统性和连续性。②实验的实践环节强，涉及面广。③有些实验有多种方法供选择，同时有一项自我设计实验，这些都有利于学生创新实践能力的培养。④对园林园艺专业的学生掌握专业知识和实践应用有较大的帮助，如作物栽培的土壤环境如何、施用多少肥料最宜等，这些都要基于土壤分析测试。

2．2课程的整合

由表1可以看出，改革前实验教学的课程设置全部属于验证性实验，而改革后只保留了1个验证性实验，其他的则整合成一个综合性实验，在综合性实验里实际还涉及了土壤碱解氮和土壤全氮量的测定．

表1课程设置改革前后对比

3综合性实验实施方法

实验教学改革的目的是把过去那种单纯的知识传授转向培养学生的动手能力和综合分析问题的能力．

3．1拟定一个可行性的综合性题目

根据课程的教学内容和大纲的具体要求，结合生产实际（土壤成分分析），将实验内容整合为1个验证性实验按原来的教学方法外，其他的实验项目整合成综合性实验内容，设置一个题目，在教师指导下，从土壤样品的采集、制备到实验分析试剂的配制和各实验项目的分析，完全由学生自己完成，并且要求学生在一定的内完成实验，然后根据实验数据写一篇综合性的实验报告．

3．2分组实验

对于综合性实验，由于不再集中做实验，所以，把学生按5～6人1组分成了5组左右．每组的人数不能太多，太多就会出现个别学生的依靠现象；太少则会由于重复太多而受到实验室条件的限制（仪器和药品），同时也会使指导教师的工作量过大．为了使学生更能发挥主动性和积极性，分组时学生可以自由组合，每组选出一名组长与教师联系．

3．3实验室开放

为了适应综合性实验的要求，实验室对学生完全开放，并把实验室钥匙交给班长，这样学生要做实验的时候可找班长或教师开门，遇到问题时也可随时与指导教师联系．实验室开放所带来的问题是实验室管理问题，为此专门制定了一个实验室开放管理的办法和登记表，对学生何时进实验室，何时做完实验离开实验室，使用了哪些仪器，哪些仪器破损了等等都要进行登记．以便查实。

3．4耐心细致指导

虽然综合性实验的所有过程完全由学生自己完成，但是有的实验，在实验教师的指导下取得的效果更佳．例如，从土壤样品的采集、风干、制备到各项实验内容，指导教师一般都要在现场进行指导，并进行详细的讲解，这样才能保证实验内容顺利进行，如做全氮分析时，教师应详细讲解消化炉和定氮仪的基本工作原理，消化和定氮的原理等，这样的现场指导较集中讲解效果要好，学生能够真正地了解仪器和实验原理，更好地掌握使用方法．由于实验室人员太少，为了减轻指导教师的工作量，把试剂的配制分两次进行，第一次配速效养分和酸碱度的试剂，配好后把速效养分先测定完；然后再配制有机质和全氮的试剂。而指导教师的课外指导负责测定部分．另外，有些已经做过某个测定项目的学生，也可以对后做的学生进行指导，这样既可以极大地减少教师课外指导的压力，同时又可以使学生更好地掌握所做的实验内容．

3．5试验结果检查

虽然数据是来自各组几个学生共同所做的结果，但仍要求每个学生独自完成一份实验报告，报告的内容包括实验的原始记录和计算图表以及一份按论文格式写的报告．教师在评定实验成绩时，对学生实验的操作过程和步骤不再考虑，而是主要根据学生的报告质量和所得出的实验结果的科学性综合地给出成绩．

4综合性实验产生的效果

通过综合性实验教学实践，综合性实验较之于验证性实验有以下几个明显的效果。

4．1有利于提高学生动手能力

要求学生把一个综合性实验完整地做完，可使他们知道土壤分析的实验准备，尤其是试剂配制，因为试剂的配制不但要有严格的操作方法，而且还要对溶液的浓度进行计算，同时还要根据实际需要进行量的控制和计算，而这些都是验证性实验无法做到的．因此，综合性实验使学生真正地全面了解了土壤肥料科学实验的全过程，真正地获得系统的、连贯的和综合的知识．在集中上验证性实验课时，由于学生较多，不少学生在实验课堂上都是只看着别人做，自己不动手，待实验完毕后就把结果抄过来以完成实验报告；对于综合性实验，由于任务分到了每个小组，每个人都必须参与才能完成实验的全部内容，这样就促进每个学生积极地参与，这对于提高学生的实际动手能力起到了很好的作用．

4．2有利于提高学生综合分析问题的能力

在土壤分析的验证性实验中，由于时间的限制，一般每堂课只给出1～2种土壤让学生进行测定分析，然后要求学生根据实验结果写出实验报告，这种教学方式主要要求学生掌握具体的操作步骤和得出可靠的结果；而综合性实验则要求学生具有实验基础理论、实验操作技能以及对数据处理和分析的能力等，例如，在进行量的控制时，学生就必须具有无机化学中有关知识，而在对数据进行分析时，他们又必须具有相关的土壤肥料方面的知识。总之，综合性实验不但有利于启发学生的思维，而且有利于他们综合地运用所学的理论知识，从而有助于培养他们综合分析问题的能力和掌握全面的知识．

4．3有利于提高学生实验的积极性

在验证性实验教学中，不少学生对实验课是应付了事，即使老师要求学生要在实验前对实验内容进行预习，学生也不会认真地去做，每次都是到了实验室才知道要做什么实验，教师在讲台上辛苦地讲解了半天，学生做起实验来仍然是错误百出，或者做实验时随便应付，写实验报告时就抄袭别人的．综合性实验任务明确，每组学生做实验均不在一个时间，所以，每个组都必须做完自己的实验才能写出实验报告，而且，由于综合性实验构思独特，能真正地使他们掌握实验技能和把所学的专业知识结合起来，这样就大大地提高了学生做实验的积极性，甚至有些学生有时做实验到很晚，也有学生利用星期六、星期日去做，表现出了极大的热情．

4．4有利于培养学生团结互助的品德

许多科学研究也不是某个人可以独立完成的事情，需要团队来完成的。因此，现代实验教育的一个重要的任务就是要培养学生的团结互助精神．验证性实验虽然也是分组进行，但那只是形式上的分组，学生在做实验时没有实际的压力，所以，不少学生仍然是出勤不出力；而综合性实验则将任务分到了各个小组，而且每个小组不是同时做实验，同组的学生如果不共同参与就很难完成实验任务，因此，每个小组的学生都必须加入到实验当中，并发扬团队的精神才能按时地完成实验任务．如果有学生不积极地参与，那么其他学生就会对他有意见，并向教师提出来，而教师就可以及时地对他进行批评和教育，所以，综合性实验有利于培养学生的团队精神，对于学生今后与人相处和相互合作能起到一定的积极作用．

5小结

《土壤肥料学实验》教学改革实践证明，这种教学模式，很受学生的欢迎，反应良好．综合性实验教学在强化学生的思维能力、动手能力、综合分析问题的能力以及在使学生掌握全面的知识方面均有明显的作用。为此，提出以下建议：

为了在试验课上取得良好的效果，必须突破传统的教学模式，在教学内容的设置和形式上进行大胆改革；为了适应综合性实验教学的需要，必须开放实验室，同时必须制订相应的实验室管理制度，这样才能保证综合性实验的顺利进行；综合性实验教学向指导教师提出了较高的要求，要求教师不但要有奉献的精神，而且还要有敬业精神，并对学生进行精心细致的指导，这样才能真正达到培养学生的目的。

参考文献：

[1]李纯华改进土壤肥料学实验教学方法的探索.实验室研究与探索,2006年8月第25卷第8期.

[2]刘秀珍《土壤肥料学》课程教学改革思考与实践.山西农业大学学报(社会科学版),第3卷(第2期).

[3]陈明智，吴尉东，何良燕《土壤肥料学实验》综合性教学初探,海南大学学报自然科学版,2005年6月第23卷第2期

[4]张晓蓉，耿贵立．综合型实验教学的探索与实践[J]．实验室研究与探索，2OO4，23(8)