浅谈学科交叉下的“土壤肥料学”教学新模式

罗德芳　冯春晖　彭杰　柳维扬

［摘 要］ “土壤肥料学”是土壤、植物营养与肥料紧密结合起来的一门课程，属于农业科学、林业科学和资源环境科学的应用基础学科之一，但是由于生产力水平的快速发展，传统的土壤肥料学知识已经不能完全被应用于农业生产实践当中。学科交叉是指不同学科进行结合而形成新的学科，将学科交叉的概念融合到“土壤肥料学”当中，再结合科技前沿，有助于学生更深刻、更直接、更广泛地理解“土壤肥料学”课程对于农业生产的重要性，从而提高学生的历史使命感和责任感。

［关键词］ 土壤肥料学；学科交叉；教学模式

［基金项目］ 2021年度塔里木大学一流课程建设项目“土壤肥料学”（TDYLKC20212）；2022年度塔里木大学一流本科专业建设“农业资源与环境”（YLZYXJ202201）；2021年度塔里木大学高等教育教学改革项目“高校混合式教学模式探索研究——以土壤农化分析课程为例”（TDGJYB2125）

［作者简介］ 罗德芳（1994—），女，甘肃景泰人，硕士，塔里木大学农学院讲师，主要从事土壤高光谱、农业遥感及土壤盐渍化改良研究；柳维扬（1977—），男，宁夏隆德人，博士，塔里木大学农学院教授，主要从事旱区作物养分元素循环和水土资源高效利用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）24-0139-04 ［收稿日期］ 2022-05-11

引言

土壤肥料是农业生产的基本资料，亦是人类赖以生存的重要资源。土壤作为人类赖以生存的物质基础，是农业生产中最基础、最重要的生产资料，也是农业生态系统的重要组成部分，保障着人类生存及生态环境安全。每个人对土壤都不陌生，但是要给土壤下一个科学的定义却并不容易。不同的时期，人们对土壤的认识不同，对土壤下的定义也不同。例如，20世纪30年代，土壤学家威廉斯根据近代土壤学知识给土壤所下的定义是：土壤是地球陆地表面能生长植物收获物的疏松表层。

凡是施入土壤或喷洒在作物体上，能直接或间接提供给作物养分，从而获得高产优质的农产品；或能改善土壤的理化生物性质，逐步提高土壤肥力，而不会对环境产生有害影响的物质统称为肥料。肥料是食物安全和作物优质增产的重要保障，严重影响着植物吸收养分状况，更关系着人类健康，因此“土壤学”和“植物營养与肥料”两门课程是农业类院校的必修课程。但无论是“土壤学”课程还是“植物营养与肥料”课程，其实践教学过程对学生在具体农业生产中的指导存在一定的局限性。因此，为适应21世纪教学改革后调整的本科专业新教学计划对人才培养规格的要求，大部分农业类院校将“土壤学”与“植物营养与肥料学”两门课程合并成更具有实践指导意义的课程——“土壤肥料学”，既缩短了理论课时、增加了实践课时，又能将土壤学知识与植物营养学知识融合，让学生能够更深入地了解农业生产过程［1］。“土壤肥料学”主要讲授土壤和肥料的有关知识与应用技能，是农学、园艺、植保、气象、草业科学、园林等专业学生的必修课程，课程主要学习土壤基本组成及其物理化学性质、植物营养与施肥原理、主要肥料特征及施肥技术等理论知识，以及有关土壤性质测定及肥料识别的实验技能，课程任务主要以提高土壤肥力为中心，展开研究土壤肥力的发展规律，掌握改良土壤和培肥土壤的方法与措施，明确土壤—植物—肥料三者之间的关系，让学生能够全面系统地了解土壤学、植物营养学和肥料学的基础理论知识与基本分析操作技术，使学生掌握识土、用土、评土、改土的基本方法和科学施肥技术，为现代农业生产和可持续发展提供技术服务。同时，“土壤肥料学”涉及化学、物理学、数学、生物学、地质学、动物学、气候学和微生物学等学科［2］，因此，“土壤肥料学”的教学内容除了土壤肥料及植物营养的基本理论外，还需学习不同质地的农田土壤管理技术、土壤退化防治改良、现代新型肥料及各项施肥新技术。

随着科学技术的不断发展，不仅不同课程之间的融合更为密切，不同学科之间的相互交叉融合也越来越频繁，不断碰撞衍生出新的学科，形成错综复杂的学科网络［3］。例如，智慧农业、遥感监测作物生长及产量等，都是农学与信息技术的融合［4］。学科不断地交叉融合，对农业优质增产和生态环境等方面有了更高的要求，“土壤肥料学”也面临新的变革和挑战。现阶段高等教育正在朝着应用型、复合型和技能型人才的培养目标前行，现代教育体系立足于服务区域经济，并努力实现对产业升级转型所需人力与人才资源的持续供给。但大部分交叉科学研究只是多学科之间的简单拼凑，学科之间的交叉融合，应该要涵盖学科交叉和学科融合，构建协调可持续发展的学科体系，打破传统学科之间的壁垒，培养社会需要的复合型人才［5］。

在多年的教学过程中，塔里木大学农业资源与环境专业的教师积累了丰富的教学经验，但随着知识的快速更新，土壤肥料的新知识和新理念不断涌现，如配方施肥、无土栽培、营养诊断和新型肥料等［6］；同时，随着学科交叉程度的不断加深、教学课时的压缩及高职教育新理念的出现，原有的“土壤肥料”课程日益显现出与当前实际不相符的状况，如课程目标定位不清晰、学科体系模式烦冗、教材内容陈旧、教学方法不适应现在的学生等［7］。

一、课程建设与现阶段人才需求相符合

（一）人才培养方向与课程发展相符合

随着信息科学技术的日益更新与高校教育体系的不断完善，“土壤肥料学”的教学任务不仅仅是单纯地认识、了解土壤及肥料，还要结合新技术，并将其运用到生产实践当中，这也是各高校对于培养高素质创新型人才提出的新要求。在“土壤肥料学”课程中，应理论与实践相结合，学会运用所学知识解决实际问题远比知道事物本身更重要。课上可积极引入一些比较前沿的知识及“土壤肥料学”在生产中的具体应用措施，使学生不只是了解书本上的基础理论知识，更要掌握研究热点、难点及其需要努力的方向，将学生的目光从书本上的理论知识转移到实践中，这也在一定程度上促进了土壤肥料学学科向新方向发展，从而形成专业型人才需求的创新性与土壤肥料学学科发展的相互支撑。

（二）专业需求多样性与课程建设相符合

多学科交叉发展已经是各个领域研究的热点问题，而一些信息类技术，例如“遥感技术”已经作为一门工具课程服务于越来越多的领域。“土壤肥料学”作为与农业生产联系极其紧密的专业，在现代化改革进程中不能忽视多学科交叉发展。在课程建设过程中，单一的课本知识传输模式已经逐渐被淘汰，更多的是要从理论、实践操作及科研等三个方面进行全方位、高质量的课程建设。例如，使学生能够在实际中运用遥感技术手段预测土壤各项理化性质并进行分析。在教学过程中，不能单靠一本教材支撑整个课程，可以将“土壤地理学”“地质地貌学”及一些前沿的科学研究论文融入“土壤肥料学”教学过程中，还可以和学生分享一些实用的学习网站进行课外学习。这既能够丰富学生的理论知识，又能够让学生合理地利用网络上丰富的资料，推动传统课堂教学方法与电子信息化创新教学模式结合起来，激发学生的学习热情。

（三）将科研融入“土壤肥料学”教学中

高校对于科研素质的培养还没有渗透到本科教学过程当中，本科生的科研素养不达标，即使完成毕业论文，对于自己的研究方向也是模棱两可，实践能力不够，跟不上社会快速发展的节奏，所以在“土壤肥料学”本科教学过程当中，需要将科研积极渗透到日常教学活动中。对于高校教师而言，尤其是年轻教师，教学经验不够丰富，如果只讲授教材知识，不仅内容枯燥，学生听课效率不高，也难以提升自身的教学水平。反之，如果能够融入一些前沿研究，不仅能够让学生了解到土壤肥料学的重要性，而且能够培养学生的学习兴趣，更高效地学习，同时能够提升教师的专业水平。

二、教学师资队伍与课程建设相匹配

（一）课程目标定位明确，将课程思政融入教学

塔里木大学的办学特色是用胡杨精神育人、为兴疆固边服务，根据学校的教学理念，“土壤肥料学”在授课过程中也应有相应的课程目标定位。“土壤肥料学”的课程目标定位于面向新疆、立足南疆、服务边疆。通过“土壤肥料学”的学习及实习，学生能够掌握新疆主要的成土类型及改良土壤的方法，并且能够掌握施肥的主要原理及技术，以及植物营养的相关知识。在新疆特色作物种植方面有一定的理论基础与实践技能，能够为学生在之后的工作岗位中奠定坚实的基础。此外，“土壤肥料学”不仅要学习专业知识，还要在专业知识及实践能力培养的基础上，了解课程思政的教學目标，明确“土壤肥料学”使农学类专业学生在国家绿色发展背景下具有重要的使命感和责任感。

（二）“土壤肥料学”教学分解，由专业教师分别授课

“土壤肥料学”中的土壤学、植物营养学与肥料都是专业性非常强的内容，因此在教学过程中，应该内容分解，不同内容由不同研究方向的教师分别讲解，学生能够汲取到更多的知识，同时也能了解到土壤、植物营养与肥料的研究热点。此外，在涉及“地质学”“化学及微生物学”等交叉课程时，还可以进行知识面的扩展，使学生能够将整个生态系统融会贯通，形成自己的知识框架，从而在学习其他课程的时候游刃有余。

（三）新老教师通力协作，相辅相成

教师在教学过程中扮演着引导者的角色，不仅要具备过硬的专业素养及前沿的研究热点，还要能够以丰富的教学技巧激发起学生的学习兴趣。但现阶段的主要矛盾在于年轻教师的研究能够紧跟国际前沿，带领学生了解更前沿的知识，但由于教学实践经验不足，虽然思想比较活跃，但容易导致学生基础不够扎实，从而在毕业课程实践中容易脱离实践生产，想法天马行空，不切实际。因此在新教师正式给学生授课之前，要至少进行三次系、院等考核，只有所有的试讲都合格才能正式教学。同时在教学过程中，督导组的教师将进行不间断地巡查，对新教师在上课过程中出现的问题进行指导。而老教师具备多年的教学及实践经验，对于实践生产有深刻地了解，能够扎实学生的知识基础及实践技能，但由于信息技术的快速发展，老教师难以在短时间之内改变传统的教学及实践模式，对于一些学科交叉融合形成的新知识缺乏了解，无法在课堂中教授给学生。因此，需要老教师带领青年教师进入实践基地进行实践锻炼，新教师学习老教师的授课过程并进行总结，从而更好地服务于学生，提升自身的教学素养。

三、利用网络新模式进行教学与实验

近年来，为了顺应高等教育改革，理论课学时被不断压缩，如果教师仍以传统的课堂讲授、学生被动地接受知识为教学方式，教学效果会较差。因此，针对“土壤肥料学”课程开展学生在线上的自主学习模式与教师的课堂教学模式相结合的综合应用研究迫在眉睫。线上教学弥补了传统教学模式的不足，而且能够调动学生学习的积极性，更好地开展教学活动。随着互联网技术的不断发展，出现了越来越多的教学平台，如智慧树、雨课堂、MOOC、虚拟教研室等，使教师有了更多的选择。

实验是“土壤肥料学”课程当中重要的教学环节之一，应即时调整理论课时，增加实验课时，但由于传统的实验测定耗时耗力、操作复杂，学生仅完成一次实验无法掌握其中的步骤与原理。且现在大部分实验都不是单一、复杂、传统的实验室方法来测定土壤的物理和化学性质，更多的是将精密的仪器及实验室测定方法相配合进行实验。比如在进行土壤全氮含量测定的时候，虽然实验指导书上仍然是蒸馏装置手动进行加酸或者加碱，但实际上，实验室早已经淘汰了这种陈旧的蒸馏装置，代替它的是全自动蒸馏装置，操作更简便且安全。故应该留出更多的时间让学生弄清楚装置的原理，在深入理解装置原理的基础上，再进行仪器操作，就会更加得心应手，并且能够培养学生独立动手的能力，也能与生产实践相契合。因为教学课时有限，学生不能够完全掌握实验内容，相对来说实验技能会大打折扣，因此需要专业教师将学生带入自己的科研工作当中，让学生既能够完成毕业论文的实验部分，又能够培养其动手能力，为以后工作打好坚实的基础。因此，如何进行调整既能够完成教学大纲的要求，又能够真正培养学生的动手能力、创新能力和应用能力，快速高效地解决生产当中实际产生的问题，是“土壤肥料学”实验课程的关键。

结语

在科学技术日新月异的今天，“土壤肥料学”也在不断更新、与时俱进。作为重要的专业课程，如果能够找到自身的与学科交叉融合的结合点，运用新的知识体系，在教学及实验环节中从授课、科研、实践等三个方面进行教学探索，必然能够在专业课程的不断发展中取得长足的进步，为农业资源与环境学科的持续发展和“土壤肥料学”课程建设提供强有力的支撑，也能够为农林类院校培养出更多的全面型高级人才，在具备夯实基础知识的同时，能够具备发现问题、独立思考、独立解决问题的能力，并且在学习过程中树立起建设绿色家园的使命感和责任感，为以后的工作和学习奠定坚实的基础。

参考文献

［1］谢春琼，达布希拉图，徐智，等.土壤肥料学精品课程建设探索与实践［J］.安徽农业科学，2012，40（34）：16936-16938+16941.

［2］陈波浪，孙霞，柴仲平，等.土壤肥料学课程教学方法的实践与改进［J］.教育教学论坛，2014（34）：35-36.

［3］谢海霞，侯振安，冶军，等.土壤肥料学课程混合式教學改革与实践：以石河子大学农学院为例［J］.教育信息化论坛，2021（11）：4-6.

［4］柳维扬，王家强，彭杰，等.遥感课程在植物营养学科建设中模式初探［J］.江苏科技信息，2014（12）：71-72.

［5］刘涛，陈敏.面向问题与未来统筹分化与综合：浅议现代农业交叉学科发展［J］.农业科技管理，2017，36（2）：22-24.

［6］张柏双，杨洪艳.新时期下农业土壤肥料的发展前景［J］.农业开发与装备，2019（3）：73.

［7］李冬琴，李旭艳，刘锴栋.浅谈土壤肥料学课程教学改革［J］.中国教育技术装备，2020（9）：85-86+89.

On the New Teaching Mode of Soil and Fertilizer Science under the Interdisciplinary Background

LUO De-fanga， FENG Chun-huib， PENG Jiea， LIU Wei-yanga

（a. College of Agriculture， b. College of Horticulture and Forestry， Tarim University， Alar， Xinjiang 843300， China）

Abstract： Soil and fertilizer science is a course closely combining soil， plant nutrition and fertilizer. It belongs to one of the applied basic disciplines of agricultural science， forestry science and resource and environmental science. However， due to the rapid development of information technology， the traditional knowledge of soil and fertilizer can not be fully applied to agricultural production practice. Interdisciplinary refers to the combination of different disciplines to form a new discipline. Integrating interdisciplinary into soil and fertilizer science， combined with the forefront of science and technology， will help students have a deeper， more direct and broader understanding of the importance of soil and fertilizer science to agricultural production and improve students sense of historical mission and responsibility.

Key words： soil and fertilizer science; interdisciplinary; teaching model