李文彥　　李永濤

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642）

?

PBL教學(xué)法在土壤學(xué)教學(xué)模式上應(yīng)用的初步探究*

李文彥李永濤

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642）

摘要：土壤是全人類生存的重要自然資源，隨著其在環(huán)境安全、資源利用、生態(tài)健康及全球變化中重要性的提升，對于土壤學(xué)高等教育改革及創(chuàng)新提出了更高的要求。文章介紹了國外PBL教學(xué)法在土壤學(xué)中的應(yīng)用情況，該教學(xué)方法是以問題為導(dǎo)向，通過提供“真實場景”促進學(xué)生對于土壤學(xué)的學(xué)習(xí)與實踐，使學(xué)生能夠在短時間內(nèi)學(xué)到知識和技能，并且具備獨立學(xué)習(xí)能力，對我國土壤學(xué)教育未來發(fā)展具有較高的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：土壤學(xué)；PBL教學(xué)法；教學(xué)模式

前言

土壤是全人類生存的自然環(huán)境以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的寶貴資源，世界面臨的糧食、資源和環(huán)境問題與土壤密切相關(guān)，是世界上大部分經(jīng)濟和科學(xué)問題的基礎(chǔ)來源［1］。2013年聯(lián)合國宣布2015年為“國際土壤年”，這將大大提升公眾對于土壤資源有限性及掠奪性利用的關(guān)注。聯(lián)合國（聯(lián)合國千禧年項目，2005；聯(lián)合國開發(fā)計劃署，2007）與聯(lián)合政府氣候變化專門委員會等國際機構(gòu)都強調(diào)了需要加強土壤學(xué)教育和提供足夠的土壤信息知識，高等教育機構(gòu)應(yīng)為學(xué)生提供一個適用于當(dāng)前全球變化的堅實土壤學(xué)基礎(chǔ)［2］。

土壤學(xué)建立于19世紀，早期主要以農(nóng)業(yè)服務(wù)為主體思想，隨著歷史的發(fā)展，在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時，開始注重自然資源環(huán)境的保護，到如今學(xué)科重點已經(jīng)傾向于科學(xué)解決特定問題，例如作物生產(chǎn)、灌溉管理、水質(zhì)、公共安全，甚至還包括氣候變化和城市工業(yè)污染等。越來越多的證據(jù)表明，這些實際問題的復(fù)雜性需要一個具有更廣泛適用性及應(yīng)用性的土壤學(xué)。土壤學(xué)社會功能的轉(zhuǎn)變及意義的延伸需要土壤學(xué)高等教育在教學(xué)方法手段上有更好的改革及創(chuàng)新，創(chuàng)建符合社會發(fā)展趨勢的土壤學(xué)教學(xué)模式，是推進我國土壤學(xué)高等教育健康持續(xù)發(fā)展的重要保障，也關(guān)系到土壤學(xué)未來發(fā)展的路徑和生命力。

一、PBL教學(xué)法簡介

PBL教學(xué)法（Problem-Based Learning）來自加拿大麥克馬斯特大學(xué)1970年的醫(yī)學(xué)院項目，不少研究認為也許是歷史上最具創(chuàng)新性的教學(xué)模式。該教學(xué)法最初針對傳統(tǒng)教學(xué)無法解決醫(yī)學(xué)臨床問題所設(shè)置，通過將學(xué)生的學(xué)習(xí)嵌入到現(xiàn)實問題中，借此取代學(xué)生通過課本學(xué)習(xí)的過程。PBL教學(xué)法的中心是基于一個開放式的問題場景來定義自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此被稱為問題導(dǎo)向性學(xué)習(xí)。其主要過程為創(chuàng)建一個現(xiàn)實場景，學(xué)生通過團體協(xié)作方式找出他們需要解決的問題，利用解題的過程，互相溝通交流，批判性思維，在此過程中學(xué)習(xí)知識，然后應(yīng)用知識解決問題，并反饋他們所使用的策略，判斷其有效性［2］。因此，PBL教學(xué)法不僅是解決問題的本身，而是使用適當(dāng)?shù)膯栴}以提高學(xué)生對于知識的認知，其學(xué)習(xí)方式旨在培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力，而不是獲得知識，因此被稱為“學(xué)會學(xué)習(xí)”的方法。學(xué)生在此過程中不僅獲取知識，還能夠培養(yǎng)溝通能力、團隊合作能力、解決問題能力、獨立學(xué)習(xí)能力，并學(xué)會共享信息與尊重他人。

二、土壤學(xué)教學(xué)模式中存在的問題

隨著歷史的發(fā)展，土壤學(xué)不僅是土壤學(xué)知識的教學(xué)，更需要培養(yǎng)能夠解決日益復(fù)雜的各種土壤相關(guān)問題的人員。早期土壤學(xué)的教學(xué)主要是基于觀察與講授，缺乏實驗理論的驗證［3］，然而隨著土壤學(xué)成為公認的獨特學(xué)科，土壤學(xué)如始終遵循通用的教學(xué)模式將無法得到有效的教學(xué)效果，土壤的獨特性質(zhì)需要特殊方法和思維方式。在教室里面講授土壤學(xué)的基本概念，學(xué)生只能保持理論上的理解，只有通過實地的驗證才能夠消除學(xué)生的遠程抽象感，賦予理論知識更多的意義［4］。因此土壤學(xué)教育應(yīng)注重知識在實踐方面的有效應(yīng)用，在理論及實踐間建立起緊密聯(lián)系。

基于我們生活在一個日益城市化的世界，許多學(xué)生與土壤之間的聯(lián)系有限，對于土壤及農(nóng)業(yè)的疏離感，使他們對于土壤學(xué)基本知識的興趣及了解十分有限，但卻容易對更宏觀的層面例如土壤在氣候變化、糧食生產(chǎn)或環(huán)境風(fēng)險等全球問題中的作用具有極大的興趣。而且目前土壤學(xué)背景學(xué)生大多就業(yè)機會在環(huán)境、土地管理、農(nóng)業(yè)和工程等。因此如何有效激發(fā)學(xué)生對于土壤學(xué)的興趣，在土壤學(xué)教學(xué)過程中，確保教學(xué)的內(nèi)容更全面、更開放、更實用，提高學(xué)生的興趣和參與性，讓學(xué)生意識到土壤學(xué)的價值，并且能夠在未來的農(nóng)業(yè)、環(huán)境、土地資源等相關(guān)工作中充分利用，對我們土壤學(xué)教學(xué)來說也是一個極大的挑戰(zhàn)。

因此，雖然土壤學(xué)在大部分的高校中作為“通識教育”的一部分，但其教學(xué)任務(wù)卻極其繁重，需要土壤學(xué)學(xué)生具有能夠熟練得識別、理解土壤學(xué)的獨特性，并進行應(yīng)用；理解土壤學(xué)在社會中的定位與相互關(guān)系；解決土壤相關(guān)問題；加強個人發(fā)展和終身學(xué)習(xí)等以上能力［5］。但土壤學(xué)學(xué)時一般并不豐富，因此如何在土壤學(xué)有限的學(xué)時內(nèi)使學(xué)生更好地掌握土壤學(xué)的基本知識和基本技能，把握學(xué)科的發(fā)展方向，使學(xué)生在日益激烈的人才競爭中勝出，是土壤學(xué)教學(xué)模式上極為重要的內(nèi)容。

三、PBL教學(xué)法在土壤學(xué)中的應(yīng)用

PBL法具體做法是基于不同問題將課程分成不同的案例學(xué)習(xí)，學(xué)生有機會選擇他們最感興趣的案例進行研究。教師根據(jù)學(xué)生的特點進行分組，每組可設(shè)置4-7人，每組學(xué)生共同解決一個案例。學(xué)生首先定義與整合問題，根據(jù)他們已學(xué)到的知識確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，建立假設(shè)或猜想，理解問題及確定具體執(zhí)行過程及執(zhí)行人員分配。學(xué)生分別收集研究資料，并在組內(nèi)進行共享分析，通過組內(nèi)討論，對所得到的研究資料進行篩選，從中識別能夠解決問題的信息和技能，并共同解決案例，最終由學(xué)生團隊總結(jié)報告并提交專業(yè)的工作成果［2］。

哥倫比亞大學(xué)是個長期利用PBL教學(xué)法進行土壤學(xué)教育的高校，土壤學(xué)專業(yè)的學(xué)生利用哥倫比亞大學(xué)（UBC）農(nóng)場案例進行如何可持續(xù)管理土壤的學(xué)習(xí)，通過與哥倫比亞大學(xué)農(nóng)場的經(jīng)理和員工合作，歷年來整合編制了可以追溯到2004年的數(shù)據(jù)集。學(xué)生通過PBL教學(xué)法學(xué)習(xí)反饋了UBC農(nóng)場能夠有效地展示土壤質(zhì)量的概念及農(nóng)業(yè)管理措施對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響；此外，學(xué)生發(fā)現(xiàn)土壤取樣，數(shù)據(jù)解釋，與農(nóng)場員工合作的實踐活動具有激勵作用，創(chuàng)造機會使學(xué)生參與到每年的數(shù)據(jù)收集，也有利于指導(dǎo)老師完善加深案例，并且配合農(nóng)場經(jīng)理時刻關(guān)注農(nóng)場中的一切變化。

PBL教學(xué)法在國外多所高等院校土壤學(xué)教學(xué)中得到應(yīng)用，并取得了良好的反饋［6，7］。但在PBL教學(xué)法應(yīng)用過程中，也需注意一些重點事項：首先，應(yīng)在課程的初期建立問題，需要學(xué)習(xí)的知識和技能都以解決問題作為關(guān)鍵；其次，設(shè)置的問題應(yīng)遵循“模糊”原則，即該問題能夠通過不同方式解決，具有不同的解決方案，同時能夠隨著信息的更新發(fā)生變化；最后，要建立學(xué)生對問題的責(zé)任感，能夠利用所學(xué)到的知識來解析自己所得到的結(jié)論。

四、PBL教學(xué)法在土壤學(xué)中應(yīng)用優(yōu)勢

隨著土壤學(xué)發(fā)展，對于學(xué)生能夠利用知識及技能來解決問題，將已有知識應(yīng)用到新領(lǐng)域的能力有了更高的要求［8］，而PBL教學(xué)法的優(yōu)勢在于：（1）問題的建立能夠有效引起學(xué)生的好奇心，針對學(xué)習(xí)主題自主的搜索相關(guān)知識及使用適當(dāng)?shù)馁Y源［7］；從土壤學(xué)的教學(xué)來看，使學(xué)生可以更好地理解土壤學(xué)問題的復(fù)雜性；理解土壤學(xué)學(xué)習(xí)是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)；（2）能夠從社會、經(jīng)濟及管理層面上更為全面看待問題；土壤學(xué)需要學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中始終保持宏觀意識，意識到土壤學(xué)多樣的社會功能定位，使土壤學(xué)發(fā)展能夠迎合整個社會需求；（3）能夠鼓勵個人和團隊有效使用各項技術(shù)來解決相關(guān)問題；有利于學(xué)生自身的發(fā)展及技術(shù)的更新使用；基于土壤學(xué)與別的學(xué)科的交叉性越來越明顯，大量別的學(xué)科的知識及技術(shù)等也進入到土壤學(xué)中，新的技術(shù)在土壤學(xué)上的應(yīng)用能夠大大促進土壤學(xué)研究上的多樣性與解決多種問題的能力，并能夠在PBL教學(xué)法實際應(yīng)用中得到驗證及優(yōu)化；（4）能夠培養(yǎng)學(xué)生邏輯、決策、變通及自我反思的能力，目前土壤學(xué)家越來越多的參與多學(xué)科團隊工作來解決實際問題，那么對于一個復(fù)雜的科學(xué)問題，土壤學(xué)家是否能夠進行有效的團隊工作，并提供自身獨特的觀點，體現(xiàn)個人的價值極為重要；并且不少土壤學(xué)的學(xué)生未來可能不會成為土壤學(xué)專業(yè)人士，但PBL教學(xué)法可以使學(xué)生在別的領(lǐng)域都能夠有效的處理、解決問題。

五、PBL教學(xué)法需要注意的問題

PBL教學(xué)法雖然具有較強的優(yōu)勢，但也存在著一定的問題：首先，教師在PBL教學(xué)法實施過程中的地位較為模糊，PBL教學(xué)法以學(xué)生為中心，教師無法主導(dǎo)其學(xué)習(xí)過程，教師從原有的知識傳播者轉(zhuǎn)為輔助者，主要作用是調(diào)和團隊中人際關(guān)系，觀察學(xué)生進度，且絕不干涉研究內(nèi)容或者直接提供答案。因此適應(yīng)于傳授知識的教師會感覺失去自己對于教學(xué)環(huán)境的控制力，同時還需要擔(dān)任更為多重的角色：信息的傳播者、評估者、專業(yè)顧問、學(xué)生的朋友、調(diào)停者甚至是一個學(xué)習(xí)者，這對教師自身定位是個較大的轉(zhuǎn)變；其次，PBL教學(xué)法涉及到較多的資源，需要一個“真實世界”場景給學(xué)生提供問題及工作的場所，然而在很多學(xué)校中，可能缺乏農(nóng)場等實踐場地，因此有效的對于電子資源的利用也是對PBL教學(xué)法的一個補充：網(wǎng)絡(luò)的使用能夠有效加強學(xué)生獲得信息的能力，例如利用數(shù)字土壤調(diào)查訪問更廣泛的群體，能夠在決策過程中取得更多的幫助，或者利用在線虛擬實驗室中獲得資源與實驗室中實踐結(jié)果相互印證等，同時可使用電子郵件，討論版等電子通訊加強團隊之間的溝通；最后，由于缺少教師的指導(dǎo)，學(xué)生缺乏對信息掌握的判斷力，學(xué)生不能確定自己的努力方向是否正確，信息是否相關(guān)有用，因此應(yīng)該建立一個學(xué)習(xí)評估體系，能夠反饋學(xué)生提供的信息，評價學(xué)生表現(xiàn)，幫助他們確定信息并進行有效鼓勵，堅定或者修改前進的方向［8］。

六、結(jié)束語

PBL教學(xué)法在國外的土壤學(xué)教育的應(yīng)用中能夠有效實現(xiàn)課程目標(biāo)、得到積極成果，展現(xiàn)了其發(fā)展?jié)摿?。但對于目前我國土壤學(xué)來說，在短期課時內(nèi)實現(xiàn)PBL教學(xué)法還是具有較大的壓力，因此可以嘗試從局部做起，在土壤學(xué)課程中分出一周左右時間，設(shè)立一些相對簡單的土壤學(xué)主題案例，嘗試分配學(xué)生團隊解決問題，并最終由學(xué)生團隊通過口頭報告的方式匯報成果，使學(xué)生可以從別的學(xué)生處學(xué)習(xí)得到經(jīng)驗。通過這些方式，使土壤學(xué)教學(xué)能夠真正滿足學(xué)生未來的發(fā)展需求，能夠迎合整個社會的發(fā)展需求，能夠成為解決氣候變化、饑餓貧窮和環(huán)境惡化等現(xiàn)實問題的關(guān)鍵。

參考文獻

［1］Field，D.J.，Koppi，A.J.，Jarrett，L.E.，etal.Soil Science tea ching principles［J］.Geoderma，2011：167-68+9-14.

［2］Krzic，M.，Bomke，A.A.，Sylvestre，M.，etal.Teaching Sustai nable Soil Management:A Framework for Using Problem-Based Learning［J］.Natural Sciences Education，2015，44：43-50.

［3］Brevik，E.C.，Hartemink，A.E..Early soil knowledge and the birth and development of soil science［J］.Catena，2010，83（1）：23-33.

［4］Spiertz，J.H.J.，Kropff，M.J..Adaptation of knowledge systems to changes in agriculture and society:The case of the Ne therlands［J］.Njas-Wageningen Journal of Life Sciences，2011，58 （1-2）：1-10.

［5］Hartemink，A.E.，Balks，M.R.，Chen，Z.-S.，Drohan，P.，etal. The joy of teaching soil science［J］.Geoderma，2014，217：1-9.

［6］Smiles，D.E.，White，I.，Smith，C.J..Soil science education ands ociety［J］.Soil Science，2000，165：87-97.

［7］Amador，J.A.，Gorres，J.H..A problem-based learning approa ch to teaching introductory soil science［J］.Journal of Natural Res ources and Life Sciences Education，2004，33：21-27.

［8］Kopittke，P.M.，Wehr，J.B.，Menzies，N.W.Does Formati ve Assessment Improve Student Learning and Performance in S oil Science？［J］.Journal of Natural Resources and Life Sciences Education，2012，41：59-64.

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）14-0053-03

*基金項目：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院院長基金（ZHXY2013A01）；國家自然科學(xué)基金（41401249）

作者簡介：李文彥（1984-），女，廣東廣州，土壤學(xué)博士，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)講師，主要從事土壤學(xué)教學(xué)工作。

Abstract:Soil is a crucial natural resource for human beings，and plays an increasingly important role in the environmental safety，resource utilization，ecological health and global change.Therefore，it has been more demanding for the reformation and innovation in the higher education of soil science.This paper introduces the application of the PBL approach in soil science education in foreign countries.This approach is problem-based learning，and provide"real scene"to stimulate the learning and practice of students in soil science so that the students may acquire the related knowledge and skills efficiently and build up the capability of independent study.Study of this approach has shown high promise to benefit the advancement of future soil science education in China.

Keywords:soil science；PBL；teaching model