環境土壤學本科教學開設專業及年級的思考

楊金燕，夏子淵

（四川大學建筑與環境學院，成都 610065）

環境土壤學是以“人類與土壤環境”這一對特殊矛盾體為研究對象的科學，是土壤學和環境科學的重要組成部分，其主要任務是研究自然因素和人為條件下土壤環境質量變化、影響及其調控的一門科學［1］。國內多數院校的環境科學、環境工程等專業已開設該課程。環境土壤學涉及的教學內容廣泛，屬于交叉性、綜合性學科，涉及土壤學、化學、物理學、生物學等多方面的內容［2］，在環境類學生的知識構建中起著重要作用［3］。

環境土壤學教學內容包含基礎土壤學與土壤環境保護，基礎性與實用性內容并存，課時緊且內容多，學生感性認識土壤的機會少［4］，如何讓學生系統掌握相關知識是一大難題。同時，在專業合并和通識教育背景下，在有限的時間內保證不同專業背景和知識儲備水平的學生掌握環境土壤學的核心知識和技能，是環境土壤學面臨的新的挑戰。本研究根據四川大學建筑與環境學院開設的環境土壤學課程教學中遇到的一些問題和思考設計了調查問卷，以期通過分析和總結學生的反饋信息提出改進措施。

1 調查方法

環境土壤學課程開設專業為環境工程專業（2019 年四川大學建筑與環境學院環境科學專業與環境工程專業合并，改名為環境工程專業），課程性質為專業選修課，36 個學時，于每年春季開課。該課程使用的教材為陳懷滿主編的《環境土壤學》。2021 年環境土壤學課程結束時，對學生的學習情況開展了問卷調查。該學期選課學生的專業分別為環境工程（17 人）、土木工程（7 人）、護理學（5 人）、電氣工程自動化（4 人）、網絡空間（3 人）、自動化（2 人）、臨床醫學（2 人）、衛生檢驗與檢疫（1 人）、經濟學（1人）、計算機科學技術（1 人）、檔案學（1 人）。該學期為環境科學與環境工程專業合并后第一年在專業開設環境土壤學，同時也是第一年大量接收外專業學生選課。在開課前三周的補退選階段，任課教師對學生說明課程性質、課程主要內容和考核要求，請學生根據學習興趣、專業需求、知識構架等多方面考慮后決定是否繼續選修，建議僅為了拿學分的學生退課。選課系統關閉時共11 個專業44 人留在該課程繼續學習，其中2019 級（大二）學生32 人，2020 級學生（大一）12 人。

問卷調查主要包括課程內容、教學方式、學習效果3 個方面。為突出重點，所有問題均設計為單選題。調查問卷于2021 年6 月22 日發放，并于當日收回，問卷回收率為100%。因為選課學生的專業分散，個別專業學生人數少，不能代表其所在專業，所以本研究對調查問卷的分析僅將學生專業分為環境工程專業和非環境工程專業兩大類。此外，為了更好地分析不同年級學生對課程內容的掌握情況，本研究將學生按年級分別進行統計。同時，由于所有環境工程專業的選課學生均為2019 級（大二）學生，統計大二學生的調查問卷時，將環境工程的學生問卷剔除后單獨統計了大二非環境工程專業學生的問卷。本研究百分比均為選擇該選項的學生人數占該類學生總人數的百分比。

2 調查結果

2.1 課程內容

課程內容調查主要從課程的難易程度、實用性、難點及興趣點4 個方面進行。

2.1.1 難易程度及實用性 從班級總的問卷調查結果來看，沒有學生選擇課程內容簡單這一選項，80.0%的學生認為課程難易程度適中，20.0%的學生認為課程難度較大，這20.0%的學生均為外專業學生，占外專業學生總數的1/3。從學生年級來看，87.5%的大二學生和58.3%的大一學生認為課程難易程度適中，12.5%的大二學生和41.7%的大一學生認為課程較難（圖1a）。課程內容對于環境工程專業學生來說比較恰當，對于外專業學生，尤其是大一的外專業學生來說難度偏大。在課程的實用性方面，有93.3%的學生認為該課程具有實用性，6.7%學生的認為課程不具有實用性，該部分學生均為非環境專業的大一學生（圖1b）。

圖1 環境土壤學課程難易程度和實用性問卷調研結果

2.1.2 難點所在 為摸清學生學習的難點所在，調研了2021 年學生對以往各年學生認為難度較大章節的掌握情況。其中，選擇土壤基本理化性質為該課程的難點所在的學生占57.8%，其次是土壤污染與退化，占31.1%，其余6.7%的學生選擇土壤肥力、4.4%的學生選擇土壤的地質學基礎（圖2a）。環境工程專業學生和外專業學生選擇以上各項的比例總體趨勢一致。大一和大二非環境工程專業學生選擇的課程難點也主要集中在土壤基本理化性質、土壤污染與退化。由于環境土壤學教材中所涉及的內容多、難度較大，基礎土壤學知識的學習時數往往不夠［5］，環境工程專業的學生已修課程里有關土壤學基礎知識方面的課程很少，學生缺少必備的知識儲備，而外專業學生幾乎完全沒有環境土壤學的基礎知識。如何在有限的教學時間內幫助學生理解重點、難點，打牢土壤學基礎知識的根基，提高后續章節的學習效果，確保學生對土壤環境問題能夠知其然且知其所以然，依然是環境土壤學教學中的難點。

圖2 環境土壤學課程難點所在和興趣所在問卷調研結果

2.1.3 興趣所在 在對“環境土壤學的哪些內容最吸引您？”的調查中，選擇土壤與人類健康的學生占51.1%，其中大多數為外專業學生；31.1%的學生選擇了土壤污染；13.3%的學生選擇了土壤基本理化性質，4.4%的學生選擇了土壤肥力（圖2b）。由于專業不同，學生的興趣點差別較大，環境工程專業的學生對土壤污染更感興趣，同時對理論基礎也較外專業學生表現出更高的熱情。與大二學生相比，大一學生對理論基礎的興趣不大。

2.2 教學方式

在教學方式方面，主要從課程的授課節奏、授課方式、學習方法、教學實踐課程4 個方面進行調研。

2.2.1 授課節奏 有73.3%的學生認為“課程節奏適中，現在正好”，26.7%的學生認為“較快，有些跟不上”，沒有學生選擇“較慢，內容可以更多”。其中，76.5%的環境工程專業學生和70.4%的外專業學生認為課程節奏適中，60.0%的大二非環境工程專業學生和83.3%的大一學生認為課程進度適中（圖3a）。環境土壤學教材包括14 章內容，涉及土壤基礎知識，土壤中大量元素和微量元素的環境行為，土壤中無機污染物、有機污染物、放射性物質及土壤生物與環境質量，土壤中的新型污染物，土壤退化過程，土壤礦質元素與健康效應，農用地污染土壤的修復，土壤環境工程等。課程特點是內容涉及面廣，理論知識抽象。如果在一個學期講授完所有內容，任課教師和學生的壓力都較大。任課教師需要根據當年選課學生的基礎及時調整教學大綱，以滿足不同層次和專業學生的需求。

圖3 環境土壤學課程的授課節奏和授課方式問卷調研結果

2.2.2 授課方式 對于學生喜歡的授課方式的選題，75.6%的學生選擇教師授課的方式；其次，15.6%的學生選擇自主命題感興趣的論題，查閱資料，由學生講授；8.8%的學生選擇教師給出論題，小組討論合作的授課方式（圖3b）。其中，環境工程專業學生和外專業學生，大二學生和大一學生的選擇比例大致相當。大多數學生喜歡以教師授課為主，但教師不應一味地講授課程，如果只是單調地授課，即使語言組織得再精彩，學生也很難全程集中注意力。教師應在每節課都給學生“說”的機會，讓學生把心中的疑問和想法說出來，達到有針對性地答疑解惑的目的。

課堂討論是對講授內容的擴大、加深和運用［4］。針對課堂上學生討論是否有必要這一選題，37.8%的學生認為有必要，可以增加學生的自主參與性，62.2%的學生認為沒有必要，有些學生不會認真思考，專業知識也不夠。環境工程專業的學生對課堂討論的支持率（58.8%）遠高于外專業學生（25.9%）。非環境專業學生專業知識不夠，是學生不能或者不愿意積極參加課堂討論的主要原因。經與學生溝通，學生認為課堂討論過程中，有些學生由于個性原因不愿意積極參加討論，有些學生認為課堂討論太多會占用大量時間，尤其是對沒有積極參加討論的同學來說收獲不大，如果老師安排每人必須參加討論，部分學生會以完成任務的心態參與討論，并且在不是必須參加討論的時候做其他事情。因此，類似環境土壤學這類課程內容多的專業基礎課，安排給學生進行討論的時間，還需要根據學生的來源、能力、興趣及課程進度進行綜合考慮，不斷優化。

2.2.3 學習方法“以土壤母質與土壤的形成為例，您想通過什么途徑了解該方面的知識？”的問卷調查結果顯示，71.1%的學生喜歡通過觀看紀錄片學習，13.3%的學生選擇實地探索，15.6%的學生選擇通過詳細的機理闡述學習（圖4a）?？梢?，可視化的教學方式仍是學生樂于接受的學習方式。同時，對機理的理解還沒有得到本科生的充分重視。學生對實地探索的選擇比例也不高。通過與學生溝通了解到，主要原因為學生考慮到課時的限制，實地探索在課程周期內幾乎沒有完成的可能性，而將實地探索置于課外，學生認為由于時間的限制、缺少志同道合的同伴或不能及時得到老師的指導，也幾乎沒有可行性。

圖4 環境土壤學課程的學習方法、自主探究、教學實踐課程和課堂理論知識與實踐工作的重要性問卷調研結果

對學生的自主探究意愿的調研結果顯示，僅有6.7%的學生“非常愿意自主探究”；82.2%的學生認為“自主探究挺好，老師講也不錯”；11.1%的學生選擇“老師講解更重要，自主探究可有可無”；沒有學生選擇“不需要自主探究，老師講解最重要”。環境工程專業學生選擇非常愿意自主探究、兩者皆可、老師講解最重要的占比分別為11.8%、70.6%、17.6%；外專業學生的相應占比分別為3.7%、88.9%、7.4%；大二非環境工程專業學生的選擇占比分別為6.7%、80.0%、13.3%；大一學生的相應占比為0、100%、0（圖4b）。從問卷調查結果來看，學生的自主探究愿望不高。這與學生年級低、相關專業基礎尚不扎實有關。教師應該尊重教育教學規律，精心安排教學計劃，在有一定知識儲備的基礎上，適當地、逐步地引導學生開展自主探究，提高學生的主動性和積極性。

2.2.4 教學實踐課程 有4.4%的學生認為沒有必要開設該課程的實踐課，20.1%的學生認為無所謂，71.1%的學生認為有必要，4.4%的學生認為很有必要。其中，環境工程專業學生對實踐課的需求度高于外專業學生，大一學生對開設實踐課的愿望較大二學生強烈（圖4c）。環境土壤學是一門實踐性很強的課程，無論從課程性質還是從學生的意愿來看，開設教學實踐課都很有必要。

在此基礎上，提出了“課堂理論知識重要還是實踐工作更重要”的問題，同以往各屆一樣，大多數學生（77.8%）選擇課堂理論知識和實踐同樣重要，選擇課堂理論知識更重要和選擇實踐更重要的學生分別有13.3%和8.9%。與外專業學生（7.4%）相比，環境工程專業的學生（23.5%）對理論知識的學習重視程度更高。大二學生對理論知識學習的重視程度高于大一學生，大二非環境專業學生選擇理論知識更重要的占比為13.3%，大一學生選擇該項占比為0（圖4d）。

2.3 學習效果

在學習效果方面，從學習態度、非強制性自主學習內容的掌握情況、自學能力、專業交流與溝通能力、課程收獲、從事土壤相關工作的意向幾個方面進行調研。

2.3.1 學習態度 有17.8%的學生會認真對待該課程，73.3%的學生選擇盡量學習，另有8.9%的學生選擇及格萬歲。環境工程專業學生中，有35.3%的學生選擇認真對待，58.8%的學生選擇盡量學習，只有5.9%的學生選擇及格萬歲。外專業學生的相應占比分別為7.4%、81.5、11.1%。環境工程專業學生對課程重視程度較高的學生比例較外專業學生高。大二非環境專業學生的相應占比分別為6.7%、80.0%、13.3%；大一學生對該課程的學習態度也主要集中在盡量學習層面，占比為83.3%，選擇其他兩項選項的人數較少。2 個年級的非環境工程專業學生學習態度沒有明顯差異（圖5a）。

圖5 對環境土壤學課程的學習態度和非強制性自主學習內容掌握情況問卷調研結果

2.3.2 非強制性自主學習內容的掌握情況 考慮到課時有限，課程任務重，任課教師將部分擴展內容布置給學生進行課后非強制性自主學習。為了檢驗學生對該類學習任務的掌握程度，調查問卷以《土壤污染防治行動計劃》（“土十條”）為例進行調研。只有4.4%的學生表示對“土十條”很了解，51.1%的學生表示有所了解，有44.4%的學生表示不了解。其中，環境工程專業的學生學習內容掌握情況略好于外專業學生。大一學生選擇有所了解和不了解的各占50.0%。大二外專業學生選擇很了解的占6.6%，有所了解和不了解的均占46.7%（圖5b）。大一、大二學生普遍課程任務繁重，加上忙于英語四級、六級考試，課下的專業課學習時間有限，各門課程任課教師布置的課后學習任務應適量，在這個階段的學生，不可能把大量的課后時間花在某一門或某幾門課程上。

2.3.3 自學能力 對學生通過查閱相關資料，了解和遵循土壤污染修復法規、標準的能力進行調研。結果表明，15.6%的學生自學能力很好，55.6%的學生自學能力較好，26.6%的學生自學能力一般，僅2.2%的學生自學能力較差。環境工程專業學生和外專業學生自學能力相當，自學能力較差的為非環境工程專業的大二學生。相較于大二外專業學生，大一非環境專業學生自主學習能力掌握情況更好（圖6a）。

圖6 對環境土壤學課程的自學能力、專業交流與溝通能力問卷調研結果

2.3.4 專業交流與溝通能力 對通過該課程的學習是否能夠就特定需求的土壤污染修復方案和工藝設計、施工、運行和維護等工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流的能力進行調研。選擇很好、較好、一般、較差的學生分別占13.3%、40.0%、37.8%、8.90%。外專業學生專業交流與溝通能力掌握情況較環境工程專業學生好，這可能與外專業學生專業多元化有關。大二外專業學生在經過一年的大學學習和訓練后，專業交流與溝通能力整體的掌握程度（4 個等級人數分別占20.0%、33.3%、40.0%、6.7%）較大一學生好（4 個等級人數分別占16.7%、25.0%、50.0%、8.3%）（圖6b）。

2.3.5 課程收獲 有42.2%的學生認為收獲頗豐，對環境土壤學的認識得到了提升；55.6%的學生認為補充了一些之前不了解的知識；2.2%的學生認為沒有收獲，很快就忘了。環境工程專業和外專業學生的人數所占比例相當，環境工程專業學生課程收獲略好于外專業學生。相對來說，大一學生的課程收獲大于大二學生（圖7a）。土壤學是一門博大精深的課程，環境土壤學既側重環境效應又要兼顧土壤學基礎，相關知識需要多年的逐步積累才能熟練掌握。通過一個學期的學習，每位學生由于領悟能力、付出的精力不同，收獲必然也是不同的。

圖7 對環境土壤學課程的課程收獲、從事土壤相關工作的意向問卷調研結果

2.3.6 從事土壤相關工作的意向 近90%的學生愿意或者會考慮從事土壤相關的環境工作。其中，15.6%的學生選擇愿意，71.1%的學生選擇可以考慮，13.3%的學生選擇不愿意。環境工程專業學生愿意（占35.3%）和可以考慮（占64.7%）從事土壤相關的環境工作，占100.0%。大二非環境工程專業學生的相應數據為0、86.7%、13.3%，大一學生的相應數據為8.3%、66.7%、25.0%。環境工程專業學生從事土壤相關工作的意向明顯高于外專業學生（圖7b）。

3 課程建設建議

3.1 存在的主要問題

從本次調研結果來看，對參與調研的環境土壤學本科課程學習的學生來說，課程內容對于環境工程專業學生比較適當，對外專業學生，尤其是大一的外專業學生來說難度偏大。土壤基本理化性質、土壤污染與退化是所調查學生感覺難度較大的內容。不同專業學生的興趣點差別較大，環境工程專業的學生對土壤污染防治較感興趣，外專業學生對土壤與人類健康更感興趣，同時環境工程專業學生對理論基礎較外專業學生表現出更高的熱情，大二學生對理論知識學習的重視程度高于大一學生，總的來說，對現象背后機理的理解，還沒有得到本科生的充分重視。環境工程專業學生對課程重視程度較外專業學生高，但自主探究愿望均不高，非強制性自主學習內容的掌握情況一般。

3.2 改進措施

3.2.1 合理安排課時，提高學生專業興趣和實踐能力 在環境土壤學的教學過程中遇到的難題是學生缺少土壤學基礎背景知識，且環境土壤學的課時數偏少。在安排分配教學學時的時候需分配1/3 及以上的學時講授基礎土壤學內容。如何在有限的時間內一方面保證學生能夠構建自己的基礎土壤學知識框架，另一方面給予學生足夠的時間掌握環境土壤學前沿的科學問題和技術方法，這就要求任課教師根據內容的重要性以及學生的需求程度合理調整知識結構。

針對環境土壤學教學過程中出現的實踐環節缺乏的問題，在本科教學大幅度壓縮課時的大背景下［6］，環境土壤學作為該校非核心骨干課程，教學內容多，無法滿足安排試驗和實踐教學的需求，增加專門的試驗和實踐教學環節不太現實。環境土壤學課程的很多理論和技術既來自工程實踐，又服務于解決特定的實際問題［7］。因此，案例教學法在該課程教學中的作用尤為重要，也是破解實踐環節不足問題的有力方法［7］。同時，采取小論文和課堂討論結合的教學方法，通過布置題目鼓勵學生觀察和查閱文獻資料提出問題，并提出解決問題的思路和方法，組織開展交流和專題討論，發揮學生的主體作用，擴大視野和知識面，也是對解決實踐環節不足的有效補充。此外，專題講座可以使學生了解學科的最新發展動向。一方面，可以組織和引導學生關注學科動態，由學生查詢相關資料后歸納總結，再由學生講解國內外環境土壤學相關領域的研究動態［4］；另一方面，可以引導學生聆聽相關領域有雄厚理論基礎和工程經驗專家的專題講座，這類講座有利于擴大學生知識面，接觸領域前沿。有條件的學?？赏ㄟ^引入野外實習和企業實習等實踐教學，將野外試驗和室內試驗結合設置全程綜合性設計試驗，有效提升學生對環境土壤學課程的學習積極性，加深對理論知識的掌握和理解，對環境土壤學專業人才的培養有積極作用。

3.2.2 分專業設置班級，根據培養方案調整課程大綱 從四川大學環境土壤學問卷調研結果來看，建議將環境土壤學課程分專業設置班級，其中環境工程專業的學生單獨設置班級，其他專業學生根據當年選課學生的文、理、工、醫專業情況進行劃分。具體的教學活動應考慮授課學生的基礎知識，依據所在專業或學院的培養目標制定教學計劃。對于環境工程專業學生，可以適當加大理論基礎的講授，給學生打好專業基礎，便于前沿技術和工程方法的掌握。在具體的教學過程中，還要根據學生的基礎及其他課程進行調整。在授課內容的選擇上，注意與其他相關課程的相互協調，如與自然地理、環境微生物學、環境化學、環境影響評價等課程中關于土壤發生及分類、土壤生物、土壤中的氧化還原、土地利用等課程有交叉或重疊的地方可以簡化，節約課時進行重難點內容的講解。同時，將最新的科研成果展現給學生，將知識性和應用性進一步結合起來。

課程接收外專業學生，目的主要是加強文理滲透，交叉互補，增強多元化知識結構，提高學生的綜合素質，在普及型理論知識結構的基礎上，不斷擴展并完善學生的多元知識結構，滿足學生的興趣、愛好，培養學生的綜合能力，并滿足社會對“厚基礎、寬口徑、高素質、復合型”人才的需求［8］。在非環境工程專業的班級中，教師在選修課的教學內容和教學方法上要進行探索，充分展現學科的知識性、趣味性、實用性、時代性、互補性［9，10］。對于外專業選修課來說，不能全盤按照教材上課，需要根據不同的專業培養方案進行適當調整，確定教學大綱，舍棄高深的技能化、專業化的教學理念，突出宣傳、普及和教育的特點，把可持續發展理念作為主線貫穿于課程始終，將“以學生為中心、以能力培養為目的”的教學理念貫穿于教學的始末［11］。

在開課年級方面，由于環境土壤學專業性較強，不建議在大一開設，尤其是環境工程專業班不建議在大一開設。環境工程專業的學生培養目標是培養環境領域的專業性人才，因此對課程的學習效果要求較高，需要學生有一定的專業基礎和自學能力，大一學生在基礎知識和學習能力方面的能力還比較薄弱，學習效果會受到較大影響。建議在大二或者大三開設環境土壤學課程，這2 個年級的學生對專業有一定的了解并且學習能力較強，能夠更好地適應環境土壤學的大容量、高難度的課程特點，取得更好的教學效果。

環境土壤學是一門具有時代性的課程。隨著環境土壤學內容的更新和對學生培養目標的提高，需要從課程內容、課程定位、課程目標和學生特點等多方面具體分析課程建設模式。任課教師在掌握課程內容及學生特點的基礎上，因材施教，才能培養出越來越多有熱情、有激情、有理想、綜合素質過硬的專業人才。