ISSN1672-4305

CN12-1352 / N实　 　 验　 　 室　 　 科　 　 学

LABORATORY　

SCIENCE第 23 卷　 第 4 期　 2020 年 8 月

Vol. 23　 No. 4　 Aug. 2020

“植物与肥料分析” 实验课程教学改革探讨与实践

刘侯俊, 杨丽娟, 林国林, 王　 月, 张勇勇, 张国显, 周崇峻, 杨劲峰(沈阳农业大学

土地与环境学院, 辽宁

沈阳　 110866)

摘　 要: 针对 “植物与肥料分析” 实验课程教学和学习过程中出现的问题, 课程组采取了多种改革措施, 通过多年实践和应用, 有效提高了教学质量。 主要从改进授课内容、 增进师资力量、 提高学生参与度和合理化考核制度四个方面进行了阐述。 课程内容做到与时俱进, 及时补充新知识, 新方法; 教学团队以老带新, 以教师带动学生, 形成高度互动; 学生参与样品收集、 试剂配制、 实验设计以及仪器操作等过程; 考核制度对课前预习、 实验操作、 结果分析和实验习惯等环节进行了细化, 旨在分享成功经验、 增进同行交流、 提高教学效果。关键词: 植物与肥料分析; 课程改革; 教学效果中图分类号:G642. 0　 　 文献标识码:A　 　 doi:10. 3969 / j. issn. 1672-4305. 2020. 04. 030

Discussion

and

practice

for

the

teaching

reform

of

theexperimental

course

of

plant

and

fertilizer

analysis

LIU

Houjun,

YANG

Lijuan,

LIN

Guolin,

WANG

Yue,

ZHANG

Yongyong,

ZHANG

Guoxian,

ZHOU

Chongjun,

YANG

Jinfeng(College

of

Land

and

Environment,

Shenyang

Agricultural

University,

Shenyang

110866,

China)

Abstract: Based

on

the

problems

in

teaching

and

studying

of

the

experimental

course

of

plant

and

fer-tilizer

analysis,

the

members

of

course

group

adopted

various

effective

measures

to

promote

the

teaching

efficiency.

These

actions

were

summarized

as

improving

the

teaching

contents,

enhancing

the

teacher

resources,

increasing

the

student

participation

and

formulating

the

reasonable

achievement

assessment.

We

added

the

new

knowledge

and

methods

to

the

teaching

contents

in

time.

We

spread

the

knowledge

and

experience

from

older

teachers

to

new

ones

and

closely

communicated

with

students

during

the

whole

teaching

and

studying.

We

encouraged

students

to

prepare

the

experimental

materials,

design

the

experimental

scheme

and

operate

the

experimental

instruments

by

themselves.

We

refined

the

a-chievement

assessment

from

the

preview

before

class,

experimental

operation,

results

analysis

and

the

experimental

habits.

The

paper

aims

to

share

the

experience,

promote

the

communication

among

peers

and

improve

the

teaching

efficiency.Key

words: plant

and

fertilizer

analysis;

course

reform;

teaching

efficiency

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　　

　　

　　

　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　

　　

　　

收稿日期:2018-11-06　 修改日期:2019-04-30

作者简介:刘侯俊,博士,副教授,研究方向为植物营养生理及土

壤肥力。 E-mail:liuhoujun_0@ 163. com

基金项目:沈 阳 农 业 大 学 品 牌 专 业 建 设 项 目 ( 项 目 编 号:

ppzy201806)。

　 　 “植物与肥料分析”是由原“土壤农化分析”后 半部分内容独立出来的课程,与农业资源与环境其它专业课程密切相关[1] ,是学生将来从事农化相关分析、肥料企业检测、环境质量监测等工作必需的基本技能,也是他们在土壤学、植物营养学、生态学等专业继续深造需要的基本技能,还是国家技能鉴定中化学检验工、测土配方施肥师、食品检验工、水环境监测工、土壤环境监测工等工种的基本技能[2] 。因此学好本门课程能够为学生将来把握就业机会,

刘侯俊,等:“植物与肥料分析”实验课程教学改革探讨与实践

胜任相关工作打下牢固基础。“植物与肥料分析” 课程是一门技术性和专业

性较强的操作性课程,内容复杂、操作难度大,因此教师在教学、学生在学习过程中难免出现一些问题。目前,各大院校专任教师针对如何提高“土壤农化分析”教学效果采取了很多有效措施。 他们分别从教学内容、教学方法、考核制度、完善实验室仪器设备、提高教师教学水平、调动学生学习积极性、培养学生动手能力等方面提出建设性建议[3-6] 。 最近有学者提出利用网络平台,如微信、QQ 等加强学生与教师互动,提高学生学习积极性和学习效果[7] ,均取得了明显成效。

沈阳农业大学“植物与肥料分析” 课程总学时60 学时,全部为实验课,为农资专业本科生必修课,第六学期开设,由植物营养学专业教师承担所有教学内容。 本学科教师结合自己的专业特长、学科发展前沿以及就业机会等有针对性地授课,并在多年教学实践中,针对教学和学习过程中出现的问题,采取了多种改进措施,大幅度提高了学生学习效果。学生毕业后普遍反映:通过“植物与肥料分析”课程的学习,掌握了很多“能用得上的知识和技能”,在他们工作和继续学习过程中发挥了巨大作用。 本文将从以下几方面总结课程组多年来采取的有效措施

和途径。

1　 合理安排授课内容,做到与时俱进

1. 1　 教师及时补充新知识教师将他们通过文献阅读、学术会议、专题讨论

等形式学到的新知识及时补充到教学内容中去,这些新知识既包括与测定项目相关的理论知识,也包括具体指标的测定方法以及涉及的仪器设备,也有学科发展的新动态,新形势等。 虽然本课程目前没有理论学时安排,但授课教师在每个实验开始之前利用 20 分钟左右时间,尽量先介绍与实验相关的理论知识,让学生做到心中有数,知道为什么要做实验,做完能得到什么结果,在将来工作中有何用处。之后讲解具体实验的实验原理,实验现象,操作步骤,可能失败的原因等等,让学生有目标地、积极主动地、带有思考地完成实验,而不是盲目、机械、重复性地完成任务。1. 2　 重新编排教学内容

将实验原理相似、测定指标相同的实验安排在一起。 以前的做法是先测定肥料样品氮、磷、钾等指标,然后测定植物样品,最后测定有机肥样品中各种

指标,改进以后将肥料、植物和有机肥的氮、磷、钾等分别安排在一起测定,这样便于学生比较不同样品氮、磷、钾测定的异同之处。 例如,肥料、植物和有机肥样品中氮含量测定,三种样品的前处理过程完全不同,但蒸馏定氮原理和过程却大同小异。 先让学生从理论上掌握三种样品氮含量测定的同异之处,在此基础上动手操作,经过比较学习和操作,学生对氮含量测定记忆牢固,不同样品的测定过程不会混淆,学习效果明显提高。

1. 3　 应用现代化教育技术

教师要很好地应用现代化教育手段,比如多媒体技术、网络教育技术和计算机模拟技术等,增强学生实验教学的直观性、形象性、科学性和趣味性,提高学生学习实验课的积极性。 例如对比色测定中的显色反应,滴定过程中的颜色变化以及实验过程中需要注意的重要环节,如果以视频的形式展现出来,学生通过对颜色的印象,对形象细节的记忆,能更深刻地掌握实验内容。 与传统的教师亲自操作展示相比,现代化的视频展示,能够大幅度节约时间,提高效率,深受学生欢迎。

2　 优化师资力量,教师全程督促

2. 1　

及时补充师资力量

按照以往的安排“植物与肥料分析” 课程始终由一位教师主讲,直至这位教师退休,才让另一位教师接任。 在班级数量和学生人数增加之后,主讲教师的数量也未增加。 这样安排的弊端在于随着主讲教师年龄的增长,他的知识更替越来越慢,时间精力越来越有限,教学效果随之降低。 优化师资力量的具体做法是成立课程组,组建不同年龄梯度的教师队伍,主要是补充学缘较远的年轻教师,这样课程组内既有老教师传授知识和经验,又有年轻教师补充新知识和新见识,也有利于教师队伍的培养。

2. 2　

教师全程跟踪

每个班级至少配备两名教师,在实验过程中全程跟踪互动。 这样做的好处是教师可以随时发现学生操作不规范现象并加以纠正。 学生基本操作不规范现象非常普遍,例如移液管使用方式不正确,玻璃仪器清洗不干净,有毒有害试剂不会用等等。 及时纠正不仅能够避免不规范操作对实验结果的影响,而且能够减少实验室污染和人身伤害的几率。 第二个好处在于教师可以随时回答学生实验过程中发现

的问题。 认真做实验的学生,随时都有可能发现问

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题,例如每年的实验课,都有学生会问,为什么测定土壤磷和植物磷的显示体系不一样,问题解决后他们对土壤和植物磷的测定方法记忆非常深刻。 第三个好处在于教师可以随时督促学生认真做实验。 学生中学习态度不端正,上课迟到早退,上课过程中聊天、打电话、玩游戏、看视频等现象时有发生。 教师督促互动将学生的注意力转移到做实验上,这些问题则可迎刃而解。

2. 3　 随时建立互动

教师除了课堂上跟踪学生的实验情况,课后与学生也建立了紧密联系。 通过建立微信群,跟学生们实时交流,学生遇到任何问题,均可以通过微信与教师沟通,微信的功能非常强大,既可以语音交流,也可以图片交流,既可以针对个别学生单独交流,如果遇到共性问题也可以在群里统一讨论。 这样可以节约课堂有限的时间,在有限的学时内,将教学效果最大化。 这种方式很受学生欢迎,也取得了很好的效果。 另外,利用学校教务处建立的网络教育平台,教师将课堂上不能面面俱到讲授的内容,通过 PPT和视频的方式,发布在平台上,所有选课学生均可通过此平台学习相关知识。

3　 提高学生参与度,培养创新精神和实践能力

3. 1　

学生自主收集样品,并给予反馈

结合生产实践中农作物易出现的营养问题(如缺磷或氮素营养过量)和肥料养分含量问题(如养分含量是否达标),鼓励学生收集疑似有问题的植物和肥料样品,作为实验的待分析样品。 取得样品之后,与实验室已知含量的标准样品一起对比分析,学生需要根据所得实验数据,针对自己的样品,评价数据的合理性,并给出植物营养诊断和肥料品质判断的具体意见。 例如植物氮素分析,正常植物氮素含量在 0. 3% ~ 5%范围内,低于这个范围可能氮素缺乏,高于则可能氮素过量,学生数据如果偏离太多,需要分析原因。 如果数据正常,则根据样品特点,分析氮素缺乏或者过量,缺乏过量的程度如何。这样既提高了学生的学习兴趣也真正让学生体会到

了什么是学以致用,有利于培养创新精神和实践能力,帮助他们利用所学知识更好地就业。

3. 2　 学生独立设计并完成整个实验

针对某一实验,让学生独立实验设计,允许学生设计出自己的实验方法,与教师指定的实验方法同

时进行;允许学生使用不同方法亲自配制药品试剂,选择所需仪器设备;允许学生自己动手调试、操作仪器。 例如植物磷含量测定,显色系统有硝酸-钒钼酸,盐酸-钒钼酸两种系统,分别配制对应显色剂,学生可以设计在两种系统下比色,最后分析比较所得结果。 以前的做法是,实验方法基本都由代课教师确定,试剂配制、仪器准备,大型仪器操作全部由实验教师代劳。 这些本应该由学生自己做的事情变为主要由教师或实验员代劳,在一定程度上剥夺了学生进行独立思考和独立操作实验的机会,一定程度上影响到实验教学的效果。 目前的做法是学生通过选择不同实验方法,知识面得到拓宽,创新精神得到锻炼,通过亲自完成实验各个环节,探索能力和实践能力得到提升。

3. 3　 学生参与新型仪器调试与操作

随着学科不断发展,许多新型先进仪器在本学科的分析测试中逐渐应用起来,这些仪器的特点是测定效率高,检测极限低,测定项目多,它们的应用慢慢取代了原先传统的测试方法。 如植物碳、氮的测定用碳氮分析仪、磷、钾测定用等离子发射光谱仪,消煮设备有微波消煮,定氮设备有自动定氮仪等。 教学过程不但需要将这些新型仪器及时介绍给学生,而且还尽量让学生亲手操作,这样更有利于他们接触新知识,适应新发展。

4　 制定合理的考核制度

最后的考核是检验学生学习效果的手段,实验课的考核不同于理论课,实验课涉及的内容多,范围广。 原来的做法是以最后的实验报告分数为准,将每个实验分数的平均值作为最后成绩,这样做的弊端是:考核内容过于单调,不能反映学生综合能力;学生之间互相抄袭报告,反应不出每个学生的实际水平。 因此课题组借鉴同行和专家的经验[8- 10 ] 设置了以下几部分内容。

4. 1　 实验内容预习和设计

让学生充分预习和设计实验内容,写出预习笔记,包括实验原理,实验所需试剂种类、配制方法,仪器规格、数量。 针对所预习内容,教师会占用实验开始前 20 分钟的一小部分时间,随机检查、提问。 因此这部分成绩由预习书面笔记和回答问题组成,占最后成绩的 40%。

4. 2　 实验操作技能与规范

包括常用器皿的使用,比如移液管和洗耳球的

021 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

刘侯俊,等:“植物与肥料分析”实验课程教学改革探讨与实践

不正确使用是常见的问题,其次是玻璃仪器的洗涤方法不对,经过多次纠正仍不能正确使用且导致器皿损坏者视情节扣分。 第二部分包括解决实验过程中出现问题的能力,比如样品称量错误、酸碱调节过度、滴定过量等问题的解决,解决不恰当导致实验误差太大,视情节扣分,占最后成绩的 20%。4. 3　 实验结果分析与讨论

对实验数据是否在合理范围进行分析,需要学生查阅相关研究论文或权威教材等资料进行论证,如果实验数据不合理,则需要讨论造成不合理的原因。 总结实验过程中需要解决的关键问题和需要注意的重要细节,并回答课后设置的问题,占最后成绩的 30%。4. 4　 上课状态与实验习惯

包括是否满勤、迟到、早退,做实验过程中是否有聊天、看手机、打电话、玩游戏等现象;实验数据和实验现象的记录情况,要求学生有记录本;台面卫生,器皿清洗,仪器设备维护,值日状况等,占最后成绩的 10%。

5　 结语

“植物与肥料分析” 是农资专业最重要的课程之一,沈阳农业大学本课程先后由劳家圣教授、齐明媚副教授等讲授。 课题组继承了前辈们丰富的教学经验和有效的教学方法,同时也针对学科发展和学生学习、就业的新形势,从授课内容,师资力量,学生参与度,考核制度四个方面提出了新的教学措施,并取得了较好的教学效果。

虽然教学效果有了大幅度提高,但教学过程中仍存在许多需要解决的问题。 其中最重要的是:相

对丰富的教学内容,学时数明显不足。 教师常常感觉需要给学生讲解的内容太多,需要开展的实验很多,但是没有足够的时间讲解和实践,所以有些好的想法无法在有限的学时内实施。 由于学时数不足,教师和学生需要占用很多课外时间补充知识,这在一定程度上影响学生的积极性。 针对此现状,笔者建议增加课程理论学时,目前完全没有理论学时,是很大一个缺陷,保持或适当增加实验学时数。 总之,为了将本课程建设的更加完善,需要教学单位、教师投入更多的精力和时间来探索和实践。

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