1、153-2023 年 6 月第 26 期Jun.2023No.26教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM“土壤学”实验课程思政建设的研究与探索以土壤磷为例邱兰兰，贺山峰（曲阜师范大学 地理与旅游学院，山东 日照 276826）摘 要 课程思政建设是新形势下高校思想政治教育的必然选择，实验课作为课程教学过程的重要环节，在课程思政建设中与理论课同样重要。以“土壤学”实验课程为例，通过分析测定土壤中Olsen-P及各形态无机磷含量，将课程思政元素融入实验教学设计，找准思想政治教育与实验各环节的连接点，真正在实验教学中落实“三全育人”理念，实现价值塑造、知识传授、能力培养
2、全覆盖，探索并实践“土壤学”实验课程思政教学改革。关键词 课程思政；土壤学；实验；磷基金项目 2021年度山东省教改面上项目“高校地理科学专业云教学质量保障体系的构建与实践”（M2021097）作者简介 邱兰兰（1982），女，山东滨州人，硕士，曲阜师范大学地理与旅游学院讲师，主要从事植物营养与土壤环境研究；贺山峰（1980），男，山东日照人，博士，曲阜师范大学地理与旅游学院副教授，主要从事环境演变与灾害风险研究。中图分类号 G641 文献标识码 A 文章编号 1674-9324（2023）26-0153-04 收稿日期 2023-01-03课程思政建设是新形势下高校思想政治教育的必然选择。2
3、016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上明确提出：要坚持把立德树人作为中心环节，做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道1。课程思政改革的“灵魂”在于对学生核心价值观的塑造和引领，这也是新时代高校向学生传授知识和培养能力的职责所在2。目前，课程思政融入专业课程教学已成为高校教师的共识。高德毅等3研究认为，要围绕课程目标，强化显性思政，细化隐性思政，构建全课程育人格局；舒迎花等4确立了“农业生态学”课程从学生价值观、专业素养、行业产业发展、国家需求、全球视野五个维度的课程思政目标。虽然课程思政在理论课程中的探索与实践已较为成熟，但其与实验教学内容的融合却相对滞后。“土壤学”课程是
4、我国农林高等院校开设的专业基础课和核心课，受众面广，实践性强，且与国计民生和经济发展休戚相关。“土壤学”实验课程是土壤教学过程中的重要环节，实现了理论知识与实践探索的有机结合，可为学生将来从事土壤科学研究打下良好基础。如何将课程思政育人体系融入“土壤学”实验课程，促进思想政治教育与“土壤学”实验课程的有效融合，助力学生全面发展，是一个富有挑战性的课题。一、“土壤学”实验研究背景及内容（一）研究背景近几年，全国高等院校掀起了讲课程思政的热潮，然而一些实验课教师由于缺乏思想政治教育背景，对课程思政与思政课程存在认识偏差，且由于大部分高校没有系统有效的组织机构，始终难以打破思想政治教育与实验课专业教
5、育间的孤岛效应5。当前，高校实验教学课程思政出现了标签化、机械化现象，教师将思政元素简单直接地灌输给学生，甚至专门腾出课时讲思想政治理论课程，陷入了把专业实验课当成思想政治理论课的怪圈，其效果往往欠佳。要使思想政治教育与专业知识和实验技能传授有效结合，需要深入挖掘思想政治切入点，在理论和实验课程中探索生动有效的教学方法，引导学生理论联系实际，培养学生的职业道德、工匠精神，培养具有创新意识和团队合作精神的新一代科研人员，实现知识传授与价值引领并行，于润物无声中达到潜移默化的效果6。154-教育教学论坛2023 年 6 月（二）实验内容及目标本文以土壤磷实验为例，探究思想政治引领下的“土壤学”实验
6、课程设计，通过分析测定土壤中Olsen-P及各形态无机磷Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的含量，研究其定量关系，分析影响土壤磷有效性变化的作用机理，“六位一体”深入挖掘各实验阶段涉及的思政元素，见图1。本实验可培养学生正确处理实验数据、分析实验结果的能力，增强其对土壤学基本理化性质的理解，提高其熟练运用SPSS进行方差分析、相关分析、回归分析、通径分析的技能，以及独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养其严谨的科学态度和良好的学术道德，以期实现课堂教学、实验操作与思想政治教育同频共振，为推进“土壤学”实验课程思政教学改革提供参考。图1 思政元素在“土壤学”实验中的体现二、“土壤学”实
7、验前准备（一）实验室安全教育培训高校实验室安全事故时有发生，据统计，仅20012018年就发生了111起实验室事故，造成15人死亡、79人受伤7。加强高校实验室安全教育培训刻不容缓。笔者所在学校高度重视实验室安全教育培训，通过观看视频音频资料、定期开展安全讲座、学习实验安全操作等方式开展安全培训。培训内容包括实验室安全风险防范措施、实验室主要危险化学品的安全技术说明书（如MSDS）及个人防护注意事项、实验室安全事故典型案例分析、危险化学品的分类存放、急救处置常识、化学废弃物的处置、灭火器和灭火常识及实验室安全与卫生责任制等。通过安全培训，可有效提高学生的安全意识，使学生获得良好的实验环境体验，
8、规范实验操作。（二）查阅文献资料实验前应加强对相关理论知识的认知，学生分组自主发现和整理与实验内容相关的资料，充分了解我国磷肥的发展史和施用前景，熟知土壤磷的组分及各形态磷的理化性质，引导学生思考土壤肥力的变化对土壤环境、作物营养及人类健康的影响。土壤中的磷作为植物生长重要的营养元素之一，不仅是植物体内化合物的主要组成成分，还以多种途径参与了植物的代谢过程，在人类赖以生存的土壤植物动物生态系统中发挥着不可替代的作用8。土壤中Olsen-P是作物的磷素营养的来源，是评价磷素供应能力的重要指标。土壤中的磷以无机磷为主，约占土壤中全磷含量的50%90%，也是植物磷素的主要来源。无机磷中以Ca2-P和
9、Al-P的有效性最高，是有效磷的主要组分；Ca8-P的有效性低，其含量增加在一定时期内代表了磷的固定；Fe-P是磷的一种过渡形态，有利于减少磷的最终固定9。有研究发现，各形态无机磷之间可以相互转化10-12。通过施加一定的外在条件，引起各形态无机磷的转化，有利于改善土壤理化性质、增肥土壤，促进人类健康。这些有趣的研究可引起学生的共鸣，结合讲述土壤学领域的一些科研故事，融入农业科学家的专业情怀，用科学家勤学奋斗、刻苦钻研的精神激励学生，进一步提升学生的科学素养和人文情怀，激发其科技报国的决心，激励其投身于祖国科研事业。（三）实验材料准备实验选择的供试土壤为我国东北地区典型的实验设计数据处理与分析
10、研究背景供试材料准备安全教育培训领域内科研故事统 筹 规 划 能力，创新精神，分析解决问题能力爱护土壤，保护环境，节约意识，团队协作安全意识，生命意识实事求是，诚实守信，科学素养，职业道德爱国情怀，自豪感，时代使命感榜样的力量，人文情怀，价值观升华155-第 26 期耕地土壤黑土，黑土中有大量的磷，便于分析规定培养时间内各形态磷含量的变化。土壤样品的采集遵循随机、等量、多混、四分法的原则，采用多点位、同样区大小、综合取样，取耕层土壤（深度为020cm），过筛处理（筛孔为0.85mm）。在土壤样品的采集和制备过程中，学生有效结合所学土壤学、土壤地理学等知识，实现融会贯通13，提高实践应用能力。同
11、时，土样的准备过程工作量大，需要多人分工协作，能有效提高小组成员的团队合作意识。选取的供试肥料包括尿素、过磷酸钙、硫酸钾，均为农业用肥。三、“土壤学”实验设计与操作实验在恒温培养箱内进行，采用土壤培养方法。将处理后的土壤样品装入高9cm、直径9cm的塑料盆中，每盆装土300g。设不施磷处理和施磷处理，每处理3次重复。施氮量是大田的6倍，施肥比例为NP2O5K2O=211。在培养周期内定期浇水，土壤含水量保持在25%左右，分别于培养的当天及第10、20、30、45和60天取土样，测定Olsen-P、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P含量。土壤速效磷采用Olsen法，使用了钼锑抗显色剂14
12、-15，对土壤无机磷采用土壤无机磷分级方法16。实验设计与操作以学生为主体，充分体现了学生的主人翁精神。由于实验涉及的仪器设备多，实验前必须确保学生熟练振荡、离心等操作，掌握分光光度计等仪器的工作原理、内部结构及操作技巧，以及各种浸提剂、强酸、强碱性化学药品的性质特点，杜绝一切可能由于误操作引起的意外事故，牢固树立安全意识。此外，该实验操作步骤烦琐，要引导学生科学地管理实验时间、合理安排实验过程，充分锻炼其统筹规划能力，激励学生自主学习，主动探索未知、追求真理、勇攀科学高峰，形成严谨的科学态度和良好的实验素养。四、实验数据处理与分析实验数据的处理、分析、作图均采用Excel、SPSS等软件。由
13、图2实验结果可知，在不施磷处理中，Olsen-P含量随培养时间延长逐渐增多。在施磷处理中，Olsen-P含量随培养时间延长逐渐减少，第10天、20天、30天分别下降了24.7%、30.0%、40.0%，培养45天后下降速度才逐渐减慢。可见，磷肥施入土壤后，在第45天左右即被固定变为无效态，难以被作物吸收利用，这也是长期施肥导致黑土中积累了大量磷的原因17。那么，这是否说明土壤中完全不需要施磷肥呢？可以鼓励学生发表自己的见解。事实是，无外在磷源时，虽然磷的有效性有所增加，长期来看对减少磷肥施用量确实作用明显，但无奈本身基数太小，释放的磷远不能满足当季作物的生长所需。至于如何使施入的磷肥最大限度地
14、发挥有效性，则是以后的实验教学中需要学习的内容。科研是经历无数次实验理论再实验的检验认知过程18。诚然，实验的目的就是发现问题、分析问题、解决问题。面对实验得出的系列数据，选取合适的数据处理方法固然重要，但更为关键的是数据的真实性和实验的可重复性。要告诫学生抵制为迎合结论而修改数据的行为，坚持实事求是、诚实守信的作风，牢固树立严谨的科学态度，养成良好的学术道德。当实验结果与已知理论不一致时，应深入剖析原因，并鼓励学生大胆质疑，严谨求证。学生通过使用分析仪器、化学试剂获取实验数据，再根据实验结果反馈验证理论，在循环往复的操作中体会实践出真知的道理。结语磷作为不可再生资源，其当季利用率一般只有5%
15、10%，土壤中的磷绝大多数以无效态存在。分析研究土壤中Olsen-P及各形态无机磷含量，对于提高磷利用率、释放土壤中积累的磷、减少磷用量、改善土壤理化性质和作物营养状况等都有重要的现实意义。将思政元素融入“土壤学”实验课程，引导学生以严谨科学的态度分析和解决问题，激发学生爱护土壤、珍惜粮食、保护环境的责任感，以期真正在“土壤学”实验课程教学中落实图2 黑土中Olsen-P含量变化不施磷施磷2824201612204060808400不施磷处理（mg.kg-1）时间（d）150190230270310350施磷处理（mg.kg-1）邱兰兰，等“土壤学”实验课程思政建设的研究与探索156-教育教学
16、论坛2023 年 6 月“三全育人”理念，实现价值塑造、知识传授、能力培养全覆盖，为生态文明建设贡献力量。参考文献1 习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面 N.人民日报,2016-12-09(1).2董春桥,王秀萍,王琳玲.生态环境类专业实验教学课程思政探索与实践 J.高教学刊,2022,8(29):181-184+188.3高德毅,宗爱东.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系 J.中国高等教育,2017(1):43-46.4 舒迎花,王建武,章家恩.农学类专业课课程思政教学模式与方法探索：以“农业生态学”为例 J.中国大学教学,2022(Z1):63-68.5 谢兆辉,焦德杰,王丽燕,等.生物化学课程思政融合点的发掘 J.化学教育(中英文),2020,41(14):71-75.6 张正光,张晓花,王淑梅.“课程思政”的理念辨误、原则要求与实践探究 J.大学教育科学,2020(6):52-57.7田志刚,郭子萌,佟瑞鹏.基于致因机理的高校实验室安全事故分析与危机管理探索 J.实验技术与管理,20