土壤的相关知识十篇

时间:2023-11-30 17:46:12

土壤的相关知识

土壤的相关知识篇1

关键词:环境土壤学;教学改革;实践

中图分类号:G642.0  文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-04-0255-1

0 前言 目前,随着土壤污染的日趋严重,土壤污染物由地球化学链、食物链进入生物体,给食品安全、生态安全甚至社会和谐带来严重隐患,土壤环境污染防治与土壤生态保护成为当代人们十分关注的问题[1]。自2008年以来,我国相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河、山东临沂等砷污染事件,以及陕西凤翔儿童血铅超标、以及湖南浏阳镉污染等事件,引起了党中央、国务院对土壤污染治理的高度重视。作为环境和生态系统重要组成部分的土壤,在环境污染治理过程中起着重要作用,于是以土壤为核心的环境土壤学研究发展成为环境科学研究领域的重要方向之一。因此,在环境类专业人才培养过程中,加强土壤专业理论及实践教育具有重要意义。

《环境土壤学》是一门综合性很强的课程,是在土壤环境问题出现以后,在土壤学和环境科学基础上发展起来的,与化学、生态学、生命科学和环境科学等学科内容相关的综合叉学科,在环境类本科生的知识构建中起着非常重要的作用[2]。广西师范大学环境与资源学院自1999 年开始招收全日制环境科学与环境工程本科生以来,便开设了《环境土壤学》课程。笔者自2007年以来一直承担环境工程与环境科学专业《环境土壤学》的教学,至今有5年的教学实践环节经验,但在《环境土壤学》的教学过程中发现环境科学与环境工程的学生对土壤学的基础知识较缺乏,以及《环境土壤学》内容偏多,课时偏少等诸多问题。如何在有限的时间内保证讲授知识的系统性以及教学质量是笔者一直在探索的问题。

1 因材施教 在以往的教学过程中一直使用1995年李天杰主编的《土壤环境学》教材,本教材分为四部分:第一部分是绪论,主要介绍环境土壤学与其他科学的相关性以及土壤环境污染问题;第二部分主要介绍土壤环境的组成、土壤环境背景值、土壤环境容量等;第三部分主要介绍土壤环境污染及其防治。第四部分土壤生态保护与防治土壤退化[3]。但是,由于现代科技的迅猛发展,环境问题也随之发生了新的变化,表现出新的发展趋势,书中的诸多内容已经不能满足学生的需求,也不能满足现代社会发展的需要。在这样的背景之下,本人上了一年之后便修改了教学大纲,同时启用了陈怀满主编的《环境土壤学》。修改后的大纲突出了环境土壤学的特点,重点强调了土壤学知识的重要地位,同时还增加了6个学时的实践环节。

2 教学内容改革 《环境土壤学》在2008年以前只有34学时,且无实践教学环节,经过教学大纲的修订,不仅增加了2学时的理论课时,还新开辟了6学时的实践教学环节,这些教学改革措施的实施使得该课程的教学体系的合理性向前迈出了一大步。在整个教学环节过程中,以往土壤学基本知识的讲授只有3学时,新修订后的教学大纲将其提高到10学时,占理论学时的三分之一,其余部分是土壤环境方面的知识。在土壤环境方面的知识介绍当中,其中重金属——植物体系是陈怀满主编的《环境土壤学》中非常重要的一个章节,该章节是与土壤学的基本知识结合较紧密的一个章节,也是同学们在日常生活中碰到问题最多的一个环节,感性认识最强的一个环节。因此,在介绍该节内容时,笔者引入了大量有关于重金属污染土壤生物修复以及相关科研成果,通过这种“以科研促教学”的方式,激发学生对重金属污染土壤生物防治的兴趣,极大地丰富了实践教学的内容,使课程的教学紧密围绕专业人才的培养目标。另外,污染物在环境中的迁移转化以及土壤中C、N、S、P的生物地球化学循环亦与全球气候变化、大气环境质量、水环境质量和人类的健康安全息息相关,所以这些内容也是该课程重点介绍的内容。

该课程新修订的大纲不仅增加了理论课的学时数,同时开辟了实践教学环节,开设了土壤样品采集、制备、保存及土壤剖面观测两个实验。在实践教学环节过程中,由于实验课时的紧张性,笔者先给学生布置实验课程的相关内容,要求他们利用图书馆、网络资源查阅,认真学习,提交相应的实验预习报告。在这样的一个“互动式”教学过程中使该课程的主体不再仅仅是老师了,同时学生也成为了主体,这种方式也充分激发了老师和学生的积极性和主动性,同时还提高了学生充分利用图书馆资源的能力,以及同学们的创新能力和应用知识的能力,达到了良好的教学效果。

在具体的教学过程中采用多种教学手段结合的方法,以达到培养学生创新能力的目的。在《环境土壤学》的教学过程中单一采用多媒体的教学很难达到满意的教学效果,只有同时采用多媒体和板书相结合的方法才能满足高密度土壤学相关信息的传递。在课件的制作过程中大量图片的收集是多元化、立体化展现土壤污染和土壤学基本知识的有效手段,是激起同学们强烈兴趣的切入点,再加之现身说法的教学,便能达到梦幻般的效果。土壤学信息集中,要求的感性认识比较强,在教学过程中采用提问式和启发式的教学是不错的选择。比如说在重金属污染土壤生物修复的教学过程中,可以提问学生你们目前碰到过什么样的重金属污染事件,是否能讲出几个具体的名称和主要的重金属污染物,往往当这种问题提出来之后,会碰到许多不同的答案,这是发现同学们是否了解污染历史和污染现状的最好方法。在污染土壤修复方法的过程中可以先讲出目前修复污染土壤的方法有哪些,启发式的让学生讲出这些方法的优点和缺点。通过这种方式不仅发散了学生的思维,同时使得学生学到的知识不容易忘记,且方式灵活,更容易理解。

3 展望 《环境土壤学》在我校环境类专业学生中是一门了解土壤环境污染治理和传授土壤学基本知识的基本课程,经过教学大纲的修订以及多年的教学改革使得知识系统性的传授和教学质量的提升有了进一步的改善。但是在教学过程中还存在诸多问题需要解决,比如说教学实践环节还有待加强;另外,由于现代科技的发展日新月异,环境问题也出现了一些新的发展趋势,环境土壤学势必还会有更多更新的知识补充进来,也会出现更新的教材和更好的教学手段,这就要求我们充分发挥课程组的集体智慧,重视教材建设和教学方法改革,这样才能不断提高该课程的教学质量。

参考文献

[1]?苏德纯.土壤重金属污染与食品安全[J].世界环境,2010,(5):18-19.

土壤的相关知识篇2

[关键词]现代教学理念 土壤学 教学方法

人们常说“民以食为天,食以土为本”,可见土壤作为农业生产的最基本生产资料,在农业生产中具有极其重要的地位。土壤学课程作为高等农业院校农业资源与环境、农学、生态学、植保、园艺、林学、草业、土地管理、环境科学等专业的专业基础课,课程内容丰富,涉及面广,理论性和实践性都很强。因此,学好土壤学对各专业学生科学素质和实践能力的培养起着关键作用。

伴随着我国社会、经济的快速发展,对人才的要求也越来越高,特别是在信息时代,传统的教学理念所培养的学术型人才已经无法满足社会的需求,这就要求高等院校培养更多的应用型人才。因此,如何在土壤学的课堂教学过程中将传统的教学理念转变成现代的教学理念,改革和创新教学方法,提高学生学习和应用的能力,提高教学质量,培养更多高素质、高质量的人才显得尤为重要。

一、现代教学理念

教学理念是人们对教学和学习活动内在规律认识的集中体现,同时也是人们对教学活动的看法和持有的基本态度和观念,是人们从事教学活动的信念。明确的表达教学理念,对教学活动有着极其重要的指导意义。

现代教学理念主要是针对于传统教学理念提出的,它更注重以学生为中心,教师在教学过程中起辅助和引导的作用,学生拥有主动权。教师主要工作是设定情境,让学生产生兴趣,发现问题,并在教师引导下,探索研究问题,找出解决方法并进行验证的一系列过程。

现代教学理念集中体现在重新确立课堂教学的价值观、教学观、过程观和评价观。

1.价值观

在现代教学理念中课堂教学中既要注重书本中基础专业知识的传授,又要注重与课本知识相关信息的扩展。使学生在学习知识的同时,还要受到精神层面的熏陶,丰富他们的文化底蕴。同时以培养能力为核心,以知识为载体,渗透科学的思维和分析方法。充分体现课堂教学的知识与文化价值和课堂教学的能力与方法价值。

课堂教学也是学生道德养成和人格健全的过程。职业要求教师“为人师表”,肩负教书育人的双重责任。这是课堂教学的人格价值取向和教师职业特定的职责要求。一个优秀教师的成长,必须把自己的生命融入到教学过程,通过良好的教学行为体现自己的生命价值。只有教师的教育行为与学生成长需求达到高度一致,才能取得最好的教学效果。也就是在教学过程中要注重课堂教学的道德与人格价值和课堂教学的生命与发展价值。

2.教学观

教学过程的本质是交流与互动。没有师生的交流的教学就等于没有发生教学。交流与互动是课堂教学的基本形式。在现代教学理念的教学观中教师是学习的组织者、合作者和引导者,而不是学生的主宰和领导。教师的职责是在学习过程中引导学生发现问题并积极地发散性的思考问题,在探索问题的答案的过程中学习新知识,提高学习能力。与传统的让学生理解知识、形成系统的认知有所不同的是,在整个教学过程中它的重点都放在学生能力的提高与发展上。

3.过程观

教育的特殊性在于其过程的特殊性,在教育活动中过程即目的、过程即结果。教学过程中,学生的参与和活动构成过程要素,倡导在过程中学习,在过程中成长,在过程中发展的学习观念。学生是学习的主体,是发展中的人,是成长中的生命。教师不仅要关注学生的知识和技能,思想和方法,更要关注学生的情感、态度价值观的形成。在教学活动中关注学生成长的全过程,在过程中形成能力,在过程中掌握方法,在过程中得到发展。

4.评价观

按照新的教学理念,对课堂教学的评价标准必然要发生一定的改变,可以概括为六度,即:学生思维的自由度:自主、开放、活跃、创新;学生课堂的参与度:主动、体验、表现、感悟;知识技能的整合度:实际、理解、操作、训练;师生清关的亲和度:交流、互动、亲切、和谐;学习目标的清晰度:应用、分析、综合、评价;学生能力的延展度:再现、升华、迁移、构建。

二、土壤学教学方法改革

现阶段的高校教学正处于大众化阶段,高校若想使培养的学生能够在最短的时间内适应、融入社会,就需要从教学过程中的教学内容、方法、手段等方面进行改革、创新,突破传统教学理念在现代社会教学过程的瓶颈,倡导现代教学理念。为了将现代教学理念融入土壤学课程的教学过程,根据各章节教学内容的特点主要进行了以下几种教学方法的改革。

(一)案例教学法

案例教学法是在教学过程中,根据教学内容引入典型实例,可实现课本知识相关信息的联系和扩展,并具有很强的释疑作用。但案例不能随便选择,要精选、要体现教学的目的和内容。通过案例使学生更好地理解理论知识,并能将所学的理论知识与实践联系起来。例如在讲到土壤类型的垂直地带性分布时,以我国的喜马拉雅山系南坡土壤类型垂直分布的差异作为教学案例。通过这个案例让同学们理解土壤类型随地势的增高而呈现演替分布的规律性。同时更深入的理解随海拔的升高,温度的变化,降雨量的变化,及温度和水分的变化对植被类型的影响,进而在这些因素的综合作用下如何影响土壤的形成。从而使同学们更加充分认识到五大成土因素对土壤形成的影响。

在我们的教学中不仅包括针对理论知识的教学案例,还包括与某些教学内容相关的教书育人案例。在讲到土壤肥力的概念时加入我国土壤学家、中国科学院院士侯光炯的故事。侯院士在调查了中国许多农业土壤后发现四川盆地紫色土水土流失严重,腐殖质很少,团粒结构更少,但仍具有一定的肥力,因而觉得威廉斯有关土壤肥力中团粒结构是土壤肥力基础的论断有一定的局限性。于是为了揭开土壤肥力的实质,他深入到农村,根据大量测定数据,提出土壤肥力是土壤水热肥气的周期性时变化和植物生理作用周期性时变化谐调的程度。通过该案例教育学生学习土壤时要多脑筋,多提问题,以促进对知识内涵的深入理解和掌握,同时也教育学生对知识要有探索精神。

(二)问题教学法

问题教学法以问题作为教学的主线,以问题引入,以问题归结,又以新的问题引入新的学习。因此应用问题教学法的关键是如何抓住教学内容的重点和难点设立问题,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,从而获得比单向传授更好的教学效果。

在教学实践中,我们针对土壤学的不同教学内容,采用了不同的提出问题方式。例如在讲授绪论时,为了在第一课就能激起学生学习土壤学的兴趣,并能理解土壤学对于人类可持续发展的重要性。在讲授具体内容之前提问,请大家根据自己对于土壤的理解回答“如果没有土壤,世界将会怎么样?”,“如果没有土壤,明天将会怎么样?”。问题的实质就是让同学们总结出土壤的重要作用,然后老师再根据学生的回答进行总结,并引出所要讲授的内容。

有些问题是在各章节讲授过程中提出的。例如在讲授土壤水分这一章时,首先给同学们讲授的是数量法土壤水分的分类,讲完后提出问题“土壤A是砂质土壤,质量含水量是10%;土壤B是粘质土壤,质量含水量是15%,那么将两种土壤放在一起,土壤水分是由土壤A流向土壤B,还是由土壤B流向土壤A?”回答由土壤A流向土壤B的同学常常认为水分应由砂质土流向粘质土,而回答由土壤B流向土壤A的同学则认为水分应从含水量高的土壤流向含水量低的土壤。每一种回答都有自己的理由,但又相互矛盾,因此不能确定土壤水分的流向。这时老师指出为了能够解决这个问题,提出土壤水分的另一种分类方法-能量法。这样既能引出新的教学内容,又能激起学生的好奇心,为什么它能够解决问题。

在每一章节的最后提出问题,不仅是对于整个章节内容的总结,也是对各章节内容的扩展。例如在讲完土壤水分、空气和热量这一章后,提出问题“如何调节土壤的水、气、热”。这个问题的回答,同学们不仅要知道土壤性质对于水、气、热的影响,同时也要清楚三者之间的关系,进一步加深了对于所学土壤学知识的理解。因此提出问题的方式是多种多样的,应根据讲授的具体内容而变化。

(三)研讨式教学法

研讨式教学法是在教学过程中,学生在教师的指导下,围绕某一中心问题,交流意见、互相启发,弄懂问题的一种教学方法。研讨式教学法可以活跃课堂气氛,培养和锻炼学生的探究能力、应变能力和思辨能力。例如在讲完土壤和土壤肥力的基本概念后,提出讨论问题“土壤和土地的区别和联系?;土壤肥力和土壤生产力的区别和联系?”。土地和土壤生产力都是在各种媒体上常见的词汇,但对于它们的含义又不能说得很准确,所以要求同学们通过查阅资料后,讨论它们的区别和联系,从而加深对于所学知识的理解。

土壤学是面向不同专业开设的课程,在讲授的过程中需要根据各专业的特点调整教学内容,也会针对不同专业提出不同的问题进行研讨。例如:对于林学专业的学生提出“土壤类型的差别对于树木品种的影响?反过来植被类型对于土壤性质又会有哪些影响?对于山的阳坡和阴坡的树种和生长状况为什么会有差异?”。对于环境专业的学生提出“为什么土壤对环境污染物具有净化能力?”等。在研讨的过程中为学生提供问题和讨论问题的机会,讨论并解决其他教学形式无法解决的问题,也充分体现了现代教学理念中的价值观、教学观和过程观。

以上三种是在土壤学教学过程中为体现现代教学理念主要采用的教学方法,从某种意义上说,它们都可归属于参与式教学。目的都是鼓励学生主动参与教学活动、促进学生主动学习。注重发挥教学对象学习的主动性和积极性,激发学生学习的兴趣,学生通过参与教学过程从而更好地掌握教学的内容。但是应该指出的是,任何一种教学方法都有其优缺点和特定的适用条件。这就要求我们针对不同学生的背景和具体的教学内容灵活采取不同的教学方法。教学实践证明:多种教学方法的融合,才能取得理想的教学效果。此外,要使课堂教学具有吸引力,作为教师,我们需要不断地学习、自我完善和总结,要讲究教学科学性和艺术性。

总而言之,高校在培养符合现代社会需求的人才时应提倡现代教学理念,改革教学方法,转变教师与学生在“教”与“学”两个方面的观念,让师生共同参与到高校教学方法改革中,共同成长,共同进步。

[参考文献]

[1]许淑慧.高校教学方法改革探析.广西社会科学,2012,(7):186-188.

[2]柏燕.传统教育和现代教育的教学过程比较.曲靖师范学院学报,2002,21(4):101-103.

[3]晓晶,吴海燕.案例教学法与创新人才培养[J].黑龙江高教研究,2008(3):130-132.

[4]周金其,李水英,吴长春.参与式教学的理论与实践[J].高等教育研究,2000(3):74-76.

土壤的相关知识篇3

关键词:环境化学;农业院校;土壤学;教学改革;教学建设

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)24-0224-03

环境化学作为环境科学与工程类专业的重要专业基础课,主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法,重点考察岩石圈、水圈、生物圈、外层大气圈的化学组成及其发生过程,特别是界面上的化学组成与过程,是环境科学的核心组成部分。作为新兴交叉学科,我国高校环境科学最初多立足于本校强势学科和优势专业,进一步发展成为综合学科,这也使环境科学在某一方面的特色和优势得以体现,环境化学的发展亦如此。土壤学是农业院校发展的重要学科和研究方向,与环境科学的交叉日益增强。目前,土壤学已突破传统理念,开始关注地球表层系统中土壤与其他各圈层之间的物质能量交换,研究土壤全球变化及土—水—气—生物界面的环境过程与机理,而环境化学多为关注污染物在此界面反应过程,两个专业方向具有互促共进的关系。针对农业院校具有土壤学科背景,在环境化学理论教学与实践过程中,我们在师资队伍建设、教学内容和实验实习等方面进行了探索,期望建设具有农业院校特色的环境化学课程。

一、建设师资队伍

新世纪优秀人才的培养离不开一支理论功底深、学术造诣高、教学能力强的师资队伍。为充分体现农业院校环境化学课程的教学特色,我们组建了一支有环境科学、土壤学和化学专业背景的教师队伍。在课程建设过程中,授课经验丰富的资深教授对年轻教师开展“传、帮、带”活动,自觉履行培养青年教师的职责,向青年教师传授知识、教学经验和方法,并以高尚的人格魅力和严谨的治学精神感染青年教师。在观摩学习、交流过程中,努力做到环境化学与土壤学专业知识的有效融合,使学生全面掌握污染物在各个圈层之间的迁移转化规律。如讲授含硫化合物在大气和水体中的迁移转化过程,除一般教材涉及的大气硫化物种类、来源及硫酸烟雾形成机理外,还增添土壤学相关知识,进一步阐明土壤中硫的含量、形态及其转化与循环过程。为贯彻“寓教于研、以研促教、教学相长”的教学理念,课程组教师积极开展环境化学和土壤学方面相关的科研工作,共主持和参加科研项目20余项,公开发表SCI收录的科研论文百余篇。科研活动探明污染物的迁移转化机理及其影响因素,并将其作为案例在教学过程中进行讲解,更为生动具体,学生更易接受。为了提高教学质量及教研效果,课程组成员承担了环境化学校级优质课程的建设,参编了环境化学教材一部,努力打造精品课程。逐步形成梯队合理、思维活跃、勇于进取、团结创新的教学科研团队。

二、丰富教学内容

教学内容紧密结合土壤学背景,运用土壤学相关理论深化对环境化学知识点的理解。污染物在大气圈、水圈和土壤圈间迁移、转化和循环,在讲述前两圈层内污染物的化学行为时,将土壤圈作为环境的关键带联系在一起。在分析影响酸雨的形成因素时,阐明大气颗粒物酸度及其缓冲能力,比较不同城市大气颗粒物对酸雨的影响,考虑到不同区域扬尘的化学组成与相应土壤组成的基本特点,补充说明我国南北土壤组成及性质差异,强化土壤学与环境化学知识的融合。在水环境中,氧化还原反应平衡影响和决定变价元素或污染物的形态、迁移和转化过程,以土壤锰氧化物、铁氧化物及层状硅酸盐矿物对有毒金属离子Pb、Cr和As等形态及其转化过程的影响作具体案例进行说明。这些相关内容,课程组教师已在实验室开展了大量的研究工作,可娓娓道来,丰富了授课内容,也能激发学生的科研热情。文献调研也是扩充教学内容的重要方法。在完成教学大纲规定内容之外,在课堂或课后适当补充土壤学相关知识,扩展学生视野。补充内容涉及环境化学热点和前沿,也超出一般土壤学教材的深度和广度,有的需要查阅新近文献才能完成。环境化学中提及温室气体和温室效应,一般认为矿物燃料燃烧是大气中CO2的主要来源,而往往忽视了土壤中碳的贡献,不同农业利用土壤中碳素的微小变化也会对大气中CO2浓度产生重要影响,可能加剧温室效应。为让学生了解实际情况,布置课后文献调研,了解有关土壤碳形态、分布、迁移转化规律及其影响因素(如植被、气候、施肥和土地利用类型等)。这些课程改革使环境化学与土壤学得到有机结合,进一步明确了农业对环境的影响,强化学生的农业环境保护意识。最新科研进展也是我们关注的教学内容,多以专题形式进行讲述。为了说明环境化学研究新进展,结合教师专业背景,我们就污染土壤的电化学修复和绿色化学的基本原理与应用作为专题进行授课。虽然教材对相关内容有所介绍[1],为详细说明相关进展,任课教师查阅了国内外大量文献资料,进行全面阐述。如污染土壤电化学修复专题中提及土壤颗粒类型对修复效果的影响,更是加深了对土壤基本特性的认识。专题报告主题不多,所占学时少,却能让学生了解环境科学与工程领域最新科研动态,激发他们的学习兴趣与动力。另外,专题文献报告也是重要手段之一,如为了用实例说明并区分微生物对有机污染物的降解是生长代谢还是共代谢,安排学生课后查阅有关土壤微生物降解有机污染物的最新文献,并适时安排学生报告所阅读文献。文献调研还可有效提高学生的思辨和创新能力,树立对待科研论文的正确态度。

三、完善实验实习

实验课是环境化学重要的实践教学环节,也是培养学生理论联系实际、提高动手能力、增强创新能力的重要途径之一。较环境科学专业其他课程实验内容,环境化学实验偏重于污染物在环境中迁移转化的过程和原理,所以实验项目应由验证型向综合型、设计型和研究型转变。现有环境化学实验教材较多关注环境中某些污染物含量测定或者某些工艺过程的模拟,与《环境监测》、《仪器分析》和《污染控制化学》等实验课有部分重复或雷同之嫌。为了深化对污染物在环境中迁移转化过程的认识,也结合土壤学相关知识,除常规环境化学实验外,还新设计并安排了三个实验,分别为土壤对重金属离子铅的等温吸附实验、氧化锰对Cr(III)氧化量的测定和铁(III)—草酸盐配合物对橙黄II的光降解动力学。在实验目的上,我们更偏重于探明污染物在环境中的迁移转化过程。前两个实验让学生深化对土壤吸附氧化重金属离子机理的认识,明确作为土壤的重要组成部分的锰氧化物影响变价金属离子的存在形态与迁移转化过程,了解土壤对有毒金属离子热力学吸附氧化研究的原理和一般方法,掌握分光光度法和原子吸收法测定重金属离子浓度、制作吸附等温线等方法。后一个实验可认识光解动力学基本方法及其在环境化学中的应用,熟悉有机污染物的消除方法。上述实验内容既属于环境化学教学范畴,又深化了土壤学知识,更体现出农业院校的教学特色。为增强学生科研意识、提高学生创新能力,我们鼓励学有余力的学生走进实验室独立开展科研活动。课程组教师研究课题主要集中在土壤环境化学领域,为学生进入实验室开展土壤环境化学相关的课题研究提供了便利。学生自愿组团,在老师指导下,课余时间独立开展科研活动。该活动可得到国家大学生创新性实验计划、校级大学生科技创新基金的资助,也可用指导教师科研经费支出。课程组教师已指导3项国家大学生科技创新实验计划,10余项校级大学生科技创新基金,且前者结题验收均被评为优秀。多名本科生以第一作者发表核心期刊论文,并参与部分研究生实验工作,作为共同作者发表多篇SCI论文。科研活动激发学生学习环境化学的热情,体会到土壤学的奥妙,也锻炼了学生的科研思维和创新潜能,还可为高素质研究生储备有生力量。为让学生早日走向社会,认识自然环境演化过程和人类活动对环境造成的影响及工厂企业如何从源头上控制污染物的排放,我们与多家不同规模的企业进行了交流与合作,安排实践基地。很多污染控制问题的解决都离不开环境化学研究的理论方法与技术,环境化学对于环境科学与工程领域特别是解决环境问题有着十分重要的地位与作用。通过实地参观学习活动,学生现场认识了生活废水、工业废水、固体废弃物、废气的来源及处理过程。如在株洲化工厂学生参观生产车间,了解单个生产车间及整个化工企业清洁生产过程和污染物排放控制细节,明确环境化学理论与技术在这些方面的应用。在校内还建有人工湿地实习基地,让学生真实认识到水体自净化过程及水资源的重要性。这些活动丰富了环境化学教学内容,开阔了学生视野,也增强了学习动力。环境化学教学和实验内容非常丰富,要在有限学时内对环境化学有一个较为全面的认识,又要尽量少与环境监测、仪器分析、环境生态学和污染控制化学等内容重复,且能够让学生综合运用所学到的知识与实验技能,提高分析问题和解决问题的能力。在专业教师队伍、授课内容和实验实习上合理安排,结合农业院校现有资源配置和相关知识背景及课程体系,建设有农业院校特色的环境化学课程,系统培养学生知识体系、科研创新能力和动手实践能力;实践也证明取得了良好的教学效果,以期为促进环境化学教学发展和创新型人才培养作出贡献,同时还望对其他课程教学改革提供一定借鉴作用。

参考文献:

[1]景丽洁,王建刚,魏薇,等.21世纪环境化学课程建设的探索与实践[J].大学化学,2009,(24):31-34.

[2]王丽梅,孟昭福,张增强,等.环境化学课程教学改革与实践[J].中国大学教学,2011,(7):82-84.

[3]滕丽华,林建原,夏静芬,等.环境化学实验课程与教学体系的改革与创新[J].高等理科教育,2010,(91):89-92.

土壤的相关知识篇4

关键词:农村地区;小学科学;自然环境;乡土资源

相对于城市便利的现代化建设条件,农村的科学教育也有着自身独特的优势,例如,有着丰富的乡土资源以及广阔的大自然环境,而这些显然为小学生更好地感知自然现象以及科学规律提供了极为便利的条件。以下,笔者仅从农村小学的科学教育实践出发,尝试围绕如何才能从农村实际情况出发更好地开展小学科学教育这一主题展开初步的分析与探讨。

一、将小学科学课堂搬到农村广阔的大环境之中

农村生活包罗万象,有形形的动植物、有千变万化的气象景观、有稀奇古怪的地质条件,还有或缓缓流淌或汹涌澎湃的江河水系……这些农村特有的资源,都为具体科学教学活动的更好开展提供了丰富的材料及资源支撑。这就要求我们农村小学科学教师在实践教学活动中应当结合教学内容的实际情况,恰当而灵活地改变教学的主阵地,即在必要的时候带领学生走出课堂,走进广阔的农村大自然环境中帮助学生实现对教材所教科学理论知识的更深刻认识、理解与掌握。

例如,在教学“土壤里有什么”这一知识点时,我就要求班上的学生自由组合成学习小组,交代好安全注意事项、分发完铁锹、放大镜等工具之后,组织他们有秩序地到泥土地里进行土壤挖掘的实践活动。这次亲近大自然的机会使学生对土壤挖掘兴趣非常饱满,在呼吸到农村地区大自然新鲜空气的同时,帮助他们体会到了农业劳作的艰辛。除此之外,该实践操作活动实现了预期的理想教育效果,即:帮助学生借助他们自身的力量切实获取关于土壤的相关信息,促使他们进一步明确与深化之前在课堂上所学的关于土壤的相关理论知识:

1.土壤中所包含的颗粒大小及形状都不尽相同;

2.土壤中所包含的物质在颜色上有些许差异,有的颜色较灰暗,有的颜色则相对较明亮;

3.土壤里有一些存活的小昆虫或者其他有生命的有机物;

4.土壤里还有一些已经没有生命体征的植物或动物尸体;

5.不同区域的土壤在湿度及密度上也存在着一定的差异。

如此一来,学生在上述实践认识的基础上,就对之前在课堂上所学到的“土壤其实是由空气、水、沙、黏土、无机盐、腐殖质等成分构成的”这一知识点实现了进一步的深化认识,从而大大提高了对该节知识点的理解与掌握程度。

二、将农村丰富的乡土资源运用到小学科学的课堂教学活动之中

农村的大自然环境中蕴含有小学科学学科所必需的一些资源,可是,由于安全因素、气候环境等因素的制约,经常将小学生带到自然这一大课堂之中显然并不符合实际情况。考虑到这一点,笔者认为,小学科学教师应当适当将与学习内容密切相关的自然资源引入到课堂这一教学阵地中。这也不失为利用农村自然资源,使其更好地为小学科学教学服务的一种有效途径。

如,在学习“小蚯蚓找家”这一章节的内容时,我就提前准备了几只小蚯蚓、土壤及一小瓶水。随后,便带领学生分别进行了如下两组对比比较强烈的实验:潮湿、阴暗、松软、肥沃的土壤环境以及干燥、光亮、坚硬、贫瘠的土壤环境这两种土壤环境中蚯蚓的活动状况。如此一来,借助蚯蚓这一特殊资源,学生就能在上述对比实验中非常明确地认识到适宜蚯蚓生活的土壤环境。而这很显然正是本节科学教学活动的重点与难点所在。再如,在学习“观察蚂蚁”这一知识点时,我就提前准备了几只小蚂蚁,然后在课堂上分发给各学生小组一定数量的放大镜,引导他们借助放大镜认真观察蚂蚁的身体构造、蚂蚁的爬行规律、蚂蚁同同伴进行信息交流时可能出现的动作特征……这样一来,学生就能从实际观察中对蚂蚁形成更为深刻的认识与了解。从而大大保证了他们对当堂教学知识点的更好吸收。综合实践来看,将农村丰富的乡土资源恰当地运用在小学科学的具体知识点教学活动中有利于优化学生的课堂实际教学效果,将在一定程度上显著提升小学科学的教学效率及质量。

总之,小学科学课程是义务教育阶段以培养学生良好的科学综合素质为主要教学目的的一门基础课程,其同语文、数学、英语等学科一样,在小学义务教育课程体系中占据着非常重要的地位。对此,我们小学科学一线教育工作者必须正视农村地区的独特教育资源,并将其能动地运用在自身的科学教学实践活动中。相信如此,方能在帮助学生形成与大自然和谐相处这一积极生活态度的同时,显著优化他们的科学学习效果与质量。而这正是小学科学所要求实现的“情感态度与价值观”这一预期教学目标。

土壤的相关知识篇5

一、把握教材

靠教师讲解书本知识,让学生死记硬背相关知识结论,绝对不是科学教育。但教师也不能忽视教材,要运用书本提供的知识背景,加强对教材不同章节内容间的脉络联系与有机衔接,做到“用教材教”,而非“教教材”。如《土壤与生命》这节课,在户外土壤采样时,被周围许多神奇有趣的小生物所吸引,教师可以在坚守探究主题的同时,结合教材中下节课《植物的一生》所需要问题,抛砖引玉,将一些较常见的易识别的生物资料整理出来,构建“先行组织者”,为后续章节做好准备。基于对教材的通整理解,深化了学生对土壤的认识,培养了探究发现的能力,激发了热爱家乡热爱大美祖国的情感,有力促进了教育目标的达成。

二、掌握学情

教师面对的主体是学生,只有教师对学生心理行为特点的深入了解、对学生知识储备的精准把握,才能激发学生的学习兴趣与科学素养的养成。目前苏教版科学课的开设范围是3―6年级的孩子,虽然抽象思维能力呈逐渐上升趋势,但对科学现象的认识仍以感性认识为主,探究的水平和质量都存在问题。教师要紧抓这些特点,把学生对科学的好奇心转化成强烈的求知欲和学习行为,结合实验探究活动,运用直观教具与多媒体等手段,让学生爱上科学,学好科学。仍以《土壤与生命》为例,小学生虽然对土壤的相关知识了解不多,但好奇心强,探究的热情高涨。针对此特点,笔者事先让学生观察自己住所附近的土壤,看看土壤里有些什么?土壤上面长了些什么?长势如何?能不能带给大家分享分享?……有了这些铺垫,课堂探究时有物有情,土壤采样各不相同,课堂也活泼多样了。针对学生注意分配能力尚不完备的特点,不强制学生的试验记录,而是将重点放在探究的热情与过程上,对探究中的疑问,技巧性留下悬念,在学生心中埋下好奇的种子,让学生爱上科学,学好科学。

三、组织教学

教师是学生学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴,不仅要考虑课堂上让学生学什么,怎样学,更要考虑这样的学习对学生的发展有何作用。苏教版科学的内容多样,涵盖了物质世界、生命世界、地球与宇宙三大领域的等方面的内容,另外还有科学探究和情感态度与价值观的培养,科学课堂的设计就要依据不同的教学内容,针对不同的年级段,采用灵活的教学方法,对不同章节的内容做好衔接,以便更好地实现教学目标。三年级学生的直观形象思维继续发展着,同时抽象逻辑思维能力也在增强中。基于此特点,笔者在《土壤与生命》教学时,带学生到学校近郊荒地上,让学生亲手采集土壤样品,用“看、摸、捻、嗅”等方法观察土壤里有些什么,指导学生认识腐殖土及其形成过程,亲手制作肥料袋,采集腐殖土,为下一单元《植物的一生》中植物的种植做好材料准备。

教学活动开展时,要有效应对实验中的意外情况,解决派生问题,如针对比较实验时壤土、黏土、沙土的保水性都较强的反常现象,激发学生通过实地调查、走访等手段,探寻原因,在探究中增加了对土壤的认识,加深了对家乡历史的了解,培养了对土壤的亲近感与对美好家园的热爱。

四、准备器材

科学课器材准备得好坏,直接影响到科学探究的活动效率。目前国家教育部门对小学科学实验装备这块十分重视,配备积极充分,给科学教学特别是乡村小学带来了便利。不过在平时教学中,上级部门提供的器材也未必完美,在平时教学中,教师可以结合本校本地实情,自创或改进实验器材。教师也要鼓励学生e出心裁,自制实验器具,告诉学生不要只把实验室里的那些仪器定视为实验器材,生活中只要能为实验而用的物品,生活中的玻璃瓶、手机、鸡蛋、镜子、土豆、萝卜、种子、垃圾袋等亦可应用在科学实验中,培养学生善于发现的眼光,让学生感受到科学就在身边。

土壤的相关知识篇6

关键词:土壤 实践教学 改革

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)03-0178-02

实践教学是高等学校教学工作的重要组成部分,是全面实施人才培养计划、提高教学质量的主要教学环节,是培养具有创新精神和实践能力的综合人才的根本途径。土壤学是林业职业院校许多专业如园林、林学、园艺等的专业基础课程,该课程的实验、实习等实践教学环节对教学质量有着重要作用,直接影响学生以后动手解决实际问题的能力。为了培养学生的创新精神与实践能力,如何更有效地开展土壤学系列课程的实践教学,是值得研究的重要课题。围绕人才培养目标,近几年来,我们经过不断的改革、创新,在实践教学内容、教学方式、成绩评定等环节进行了探索研究。

一、土壤学实践教学存在的问题

目前,在土壤学系列课程实践教学中存在着如下问题或困难:

1.现代科学技术快速发展以及专业调整,实验测定方法及实验内容也在不断更新,需要对大纲和备课内容做些调整。

2.一些学生缺乏学习兴趣。由于当前就业形势的改变,许多专业特别是林业专业的毕业生就业率低;另外有的学生对专业不感兴趣,使得学生对实验课重视不够,不能主动认真地完成实验操作。

3.随着招生规模的不断扩大,实践教学经费投入相对不足,尤其在野外实习更为突出,使得部分课程实习流于形式,达不到预期效果。另外,个别实验项目仪器老化、数量不足。

4.土壤学相关课程,如土壤学、植物生态学、土壤肥料学、植物学、植物营养学等,在实践教学中各自为政,存在实验课内容安排不够系统和协调、野外实习分次去相同地点实习不同的内容造成的时间及经费浪费的现象。

以上这些现象的存在,使得土壤学及其有关课程的实践教学存在不科学、不合理现象,教学效果也不理想,因此有必要进行调整和改革,并不断深入研究总结,以达到提高教学质量的目的。

二、实验教学的改革

1.实验准备工作的调整

长期以来,在《土壤学》等实验课教学中一直沿用“家长包办式”的教学方法,即实验中所用的仪器、试剂、材料等都由实验员事先准备好,学生按照实验老师或实验课本上讲解的步骤完成实验,此种做法的后果是学生对整个实验了解不够,失去许多锻炼机会,在今后的实习和工作中很难独立完成整个实验。因此,在实验教学中我们把“包办式”改为“独立式”,任课教师之间经充分讨论,确定每一项教学内容和方式后,在老师的指导下,让学生自己完成仪器的准备、试剂的配置等前期工作,再根据实验操作步骤完成整个实验,让学生得到更多的锻炼。

2.实验课堂教学方法的改革研究

创新指导方法,活跃实验课堂氛围,调动学生求知、创新的欲望及积极参与的热情。过去的实验教学方式为“填鸭式”,上课时实验老师讲解实验原理、步骤并演示基本操作后,学生按实验操作步骤看一步操作一步,非常机械地完成实验。此法对操作技能差、不愿动脑的学生比较合适,实验秩序也很容易控制,但对学生的主动性、独立意识、思考能力等综合素质的培养是极为不利的,直接造成的结果是学生对实验知识掌握不够深入、扎实和灵活,很难在今后的教学实习和工作中得到很好的运用。

基于上述情况,我们在教学中改“填鸭式”为“讨论式、提问式、互动式”,改“抱着走”为“推着走”的教学方法,督促学生独立地完成实验内容。基本作法是:要求学生实验前对实验进行书面预习,对不明内容在课堂上进行讨论解决;实验前老师对主要实验内容及注意事项进行重点讲解,对有些操作步骤及现象采用提问、讨论的方式,使学生对内容知其然还要知其所以然。例如使学生懂得在土壤质地测定时“土壤中加草酸钠溶液和搅拌的目的是什么”,在水分测定中的计算“分母为什么要用烘干土的质量”,在土壤有机质测定中“为什么要根据土壤有机质大致含量确定称样量”等。学生实验操作过程中,老师应把主要精力放到巡视观察、指导与释疑上,让学生独立思考,独立完成实验(这一点非常重要)。另外,对实验操作过程中在实验仪器、试剂、操作等方面出现的各种问题先让学生自己思考解决,实在不能解决的由老师解决。以上改革措施的运用,使学生的实验学习由被动转为主动,教学效果发生很大改观。

3.实验成绩评定方法的改革

以前的实验成绩主要根据学生的实验报告和期末试卷考试来评定,存在学生互相抄报告和期末搞突击、死记硬背现象,不能很好地评价学生实验情况,对平时学生实验也起不到很好的督促作用,因此必须对学生的实验成绩评定方法进行改进。改进原则是,既注重实验过程又注重实验结果,既要评价平时成绩又要评价综合成绩。改进后的成绩组成及所占比例如下:出勤情况10%;预习情况5%;实验操作表现30%;回答问题5%;实验报告20%;考试30%。另外,实验课的期末考试根据情况采用动手操作和笔试两部分。这样增加了平时成绩所占的分量,可以真正提高学生平时学习的主动性、积极性,知识掌握得比较扎实,避免或减少学生只凭考前搞突击复习及互抄报告等不良现象。

4.建立实验情况及时反馈制度

实验信息反馈主要是在下次上实验时,老师把上一次在实验课中和批改实验报告时发现的问题及时地传达给学生,使学生了解自己实验操作和实验结果的好坏。信息反馈在实验教学活动中非常重要,既能使学生了解前一次实验的综合情况,增加经验教训,有利于下一次实验的进行,还能督促老师及时总结实验情况和认真批改实验报告。

三、教学实习的改革

教学实习是土壤学等课程的重要组成部分,与课堂理论部分相辅相成,对理论知识的掌握和实践能力的提高都有非常重要的作用。以前土壤学及有关课程的教学实习存在一些问题,主要表现为实习经费不足、手段及内容单一、相关课程协调不够、同一实习地点几门课重复进行、带队老师少等,造成的结果是交通费所占比重过大,浪费现象严重,有的实习流于形式,学生重视程度不够,实习效果差。针对现状和存在的问题,土壤学系列课程教学实习进行了如下改革。

1.协调土壤学相关课程,整合实习资源,提高实习效果

针对相同学生分次去校外同一地点实习不同课程内容所造成的时间和经费的浪费以及指导教师不足和有的实习课程没足够经费到野外实习等情况,我们把《土壤学》《植物生态学》《植物学》《地质学》等课程实习结合起来,改为一次去相同的野外实习点实习不同的内容,这样实习经费和指导教师相对充足,实习内容进行优化组合,几门课程专业知识综合考虑,融会贯通,实习效果有了大幅度提高。这样做能节省不少交通费,使课程实习经费相对充足,可以多选几个实习点,实习内容更加丰富。

2.调整实习内容,提高学生综合运用专业知识的能力

传统的实习一般把土壤分类、分布及土壤形成作为主要内容,但该部分并非土壤学的主要内容,而且须跑野外,花费太高。一般一个班一周的实习经费仅能满足外出一天的野外实习,而其余时间在校内实习,内容安排上也大多不合理。为此,我们结合土壤系列课程的特点,增加校内实习内容,把土壤肥力调节措施、土壤性质与植物生长的关系等列为实习内容,并开设试验设计内容,让学生根据课程内容及自己的兴趣设计一些简单的可操作性强的试验。这样既培养了学生独立分析问题解决问题的能力,又激发了学生对课程学习的兴趣,而且在实习中检验了实验课所学内容的掌握程度,是对实验课知识的回顾和再学习。

3.改革主要以外出为主的组织形式,增加实习的灵活性

将传统的实习内容如土壤类型及性质、成土因素与土壤形成关系等由野外实习改为室内多媒体播放与野外观察典型样点相结合,其它实习则安排在校内进行,时间上以学生利用课外时间为主、占用课上时间为辅,方式上以学生自主开展为主、老师重点答疑指导为辅。充分利用网络资源及音像资料,充实讲课内容。充分利用网络上大量的音像资源和自制音像资料,将课堂上不易讲解、或者讲解不清的内容形象化、具体化;选取典型的标本如矿物岩石等以利于学生掌握,同时丰富课程内容,扩充学生的知识面。

4.改革实习成绩评定方法

以前实习成绩主要是根据学生的实习报告,存在片面、不合理现象,对学生在实习过程中的表现监督和督促不够。改革之后的实习成绩包括两部分:一是学生在实习过程中的表现,由指导教师和同组学生评定;二是实习报告成绩,由学生汇报实习报告、老师根据报告内容评定。这样既注重实习过程又注重实习结果,也锻炼了学生语言表达等综合能力,实习效果明显提高。

四、改革的效果分析

第一,通过内容的改革,使学生对课程知识的掌握更加扎实,也使许多枯燥乏味的内容变得更加有趣味,调动了学生的学习兴趣。

第二,通过改革实习的组织形式,整合土壤相关课程的实习安排,使实习资源得到充分利用,费用有效率提高一倍,师生比提高,可获得更多综合知识,对疑难问题从不同的知识角度讨论解决,使学生获得更合理更准确的解释,实习效果好。另外,减少了由于校外实习而对学生上公共选修课造成影响。

第三,校内实习试验内容的设立,让学生自己设计,自己实施,自己总结,很好地锻炼了学生自己分析问题解决问题的能力,以小组为单位的组织方式也增强了学生间的协作能力。

第四,对实习结果采用报告的形式进行交流,能使学生互相学习寻找差距,同时对实习内容进行再消化。通过演讲实习报告,既给学生提供了展示自己的机会,也锻炼了学生的表达能力。

第五,对实验、实习成绩评定方法的改革,充分调动了学生在实验、实习过程中的主动性和积极性;学生对实验、实习报告的撰写,无论是形式上还是内容上都有较大的提高。

参考文献

[1] 李纯华.改进土壤肥料学实验教学方法的探索[J];实验室研究与探索;2006年08期.

土壤的相关知识篇7

关键词:土壤环境 检测 策略

随着近年来环境污染的加剧和各种有毒物质以及废弃污染物的增多,我国的土地环境遭受了前所未有的危害并有不断扩大的趋势。所以,建立一套完善的检测土壤环境的法律法规以及土壤环境监测规范,对于改善土质,减小土壤的污染范围,提高作物的产量和品质都具有极为重要的作用。

一、土壤环境遭到污染的现状以及发展趋势

土壤的污染物包括:无机物(酸、盐、碱和重金属);化学肥料;放射性物质;有机农药;寄生虫、病毒、病原菌;污泥、矿渣、煤粉灰;有机废弃物。我国的土壤质量近几年来一直在下降,除了发生一些常见的沙化、盐碱化以及水土流失等生态的恶化外,还有农药等有机污染物,这些土壤污染物广泛集中在城市的工矿区、交通线路和城市近郊,越来越多的城市污染物使土壤的压力已经不堪重负。土壤环境的污染大大加剧了土地资源的短缺,尤其是在城市建设快速发展占用了大量的耕地的同时,越来越严重的土壤污染问题使得土地资源的短缺现状越来越让人担忧。

土壤的严重污染还造成了农作物的大量减产,现在的土壤污染物越来越多,仅以土地的重金属污染物为例就造成了全国粮食减产1000多万吨,间接造成的经济损失更是多达几百亿元。

严重的土地污染问题导致我国农产品的出口受到了严重影响。在经济快速发展的东部地区,在土壤中检测出的有机污染物多达60余种,而其中的将近三分之一的难降解的有机物对土壤的有毒性影响较大,导致土壤中毒性始终存在,这些有毒物质通过生物的生长过程使有毒物质进入到植物体内,导致了大批农产品在出口时受到严重影响,进而在一定程度上影响了我国农产品的出口量,从而使作物产区的经济严重受损。

土壤环境的污染也间接地影响到了人体的身体健康。一项研究表明,某些地区的疾病发病率与当地的土壤环境以及粮食的污染之间具有密切的联系。比如,粮食中的镉含量如果过多的话,就会造成人体的“骨痛病”,在一些土壤受镉污染严重的地区,使当地人们的肝脾肿大,并且癌症的发病率也比普通区的发病率高出十几倍之多。当土壤受到污染之后,土壤的微尘由于在风力的作用下漂浮在大气中,使得人们在呼吸的时候使受到污染的土壤颗粒进入到人体内,人体受土壤中污染物或有毒物质的影响而使身体的健康状况受到严重影响。另外,土壤污染也会通过生态中的物质循环和转换影响到水源,造成水源的污染,使得正常的水源不能正常饮用,通过食物链使人畜受到伤害。

当前土壤的污染呈现出日益严重的趋势,不仅逐渐地从轻度污染向重度污染转化,而且也从单一的污染逐渐向复合型的污染。有些受污染的地区不仅受到严重影响,而且有受污染地区的范围逐步扩大趋势。

二、强化土壤环境监测的策略和一些相应的技术手段

1.完善我国的有关土壤环境监测的相关规范和标准

目前我国的土壤环境正在遭受着空前的影响和破坏。不仅会严重影响到水源,会影响到大气环境,而且会影响到土地上的农作物的质量和产量,甚至会影响到人体的身体健康。但是由于我国目前有关土壤环境的检测和防范的相关政策和规范不够完善,导致了我国土壤环境的破坏越来越严重。因此,有效控制和解决土壤环境污染的当务之急就是建立一套相对完善的土壤环境监测和改善机制,并且在全国范围内建立一套统一的以宪法为基础的根本法律,各个地区也要根据各自的实际建立一套保护土壤环境的法律法规,还要建立一套关于土壤环境质量的标准,确保土壤环境的安全。

2.广泛开展有关土壤生态环境和土壤生态质量的检测

在我国,酸雨的危害较为普遍,而且对土壤的危害也较严重。现在普遍的观点是,土壤中的铝释放出来的话,就会影响植物的正常生长。所以在目前来说,只有加快建立一套我国土壤生态的检测系统,才能较为全面地反映我国土壤生态质量的状况。在我国有些地区还依然存在着大量土地使用污水灌溉,这使得土地的污染受到严重影响。因此,要尽快建立并完善一套关于我国农田土壤环境监测的机制和方法,检测项目要依据使用的污水类型来确定,并且要保证检测每年一次,从而使我国的土地能够在最短的时间内得到相应改善,确保农田的粮食产量稳定增长。

3.开展农田土壤污染监测和污染事故的土壤监测

由于我国的农田现在仍使用,所以要加快农田土壤环境监测的机制的建设,确保有规律的检测频率。此外,我国目前含铅汽油仍在使用,释放的大量有毒气体对交通比较繁忙的公路两侧的农田植物影响较大,尤其是含铅量可能会大量增加。所以,加快对道路两旁的农田植物的含铅量检测是当前较为行得通的办法和策略。对于一些突发的环境事故,对于进入到水体和大气中的污染物会很快稀释掉,而对于进入到土壤中的污染物则会保留较长的时间,并且可能会发生严重的二次污染。所以在严重的环境事故后,要加强土壤的环境监测。

4.加强土壤环境质量检测人员的培训

我们不仅要建立一套土壤环境质量检测的统一的机制和评价方法,更要加强土壤环境质量检测人员的培训和教育。要不断提高土壤环境检测人员的专业知识和土壤学以及统计学的知识水平,建立一套科学合理的培训方案和方法,使土壤环境监测人员的工作能力能够得到不断提高,从而提高我国土壤环境检测的水平。

三、结语

由于大量有机毒物以及大自然中污染物地增多,使得我国土壤的污染程度不断加深,不仅影响了水源,还影响了土地上生长的农作物的质量和产量,甚至影响人体的健康。在当前的社会环境下,我们要充分认识到我国土壤环境污染的严重程度,还要充分认识到土壤环境监测的必要性。所以在当前土壤污染的背景下,我们要积极建立土壤污染的监测和检测机制,通过完善统一的法律法规,使我国的土壤检测能力和水平不断提高,从而保障我国土壤的安全和健康。

参考文献

[1]奚旦立,孙裕生,刘秀英.环境监测[ M ].北京:高等教育出版社, 2009.28.

[2]段智勇,付忠诚,李步年.GIS技术及其在环境保护领域中的应用[ J]环境与开发,2008,( 1) :30 31.

土壤的相关知识篇8

关键词:人工神经网络;土壤含水量;预测

中图分类号:S1527;TP183 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2012)12-0011-05

Study on Forecasting Model of Soil Water Content based

on BP Artificial Neural Network

Guo QingChun1, Wang SuJuan2, He ZhenFang3

(1.Shanxi Radio & TV University, Xi’an 710068, China;

2.Shandong Institute of Agricultural Sustainable Development, Jinan 250100, China;

3.Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute,

Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China)

Abstract Soil moisture is one of the factors restricting plant growth, so it has great significance to scientifically forecast soil moisture for making full use of soil water. In this paper, the soil moisture predicting model was put forward based on the BP neural network. The BP neural network using adaptive learning rate momentum algorithm has fast convergence rate and high error precision. According to the soil moisture forecast experiment, the BP neural network predicting model increased the convergence rate, reduced the possibility of getting into local minimum, and improved the prediction accuracy.

Key words Artificial neural network; Soil moisture; Prediction

土壤水分在地表与大气间的物质和能量交换中起着极为重要的作用,是陆地地表参数化的一个关键变量,同时也是农作物生长发育的基本条件和产量预报模型中的重要参量。土壤水分也是土壤的重要物理参数,它对植物存活等具有极其重要的意义,土壤水分过少时,土壤溶液浓度过高,会造成根系吸水困难,致使须根干枯产生“烧须”现象;水分过多,影响根系呼吸及生长,引起乙醇等有害物质的积累,同时厌氧菌活动旺盛,容易造成烂根和疾病发生[1];朱同彬等(2008)[2]探讨了不同水分条件对土壤酶活性的影响和土壤酶活性的短期变化规律;王月福等(1998)[3]研究了在不同土壤水分胁迫条件下,水浇地小麦品种鲁麦7号和旱地品系莱农8834各生育阶段的水分利用效率。因此,土壤水分及其变化的监测,是农业、水分、生态、环境和水土保持等研究工作的基础,特别是在农业生产中,可以根据土壤水分的监测、预测结果及作物需水规律进行有计划的灌溉。

土壤水分动态模拟和预测一直都是灌排工程的重点研究对象,许多研究人员应用神经网络等方法对土壤含水量进行了研究[4~14]。如鹿洁忠等(1987)[4]对农田土壤深层水分预测进行过研究,提出了根据表层土壤水分确定深层土壤水分的模式;姚建文等(1989)[5]采用多元回归分析方法,将数值模拟方法得到的土壤水分运动动态过程的计算值和实测值进行了比较,两者吻合较好。马孝义等(2001)[6]探讨了土壤含水量的Kriging 和Cokriging 估值方法,研究表明,同深度土壤含水量与不同深度的土壤含水量之间均具有显著的空间相关性;张丽丽等(2007)[7]根据每天红壤不同层次含水量,利用时间序列分析方法,依据表层10 cm含水量序列预测20、30、40 cm 和60 cm土层含水量,结果表明各不同土层含水量之间呈极显著性相关;袁念念等(2011)[8]利用表层土壤含水量与耕层以下土壤含水量之间的关系来预测耕层以下土壤体积含水量,对2008年土壤含水量数据进行线性回归分析,建立含水量预测模型,用2009年同期数据进行检验,效果较好;这些研究得出一个结论:土壤深层水分含量可以利用浅层含水量进行预测。人工神经网络作为一门新兴学科,具有处理复杂非线性问题的优点,已经在多个领域得到广泛应用,因此采用该工具对土壤含水量进行了预测研究,为进行科学灌溉和水土保持提供参考。

1 实验数据

商丘市位于东经114°49′~116°39′、北纬33°43′~34°52′之间;全市东西横距168 km,南北纵距128 km;全市总面积10 704 km2;商丘属暖温带半温润大陆性季风气候,气候温和、四季分明,主要特点是春季温暖大风多,夏季炎热雨集中,秋季凉爽日照长,冬季寒冷少雨雪;年平均日照时数为1 944 h,无霜期平均为211天,年平均气温142℃,一般最高温度39℃,最低温度零下9℃,年平均降水量623 mm。

商丘1995~1997年土壤含水量观测数据来自国家农业科学数据共享中心。采样点位于东经115°40′,北纬34°27′,海拔为501 m,时间为1995年1月8日~1997年12月28日,逢每月8日、18日、28日取土测定5~30 cm 的土壤含水量,每5 cm一个层次。用土壤含水量百分比(%) 表示。实际数据如图1所示。

为了充分发挥BP神经网络的预测功能,提高其输出精度,有必要对输入数据进行预处理,以提高神经网络的泛化能力(即对未来学习数据的正确应答能力),一般可将各输入量归一化到[0,1]区间,但Sigmoid函数在[0,01]和[09,1]区间内变化极为缓慢,不利于特征提取,为此将各输入量归一化至[01,09]之间。输入数据通过标准化{Y=08×〔X-min(X) 〕/ {〔max(X)-min(X)〕+01}处理,构成一组新序列。

2 实验方法

人工神经网络(artificial neural network,简称ANN)是由大量简单的处理单元(或称神经元)广泛地相互连接而形成的复杂网络系统,是一种非线性的动力学系统。它具有大规模的并行处理和分布式的信息存储能力,良好的自适应性、自组织性及很强的学习、联想、容错及抗干扰能力,迄今为止,人们提出许多神经网络模型。较典型的有BP网络、Hopfield网络及CPN网络等,其中应用较多的是具有非线性传递函数神经元构成的前馈网络中采用误差反向传播算法作为其学习算法的前馈网络(Back Error Propagation,简称BP网络)。误差反向传播网络(BP模型)是一种多层结构的映射网络,它是目前应用最为广泛的一种人工神经网络,在各门学科领域中都具有极其重要的实用价值,其学习能力和容错能力对于具有不确定性模式识别具有独到之处。BP人工神经网络结构如图2。

BP算法的中心思想是调整权值使网络总误差最小。BP模型学习过程的算法由正向传播和反向传播两部分组成。通过反复的正向传播和反向传播,不断地修改各层神经元的权值和偏置值(即阈值)来减少误差函数,直到与某一相当小的正值或进行迭代运算时误差函数不再减少。学习过程的实质是求误差函数的最小值,它通过反复训练已知样本集,在没有达到设定的误差最小值之前,每训练一次,权值将沿误差函数的最速下降方向改变,最终收敛到最小点,然后将多个样本训练所得的各层间连接权值及各层神经元的偏置值(即阈值)信息保存起来,以便对未知样本进行处理。

BP网络训练算法理论具有依据可靠、推导过程严谨、精度较高、通用性较好等优点,但传统BP网络训练算法存在以下缺点:收敛速度缓慢;容易陷入局部极小值。在实际应用中,BP网络训练算法很难胜任;因此采用收敛速度较快和误差精度较高的增加动量项与自适应调整学习速率相结合的算法改进BP神经网络的性能。传统BP网络训练算法实质上是一种简单的最速下降静态寻优方法,在修正权值W(n)时,只按照第n步的负梯度方向进行修正,而没有考虑到以前时刻的梯度方向,从而常常使学习过程发生振荡,收敛缓慢。为加速算法收敛,可考虑引入动量项m。增加动量项的权值,调整算法的具体做法是:将上一次权值调整量的一部分迭加到按本次误差计算所得的权值调整量上,作为本次的实际权值调整量,这种方法所加的动量因子实际上相当于阻尼项,它减小了学习过程中的振荡趋势,从而改善了收敛性。动量法降低了网络对于误差曲面局部细节的敏感性,有效地抑制了网络陷入局部极小。传统BP网络训练算法收敛速度缓慢的另一个重要原因是学习率选择不当,学习率选得太小,收敛太慢;学习率选得太大,则有可能修正过头,导致振荡甚至发散。可采用自适应方法调整学习率。在学习收敛的情况下(误差函数E减小),学习率lr乘以大于1的常数α,增大lr,以缩短学习时间;当lr偏大致使不能收敛时(误差函数E增大),学习率lr乘以小于1的常数γ,及时减小lr,直到收敛为止。

人工神经网络的拟合精度与网络层数和各层神经元个数关系密切。BP人工神经网络通常采用三层结构,拟合精度的提高可以用增加各层的神经元数。已经证明3层BP网络可以以任意精度逼近一个连续函数。因此,本研究采取3层BP网络。

输入层和输出层分别与需要解决问题的输入变量和输出变量相联,因此输入层和输出层的神经元数分别由输入变量和输出变量个数确定。由于本模型选用5~10、10~15、15~20、20~25 cm的土壤含水量作为输入,25~30 cm的土壤含水量为输出,输入层包含4个神经元,输出层包含1个神经元。隐层的隐单元定为8~12,最后根据训练结果进行调整。其中隐含层神经元数根据经验公式来确定:P=L+M+N,其中,M、P、N分别为输入层、隐含层和输出层神经元的数目,而L为1~10之间的一个整数。从网络的学习时间与次数以及达到全局收敛的综合效果来看,我们选择的隐含层神经元的数目为9。即网络结构为4-9-1三层结构。在本模型中,输入层、隐含层采用tansig作为传递函数,输出层采用purelin传递函数。动量常数定为09,学习率为005。均方误差为0001。经过542次训练满足训练要求。

3 实验结果

31 不同深度土壤含水量序列变化及其相关性

土壤含水量空间格局是土壤各层含水量随深度的增加而变化,各深层含水量时间上的连续变化是随着表层含水量的变化而变化,且随着深度的增加,土壤含水量波动范围先减小后增大。5~10 cm 土壤含水量变化于24%~241%之间,波动较大,10~15 cm 土壤含水量变化于53%~217%之间,波动幅度次之,15~20 cm土层含水量变化于 55%~201%之间,波动幅度最小,20~25 cm 土壤含水量变化于52%~217%之间, 波动幅度增大,25~30 cm 土壤含水量变化于55%~26%之间。根据1995~1997年不同深度土壤含水量序列空间格局和时间上连续变化的特点,对不同深度土壤含水量序列进行相关性分析,通过在显著性水平为005的F检验,结果表明,25~30 cm 土层与浅层含水量之间呈显著性相关,其中与20~25 cm(0938) 和15~20 cm(0818) 土层含水量之间的相关系数,大于与10~15 cm(0703) 和5~10 cm(0462) 土层含水量的相关系数。可以说相邻土层含水量时间序列之间具有高度的空间相关性,土层相隔越远,相关系数越小,相关性越小。表明土壤含水量在垂直空间分布上具有显著的空间相关性。这一结果进一步说明,可以利用土壤表层含水量预测一定深度的土壤深层含水量。

32 神经网络拟合及其预测结果

在一维水平入渗条件下,影响土壤含水量的因素主要有入渗距离、入渗时间、土壤容重、土壤质地、土壤初始含水量,在土壤容重、土壤质地和初始含水量一定的情况下,可以把入渗距离和入渗时间看作预测土壤含水量的主要依据,通过入渗距离和入渗时间及相应的土壤含水量训练网络,建立土壤含水量的神经网模型,就可以预测土壤含水量的时空变化过程。由于表层土壤水分下渗到深层土壤需要一定时间,因此采用前一时段实测数据来预测后一时段土壤含水量的方法,即采用第8天5~10 cm、10~15 cm、15~20 cm、20~25 cm的土壤含水量来预测第18天25~30 cm的土壤含水量,依次类推。

采用1995~1996年的不同深度土壤含水量作为训练样本,训练神经网络模型,训练结果如图3,利用1997年不同深度土壤含水量,作为检验样本,检验神经网络模型的预测精度见图4。训练样本拟合值最大相对误差534%,最小相对误差-377%,平均相对误差0372%,通过显著性水平为005的F检验,相关系数0999;检验样本预测值最大相对误差 984%,最小相对误差-357%,平均相对误差162%,通过显著性水平为005的F检验,相关系数0999。可以看出,基于BP人工神经网络的土壤含水量模型预测精度较高,达98% 以上,平均相对误差不超过2%,最大相对误差不超过10%;土壤含水量预测值与真实值吻合程度较高,并且预测值的变化趋势和真实值变化趋势也一致,可以反映实际土壤含水量的变化趋势,能够满足实际预测需要。

预测值对比图

4 结论

为了准确预测土壤含水量,对河南省商丘市1995~1997年的土壤含水量进行分析,建立了基于BP人工神经网络的土壤含水量预测模型。通过模型建立和研究得出以下结论。

41 利用人工神经网络模型预测深层土壤含水量时,模型预测的平均相对误差不超过2%,最大相对误差不超过10%。利用表层土壤含水量与深层土壤含水量之间的关系来预测深层土壤含水量,总体上精度较高,预测值与实测值相对误差较小。

42 人工神经网络预测模型反映了入渗条件下,土壤含水量与入渗时间和距离的动态关系,初步研究表明,用人工神经网络预测土壤含水量的时空变化是可行的,而且不需要建立具体的数学模型。

43 对BP算法作了一些改进,通过对不同深度土壤含水量的学习,利用神经网络的记忆、联想以及推理功能对深层含水量的预测估计。预测的结果表明,改进的学习算法大大加快了网络的学习速度,同时对于已学习过的样本知识,网络的输出与期望的结果充分相符,表明该网络能够正确地实现训练样本的拟合;当输入的数据在一定范围内偏离样本知识时,网络的输出具有接近样本输出的倾向,因而表明了神经网络在预测土壤含水量方面的实际可用性。参 考 文 献:

[1] 邓天宏,付祥军,申双和,等0~50cm与0~100cm土层土壤湿度的转换关系研究[J]干旱地区农业研究,2005,23(4):64-68

[2] 朱同彬,诸葛玉平,刘少军,等不同水肥条件对土壤酶活性的影响[J]山东农业科学,2008,3:74-78

[3] 王月福,于振文,潘庆民 土壤水分胁迫对耐旱性不同的小麦品种水分利用效率的影响[J]山东农业科学,1998,3:3-5

[4] 鹿洁忠根据表层数据估算深层土壤水分[J]中国农业气象,1987,8(2):60-62

[5] 姚建文作物生长条件下土壤含水量预测的数学模型[J]水利学报,1989,20(9):32-38

[6] 马孝义,李新平,赵延凤土壤含水量的Kriging 和Cokriging 估值研究[J]水土保持通报,2001,21(3):59-62

[7] 张丽丽,陈家宙,吕国安,等利用土壤表层含水量序列预测深层含水量的研究[J]水土保持学报,2007,21(3):162-169

[8] 袁念念,彭 虹,黄介生,等棉田控制排水土壤含水量预测[J]武汉大学学报(工学版),2011,44(4):445-448

[9] 崔素芳,张振华,姚付启,等基于偏相关分析的烟台市土壤温度影响因素及预测模型研究[J]山东农业科学,2010,1:18-21

[10] 金 龙,罗 莹,缪启龙,等农田土壤湿度的人工神经网络预报模型研究[J]土壤学报,1998,35(1):25-32

[11] 陈昌华,谭 俊,尹健康,等基于PCA-RBF神经网络的烟田土壤水分预测[J]农业工程学报,2010,26(8):85-90

[12] 余世鹏,杨劲松,刘广明,等基于BP人工神经网络的长江河口地区土壤盐分动态模拟及预测[J]土壤,2008,40(6):976-979

土壤的相关知识篇9

关键词: 《环境土壤学》 教学内容 教学方法 改革

1.引言

实验教学是高校教学中的重要环节。《环境土壤学》作为高校环境科学专业重要的专业基础课程,是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科[1]。它是土壤学和环境科学交叉融合的综合性学科,是现代土壤学发展的新特点。在我国,随着经济的发展,土壤污染加重,其对人类的健康带来了很大的威胁,因此以土壤为核心的环境土壤研究是环境科学领域的重要方向之一。《环境土壤学》实验教学是本课程的重要组成部分,对于加强课程的系统实践训练,提高学生对土壤环境问题的综合分析与解决能力,培养学生的创新能力具有非常重要的作用。而目前我们的实验教学多以验证性的、孤立的基础实验为主,这对于提高学生对本门知识的综合运用能力非常有限,因此,其改革的目的旨在提高学生对本门知识实践应用的能力,以及独立思考、自主创新的能力。

2.实验课程体系和教学内容的改革

精选和确定合适的实验内容,并按照教学规律、知识层次科学的组织,是搞好《环境土壤学》实验教学的基础。在制定教学内容时,我们应本着加强基础、拓宽口径、增强专业地区适应性的理念,以提高学生的基本技能,提高学生分析、解决实际问题的能力,提高学生的自我思考与创新能力为目标。在实验教学中我们进行了一系列的改革试探,努力使体系和内容趋于完善和科学化。

2.1加强专业的基础训练。

《环境土壤学》的研究是以土壤为基础,从环境的角度关注土壤问题。环境专业的学生对相关的环境研究手段比较熟悉,但对土壤研究的一些基础方法比较陌生,因此,在设计实验与教学时,我们加强了相关土壤研究的基本方法的教学内容,如针对不同的测试项目土壤的采集、处理与保存,使之占到整个内容的20%,为以后相关实验的操作理解打下坚实的基础。

2.2减少重复性实验,增加适应性实验。

目前,由于实验条件的限制和实验课体系设置的问题,各实验课程的设置都比较独立,对不同课程之间的衔接和结合重视不够,造成同一专业的不同课程的实验课内容重复或相似。为此我们在选定实验内容时首先会了解学生所学的其它实验课程,对里面有重复或相似的地方进行修改或删除。

在设计实验内容时,我们除参考全国其他高校相同课程的设计外,同时针对天津地域的特点,设计相应的实验内容,如:盐渍土壤盐分测定分析,城郊土壤重金属测定分析,集约化菜田土壤硝态氮测试分析,等等。

2.3削减验证性实验,增加综合性、设计性实验。

在实验教学中引入验证性实验,可使学生从实验现象、过程上深化对《环境土壤学》课程理论知识的理解,是一种重要实验教学手段。但是,“照方抓药”[2]式的验证性实验过多,容易导致学生失去对科学实验的兴趣,不利于学生独立思考、自主创新能力的培养,因为实验指导书或教材中对许多经典验证性实验的实验过程、步骤、习题等写得很详尽,学生只要按部就班就可以了,往往忽视对实验现象、结果的深入思考。因此,我们在设计课程时只选取其中具有代表性的实验内容,将验证性实验数量控制在所开出实验的30%左右;同时,改进验证性实验,在其中融入探索和研究的成分,增加学生思考和探索的内容,使学生通过操作达到对基本知识、技能的系统化、完整化。如,我们在设计盐渍土含盐量测定实验时,给每组学生不同土壤,测试完后,要求学生结合所给土壤的实际情况,总结土壤的盐渍化程度,以及相应的改良方案。

综合性、设计性实验是要求学生运用某一课程或多种课程知识,依靠掌握的基础理论知识和基本操作技能,完成实验全程操作的实验教学。实验题目具有一定的综合性、探索性。综合性、设计性实验教学方案的精心设计与组织实施,营造了适宜培养学生创新能力和提高素质的良好环境[3][4][5],它着重培养学生的独立解决实际问题能力、创新能力的组织管理能力。如在环境土壤学实验中教师要求评价某一个区域土壤的环境质量现状,学生可以首先根据实验室条件,从土壤采集、处理、分析方法、过程等方面共同讨论确定实验方案,然后进行分工,确定小组和任务,最后完成任务后一起汇总来完成一个目标。在实验过程中,学生始终是实验活动的主体,充分发挥主观能动性和创造性;教师给学生提供较宽阔的思维空间和选择余地,使学生独立解决实际问题的能力和创新能力得到提高。综合性、设计性实验内容占所有实验学时的40%。

2.4增设研究性实验。

研究性实验是由教师从整体科研计划中抽出小课题,或者由学生根据所学理论课程自己设置研究题目,制定试验研究方案,开展试验分析。如学生设计施磷肥对土壤磷环境风险研究性实验,首先制定某集约化区域磷肥施用与生产性调研,在集约化区域采集不同土壤层次样品,测试土壤的Olsen-P、吸附态磷和CaCl2-P的含量,然后综合考虑地表状况,评价土壤磷环境风险状况。此类实验使教与学、学与做融为一体,能充分发挥学生的智慧。这类实验约占开出实验的10%。

3.实验教学方法的改革

传统的实验教学方式一般是以教师为中心的“传授式”,教师准备好实验所需的一切材料,讲清楚实验步骤,有时还做演示实验,然后由学生按照操作步骤机械地完成,实验报告也是一个模式,学生做完实验没有什么收获,教师也很难评定学生的实验成绩。因此教学方法的改革对于提高整个实验课程体系效果非常重要。

3.1实验教学过程的改革。

改变过去实验准备阶段由教师完成、学生进行课上操作的模式,由教师提供实验指导,药品、仪器的准备由学生在教师的监督、指导下独立完成,可以分组轮流准备实验所需材料,让每个学生都有机会独立完整完成一个实验过程。在实验课堂中教师不讲述具体的实验过程,只强调实验过程中的关键注意事项,把时间留给学生。同时在实验过程中教师深入到每一实验小组去观察、指导学生的每一个动手、操作方法、规范程度等,发现问题及时纠正,切实保证每个学生实验基本功达标。

3.2实验考核指标的改革。

实验报告作为一种考核手段,其目的是检验一个学生实验完成过程与效果,检验实验教学效果,完善教学内容与方法。但以往存在完全依赖实验报告作为评定学生实验成绩的问题,这样并不能完全反映出一个学生的真实成绩。在《环境土壤学》实验中我们将每个学生的平时实验操作计入成绩,占到40%,实验报告和笔试各占30%,这样更能反映出一个学生的综合实验成绩。

4.结语

在《环境土壤学》实验的教学改革过程中,我们对课程体系内容、实验教学方法、考核指标进行了探讨,调动了学生的主观能动性,结合天津地区土壤研究特色,发挥了其创新性能力,训练了他们的科研意识,拓宽了思路,实现了我校的培养目标,使他们能真正为天津都市型农业发展,以及未来的环境保护作出应有贡献。

参考文献:

[1]陈怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社,2005.

[2]周重益,郑剑峰,孙玉强.综合性实验教学对学生的创新意识和研发能力的影响[J].福建电脑,2006,(1):54.

[3]李志涛.高校综合性、设计性实验与高素质创新人才的培养[J].今日科苑,2008,14:257.

土壤的相关知识篇10

一、审题意识与能力不强

例1 (2014・四川成都)据央视报道,2014年全国高校毕业生规模达到727万人,比上年多了28万人,再次创下历史新高。要破解这一难题,从政府的角度看,应该( )

①转变就业观念,适应市场需求 ②全面提升个人素质,自主创业③简化创业手续,降低创业门槛④大力发展生产,拓宽就业渠道

A.①② B.①③

C.②④ D.③④

阅卷反馈:本题命题者围绕“我国严峻的高校毕业生就业形势”创设情景,旨在考查学生解决问题的能力。据成都市中考失分状况统计,本题是失分严重的客观题之一。许多考生在作答时误选了A项。究其原因,这些考生没有仔细读题,审题意识不强,没有留意到试题设问限定了“政府”这一明确的行为主体角度;备选项①②的内容虽然有助于破解“高校毕业生就业形势严峻”这一难题,但这是针对“高校毕业生”这一行为主体提出的要求。本题正确答案应该是D。

例2 (2014・山东烟台)为依法严厉打击利用互联网制作传播色情信息行为,全国“扫黄打非”工作小组办公室、国家互联网信息办公室、工信部、公安部决定自2014年4月中旬至11月在全国范围内统一开展打击网上色情信息“扫黄打非・净网2014”专项行动。“净网”专项行动启动以来,引起了公众的极大关注,网上热议不断。以下是部分网友在某论坛上发的帖子:

你认为“净网”行动能带来哪些正能量?

阅卷反馈:本题命题者围绕我国多部门联合开展的“净网”行动创设情景,旨在考查学生分析问题的能力。设问要求考生思考“净网”行动能带来哪些正能量?即要求考生回答:“净网”行动能够带来哪些积极影响?组织答案时应该以“有利于……;有利于……”的格式书写答案要点。围绕“扫黄打非・净网2014”这一主题,多角度联系教材相关知识分析,“净网”行动的积极影响主要有:有利于遏制网络文化垃圾的滋生蔓延,净化网络文化环境,促进网络健康发展;有利于为未成年人营造良好的网络文化环境,加强对未成年人的社会保护,促进未成年人健康成长;有利于加强社会主义精神文明建设,推动社会主义文化繁荣;有利于培育和践行社会主义核心价值观;有利于构建和谐社会等。阅卷结果显示,学生因为审题能力不强而跑题的现象较为严重,主要存在以下两种错误:一种是围绕网络对青少年学生的消极影响书写答案,另一种是从国家和青少年学生角度针对“净网”行动列举措施或要求。

二、获取和解读材料信息能力欠缺

例3 (2014・广东广州)建设生态文明,建设美丽中国,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。阅读材料,回答问题。

材料一:近年来,“镉大米”、“重金属蔬菜”、“血铅事件”等土壤污染案件频频见报,引起公众极大关注。以下调查结果来自环境保护部与国土资源部2014年4月联合的《全国土壤污染状况调查公报》。

材料二:据有关调查,在珠三角地区,不适宜种植农作物的污染土壤占到土壤总面积的22.8%,工业污染是最大祸首,一次性餐具造成的白色污染及居民生活污染也不容忽视。针对上述问题,政府有关部门回应,当前我国土壤污染防治法尚未出台,土壤污染修复的技术规范还没建立,现有的土壤修复技术也不成熟,治理土壤污染任重道远。

(1)结合表一、表二和注,描述我国土壤污染的现状并简要分析其危害。

(2)结合材料二,就政府和公民应如何保护土壤资源提出建议。

阅卷反馈:本题命题者围绕建设生态文明与美丽中国创设情景,图文并茂,旨在考查考生获取和解读材料信息的能力。这类试题要求考生回答问题时必须紧扣试题材料,要点准确、全面。考生一般无法在课本上找到答案原句,而必须对材料中的有效信息进行阅读、比较、概括和归纳。试题第一问首先要求考生通过提取、概括材料一中的有效信息描述我国土壤污染的现状。

阅卷显示,部分学生不看材料,直接抄写人教版九年级《思想品德》第四课“了解基本国策与发展战略”中关于我国环境形势现状的概述:我国的环境污染和生态破坏严重,面临严峻的环境形势。还有部分学生根据材料与设问笼统地书写“我国土壤污染严重”,没有紧扣材料表述出我国土壤污染的具体表现。

材料一由一段简短的文字、两张图表与一则附注组成。图表一描述的是我国土壤污染程度。通过对相关数据的计算,可以发现:我国16.1%的土壤受到不同程度的污染,其中1.1%受到高度污染。结合图表前面的文字导语,还可以发现:我国目前的土壤污染主要表现在重金属污染日益严重。图表二描述的是土壤污染地区分布,根据图示中的区域分布,联系附注,可以发现:人口稠密、经济发达,作为国家主要的粮、棉作物产区的长三角、珠三角、东北老工业基地等地区土壤污染较其他地区严重。第一问第二个层次要求考生分析土壤污染造成的危害,考生可联系教材知识从危害人体健康、制约经济社会可持续发展、破坏生态平衡等方面组织答案。试题第二问要求考生结合材料二,就如何保护土壤资源分别对政府与公民提出建议。旨在考查学生解读有效信息、调用所学知识解决问题的能力。阅卷显示,部分考生并没有将设问中的“保护土壤资源”这一主题与材料二中的有效信息结合,而是仅根据教材相关表述泛泛而谈。如对政府,书写了“坚持科学发展观、实施可持续发展战略、坚持节约资源和保护环境基本国策、推进生态文明建设”等答案要点。对公民,书写了“我们要自觉树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,为实现中华民族永续发展做出自己的贡献,我们要养成节约资源、保护环境”等口号性的答案要点。解答本题第二问,首先必须通过对材料的阅读,提取三点有效信息:土壤污染中工业污染是最大祸首;当前我国土壤污染防治法律法规不健全;现有土壤修复技术不成熟。据此,就“保护土壤资源”分别对政府和公民提出有针对性的、具体的建议。对政府:要高度重视工业污染源的防治,要制定完善防治土壤污染的法律法规,要建立土壤污染修复的技术规范等。对公民:要树立自觉保护土壤资源的意识,学习有关保护土壤资源的知识,要尽量减少或避免使用一次性餐具、塑料袋,减少白色污染;发现企业违规操作造成工业污染,要积极向政府有关部门举报等。

三、缺乏必要的解题技巧而导致要点不全

例4 (2014・江西)2014年4月24日,《中华人民共和国环境保护法》由十二届全国人大常委会第八次会议修订通过。方月平同学查看相关新闻后,得出了两个结论:

新修订的环境保护法强化了法律责任、加大了处罚力度,首次写入生态保护红线、设计按日计罚制度、增加环境污染公共监测预警机制等,被称为“史上最严”的环保法。

(1)由此得出结论一:只要有了新的环境保护法,雾霾等环境问题就都解决了。

环境保护法是一部具有基础性地位的法律。该法律的修订,对单项环保法的修订或制定具有重要指导意义,对有关行政法、民法和刑法在环保领域的适用也具有统和作用,同时,对地方环境立法给予了相应授权。

(2)由此得出结论二:环境保护法是我国的根本大法。

请你运用有关法律知识,分别对以上两个结论进行辨析。

阅卷反馈:本题命题者围绕新修订通过的环境保护法创设情景,以观点辨析的形式考查学生对相关法律知识的综合理解与运用。题述结论一“只要有了新的环境保护法,雾霾等环境问题就都解决了”属于片面型辨析题。对这类观点进行辨析时,可以分两个步骤。步骤一:肯定题述观点的合理成分,并解释理由。如本题,考生首先要书写:解决雾霾等环境问题需要新的环境保护法,因为有法可依是依法治国的重要前提。步骤二:围绕要解决的问题,在规定的知识范围内补充条件。如本题,考生应书写:解决雾霾等环境问题还需要有法必依、执法必严、违法必究,还要坚持把依法治国与以德治国相结合,增强人们的环保法律意识,提高公民的思想道德素质。阅卷显示,相当一部分考生对结论一进行辨析时,漏答了步骤一中的原因。

题述结论二“环境保护法是我国的根本大法”属于易混知识辨析题。这种观点表述严格地讲是错误的,对这类观点进行评析时,可以分三个步骤。步骤一:指出题述观点是错误的。步骤二:改正题述观点,并书写理由。如本题,考生应书写:中华人民共和国宪法才是我国的根本大法。宪法具有最高的法律效力。步骤三:表述错误内容与正确内容之间的联系。如本题,考生应书写:宪法是制定和修改环境保护法的依据和基础,环境保护法是宪法内容的具体化。阅卷显示,对结论二进行辨析时,考生失分现象特别严重,许多考生漏答了步骤二中的原因与步骤三中的内容。

四、材料与观点“两张皮”

例5 (2014・江苏苏州)材料:保护创新就要保护知识产权。为此,我国采取了一系列措施,保护知识产权,打击盗版侵权行为。如:全国人大及其常委会制定了《中华人民共和国著作权法》等法律;有关部门加强监管,经常开展对于盗版侵权行为的专项整治;通过司法解释,适当降低对侵犯知识产权行为的刑事处罚门槛,一大批侵犯知识产权的犯罪分子受到刑罚制裁。

材料中所列的措施是如何体现依法治国的基本要求的?

阅卷反馈:本题命题者围绕我国保护知识产权的系列措施创设情景,旨在考查学生对依法治国基本要求的理解。本题是一道演绎题,旨在考查学生理论联系实际的能力。命题者在设计这类试题时会给考生呈现信息丰富且包含多层内涵的背景材料,其设问形式通常是“材料是如何体现×××(教材观点)的?”要求考生以事说理,事理结合。解答此类试题,首先必须明确命题者所要考查的“理(教材观点)”包含的具体内容。如本题,考试作答前首先知道依法治国基本要求的内容。联系教材知识:依法治国的基本要求是坚持有法可依、有法必依、执法必严、违法必究。然后将“理”的具体内容与材料对照,分层次摘抄材料中的关键语句,实现材料信息与观点具体内容的一致。本题答案要点可以按如下格式书写:制定保护知识产权的法律、法规,体现了立法机关建立科学完备的法律体系,做到有法可依;加强监管,经常开展对于盗版侵权行为的专项整治,体现了行政机关依法行政,做到有法必依、执法必严;一大批侵犯知识产权的犯罪分子受到刑罚制裁,体现了司法机关公正司法,做到违法必究。阅卷显示,部分考生在解答本题过程中要么只列举材料显示的我国保护知识产权的系列措施,要么直接依据教材知识书写依法治国的基本要求,前者阅卷过程中不赋分,后者阅卷过程中酌情赋1分。究其原因,材料与观点两张皮,考生未能将材料信息与考点知识的具体内容有机联系。

五、生活情景的感悟与体验不到位

例6 (2014・湖北襄阳)中学生宁宁常常通过写信与人交往:“爸爸、妈妈,我爱你们!在家里经历的许多事情,让我懂得了‘羊有跪乳之恩’的内涵。我会改掉睡懒觉的习惯,谅解爸爸偶尔的暴躁。”

“老师,您辛苦了!您不仅教给了我们丰富的知识,还培育了我们健康的心理:自信、坚强……”

“孟欣同学,你好,别忘了我俩‘净化网络,从我做起’的约定呀!”

父母看信后,心里洋溢着幸福;老师看信后,增添了几分欣慰;同学看信后,感受到了责任。是的,文明交往是一束光、一朵花,它温暖了家庭,扮靓了社会。

(1)宁宁在家里可能经历了哪些事情,触动她给父母写这封信?(至少答两条)

(2)在给老师的信中,省略的内容是什么?(至少答两条)

(3)假如你是孟欣同学,你会怎样履行约定呢?(至少答四条)

(4)从信中,我们看到宁宁懂得了哪些与人交往的道理?(至少答四条)