长期以来，我校土壤肥料学都注重“加强基础、淡化专业、拓宽专业面、重视应用”的原则.通过土壤肥料学(土壤学部分)实验课程的学习，学生能掌握土壤样品采集和制备的方法，并在此基础上测定土壤机械组成、土壤质地、土壤有机质质量分数、土壤含水量、土壤容质量及三相比(田间测定)等物理化学性质，进而了解土壤状况，这对学生从事专业技术或科研工作有重要意义.通过调研分析发现，当下土壤肥料学实验教学模式存在一系列弊端，而MOOC授课则为土壤肥料学实验教学改革提供新方向.

土壤肥料学的教学现状可归纳为以下3点：(1)土壤肥料学实验教学内容知识较陈旧，且以验证性实验内容为主，缺乏综合性、设计性、探索性实验内容，这既不符合学科的发展水平，也难以符合生产的实际需要. (2)土壤肥料学实验教学方法相对落后，教师、实验人员往往是实验的准备者、领导者和设计者，学生往往是被动的实验操作者，本应该由学生自己做的事情变为主要由教师和实验人员代劳；这在一定程度上剥夺了学生进行独立思考、独立操作实验的机会，学生仅“依葫芦画瓢”得到了一个实验结果，但并没有理解其中的方法原理，亦不能灵活将该方法运用到生产实践中. (3)土壤肥料学实验教学队伍力量相对薄弱(表现为少有专职的实验教师从事实验课教学)、仪器设备不足(表现为实验教学基地的基础设施差、仪器设备老化等)，这也进一步制约着教学内容的改革.

MOOC是顺应时代发展的产物，不仅提供了新的课程资源展现方式，也提供了新的学习模式和教学方式，实现了“以学习者为中心、以体验和活动为中心”的教学模式^{[1, 5]}. MOOC在实验教学上的优势主要体现在：(1)学生可以随时利用零碎时间，登录网络学习自己的课程或观看国内外学者开设的课程，高效学习并拓展知识面；(2)学生可以在在线学习过程中及时与教师及同学沟通交流，不必等到上课时间才能解惑，使得学生的学习管理更加有效且个性化；(3)学生可以自主安排学习进度，并进行线上教学互动，真正实现了有效的自主学习.

基于MOOC平台的土壤肥料学实验教学无疑给我们进行实验教学改革开辟了新的教学模式，教师既可以利用MOOC资源，也可以针对性制作MOOC(结合学生专业)，实现实验教学在内容和方法上的改革，这同时也扩展了学生的知识面及思维方式.同时，学生可以结合MOOC进行课前学习、课后总结，对即将开展的实验有一定的了解；结合自己的思考和网上体验，在实验课堂上提高动手操作技能训练；这一方面是教学方法的改革，同时也提高了学生的学习效率：学生在来到实验课堂中时，已对实验有了较深入了解，既可以完成实验的既定目的，也可以在现有实验方案基础上，开展创造性实验内容，这也是我们在实施MOOC教学后鼓励学生去做的.基于MOOC的土壤肥料学实验教学模式，以学生实践能力培养为核心，极大缩减教师课堂教学时间，对激发和培养学生的实践操作能力有极大的帮助. MOOC教学可同时实现：实验教学内容的极大丰富、实验教学模式的改变(传统的“填鸭式”教学到学生主动学习).

实验教学具有其他教学环节(或方式、方法)无法替代的作用，可极大促进学生科学素养的形成.然而，传统的实验教学模式以课堂教学为主，约三分之一到二分之一的上课时间花在对实验目的意义、实验原理、实验步骤及方法、数据处理、数据解析等的讲授.实际上，课堂讲授过程环节中往往缺少师生交流.特别是如果学生不愿意或者忽略了课前预习，往往出现这样的结果：授课教师花费了大量的时间精力去讲实验相关内容，学生在听实验目的意义和原理的时候觉得无关紧要，听实验步骤方法时在与桌上摆放物品比对，听数据处理时还在回想实验步骤方法，最终授课完成后下面的学生一脸茫然.在黑板教学的年代，学生就比对着黑板上的步骤机械操作；而在多媒体和网络技术日趋普及的现在^[10-12]，课件等随讲课进度翻过去后，学生在听完课的第一反应不是根据理解开展实验，而是要求老师回放到操作步骤一页，开展按步走的实验.这些现象表明，传统实验教学的授课效果不尽理想，更难以适应现代教育培养创新型人才的理念.

2008年，MOOC首先在美国形成一种教学模式，之后随互联网的高速发展迅速席卷全球.公元2012年为MOOC元年^[13].强调以学习者(即学生)为本：学生可以自主安排学习时间，自主选择学习内容，自主控制学习进度，并能实现知识的可视化(抽象知识具体化、复杂知识简单化和隐性知识外显化).目前，MOOC教学改革已广泛用于大学数学^{[2, 14]}、英语^{[4, 6]}、大学体育^[5]、药理学^[15]、医学继续教育^[16]等的教学中.分析发现，MOOC更重要的是以“学”为本，学生在慕课课堂中的学习同时有体验、互动两个过程^{[1, 13]}.体验是学生通过学习，借助互联网平台提供的教学视频、微课程等学习资源，自己完成对新知识的认知、感受与领悟，并努力形成对新知识的认知和理解.互动是学生在体验学习基础上的二次学习，是与教师或其他学生进行知识诠释、知识交流和知识再创造的过程.学生在MOOC互动体系中，亦学亦师，跟年龄、性别、背景、经历等不尽相同的人在一个庞大的虚拟课堂中进行知识交流互动，实现对已有知识结构的重构、对认知系统的完善.

基于MOOC，我们期望能将目前实验教学模式的“教师为中心”转变成“学生为中心”.在网络平台上进行实验教学的课前预习(理论部分)以及仿真模拟(实验部分)，学生在学习时不受上课地点和时间的限制，这大大增加了学生学习的自由度，使得每一位学生都能根据自己的节奏安排合适的学习时间，选择喜欢的学习地点(比如学校教学楼、图书馆、甚至各类运动场、宿舍等).与此同时，MOOC教学平台上也有丰富的实验教学资源，这是常规实验教学无法比拟的，它进一步拓宽学生学习实验课程的广度和深度.学生可以选择回放或快进，根据自己的学习进度来听课，学习进程的可控度和自由度更高，这改变了传统教学模式.有些模拟或虚拟实验课程，学生能够通过网上学习，按实验课程要求提交实验报告，教师既可及时了解学生掌握的情况，又可有针对性地与学生展开讨论，这也在一定程度上改变了现在传统教学中实验设备不足的困境.同时，MOOC最突出的特征是其交互模式^[13]，这可进一步促进学生学习质量的提高.以学生之间的交互为例，学生可利用MOOC平台的讨论区发起问题或参与讨论问题，比如讨论各自家乡农业生产中的现象与土壤以及土壤肥力相关的情况，这可加深学生对课程理论知识的理解与认识，同时提高学生解决农业生产中实际问题的能力，确保学生能够学有所用.

土壤肥料学实验教学融入MOOC模式，可更好地优化教学方式与结构，提升教学质量，激发学生学习兴趣.目前，我们运用的MOOC制作过程主要包括：选题、设计(对知识点切分)、音频和flash制作合成、校对并上线发布和测试反馈.

首先，选题是最简单的一个环节，根据教学大纲和教学进度确定需要安排的实验课程.这里以土壤肥料学实验课中“土壤有机质测定”的实验MOOC教学为例.其次，根据教学要求，对教学内容进行认真的构建和安排；基于MOOC可综合考虑学习者的合理进度并帮助学习者完成完整学习周期的理念，确定MOOC中每个学习单元的知识点，剔除了教材中一些非核心内容，增加了一些必要的补充知识，如表 1所示.

再次，按照知识点，展开内容并切割分配碎片化的小知识点.按照每个小知识点的呈现形式、教学重点和难点，确定与之相呼应的视频、音频、flash动画等的呈现形式，并合理分配需要的时间.最后，教师需根据已确定好的知识点、知识点的呈现方式及呈现时长，整合出供学生学习使用的课程大纲和供MOOC制作参考的清单，作为MOOC制作的基础.这里需要特别说明的是，MOOC的课程大纲促进了学生对课程组成和学习进度的掌控，有助于学生理清知识点间的关系，进而帮助到学习该课程的学生更有效地学习.根据拟定出的MOOC课程大纲，实验课的MOOC制作中的关键点在于对实验方法步骤的flash制作；通过flash教学，可形象直观表征实验过程，并给予学生自主探究的空间.制作flash的基本过程如表 2所示(以“土壤有机质测定”的MOOC制作为例).

根据我校土壤肥料学教学大纲，实验教学部分共涉及5个土壤学实验和3个植物营养学实验，均可通过“切分知识点、合成音频和flash、校对并上线发布”的方法制作MOOC.目前，我们已完成的“土壤机械组成分析”和“土壤有机质测定”的MOOC制作，并已在我校多个专业(如农业资源与环境、园艺、风景园林等)进行了一年的教学实践，取得了良好的效果.通过与“土壤容质量”“土壤三相比”“土壤养分速测”等实验课程的传统授课模式进行对比，我们对2017级风景园林专业、2016级农业资源与环境专业和2015级神农班的269名学生进行了问卷调查，其中95.8%的学生认为基于MOOC的实验教学改革提高了自主学习能力；93.1%的同学认为MOOC教学方式让他们真正把所学的理论知识与实践结合起来，增强他们学以致用的能力；92.6%的同学认为MOOC教学方式提高了自己分析问题及解决问题的能力.通过统计结果，可以看到MOOC教学模式充分体现了学生的主体地位，教学手段更科学，教学效果显著；同时，MOOC提供了学生互动学习的平台，在问题讨论中促进了学生学以致用能力的培养.

慕课(MOOC)在土壤肥料学实验教学中的应用，改进和丰富了实验教学手段，同时也创新了实验教学的教学方式和学习方法.基于MOOC能将知识可视化的优势充分发挥，将土壤肥料学实验教学与MOOC相结合，优化学生预习、课后小结等环节，可训练学生的思维模式并提高学生自主学习热情.教学实践表明，将MOOC技术与实验教学相融合，有助于切实培养学生的解决问题能力和发散思维能力，为课堂教学带来了活力. MOOC在土壤肥料学实验教学中的应用研究，促进了我校教学方式的信息化改革，并将为今后逐渐形成适合于我校办学特色的MOOC教学提供有价值的参考依据.