環(huán)境工程微生物學(xué)實驗教學(xué)的探討

張長平　劉曉寧　邵　青　黃　超

摘 要:環(huán)境工程微生物學(xué)實驗作為環(huán)境工程專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，作者在多年來的教學(xué)中深刻體會到嚴格遵守實驗操作規(guī)程，養(yǎng)成良好的科研及實驗習(xí)慣的重要性，并嘗試采用開放教學(xué)和靈活的考核方法，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，強化實驗效果，收到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:環(huán)境工程微生物學(xué)實驗 實驗教學(xué)教學(xué)模式

環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，而環(huán)境工程微生物學(xué)實驗是環(huán)境工程微生物學(xué)理論知識的實驗技能培養(yǎng)課，二者相輔相承。目前，環(huán)境工程微生物學(xué)實驗教學(xué)還存在很多不足，如缺乏專業(yè)特點等。因此，為了達到較好的實驗教學(xué)效果，教學(xué)內(nèi)容安排及教學(xué)模式必須要具有環(huán)境工程專業(yè)的特色，符合教學(xué)規(guī)律。

一、實驗內(nèi)容的選擇及安排

環(huán)境工程微生物學(xué)是微生物學(xué)的一個分支，具有突出的專業(yè)特點，實驗內(nèi)容的選擇要做到既能培養(yǎng)學(xué)生微生物學(xué)的基本操作技能，又要兼顧微生物在環(huán)境工程實踐中應(yīng)用。例如，培養(yǎng)基的制備、器皿及培養(yǎng)基的滅菌、顯微鏡的操作、微生物的染色及觀察、微生物的培養(yǎng)及分離等實驗內(nèi)容是必不可少的，這些都是微生物實驗最基本的操作，學(xué)生必須要扎實掌握，但在實驗微生物種類的選擇上要照顧到環(huán)境工程中的重要微生物，比如普通生物學(xué)中較少涉及而環(huán)境工程微生物中比較重要的藻類、原生動物和微型后生動物等。另一方面，實驗內(nèi)容中要有環(huán)境工程微生物應(yīng)用技術(shù)，例如細菌總數(shù)的測定、水中大腸菌群數(shù)的測定、菌膠團的觀察及活性鑒定、活性污泥的培養(yǎng)及馴化等。

實驗進度的安排盡量要和理論教學(xué)同步。微生物學(xué)主要是給學(xué)生介紹自然界中客觀存在的微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及生理，依靠邏輯推理的知識較少，實驗?zāi)芙o學(xué)生非常直觀的感受，視野中真實的圖形和現(xiàn)象是對課堂講解知識最好的詮釋。另外，微生物實驗又具有自身的特點，即幾個實驗間的內(nèi)容具有連續(xù)性，比如培養(yǎng)基的制備、微生物的培養(yǎng)、微生物的染色及觀察，雖然可以分割成獨立的實驗，但又完全可以作為一個完整的大實驗，但至少要連續(xù)幾天才能完成，因此需要安排好學(xué)生的實驗時間。

另外，在實驗教材的選擇上要便于學(xué)生學(xué)習(xí)，又要和實驗教學(xué)內(nèi)容相呼應(yīng)。目前獨立的環(huán)境工程微生物學(xué)實驗教材比較少，已有多個版本教材把實驗部分放在理論教材的后面，但內(nèi)容不是非常詳盡，學(xué)生需要參考更為詳盡的教材才能全面地理解掌握。微生物學(xué)實驗教材版本雖然較多，但有關(guān)環(huán)境工程應(yīng)用技術(shù)方面的內(nèi)容又較少。因此，教師必須采取較好的教學(xué)方式加以彌補。

二、嚴格遵守實驗操作規(guī)程，養(yǎng)成良好的科研及實驗習(xí)慣

實驗過程中一定要嚴守實驗操作規(guī)程，加強對學(xué)生科學(xué)實驗習(xí)慣的培養(yǎng)。首先，微生物實驗的實驗對象—微生物本身對環(huán)境可以造成生物污染，有些還是致病菌，因此要求學(xué)生在實驗結(jié)束時必須要對丟棄的培養(yǎng)物進行滅菌，在實驗過程中，對取菌后的接種針和接種環(huán)要嚴格按照實驗規(guī)程及時滅菌，不能隨意亂放，以免造成環(huán)境污染。其次，在實驗過程中要強化無菌操作的意識。在環(huán)境治理過程中，如廢水的治理過程，微生物應(yīng)用的形式多為雜菌形式，往往無菌操作會被環(huán)境工程的學(xué)生忽視。因此更應(yīng)該強調(diào)無菌操作的重要性。為了保證實驗結(jié)果的精確性，嚴守?zé)o菌操作實驗規(guī)程是必需的。再有，實驗設(shè)備的操作要嚴守實驗規(guī)程，確保實驗室安全。如高壓蒸汽滅菌，目前，學(xué)生實驗室中的許多高壓蒸汽滅菌鍋沒有自動保壓裝置，只能依靠人工調(diào)節(jié)，多采用臨時關(guān)掉電源或保持排氣閥小幅度的開啟，無論哪種操作方式，時刻都需要人員看守。在實驗過程中，有的學(xué)生為了盡快結(jié)束實驗，保壓前冷空氣的排除不徹底，保壓結(jié)束后為了縮短冷卻等待時間，帶壓情況下大幅度打開排氣閥，這些操作不僅會帶來實驗失敗，而且往往會造成實驗事故。

三、充分調(diào)動學(xué)生的積極性，強化實驗效果

為了保證實驗效果，教師必須嚴格督促學(xué)生認真完成課程學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)。學(xué)生必須要對實驗內(nèi)容進行課前預(yù)習(xí)，明確實驗步驟。微生物實驗準備是比較煩瑣的，而對于將來要獨立工作的學(xué)生來說也是很重要的環(huán)節(jié)，因此，利用學(xué)生課余時間，對學(xué)生進行分組輪流進行實驗準備，確實強化了學(xué)生對實驗整體的理解，而且也得到了學(xué)生很好的反饋。在實驗過程中，為了強化實驗效果，需要對典型的好的實驗結(jié)果，如染色結(jié)果、形態(tài)觀察結(jié)果等利用顯微鏡圖像采集設(shè)備進行采集并集中展示，也起到了鞭策后進的目的，充分調(diào)動了學(xué)生的實驗積極性。

四、開放教學(xué)，滿足學(xué)生的求知欲望

在目前學(xué)生就業(yè)不樂觀的現(xiàn)實面前，很多學(xué)生選擇用更多的知識和技能武裝自己，以增強自身的競爭力。實驗課程要給他們提供充分的發(fā)揮空間。我系環(huán)境工程微生物實驗室抽出固定的時間，對學(xué)生開放，學(xué)生可任意選做開放實驗，也可對以前做過的實驗加以進一步的驗證。學(xué)生如有特殊要求的，可提前提出，實驗室可根據(jù)自身條件為學(xué)生提供一切條件。這個環(huán)節(jié)不僅激發(fā)了學(xué)生對課程的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，提高了學(xué)生的自主實驗?zāi)芰?，同時也進一步豐富并充實了本課程的實驗內(nèi)容。

五、采取靈活的考核方法，接受反饋，積極改進課程

在不同的壓力下學(xué)生獲得的知識是不同的，因此實驗教學(xué)同樣要給學(xué)生一定的壓力。適當(dāng)?shù)目己诵问綍o學(xué)生一定的壓力，更是對學(xué)生實驗技能的深化。很多實驗課程成績的最后評定主要依據(jù)實驗報告。我院環(huán)境工程微生物學(xué)實驗的考核則采用了多種形式相結(jié)合，主要包括三種，其中實驗報告的內(nèi)容和質(zhì)量占60%，實驗技能現(xiàn)場操作考核占30%，平時實驗操作技能及規(guī)范性占10%。其中，實驗技能現(xiàn)場考核采用抽簽方式，學(xué)生根據(jù)抽到的結(jié)果進行現(xiàn)場操作，從而給出該部分的成績，該環(huán)節(jié)也使學(xué)生在平時實驗過程中，對每個操作環(huán)節(jié)都給與了充分的重視，強化了實驗效果。另外，對于在開放教學(xué)環(huán)節(jié)中自主實驗內(nèi)容新穎、具有創(chuàng)新性的學(xué)生給予充分肯定，可適當(dāng)提高評定等級。

接受學(xué)生的反饋是促進課程建設(shè)很重要的一個途徑。我系建立了環(huán)境工程微生物學(xué)及實驗課程的公共郵箱，學(xué)生可以不記名發(fā)表意見和提出建議，以加強師生之間的溝通，同時也對教師的教學(xué)工作起到了監(jiān)督和促進作用，得到了大家的肯定。

六、結(jié)束語

環(huán)境工程微生物學(xué)實驗的課程建設(shè)還有較遠的路要走，在課程的教學(xué)模式上應(yīng)該多采用現(xiàn)代化輔助教學(xué)手段，Harry Brenton等人在解剖學(xué)教學(xué)中采用多媒體和計算機三維模型，建立網(wǎng)絡(luò)課件等，不僅收到了良好的教學(xué)效果，而且也籍此建立起了同行之間交流的橋梁，這一點很值得借鑒。在教學(xué)內(nèi)容上更要適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的節(jié)奏，不斷更新，精益求精。實驗教學(xué)就是要讓學(xué)生成為知識的主宰者和應(yīng)用者，給予他們把理論知識應(yīng)用于實踐的技能，從而實現(xiàn)知識的工程化、產(chǎn)業(yè)化。

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