《環(huán)境微生物學(xué)》課程教學(xué)改革的思考

童英林 袁永平 陶雪琴

仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東廣州 510225

《環(huán)境微生物學(xué)》課程教學(xué)改革的思考

童英林 袁永平 陶雪琴

仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東廣州 510225

分析了《環(huán)境微生物學(xué)》課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考核方式等方面探討進(jìn)行該課程教學(xué)改革的途徑。

環(huán)境微生物學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

《環(huán)境微生物學(xué)》作為環(huán)境類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，是多學(xué)科相互交叉滲透并高速發(fā)展的前沿研究領(lǐng)域。其基本原理、研究技術(shù)在解決環(huán)境工程問(wèn)題中不可或缺。尤其在生物治理污染領(lǐng)域如污水生物脫氮除磷等方面，環(huán)境微生物學(xué)的研究手段日益顯示出其重要作用。學(xué)生能否學(xué)好該門課程乃至學(xué)以致用已成為了評(píng)價(jià)其專業(yè)素質(zhì)的重要指標(biāo)，因此對(duì)本課程進(jìn)行教學(xué)改革，提高教學(xué)效果的要求也逐漸明確。針對(duì)該課程在教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，本文結(jié)合本學(xué)院教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)手段與方式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考核等幾個(gè)方面進(jìn)行探討，提出幾點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)的改革途徑，希望能為同行提供一些借鑒與參考。

1 當(dāng)前《環(huán)境微生物學(xué)》教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

1.1 教學(xué)內(nèi)容更新滯后，教學(xué)形式單一

《環(huán)境微生物學(xué)》涉及內(nèi)容廣泛，基礎(chǔ)性知識(shí)的講授及實(shí)驗(yàn)往往占據(jù)了大部分課時(shí)。其原因一方面是該課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課之一，重視對(duì)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)和基礎(chǔ)技能的掌握；另一方面，有關(guān)應(yīng)用微生物知識(shí)進(jìn)行衛(wèi)生檢測(cè)，污染治理等專業(yè)內(nèi)容必須建立在扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)之上。其結(jié)果將導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容更新滯后，許多環(huán)境微生物治理方面的應(yīng)用前沿也不能詳盡介紹，往往在壓縮的課時(shí)中只能一帶而過(guò)，更不要說(shuō)在實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行驗(yàn)證。

另外，傳統(tǒng)的環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)形式較為單一。與許多課程類似，教師在課堂中擔(dān)當(dāng)主導(dǎo)角色，不斷灌輸自身所具備的完整的學(xué)科體系，這從傳授學(xué)科的整體性和系統(tǒng)性結(jié)構(gòu)的角度來(lái)講很好的，能夠便于學(xué)生從整體出發(fā)了解學(xué)科結(jié)構(gòu)。但另一方面，根據(jù)大綱要求需要重點(diǎn)講解的內(nèi)容往往非常抽象、枯操，加上微生物具有形態(tài)微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)法用肉眼直接觀察的特性，學(xué)生難以獲得較強(qiáng)的感性認(rèn)識(shí)，這就會(huì)造成教師在自以為已經(jīng)講得很清楚的情況下學(xué)生仍感到理解模糊的情況發(fā)生，若此時(shí)課堂缺乏師生互動(dòng)等環(huán)節(jié)，隨著課程的進(jìn)行，這種矛盾將不斷深化，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也會(huì)不斷降低，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單，專業(yè)特點(diǎn)不明顯，偏重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生最能理解的是自己雙手實(shí)踐的東西，因此，實(shí)驗(yàn)課的有效開(kāi)展是課程教學(xué)改革的重點(diǎn)內(nèi)容。以筆者從事的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況為例，本課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)仍有許多需要改進(jìn)的地方。

首先，本學(xué)院《環(huán)境微生物學(xué)》的課程建設(shè)在近幾年才開(kāi)始加快發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室具備的微生物教學(xué)設(shè)備偏少，因而只能開(kāi)設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，從而造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)聯(lián)系不緊密。實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃中只設(shè)置了一個(gè)專業(yè)聯(lián)系較為緊密的大腸桿菌發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，一些專業(yè)性明顯的微生物污染治理的重要內(nèi)容限于條件而沒(méi)有加入。簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容對(duì)于剛進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)講能起到引導(dǎo)作用，但作為環(huán)境專業(yè)的微生物學(xué)課程，應(yīng)該最大限度地加入與本專業(yè)緊密相關(guān)的內(nèi)容。

其次，現(xiàn)行的環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，多為灌輸式教學(xué)。按制定好的教學(xué)計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的大部分均由實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備完成。整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中學(xué)生多是按照教師講解和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)被動(dòng)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及需要注意的操作細(xì)節(jié)往往一知半解，更不要說(shuō)聯(lián)系到其在環(huán)境學(xué)科中的應(yīng)用，這無(wú)疑將降低學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，不利于激發(fā)學(xué)生開(kāi)放性思維。相對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)、水污染控制工程等具有多個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)計(jì)劃的課程而言，本學(xué)院環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置還有很大的改進(jìn)空間。

1.3 考核機(jī)制不合理，不利于學(xué)生綜合能力的提高

傳統(tǒng)的考核機(jī)制，往往是在課程結(jié)束后，以期末的一次性考評(píng)方式來(lái)評(píng)判教學(xué)效果的好壞。這種考核機(jī)制對(duì)于鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度方面有重要作用。但單一的評(píng)價(jià)方式容易造成學(xué)生為了考試而死記硬背，不利于學(xué)生綜合能力的提高。僅有的一次期末考試也不利于學(xué)生在平時(shí)復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，做到對(duì)知識(shí)的真正理解乃至學(xué)以致用。對(duì)教師而言，將導(dǎo)致難以科學(xué)地評(píng)價(jià)教學(xué)效果的好壞，不利于發(fā)揮教學(xué)反饋的作用。

2 優(yōu)化《環(huán)境微生物學(xué)》教學(xué)的途徑

2.1 跟蹤相關(guān)學(xué)科與創(chuàng)新成果，加大新知識(shí)和新技術(shù)的講授

環(huán)境微生物學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科, 隨著微生物學(xué)及環(huán)境科學(xué)的發(fā)展而不斷呈現(xiàn)出新內(nèi)容。教師應(yīng)及時(shí)更新知識(shí)結(jié)構(gòu)，跟蹤學(xué)科前沿發(fā)展變化的動(dòng)態(tài), 把微生物學(xué)的最新科研成果融合在教學(xué)當(dāng)中，可在課堂上將前人的一些科研實(shí)例、教師自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)穿插在基礎(chǔ)性知識(shí)講授里面。課時(shí)的限制不應(yīng)作為增加新教學(xué)內(nèi)容的障礙，須認(rèn)真思考如何更好地結(jié)合起來(lái)講授。比如說(shuō)講微生物分類提到病毒時(shí)，可結(jié)合S A R S冠狀病毒進(jìn)行講解，并將關(guān)于病毒研究的一些最新方法給予介紹，這樣不僅能使學(xué)生了解學(xué)科前沿的理論知識(shí)與技術(shù)，而且大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生在課后進(jìn)一步探索。

在加大新內(nèi)容講授的過(guò)程中，必須注重前沿內(nèi)容的理論基礎(chǔ)闡述。正如全國(guó)大學(xué)名師盧德馨教授所說(shuō)“對(duì)于新內(nèi)容的加入，必須首先經(jīng)歷尋根的過(guò)程，即要找到前沿內(nèi)容在基礎(chǔ)層次的根，這樣在講授有關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容的時(shí)候，就可以輻射出去。”教師首先應(yīng)把前沿內(nèi)容吃透后再融入課堂，別讓學(xué)生摸不著頭腦，找不到根基。

另外，近年來(lái)分子生物學(xué)的技術(shù)手段已滲透到生物科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，污水生物脫氮除磷也是環(huán)境污染治理的研究熱點(diǎn)。對(duì)這些新內(nèi)容，其重要性必須與微生物基礎(chǔ)知識(shí)一樣得到同樣重視，這樣才能為學(xué)生將來(lái)開(kāi)展創(chuàng)新性研究工作奠定基礎(chǔ)。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)手段，合理利用現(xiàn)代教育技術(shù)

作為最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，課堂講授要注重啟發(fā)式教學(xué)。教師應(yīng)以知識(shí)為載體，著重講授分析與解決問(wèn)題的思維方法，使學(xué)生從中受到啟發(fā)。例如對(duì)于某個(gè)理論，可在講授中重現(xiàn)其產(chǎn)生背景，與學(xué)生探討在該背景下學(xué)者是如何尋求解決方法的。此種教學(xué)手段要比直接講授理論成果有效，能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)方法進(jìn)行分析的能力，使學(xué)生在以后學(xué)習(xí)中更容易做到知識(shí)的遷移。同理，在講授的各個(gè)環(huán)節(jié)中適當(dāng)提問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的見(jiàn)解，也可起到活躍課堂氣氛，提高學(xué)生解決問(wèn)題能力的效果。

另外，合理利用現(xiàn)代教育技術(shù)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法中的不足。如對(duì)于個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、種類繁多的環(huán)境微生物，采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段較難表達(dá)和呈現(xiàn)微生物的真實(shí)結(jié)構(gòu)，使得學(xué)生難以理解。若在教學(xué)過(guò)程中引入現(xiàn)代化教學(xué)手段，如多媒體課件和教學(xué)錄像等，則可以直觀、形象地演示教學(xué)內(nèi)容，不僅節(jié)省了示范教學(xué)時(shí)間，還可調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。環(huán)境微生物學(xué)的很多研究方法，如培養(yǎng)基制備、革蘭氏染色、活性污泥中生物相觀察等內(nèi)容，均可采用這些現(xiàn)代教育手段取得良好的教學(xué)效果。

除了課堂教學(xué)外，與科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)聯(lián)系，建立校外實(shí)習(xí)基地也是創(chuàng)新教育手段的途徑之一。如我院的環(huán)境工程專業(yè)高年級(jí)學(xué)生，依托廣東省的多個(gè)污水處理廠作為基地進(jìn)行課外參觀和畢業(yè)實(shí)習(xí)，可使教學(xué)過(guò)程中理論與實(shí)踐相結(jié)合，技術(shù)與工程相結(jié)合，大大增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)基本技能，培養(yǎng)了他們解決環(huán)境工程問(wèn)題的能力。

2.3 重視實(shí)驗(yàn)的專業(yè)性和綜合性，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課是聯(lián)系理論和實(shí)踐的紐帶，能起到加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和操作能力，提高學(xué)生創(chuàng)新思維和科研能力的作用。能否把實(shí)驗(yàn)與專業(yè)理論緊密聯(lián)系，直接影響到教學(xué)效果。因此，在課程設(shè)計(jì)中首先應(yīng)考慮其專業(yè)性和應(yīng)用性，這就需要在多個(gè)方面進(jìn)行改革。

首先是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的保證，不能以課程精簡(jiǎn)作為壓縮實(shí)驗(yàn)課時(shí)的理由。我院該課程實(shí)驗(yàn)課有3 6學(xué)時(shí)，占到課程總學(xué)時(shí)的4 3%，課時(shí)上基本能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。

第二，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)類型改革。需要改變以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的設(shè)置，加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)和技能訓(xùn)練的比重，勇于探索以學(xué)生為主要參與者的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｄ壳?，由于許多環(huán)境類專業(yè)開(kāi)設(shè)的大多為內(nèi)容簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)目的和教學(xué)要求。針對(duì)此弊端，我院已開(kāi)設(shè)綜合性強(qiáng)的大腸菌群的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生表現(xiàn)出很強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)細(xì)節(jié)問(wèn)題的提問(wèn)也比其他實(shí)驗(yàn)要多得多，同時(shí)由于操作步驟的增加，不同組別學(xué)生的結(jié)果不盡相同，由于操作失誤而造成實(shí)驗(yàn)失敗的學(xué)生也表現(xiàn)出很強(qiáng)的探索欲望，在與成功組別同學(xué)的交流中獲得經(jīng)驗(yàn)。除此以外，下一學(xué)年度我院還將開(kāi)設(shè)綜合性環(huán)境微生物學(xué)技能訓(xùn)練，從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)到結(jié)果處理由學(xué)生全部完成，教師只在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行必要點(diǎn)撥和實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)指導(dǎo)，結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)進(jìn)行綜合性大型實(shí)驗(yàn)改革嘗試。

第三，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高與環(huán)境類專業(yè)的銜接程度。例如在活性污泥生物相的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)菌膠團(tuán)的形狀、結(jié)構(gòu)和色澤等方面的觀察，可初步判斷活性污泥性能的好壞，原生動(dòng)物中的許多種類也是廢水生物處理和水體水質(zhì)的指示生物。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與環(huán)境類專業(yè)的聯(lián)系緊密，對(duì)理論教學(xué)來(lái)講是一種延續(xù)和提高，更符合專業(yè)要求，因此在項(xiàng)目開(kāi)設(shè)中應(yīng)考慮加大該類實(shí)驗(yàn)所占的比重。

對(duì)于微生物學(xué)的基礎(chǔ)操作，如培養(yǎng)基的制備、微生物的接種等，由于它能驗(yàn)證一些重要的理論知識(shí)，所以也不能偏廢，要讓學(xué)生牢固掌握這方面的技能，要讓學(xué)生了解到這些技能服務(wù)于整個(gè)環(huán)境學(xué)科的研究體系，對(duì)開(kāi)展綜合性實(shí)驗(yàn)也必不可少。而對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)，由于與專業(yè)聯(lián)系的程度大，其內(nèi)容優(yōu)化也將是實(shí)驗(yàn)課改革的重點(diǎn)。具體而言可從環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)、環(huán)境微生物的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、污染物的微生物處理技術(shù)和方法等方面入手，與其他課程的學(xué)習(xí)相配合，構(gòu)建范圍更為廣泛的實(shí)驗(yàn)課程體系，使學(xué)生在這些大型綜合性試驗(yàn)中不斷強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)并融會(huì)貫通，培養(yǎng)科研意識(shí)及環(huán)境科學(xué)與工程的專業(yè)素質(zhì)。

2.4 改革考核方式，注重能力考核

考核方式的改革關(guān)系到課程改革的成敗，因此選擇合理的考核方式非常重要。在課程考核中可采用綜合考評(píng)的方式，注重能力考核，學(xué)生的綜合成績(jī)由平時(shí)成績(jī)(3 0%)和期末考試(7 0%)兩部分組成。平時(shí)成績(jī)又由考勤、實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分組成；期末考試注重基本知識(shí)的考核，將書(shū)本知識(shí)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)結(jié)合起來(lái)出題，避免學(xué)生死記硬背， 促進(jìn)學(xué)生真正理解掌握知識(shí)，達(dá)到利用考試促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。

[1]李靖，周玉林，關(guān)杰.環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報(bào).2 0 0 9;3 6(1 1)：1766-1771

[2]梁國(guó)斌，蔣莉，劉維平.《環(huán)境微生物學(xué)》課程教學(xué)方法改革初探[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009;15(3):72-75

[3]鄭毓信.一線教師如何從事教學(xué)研究——由兩個(gè)案例說(shuō)開(kāi)去[J].廣西教育.2006; 3:16-18

[4]曾薇，王淑瑩，彭永臻.環(huán)境微生物學(xué)研究性教學(xué)的探索[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備.2008;6:9 5-97

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.15.118

童英林，男，碩士研究生，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：環(huán)境科學(xué)與工程、環(huán)境微生物研究。