污染控制微生物學(xué)教、學(xué)、研新型互動(dòng)平臺(tái)的構(gòu)建

張?zhí)m河，徐恒鐸，郭靜波，徐小惠

(1東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，吉林吉林132012;2東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院，吉林吉林132012)

污染控制微生物學(xué)作為環(huán)境工程學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)人才方面起著重要的作用［1］。從國(guó)內(nèi)外環(huán)境工程技術(shù)發(fā)展的規(guī)律來(lái)看，許多環(huán)保產(chǎn)業(yè)的開發(fā)都是在基礎(chǔ)理論和基本實(shí)踐技能指導(dǎo)下完成的，削弱或忽視基礎(chǔ)理論和基本實(shí)踐技能培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)使培養(yǎng)出的科技人才后勁不足，缺乏創(chuàng)造力［2－3］。因此，如何根據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要搞好專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，為社會(huì)培養(yǎng)合格的專業(yè)技術(shù)人才，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，是一項(xiàng)十分重要的研究課題。

1 構(gòu)建污染控制微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新型平臺(tái)的必要性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教學(xué)過(guò)程中的重要組成部分，它是樹立學(xué)生工程實(shí)踐觀念，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，啟迪學(xué)生思維，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力，孕育創(chuàng)新意識(shí)的平臺(tái)。

根據(jù)我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)際情況，從培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展所需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才角度出發(fā)，全面梳理污染控制微生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將該課程實(shí)驗(yàn)劃分為三個(gè)不同層次:基本型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)(包括綜合型、設(shè)計(jì)型和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn))以及研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。在原有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，重新整合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，構(gòu)建新型污染控制微生物學(xué)教、學(xué)、研新型平臺(tái)。

2 構(gòu)建新型課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

污染控制微生物學(xué)課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要有:顯微鏡的使用，廢水中微型動(dòng)物的觀察和常見(jiàn)的種類，培養(yǎng)基的制備和滅菌，水中細(xì)菌總數(shù)測(cè)定，細(xì)菌的簡(jiǎn)單染色和革蘭氏染色等［4］，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間缺乏聯(lián)系，學(xué)生對(duì)開設(shè)這些項(xiàng)目的應(yīng)用范圍不明確。根據(jù)這種現(xiàn)狀，在污染控制微生物學(xué)這門課程增設(shè)《校園河水中的生物檢測(cè)與水體水質(zhì)評(píng)述》這樣一門綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境評(píng)價(jià)等課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)技能，結(jié)合環(huán)境評(píng)價(jià)知識(shí)對(duì)所檢測(cè)的水樣(水體)進(jìn)行綜合分析和評(píng)述。通過(guò)對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的綜合學(xué)習(xí)和應(yīng)用，進(jìn)一步加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，并強(qiáng)化基本功的訓(xùn)練。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以實(shí)驗(yàn)教師為主，實(shí)驗(yàn)課程中講授的內(nèi)容與任課教師的教學(xué)內(nèi)容銜接不好，導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)。通過(guò)新型平臺(tái)的建設(shè)，任課教師在實(shí)驗(yàn)課程中講解基本原理和基本實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)教師具體指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作，從而加強(qiáng)學(xué)生的理論和實(shí)踐能力的結(jié)合。同時(shí)，對(duì)不同類型的實(shí)驗(yàn)采用不同的教學(xué)模式?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)(如顯微鏡的使用、培養(yǎng)基的配置等)由教師講解指導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析;綜合型實(shí)驗(yàn)主要用來(lái)提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)污染控制微生物學(xué)知識(shí)的能力，如SBR工藝系統(tǒng)中微生物多樣性分析實(shí)驗(yàn)［5］，UASB系統(tǒng)中厭氧菌菌群分布測(cè)試實(shí)驗(yàn)等。設(shè)計(jì)型和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)主要用來(lái)考察學(xué)生的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，如污泥性能指標(biāo)綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)，A/O工藝、AB工藝硝化菌和反硝化菌的分離篩選試驗(yàn)。研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)(如硝化菌、聚磷菌的鑒定、松花江不同深度水生微生物的分布規(guī)律測(cè)試實(shí)驗(yàn)等)用來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和從事科研工作的創(chuàng)新能力，以學(xué)生為主體，在資料調(diào)研的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，經(jīng)討論修改后由學(xué)生實(shí)施，可結(jié)合教師科研和學(xué)生課外創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)行。

2.3 實(shí)驗(yàn)課中理論聯(lián)系實(shí)際，豐富教學(xué)內(nèi)容

污染控制微生物學(xué)中的許多基礎(chǔ)理論和概念是配合專業(yè)課設(shè)置的，因而基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐有必然的密切聯(lián)系。盡管相關(guān)的工程實(shí)踐技術(shù)在教材中較少提及，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中必須聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行講解。對(duì)于環(huán)境工程學(xué)科中的某些工程技術(shù)的歷史沿革和發(fā)展現(xiàn)狀，若能結(jié)合理論進(jìn)行介紹，不但能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而更好地掌握基礎(chǔ)理論和概念內(nèi)涵，而且可引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到許多科技發(fā)明和創(chuàng)作既有偶然性，又存在著必然性，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的目的。

可以在實(shí)驗(yàn)課程中，請(qǐng)?jiān)合悼蒲心芰?qiáng)的老師講解污染控制微生物學(xué)發(fā)展方向，并結(jié)合學(xué)院具體實(shí)驗(yàn)條件，指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行科研創(chuàng)新，啟發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣。將教科書中介紹較少的AB工藝裝置用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生講解AB工藝的基本實(shí)驗(yàn)原理和基本操作方法，用所學(xué)污染控制微生物學(xué)知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。將厭氧典型UASB工藝用于本科教學(xué)，講解厭氧生物反應(yīng)器的基本原理、基本實(shí)驗(yàn)操作步驟，了解厭氧微生物的菌群分布規(guī)律。

2.4 教學(xué)與科研相結(jié)合，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器

研制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要任務(wù)之一。根據(jù)環(huán)境學(xué)科新理論、新技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合污染控制微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和規(guī)律，研發(fā)與科研項(xiàng)目和重大工程實(shí)踐緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，開發(fā)出與學(xué)科發(fā)展水平相一致的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，保持實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展?？梢宰寣W(xué)生參觀研究生實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合UASB、AB、A/O工藝裝置講解污染控制微生物學(xué)在科研中的應(yīng)用，學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行上述工藝裝置的實(shí)際操作，激發(fā)學(xué)生的科研熱情。讓學(xué)生自主開發(fā)半自動(dòng)控制的間歇運(yùn)行SBR生物反應(yīng)器，使學(xué)生明白SBR生物反應(yīng)器的運(yùn)行方式，了解生物反應(yīng)器的啟動(dòng)、馴化和穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中微生物組成的變化［6］。在設(shè)計(jì)SBR生物反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)連續(xù)運(yùn)行折流式生物脫氮除磷反應(yīng)器，了解生物脫氮除磷的基本原理，連續(xù)流運(yùn)行過(guò)程中微生物形態(tài)、絮凝沉淀效果的變化。

3 結(jié)論

通過(guò)新型實(shí)驗(yàn)、教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建，充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)教師、授課教師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)性和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)都提出了新的要求，不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)也能促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高，進(jìn)一步提高學(xué)生綜合分析能力、數(shù)據(jù)處理能力、查閱中外文資料的能力及實(shí)踐操作技能。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，開發(fā)出與學(xué)科發(fā)展水平相一致的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，即可解決我校實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問(wèn)題，同時(shí)又能將學(xué)生所學(xué)各門課程的知識(shí)有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化了學(xué)生的動(dòng)手能力。

［1］王立梅，徐冰.《微生物學(xué)》課程教學(xué)改革的體會(huì)［J］.江南大學(xué)學(xué)報(bào):教育科學(xué)版，2007，27(4):73－74.

［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］周群英，高廷耀.環(huán)境工程微生物學(xué)［M］.2版.北京:高等教育出版社，2002.

［4］楊朝輝，曾光明，劉國(guó)云，等.環(huán)境工程微生物學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［J］.大學(xué)教育科學(xué)，2004(3):45－47.

［5］余純麗.運(yùn)用綜合手段提高學(xué)生創(chuàng)新能力－對(duì)環(huán)境工程微生物學(xué)教學(xué)改革的探討［J］.重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2009，26(4):402－407.

［6］劉玉香.環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版，2006，24(1):107－109.