信息技術(shù)條件下《環(huán)境微生物學(xué)》教學(xué)改革探索

肖相政 陶雪琴 童英林

摘要：環(huán)境微生物學(xué)是本科高等院校環(huán)境類專業(yè)必修基礎(chǔ)課。為推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革，培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才，針對環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)條件就改革課程教學(xué)模式、有效利用網(wǎng)絡(luò)資源、創(chuàng)新課程考核方法等方面進(jìn)行了探索，旨在提高環(huán)境微生物學(xué)課程教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：環(huán)境微生物學(xué)；信息技術(shù)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0097-02

環(huán)境微生物是高等院校環(huán)境類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，目的是利用微生物學(xué)的理論與方法研究有關(guān)的環(huán)境現(xiàn)象、環(huán)境問題及有效利用各種資源。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握環(huán)境微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論，掌握微生物在環(huán)境中所處的地位以及在廢水、廢渣生物處理和水體、土壤、大氣污染等領(lǐng)域中所起的作用，從而為進(jìn)一步利用微生物治理環(huán)境服務(wù)。環(huán)境微生物學(xué)是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，是對各種污染控制采用生物技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

一、存在問題及教學(xué)改革探索

目前，環(huán)境微生物教學(xué)存在以下幾個(gè)突出問題：一是知識點(diǎn)多與學(xué)時(shí)不夠的矛盾，本課程一般設(shè)置54學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)，因此要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成微生物的形態(tài)分類、營養(yǎng)與代謝、生長及環(huán)境、遺傳與變異等內(nèi)容難度非常大，因此必須對教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式進(jìn)行科學(xué)安排；二是學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，對所學(xué)內(nèi)容不能很好地理論聯(lián)系實(shí)際，如在講述微生物營養(yǎng)時(shí)，提出問題“微生物能降解各種污染物的理論依據(jù)是什么”，很少有學(xué)生能把微生物的碳源、氮源選擇性與污染物降解原理聯(lián)系起來；三是課程實(shí)驗(yàn)所占比重偏低且條件差，本課程實(shí)驗(yàn)包括光學(xué)顯微鏡使用、微生物形態(tài)觀察、微生物染色、微生物計(jì)數(shù)、培養(yǎng)基制備與細(xì)菌分離、細(xì)菌數(shù)量測定等，由于課時(shí)及實(shí)驗(yàn)條件所限，所安排內(nèi)容基本為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，極少涉及到設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)，因此局限了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和創(chuàng)新思維的發(fā)揮。

近年來，隨著國家對人才培養(yǎng)模式要求的變化，很多學(xué)校對本課程的教學(xué)做了許多有益的探索和嘗試，推動(dòng)了課程的改革和發(fā)展。如李靖等[1]從選擇教材、教學(xué)形式多樣化、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)科前沿、科研與教學(xué)相結(jié)合等方面提出了一些具體的改革意見和實(shí)施方法；靳振江等[2]從微生物應(yīng)用方面入手，以現(xiàn)實(shí)熱點(diǎn)話題為引子，強(qiáng)調(diào)理論知識、實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)際應(yīng)用之間的內(nèi)在聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)研究，解決實(shí)際問題，提高學(xué)生對本課程的應(yīng)用性認(rèn)識；葉錦韶等[3]著重研究了討論式方法在環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用效果，從議題設(shè)置、資料檢索、小組討論、學(xué)生發(fā)言、教師點(diǎn)評等方面探討了討論式教學(xué)對提高學(xué)生科技信息檢索能力、思維能力、表達(dá)能力、情景控制能力和科研創(chuàng)造能力的作用。

二、信息技術(shù)發(fā)展對課程教學(xué)改革的推動(dòng)

2012年3月教育部提出要把現(xiàn)代信息技術(shù)與教育融合發(fā)展的水平顯著提升，并在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》中明確指出：“要充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢，增強(qiáng)學(xué)生在信息化環(huán)境下的自主學(xué)習(xí)能力，深入創(chuàng)新現(xiàn)有教學(xué)方式和教育模式，使信息化對教育變革的促進(jìn)作用充分顯現(xiàn)?！币虼舜罅ν七M(jìn)信息技術(shù)與課程教育的融合，改革現(xiàn)有課堂教學(xué)模式，為學(xué)生提供豐富多彩的教育環(huán)境和學(xué)習(xí)工具，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必然趨勢。在信息技術(shù)與本科教學(xué)的融合方面國內(nèi)學(xué)者也做了很多改革的嘗試，張多英等[4]對信息時(shí)代環(huán)境微生物學(xué)的教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索與實(shí)踐，提出了要有效利用信息技術(shù)及時(shí)更新教學(xué)材料，合理利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情等觀點(diǎn)；王奇等[5]探討了在信息技術(shù)與高校教學(xué)深度融合的背景下，研究了如何運(yùn)用混合教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、考核方式等方面的創(chuàng)新，從而提升學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)效率。

三、改革教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

課堂教學(xué)是環(huán)境微生物理論學(xué)習(xí)的核心環(huán)節(jié)，隨著生物技術(shù)和環(huán)境科學(xué)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的以“教”為中心的教學(xué)模式已不能滿足該學(xué)科的學(xué)習(xí)要求，應(yīng)逐漸向以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)化，即教學(xué)過程中注重啟發(fā)性和學(xué)生的主動(dòng)參與性。由于存在教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少等問題，因此在教學(xué)內(nèi)容上需針對該課程的特點(diǎn)和規(guī)律，凝煉最本質(zhì)和最核心的教學(xué)內(nèi)容，將理論教可學(xué)整合為六大模塊：概述、微生物形態(tài)與分類、微生物營養(yǎng)與代謝、微生物生長與調(diào)控、微生物遺傳與變異、微生物生態(tài)與環(huán)境保護(hù)，然后每個(gè)模塊整理出若干個(gè)知識點(diǎn)，在教學(xué)過程中，每課時(shí)一般講授3～4個(gè)知識點(diǎn)，詳略分明，易于學(xué)生抓住學(xué)習(xí)重點(diǎn)。在教學(xué)模式方面，采用課堂授課與討論為主、學(xué)生課外學(xué)習(xí)為輔的方式，對自主學(xué)習(xí)內(nèi)容中遇到的共性疑難問題，利用課堂一起討論。自主學(xué)習(xí)內(nèi)容以不同形式上傳到課程資源學(xué)習(xí)網(wǎng)站，包括多媒體課件、微課、背景資料、學(xué)科前沿等。如在介紹第二模塊微生物形態(tài)與分類時(shí)，由于涉及到不同類型的微生物，如果采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，學(xué)生易產(chǎn)生枯燥、厭煩心理，且不利于其接受，因此可以利用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，讓學(xué)生通過觀看視頻方式自主學(xué)習(xí)一部分內(nèi)容，每段視頻一般只包含一個(gè)知識點(diǎn)，時(shí)長12～15分鐘，每段視頻最后提出1～2個(gè)問題讓學(xué)生思考，當(dāng)然學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也可提出問題，以郵件、微信等形式與老師探討，共性的問題可下一次面授時(shí)共同討論。總之，通過對教學(xué)模式的改革，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性，而且緩解了學(xué)時(shí)不足而產(chǎn)生的矛盾。

四、充分利用互聯(lián)網(wǎng)，建設(shè)課程資源學(xué)習(xí)網(wǎng)站

現(xiàn)代信息技術(shù)可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)及資源共享的優(yōu)勢，具有傳統(tǒng)教學(xué)模式所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此建立共享資源學(xué)習(xí)網(wǎng)站符合教學(xué)改革的發(fā)展方向。資源網(wǎng)站可涵蓋在線課堂、交流討論、成果與評價(jià)、學(xué)習(xí)分工、精彩圖片、系統(tǒng)管理等模塊。在線課堂包含微課、教學(xué)錄像、多媒體課件、背景資料等學(xué)習(xí)資源，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，利用移動(dòng)互聯(lián)工具可隨時(shí)觀看視頻以及圖像等。在成果與評價(jià)模塊，學(xué)生可以在線提交作業(yè)和進(jìn)行章節(jié)測試，學(xué)生自己或同學(xué)之間可對學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價(jià)，起到了鞏固學(xué)習(xí)成果的作用。在交流討論模塊，學(xué)生不僅可對課程知識開展交流和探討，而且可隨時(shí)對國內(nèi)外發(fā)生的重大有關(guān)微生物事件進(jìn)行討論。利用資源網(wǎng)站，還有效解決了師生交流困難的問題，學(xué)生可隨時(shí)在交流討論模塊中提出自己遇到的問題，教師能及時(shí)捕捉學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的疑惑并反饋，有利于加強(qiáng)教學(xué)管理，大大提高了課程教學(xué)效果。

五、利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，增強(qiáng)課堂師生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和平板電腦、手機(jī)等移動(dòng)終端的普及，為課堂網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了便利。傳統(tǒng)的教學(xué)，搜集資料有限，學(xué)生處于被動(dòng)接受狀態(tài)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維品質(zhì)。而在課堂上利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)生可搜集更多的資料，瀏覽更多的信息，使得課堂學(xué)習(xí)生動(dòng)豐富、形式多樣，通過圖文并茂的網(wǎng)絡(luò)資源反映知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，幫助學(xué)生更好地理解抽象的概念、原理等，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能增強(qiáng)師生之間的互動(dòng)，利于對知識的理解，教與學(xué)是一個(gè)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間交流的過程，只有通過交流，學(xué)生才能更好地掌握知識，在傳統(tǒng)課堂上，很多學(xué)生極少參與教師與同學(xué)的討論，其學(xué)習(xí)的興趣很難被調(diào)動(dòng)起來，然而，一旦在課堂上引入網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可以通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工具查找資料，每個(gè)學(xué)生可能得到的答案不太一致，因此學(xué)生之間可以展開討論，討論的同時(shí)不同學(xué)生又可通過網(wǎng)絡(luò)查找支持其觀點(diǎn)的依據(jù)，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動(dòng)變成了主動(dòng)，課堂氣氛被調(diào)動(dòng)起來，大大促進(jìn)了課堂的教與學(xué)。

六、加強(qiáng)過程考核，改革教學(xué)效果評價(jià)方法

環(huán)境微生物學(xué)傳統(tǒng)考核方式是平時(shí)成績和期末考試的綜合，一般以期末考試為主，平時(shí)成績?yōu)檩o。但隨著信息技術(shù)的發(fā)展，考核形式從紙質(zhì)試卷向無紙化考核是必然發(fā)展方向，這無形中加速了考核的節(jié)奏、改變了考核的周期。而通過建立資源網(wǎng)站這種混合學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以采用題庫進(jìn)行周考核和月考核，隨時(shí)抽題、隨時(shí)考試，幾個(gè)知識點(diǎn)考核一次，閱卷靈活，教師可以在線閱卷或是不同學(xué)生之間互評。同時(shí)針對該課程特點(diǎn)也可采用任務(wù)式考核形式，幾個(gè)同學(xué)形成興趣小組，針對固定題目，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，較短時(shí)間內(nèi)提出解決方案，方案在教師引導(dǎo)下不同興趣小組之間互評，通過這種考核形式可以提高學(xué)生對所學(xué)知識的綜合理解和運(yùn)用能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。因此信息化技術(shù)條件下，本課程的考核方式將更加靈活，能更全面反映學(xué)生掌握基本知識及綜合運(yùn)用知識的能力。

現(xiàn)代信息技術(shù)改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，對推動(dòng)環(huán)境微生物學(xué)課堂教學(xué)創(chuàng)新，驅(qū)動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革，增強(qiáng)高校優(yōu)質(zhì)教育資源開放共享具有重要意義。但在實(shí)際教學(xué)過程中如何將信息手段與教學(xué)各要素和教學(xué)各環(huán)節(jié)合理融合，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，仍需進(jìn)一步探索與實(shí)踐。

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