生物工程專業(yè)《微生物學(xué)》課程教學(xué)改革的思考

朱晨光

摘要：微生物學(xué)是高校生物類專業(yè)的基礎(chǔ)課。本文從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教師自身角色塑造等角度，對(duì)微生物學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)踐進(jìn)行了探索和思考。

關(guān)鍵詞：生物工程;微生物學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）05-0056-02

微生物學(xué)如今已經(jīng)成為生命科學(xué)類大學(xué)生必須學(xué)習(xí)、掌握的基礎(chǔ)課之一，它的主要任務(wù)是使學(xué)生系統(tǒng)掌握微生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、理論和實(shí)踐操作技能[1]。要提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)緊密跟蹤國(guó)際最新前沿，選用和參考國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材及研究工具書，從教材建設(shè)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行改革，使課程緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐，使學(xué)生及時(shí)掌握最新的微生物學(xué)理論知識(shí)和應(yīng)用技術(shù)。本文以生物工程專業(yè)為例，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面對(duì)《微生物學(xué)》課程教學(xué)改革進(jìn)行探討和思考。

一、教學(xué)內(nèi)容的改革

（一）教材的選擇

目前，國(guó)內(nèi)微生物課程有關(guān)的教材，其主要內(nèi)容包括微生物的形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、營(yíng)養(yǎng)、生長(zhǎng)與控制等[2]?？紤]到學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)，確定選用高等教育出版社出版的《微生物學(xué)》（第二版）這本書作為教材。這本書章節(jié)分類明確，內(nèi)容全面，措辭嚴(yán)謹(jǐn)，重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，且有助于內(nèi)容選擇和安排，因此可較好滿足理論教學(xué)要求。此外，由Pearson Education Inc.出版、Michael T. Madigan等編寫的《Brock's Biology of Microorganism 13ed》一書，則作為本課程的主要參考書，該參考書信息量十分豐富全面，知識(shí)概念嚴(yán)謹(jǐn)，而且有諸多國(guó)內(nèi)其他同類教材所不具備的彩圖多幅，展現(xiàn)了微生物學(xué)的誘人前景，引導(dǎo)學(xué)生投身微生物學(xué)領(lǐng)域的研究，是一部不可多得的優(yōu)良工具書。

（二）優(yōu)化重點(diǎn)，避免重復(fù)

在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)選定教材的特點(diǎn)和各個(gè)章節(jié)內(nèi)容的難易程度，合理分配不同章節(jié)的學(xué)時(shí)數(shù)。對(duì)在別的課程中涉及到的內(nèi)容盡量少講或者不講，如《生物化學(xué)》、《細(xì)胞生物學(xué)》和《基因工程》課程中涉及的部分內(nèi)容可以不講，以便重點(diǎn)突出的安排教學(xué)內(nèi)容。

例如，微生物包含了原核微生物、真核微生物和病毒三類，在講到微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能一章，由于同期開設(shè)的《細(xì)胞生物學(xué)》課程詳細(xì)介紹了真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)，所以在微生物學(xué)課程重點(diǎn)講述原核細(xì)胞，真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)只講代表性微生物如酵母、霉菌的細(xì)胞形態(tài)。再如講到微生物的代謝一章，由于《生物化學(xué)》課程會(huì)講到通用的生物代謝途徑，如氨基酸、核苷酸和糖類的合成途徑，這些生化代謝在微生物學(xué)課程里就不重復(fù)介紹了，而重點(diǎn)介紹各種在微生物中獨(dú)具或占主導(dǎo)地位的分解或合成途徑，解釋其重要的生理功能，引導(dǎo)出各種微生物工業(yè)發(fā)酵的產(chǎn)品。還比如，講到微生物基因表達(dá)調(diào)控和微生物與基因工程這兩章，由于這兩章內(nèi)容實(shí)際應(yīng)是《基因工程原理》和《基因表達(dá)調(diào)控》課程的主要內(nèi)容，所以在本課程中也不宜作過(guò)細(xì)的介紹，而應(yīng)該重點(diǎn)描述微生物在基因工程研究過(guò)程中起到的重要作用，使學(xué)生明確基因工程的發(fā)生發(fā)展是離不開微生物的。在講基因表達(dá)調(diào)控時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)放在原核微生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控，突出微生物學(xué)課程的特色和重點(diǎn)。

（三）科學(xué)安排

緒論是第一章，萬(wàn)事開頭難，先講好緒論十分關(guān)鍵。緒論概述了微生物的定義、發(fā)展歷程、對(duì)人類的影響及發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容。講授中以人物和事件為主線，介紹微生物學(xué)發(fā)展的重要?dú)v史階段、關(guān)鍵人物以及微生物在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。例如，通過(guò)介紹列文虎克給英女王看顯微鏡的故事、巴斯德研究蠶病和制備疫苗的故事以及柯赫、弗萊明的主要貢獻(xiàn)等內(nèi)容，使學(xué)生在理解微生物學(xué)發(fā)展歷程的同時(shí)，直觀的感受前人認(rèn)真觀察和持之以恒的科學(xué)精神。人類目前仍然面對(duì)著多種細(xì)菌和病毒為病原體的傳染病威脅，另外環(huán)境污染物的生物降解、沼氣氫氣等新能源的開發(fā)問題，也都與微生物密切相關(guān)。闡述以上內(nèi)容，可使學(xué)生明確微生物與人類的密切相關(guān)性以及人類認(rèn)識(shí)并改造微生物進(jìn)而為社會(huì)服務(wù)的實(shí)踐過(guò)程，從而端正學(xué)習(xí)態(tài)度，樹立堅(jiān)定的目標(biāo)，積極投入到之后的微生物學(xué)課程學(xué)習(xí)中。

緒論之后進(jìn)入微生物學(xué)各專題的分章介紹，根據(jù)講授內(nèi)容的豐富程度、知識(shí)難易程度，應(yīng)該有學(xué)時(shí)分配上的差異。結(jié)構(gòu)與功能、代謝、生長(zhǎng)與控制、病毒、生態(tài)進(jìn)化和物種多樣性這幾章，描述性內(nèi)容較多，概念名詞豐富，應(yīng)采用圖片和動(dòng)畫插放的多媒體教學(xué)方式，使學(xué)生有直觀的感性認(rèn)識(shí)，便于他們記憶;遺傳、基因表達(dá)調(diào)控和基因工程這三章，涉及到較多分子遺傳學(xué)的知識(shí)，且與其他章節(jié)的銜接性不大，講授時(shí)應(yīng)該與教材上的章節(jié)排列順序有所區(qū)別。例如，可以將這三章內(nèi)容放在進(jìn)化和物種多樣性一章結(jié)束后再講，這樣會(huì)使知識(shí)銜接更好，同時(shí)也使學(xué)習(xí)的難易程度由容易逐漸過(guò)渡到難，符合學(xué)生掌握知識(shí)過(guò)程的客觀規(guī)律。

二、教學(xué)方法的改革

（一）充分利用多媒體

微生物學(xué)課程涉及大量微生物形態(tài)和結(jié)構(gòu)的介紹，以及較復(fù)雜的代謝反應(yīng)流程。傳統(tǒng)的教學(xué)方法以文字講授為主，輔以十分有限且質(zhì)量較差的圖片資料，教學(xué)效果不理想[3]。因此，在教學(xué)過(guò)程中合理使用多媒體工具，把抽象性的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦?dòng)形象的感性素材來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量，是十分必要的。我們的教學(xué)實(shí)踐表明，多媒體教學(xué)這一直觀、準(zhǔn)確、豐富、生動(dòng)的教學(xué)方式，在擴(kuò)大了教學(xué)內(nèi)容信息量、避免乏味的照本宣科的同時(shí)，從根本上提高了學(xué)生的聽課效率和課后的學(xué)習(xí)興趣。

多媒體教學(xué)的另一大優(yōu)勢(shì)是電子教案可以瞬時(shí)拷貝，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)可促使學(xué)生上課時(shí)專心聽講，以免發(fā)生因做筆記而漏聽或漏記了上課內(nèi)容的情形。而且現(xiàn)成的教案相比學(xué)生自行記錄的筆記內(nèi)容而言，有知識(shí)的準(zhǔn)確率高和字體的清晰度好等優(yōu)點(diǎn)。因此，多媒體教學(xué)最大限度地突破了傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，在提高教學(xué)質(zhì)量、減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力和突出學(xué)生的人本效應(yīng)等方面起了十分重要的作用。

（二）開展課堂討論

為了克服學(xué)生上課開小差不專心聽講的常見缺點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性的同時(shí)并活躍課堂的教學(xué)氣氛，在課堂上可安排數(shù)次短時(shí)間的討論。因?yàn)橛懻摯偈箤W(xué)生主動(dòng)思考，通過(guò)活躍的聽力和口語(yǔ)交流，提高其分析和解決問題的能力[4]。討論的形式是由老師課前布置習(xí)題，學(xué)生查閱資料完成作業(yè)，教師批改作業(yè)之后，根據(jù)回答內(nèi)容進(jìn)行分類，然后在下一次課的開始將作業(yè)題的幾個(gè)不同答案在課堂上進(jìn)行討論，使每個(gè)學(xué)生都能參與其中，然后最后由教師對(duì)正確答案進(jìn)行講解。課后學(xué)生們反映這種上課形式好，既提高了學(xué)習(xí)興趣，又加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

（三）考核方式的多元化

將學(xué)生的課程最終成績(jī)分為平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)。在計(jì)算最終成績(jī)時(shí)，期末成績(jī)占總成績(jī)的80%，平時(shí)成績(jī)占20%。期末成績(jī)指考試的卷面成績(jī)，平時(shí)成績(jī)里面，平時(shí)作業(yè)占50分，學(xué)習(xí)交流（包括課堂問答、個(gè)別交流、參與討論）占30分，課程學(xué)習(xí)筆記20分。通過(guò)考核方式的多樣化，使學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定更為客觀準(zhǔn)確，也提高了學(xué)生各方面學(xué)習(xí)的綜合素質(zhì)。

（四）將自己的科研成果融于課堂，提升個(gè)人素質(zhì)

筆者在講授微生物學(xué)課程的同時(shí)，課余時(shí)間一直從事環(huán)境微生物學(xué)方面的科學(xué)研究，因此對(duì)當(dāng)前微生物學(xué)研究的國(guó)際前沿或多或少有所了解。生命科學(xué)被譽(yù)為21世紀(jì)的領(lǐng)頭學(xué)科，其科學(xué)研究的發(fā)展日新月異。將相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展引入到課堂相關(guān)知識(shí)講授的過(guò)程中，可以使青年學(xué)生及時(shí)了解知識(shí)的更新程度和全面、重要程度，對(duì)提高學(xué)生的聽課積極性和學(xué)習(xí)甚至研究的主觀能動(dòng)性，也是十分有幫助的。例如，在講授細(xì)菌S層的結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)合自己分離菌株的電鏡照片、相關(guān)功能基因克隆以及在大腸桿菌中異源表達(dá)，使學(xué)生對(duì)該結(jié)構(gòu)的重要性和在技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力有一個(gè)很全面的了解;在講授氨基酸的合成代謝時(shí)，結(jié)合自身研究的谷氨酰胺合成酶基因克隆和轉(zhuǎn)基因植物的生化分析，了解各種氨基酸合成和運(yùn)輸過(guò)程，以及它們?cè)谖⑸矬w內(nèi)的代謝路徑;講授微生物的多樣性時(shí)，引入筆者研究過(guò)的沼氣池樣本產(chǎn)甲烷古菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性分析，明確這類古生菌在自然界的分布及其在自然生態(tài)系統(tǒng)中所起的重要生物學(xué)功能。除了教學(xué)方法的改革外，同時(shí)加強(qiáng)自身的思想修養(yǎng)和職業(yè)道德修養(yǎng)，提升教師的各方面素質(zhì)也不可忽視。不僅在教學(xué)過(guò)程中要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以取得最優(yōu)的教學(xué)效果，還要做到多與學(xué)生交流，及時(shí)了解學(xué)生的正確想法和思想上的困惑，鼓勵(lì)學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)，釀造和培育大學(xué)課堂上教師與學(xué)生生動(dòng)活潑、互相促進(jìn)的良好氛圍。

三、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前世界已處于信息化時(shí)代，知識(shí)的更新快、信息量大。這改變了人們傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，也對(duì)大學(xué)微生物學(xué)的課程教學(xué)產(chǎn)生了深刻影響。因此，必須改革傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和手段，建立新的教學(xué)理念。在更新教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的方法、自身創(chuàng)新能力和個(gè)人綜合素質(zhì)。微生物學(xué)的發(fā)展日新月異，教學(xué)改革勢(shì)在必行，這既是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要，也是現(xiàn)代社會(huì)對(duì)高等教育人才的時(shí)代需要，是每個(gè)教育工作者的職責(zé)所在。在教學(xué)過(guò)程中，只有把知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，同時(shí)提高教學(xué)效果，才能使學(xué)生成為適應(yīng)未來(lái)實(shí)際發(fā)展需要的高技術(shù)、創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈萍，陳向東.微生物學(xué)復(fù)興的機(jī)遇、挑戰(zhàn)和趨勢(shì)[J].微生物學(xué)報(bào)，2010，50（1）：1-6.

[2]高明華，張志琰，樊慶德，徐春光，李艷.微生物學(xué).課堂教學(xué)改革與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（6）：3776-3777.

[3]李曉玲，薛冬樺，宮莉.工科院校微生物學(xué)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（高教研究版），2005，26（4）：55-56.

[4]高玉千，邱立友，梁振普，戚元成，宋安東.創(chuàng)新型微生物學(xué)的教學(xué)改革實(shí)踐初探[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008，（18）：171-173.