微生物課程群建設模式研究與實踐

胡殿明 宋海燕 吳曉玉 魏賽金 劉志文

摘 ?要：微生物學是生命科學相關專業(yè)的核心基礎課程。本研究是針對我國高校微生物類課程重復建設，而教育資源又極為有限的矛盾而構建的。通過多年的實踐探索，構建了一個“以微生物類課程集群組織教研室，促進同領域教師科研和教學的交流合作，從課程群角度對各門課程進行建設和教學改革，使課程群成為一個培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型專業(yè)人才的有機整體”的課程群建設和教學模式。通過對我校微生物學相關課程教學資源的整合，充分發(fā)揮了教學資源的人才培養(yǎng)效能，提高了教學效率。

關鍵詞：生物教學;微生物;課程群;教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）12-0082-04

Abstract： Microbiology is the core basic course of life science and its related specialties. The microbiology curriculum group in this study is aimed to resolve the contradiction between repeated construction of Microbiology curriculum in colleges and universities in China， and the limited educational resources. Through many years of practical exploration， a course group construction and teaching mode of "organizing teachers and researchers with Microbiology curriculum group， promoting exchanges and cooperation with teachers in the field of scientific research and teaching， constructing and reforming various courses from the perspective of course groups， and making the course group an organic whole for cultivating innovative and entrepreneurial professionals" has been constructed. Through the integration of teaching resources of Microbiology related courses in our university， the training efficiency of teaching resources is brought into full play and the teaching efficiency is improved.

Keywords： biology teaching; microbiology; course cluster; teaching reform

微生物與人類息息相關，在醫(yī)療保健、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、科學研究等方面起著重要作用。隨著微生物學研究的快速發(fā)展，微生物學知識在人類生活的各個方面所起的作用將越來越大。如，被稱為人體第二基因組的人體微生物群組在消化、代謝、免疫、預防和治療疾病，合成維生素、氨基酸、營養(yǎng)因子、免疫因子、傳遞物質(zhì)、前驅(qū)體等方面扮演著重要角色，正以未曾想象的方式影響并改變著人類健康，挑戰(zhàn)對營養(yǎng)、免疫、預防、治療的傳統(tǒng)認知，開啟大健康產(chǎn)業(yè)新時代[1]。利用產(chǎn)電微生物課將有機物中的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，可做成微生物燃料電池發(fā)電[2]。近年來發(fā)展的培育高效降解菌種技術、微生物固定化技術、構建微生物菌劑技術等微生物強化技術能更好的處理農(nóng)村生活污水[3]。

不僅微生物在各個領域的重要作用，而且微生物學在生命科學體系中也是一門重要的基礎課。高等院校諸多專業(yè)，如：生物類、輕化工程、應用化學、醫(yī)學類、食品類、環(huán)境類、農(nóng)林畜牧類等都將微生物學列為專業(yè)基礎課或必修課。因此，微生物學及其相關課程在培養(yǎng)這些專業(yè)的人才過程中起著重要的作用。加強微生物學課程建設，對于培養(yǎng)中國社會主義特色的專業(yè)人才具有重要意義。

一、微生物課程群設置的意義

課程是學校教育的核心，提高學校教學水平的重點是加強課程建設。然而，多年以來，我國大學多數(shù)只針對單一課程進行建設和改革，即對某一課程的具體內(nèi)容、教法、評價方法等進行研究，側(cè)重的是“點”的建設，強調(diào)單一課程教學大綱、教學計劃和內(nèi)容結構等完備性和合理性。雖然我國課程建設和改革取得了較好的成績，對我國高等人才的培養(yǎng)起到了重要作用，但高校人才的培養(yǎng)并不是一門課程就能實現(xiàn)培養(yǎng)目標的，各門課程的傳授在學生的知識、能力構建中只占一部分。由于每門課程都強調(diào)其系統(tǒng)性、完整性，必然造成內(nèi)容多與學時少的矛盾[4]。

我國生物科學類專業(yè)課程的設置沿襲了原蘇聯(lián)模式，學科分支眾多，自成系統(tǒng)，追求單課的完備性，因此出現(xiàn)課程內(nèi)容重復，學時數(shù)過多，知識結構老化等弊端。[5]江西農(nóng)業(yè)大學前身為中國共產(chǎn)主義勞動大學，其學科專業(yè)的劃分也是一直沿襲前蘇聯(lián)模式。江西農(nóng)業(yè)大學是一所以農(nóng)為優(yōu)勢、以生物技術為特色、多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的有特色高水平大學，其生物類專業(yè)主要在生物科學與工程學院。

長期以來，江西農(nóng)業(yè)大學生物科學與工程學院的課程的開設基本上是由各專業(yè)教研室主任決定。自從學校實行工作量考核制后，出于對不同教師工作量達標的實際要求，各專業(yè)教研室主任在很大程度上是從工作量分配的原則出發(fā)來選擇任課教師，而教師的專業(yè)素養(yǎng)、教學能力等重要因素則作為次要因素來考慮。再者，由于生物科學各個專業(yè)所包含的專業(yè)課門類太多，教研室主任很難對每個專業(yè)方向都有很好的把握，容易造成對專業(yè)課分配不合理，把關不嚴等問題。另外，由于不同教研室的行政分割，不同專業(yè)的相同課程之間缺乏交流和溝通，課程內(nèi)容和講解形式的隨意性比較大，課程建設勢單力薄，沒有集體優(yōu)勢，從而導致課程建設進步緩慢甚至退步，大大影響了教學效果。

總結起來，江西農(nóng)業(yè)大學生物類專業(yè)課程建設存在以下幾個其突出問題：

1. 生物科學類專業(yè)學科分支眾多，自成系統(tǒng)，追求單課的完備性，因此出現(xiàn)課程內(nèi)容重復或脫鉤，學時數(shù)過多，知識結構老化等弊端，造成教學效率低下和資源浪費。

2. 學科歸屬相同或相近課程的任課教師之間不能進行有效交流和溝通，不利于專業(yè)教師的發(fā)展和教學科研的有效展開。

3. 不同專業(yè)間的教學和科研界限分明，專業(yè)之間的儀器設備在教學和科研中不能有機地相互使用，導致低水平重復建設。

為此，早在1999年開始，江西農(nóng)業(yè)大學生物科學與工程學院就開始了教學改革，組建了微生物學課程群教研室，以期解決上述問題，探索出一個有助于我國地方院校培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的微生物學課程集群建設模式，為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、促進教師發(fā)展、提升學校教學水平做貢獻。

二、課程群的劃分

江西農(nóng)業(yè)大學生物科學與工程學院目前有生物科學、生物技術、生物工程、制藥工程共4個專業(yè)，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，共開設了微生物類課程18門（圖1）。微生物學課程集群包括3個模塊17門課程（圖1）：基礎微生物學課程模塊（普通微生物學、微生物學）、微生物分支學科課程模塊（病毒學、食用菌學、微生物生態(tài)學、環(huán)境微生物工程、工業(yè)微生物育種學、微生物研究技術、現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學）、應用微生物學課程模塊（氨基酸發(fā)酵技術、發(fā)酵分析、發(fā)酵工廠設計、酒類釀造技術、殺蟲微生物制劑與農(nóng)用抗生素、微生物資源開發(fā)與利用、現(xiàn)代食品發(fā)酵技術、應用微生物技術）。其中，《微生物學》課程是省級精品課程。

這三個模塊的劃分依據(jù)是課程本身的邏輯關系及在培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才所起作用的不同時間節(jié)點?；A模塊的兩門課程主要是教授微生物學基礎知識，其中，普通微生物學主要針對生物科學類專業(yè)學生開設，而微生物學主要針對農(nóng)林牧及食品等專業(yè)學生開設?；A模塊的課程是生物類相關專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，一般在大一下學期或大二上學期開設。分支模塊主要教授微生物學分支學科的知識，主要針對生物科學類專業(yè)學生開設。根據(jù)我們學院的專業(yè)特點，我們將分支模塊主要分為發(fā)酵類和微生物資源類，一般學生只選其中一類課程。應用模塊主要包括一些應用性較強的具體微生物相關知識，這些課程通常為任意選修課，學生可根據(jù)自己的需求選課。同樣，根據(jù)我院專業(yè)特點，應用模塊的課程也可大致分為微生物資源開發(fā)類和發(fā)酵類課程。不同專業(yè)的學生可根據(jù)自己的個人喜好，選擇不同的課程，最后成長為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型高素質(zhì)專業(yè)人才。

三、課程群的建設

（一）教學團隊建設

我國高校生物類專業(yè)教研室的組建都是以專業(yè)為基礎的。如，江西農(nóng)業(yè)大學生物科學與工程學院共5個教研室，即：微生物學教研室、生物科學教研室、生物工程教研室、生物技術教研室、制藥工程教研室。其中，只有微生物學教研室是以微生物類課程集群為依據(jù)的教研室，其他4個都以專業(yè)為組建依據(jù)。

通過合理高效的組織管理，微生物學教研室建設了一支高水平的師資隊伍。微生物學教研室現(xiàn)有教師10人，都具有博士學位，包括教授2人，副教授2人，講師6人，40歲以下7人。師資隊伍學歷高、職稱結構合理，年輕有活力。

教研室的老師都從事微生物相關的教學和科研工作并在相應專業(yè)上獲得了博士學位。教研室每周都舉行教研活動，對每門課程都進行集體討論溝通，集體聽課。通過這樣的集體溝通，做到上微生物學基礎課的教師能知道后續(xù)專業(yè)的側(cè)重點，從而在教學過程中做到打牢基礎的同時又避免重復。通過溝通，不僅在教學上可以做到互補，在科研上也能展開合作，互相促進。近年來，生物教研室教師獲批國家級項目10余項，發(fā)表論文幾十篇。

課程集群打造了一批具有專業(yè)理論、實踐能力、國際視野的青年教師隊伍。團隊主要成員先后前往加拿大、美國、澳大利亞等地區(qū)訪學，承擔省部級教改項目6項，建設省級精品共享課程1門，省級以上質(zhì)量工程項目6項，主編出版教材1部，發(fā)表教研論文8篇，參加各類教研評比、競賽獲獎7項。團隊成員有省中青年學科帶頭人1人，省高等學校中青年骨干教師1人，江西農(nóng)業(yè)大學“未來之星”2人，3人在職完成博士學位。同時，課程集群的建設使得教學實踐基地等合作單位進一步明晰了工作任務和合作方式。

（二）課程建設

通過對師資力量的有效組織和整合，學院建設了一批高質(zhì)量的微生物學類課程，為我校人才培養(yǎng)做出了積極貢獻。微生物學課程是本課程群的核心課程，在近20多年的建設過程中，取得了巨大進步。

江西農(nóng)業(yè)大學微生物學課程是我國著名土壤微生物學家、農(nóng)業(yè)教育家歐陽諒教授創(chuàng)建的。經(jīng)過幾代人的努力，該課程已經(jīng)發(fā)展成為具有鮮明特色的江西省精品課程。

早在50年代，歐陽諒在微生物學教學與科研領域頗具建樹，編寫了適用于農(nóng)林類專業(yè)的《微生物學》教材，對農(nóng)學、植保、園藝、等專業(yè)的教學起到不可替代的支撐作用。微生物學是一門面向全校多個專業(yè)（包括生物工程、生物技術、植物保護、農(nóng)學、園藝、環(huán)境工程）開設的專業(yè)基礎課，每年平均授課約10個班，累計680學時。70年代，在歐陽諒教授的倡導下，江西農(nóng)業(yè)大學在全國較早創(chuàng)建了生物技術專業(yè)，微生物學成為該專業(yè)最重要的主干基礎課。

江西農(nóng)業(yè)大學微生物學課程建設始終依托于微生物課程群建設，以科學研究支持課程建設，以課程建設培養(yǎng)科研人才，并以此使得這門課程在40多年的時間里長盛不衰，在全國的影響越來越大。通過課程建設和科學研究的積累，江西農(nóng)業(yè)大學在2004年設立了微生物學碩士點，幾十年來，微生物學全體教師圍繞人才培養(yǎng)這個中心，進行了微生物學課程的全面建設和改造，取得了一系列教學成果：于2004年編寫了微生物學教材配套的《微生物學試題庫》和《普通微生物學CAI》;2009年課程組涂國全教授作為副主編，編寫了一本微生物學教材。2003年《微生物學》課程被評為校精品課程、省優(yōu)質(zhì)課程;2004年獲江西省優(yōu)質(zhì)課程稱號;2007年《微生物學》課程被評為江西省精品課程。

2012年以后，隨著在外攻讀博士學位的青年教師回校及新引進博士教師的加盟，微生物學課程在江西省精品課程的基礎上又煥發(fā)出了新的活力。2012年后，微生物學課程在江西農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡教學平臺上先后建立了《普通微生物學》、《微生物學》等分別適合生物類及農(nóng)業(yè)類專業(yè)的不同網(wǎng)絡課程，并展開了案例教學及課堂教學與網(wǎng)絡教相結合的教學模式研究。

江西農(nóng)業(yè)大學微生物課程在幾十年的發(fā)展過程中積累了豐富的經(jīng)驗及大量的教學資源。2007年，江西農(nóng)業(yè)大學微生物課程在涂國全教授主持下被評為江西省精品課程，并建設了一個開放課程網(wǎng)站。2012年，課程負責人胡殿明博士在省級精品課程網(wǎng)站的基礎上建立了江西農(nóng)業(yè)大學《微生物學》和《普通微生物學》課程網(wǎng)站，課程網(wǎng)站具有豐富的教學資源及與學生交流的平臺，為轉(zhuǎn)型升級為資源共享課打下了堅實的基礎。2014年《微生物學》成功獲批為江西省精品資源共享課程。

（三）教學科研平臺建設

微生物學課程十分重視實踐教學，在2002年按現(xiàn)代生物技術實驗室的標準建成的800m2微生物實驗室，及占地面積20000m2左右、裝備價值300萬元的全自動不銹鋼發(fā)酵罐15升、50升、500升、1000升各兩套和各種儀器設備的教學實習基地一個，并有與外單位建立長期合作的教學實習基地十多個，努力為學生創(chuàng)造良好的實踐教學模式，以期培養(yǎng)學生實踐能力，提高綜合素質(zhì)。

通過微生物課程集群的建設和資源整合，反向促進了科研平臺建設。生工院建設了和微生物相關的省級平臺3個：江西省農(nóng)業(yè)微生物資源開發(fā)利用工程實驗室、江西省菌物資源保護與利用重點實驗室、果蔬采后處理關鍵技術及質(zhì)量安全2011協(xié)同創(chuàng)新中心——果蔬微生物源保鮮劑研發(fā)與應用創(chuàng)新子平臺。

（四）教學改革

課題組對課程群內(nèi)課程進行了大量教學改革研究，并取得了較好的成效。通過對微生物學課程雙語教學的探究，魏賽金等提出雙語教學對于生物技術專業(yè)微生物學課程教學起著重要作用，總結了雙語教學中存在的問題。并從微生物雙語教學的課程目標、教材選用、教學手段、教學方法以及考核辦法等方面進行了較為深入地剖析，提出了適宜的教學模式[6]。應碧等初步研究和探討了如何在高等農(nóng)業(yè)院校生物工程教學中轉(zhuǎn)變教學觀念、優(yōu)化教學環(huán)境、優(yōu)化課堂教學、發(fā)揮實驗教學作用、全面深入開展課外實踐活動及生產(chǎn)實習等方面來進行創(chuàng)業(yè)素質(zhì)教育，以達到培養(yǎng)農(nóng)學生物學類學生的自我創(chuàng)業(yè)能力和高尚品格的目的[7]。張慶華等針對發(fā)酵工程課程應用性廣、實踐性強、學習難度大等特點，為了使學生更好地掌握發(fā)酵工程的基礎知識、提高學生的創(chuàng)新思維能力和專業(yè)技能，根據(jù)農(nóng)林院校工科類專業(yè)自身的特殊性，對發(fā)酵工程課程從教學內(nèi)容、教學方法手段、實踐教學以及考核評價模式等多個方面進行有效改革和探索，取得良好的效果[8]。

另外，在課程考核評價方式上，我們也進行了較好的改革探索。院于2014-2015學年下學期在《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學》、《普通微生物學》等課程進行了考試改革試點，將一次性的期末考試分為多次考試和考核（表1），并取得了良好的效果?，F(xiàn)已面向全院教師所承擔的理論教學課程鋪開進行考試改革，以期促進大學生學習方式的轉(zhuǎn)變以及專業(yè)素質(zhì)的提高。

（五）課程群應用效果

教學受益面大，人才培養(yǎng)成效顯著，學生競爭優(yōu)勢明顯。微生物學類課程是生物科學與工程學院專業(yè)中占比最大的主干課;貫穿人才培養(yǎng)全周期，教學受益面大。連續(xù)20年的實踐，共計10個專業(yè)5萬余名本科生受益。學生取得的成績受到各界廣泛認可。從2014年至今，201名學生被美國南佛羅里達大學、昆士蘭大學、悉尼大學、中國科學院、中山大學、暨南大學等海內(nèi)外知名院校錄取為研究生。2011年以來，學生在各類競賽項目中共獲得獎項55項，獲批國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目立項3項、省級1項、校級16項。國內(nèi)外知名學者也對我院師生及教學給予高度評價，畢業(yè)生得到用人單位和業(yè)界的廣泛贊譽。

成果輻射廣泛，產(chǎn)生良好的改革示范作用。培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的微生物類課程集群建設模式探索與實踐是江西農(nóng)業(yè)大學生物科學與工程學院生物類示范性課程的起步，可有利推進學院四個專業(yè)生物類課程的改革。課程集群的教學模式，打破了國內(nèi)農(nóng)業(yè)院校教學改革難有創(chuàng)新性突破的壁壘，其成功示范和全面推廣，帶動了國內(nèi)生物類專業(yè)主干課程相互間的教學互動?！段⑸飳W》課程獲評為江西省精品課程，2014年獲江西省“本科教學質(zhì)量工程”項目資助，建設精品資源共享課程。

強力支撐學科專業(yè)建設，提高學校辦學水平。我院生物工程專業(yè)以發(fā)酵工程為依托，堅持走“農(nóng)”與“微生物”相結合的特色發(fā)展之路，在微生物課程群建設的支撐下，2018年獲批為江西省優(yōu)勢專業(yè)。

四、結束語

本項目的微生物課程群建設屬于中、微觀層面的課程建設，是針對我校生物科學類相關專業(yè)學生，將內(nèi)容相關的微生物學類課程進行整合，從人員組織到課程內(nèi)容等多方面進行重新組合，刪除重復過時內(nèi)容，增加增強學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的新內(nèi)容，以提高教學效率，實現(xiàn)課程建設的規(guī)模效益，具有很強的操作性和實用性。我校的課程群建設模式對地方農(nóng)林院校具有一定的借鑒意義。由于課程群的建設涉及到人員的重新整合，必須從學校層面加以推動，才能更好地發(fā)揮其效果。

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