“環(huán)境微生物學”課程教學改革的初步嘗試與探討

王華斌 梁承月 尹芳 劉瑩 徐銳

摘要 環(huán)境微生物及其系列課程是環(huán)境類專業(yè)的基礎課程，為了提高其教學質(zhì)量，文章著眼于目前的課程困境，基于筆者多年來的授課經(jīng)驗，采用最新的教育理論手段，體現(xiàn)以學生為中心、成果為導向、持續(xù)改進的教改思路，著手改進教學方法，提升教學內(nèi)容，優(yōu)化考核體系，并進行了相關的部分教學實踐與嘗試。

關鍵詞 環(huán)境微生物學課程；教學方法；改革與實踐

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.6.043

環(huán)境微生物學是研究微生物在環(huán)境領域中應用的學科，是充分利用有益微生物為人類造福，消除、防止、控制有害微生物生理活動的研究學科[1]。學科本身和生物學、化學、環(huán)境科學、生態(tài)學等多門學科內(nèi)容上相互交叉融合，也是筆者所在云南師范大學能源與環(huán)境科學學院的專業(yè)選修課（以下簡稱“本課程”），對于微生物在能源以及其他環(huán)境體系中的存在形式、運用場景、機理機制以及優(yōu)化改性等，進行全面的講解和傳授。但是，目前的環(huán)境微生物課程授課過程當中，遇到多種難題，主要體現(xiàn)在授課模式傳統(tǒng)、教材內(nèi)容陳舊、考核方式單一等方面，從而導致學生學習興趣不高、教學質(zhì)量難以提升等問題[2]。

近年來，學科建設、教學改革等內(nèi)容引發(fā)了教育學者的廣泛關注，如何在新的教育改革理念下進行環(huán)境微生物學課程的教學實踐和改革嘗試，筆者將從以下幾方面提出思考。

1環(huán)境微生物學的當前教學困境

1.1教學與網(wǎng)絡相分割，欠缺先進思想引領

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，本課程當前仍以傳統(tǒng)的授課形式為主，仍停留在傳統(tǒng)的幻燈片播放為主，再輔以教師講授的授課方式，這樣的授課方式對學生吸引力較低、課堂創(chuàng)新度欠缺，不能夠及時調(diào)動學生的學習積極性和主觀能動性。目前主流的教學研究集中于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、遠程教育等教學形式的優(yōu)化改良方面，而本課程相較于流行的教改研究仍有一定的隔閡，導致了目前的教學困境。

1.2教學與思政相分割，缺乏思想政治教育

當前，本課程的授課教材為袁紅莉老師等編寫的《農(nóng)業(yè)微生物學及實驗教程》，為2008年編寫的教材，從原核微生物、真核微生物等微生物結(jié)構(gòu)，再到微生物的營養(yǎng)、代謝、生長、遺傳、變異、誘變育種等方面進行了闡述。該教材是農(nóng)建專業(yè)的經(jīng)典教材之一，目前的傳授過程中，多以照本宣科的講解為主，較少融入生態(tài)文明建設、生態(tài)多樣性保護等社會時政和思想宣傳，導致課程全程育人體現(xiàn)不足。

1.3教學與實踐相分離，難以體現(xiàn)寓教于樂

環(huán)境微生物學相較于其他分子生物學、生物化學等課程，有著較強的環(huán)境應用屬性，但是，目前的教學過程中，對其應用特色的表現(xiàn)仍然停留在介紹層面，缺乏相關的實踐過程。本課程根據(jù)教學大綱，僅有48學時的課程量，考慮到環(huán)境微生物課程較多的授課內(nèi)容、復雜的學科背景體系，較難完成相關實踐部分的教學內(nèi)容，存在實踐不夠的教學困境。

1.4教學與考核相分離，尚未做到全面客觀評價

本課程考核采用“平時出勤+期中考試+結(jié)課考試”的傳統(tǒng)形式，以結(jié)課考試為主，占學生最終分數(shù)的60%（另外20%為學生的平時成績，以到課率和課堂參與程度為主要評價指標；20%為期中考試的成績占比），這導致學生多在考前進行突擊，以通過考試為目標，而不是以知識學習和思維能力的訓練為主要目標，這樣的評價方式也不利于學生能力的培養(yǎng)和成長。

2環(huán)境微生物學的教改思路

2.1以學生為中心的課程設計思路

基于以上問題，本課程采用以下的教改思路。針對課程模式傳統(tǒng)、對學生吸引能力有限的問題，應以學生為中心進行授課模式改革工作，結(jié)合對分課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等新的課程設計理念，對環(huán)境微生物學課程教學進行改革。授課老師應該從課程的講授者向引導者轉(zhuǎn)變，而學生應從被動的接受者向主導者轉(zhuǎn)變，做自己學習的主人。教學時可采用更多的網(wǎng)絡資源和設備平臺，結(jié)合虛擬仿真、動畫動圖等手段，對于微生物的相關反應過程進行更為全面的演示，增強學生的課堂參與感。通過MOOC等平臺先讓學生進行網(wǎng)絡學習，然后老師通過小組討論的方式對學生學習的重點和難點進行講解。

2.2以三全育人為目標的思政融入

習近平總書記指出：“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應。”[3]因此，在環(huán)境微生物課程的教學過程中，應充分發(fā)揮環(huán)境微生物學相較于其他課程的特色之處，注重微生物在環(huán)境當中的應用以及所扮演的角色，從多維度多層面在授課過程中融入思想政治元素，結(jié)合國家政策方針，融合地方發(fā)展定位，充分發(fā)揮本課程在人才培養(yǎng)過程中全程全方位的思政教育作用。

2.3以成果為導向的人才培養(yǎng)架構(gòu)

以人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標為導向，突出以成果為導向的培育架構(gòu)，體現(xiàn)OBE教學理念。根據(jù)人才培養(yǎng)方案，本學科需要培養(yǎng)的是具備現(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)工程、可再生能源工程、生物環(huán)境工程等方面的基本理論、基本知識和基本技能，能在可再生能源開發(fā)利用和高效設施農(nóng)業(yè)系統(tǒng)等相關領域從事工程設計與管理、技術裝備研究與開發(fā)、教學與科研等方面的高級工程技術人才。因此，具體到微生物學，應體現(xiàn)知行合一的教學理念，強調(diào)學生在實際工程項目當中的解決問題的能力，可增加教學實踐環(huán)節(jié)和參觀學習，讓學生對于工程實際有相對直觀的感受[4]?；诖耍菊n程應設置相關的實驗操作部分，例如對于細菌菌落的觀察、真菌的種植，還有沼氣發(fā)酵過程中微生物的群落變化分析等。部分課程由于時間、精力、物質(zhì)方面的局限，可以通過虛擬仿真等形式開展教學工作。總之，在課程的設置和講授過程中應充分結(jié)合畢業(yè)生的實際需求進行貫徹。

2.4以過程性評價為手段的評價考核機制

目前的授課過程中并沒有體現(xiàn)出教學和考核相分離的思路，最終仍以試卷作為主要考核方式，也難以實現(xiàn)對于學生較好的價值導向。因此，在后續(xù)的改革實踐中，應突出以學生課程學習的全過程表現(xiàn)作為評分的考核辦法，在傳統(tǒng)的結(jié)課考試的基礎上，通過網(wǎng)課學習打卡、發(fā)帖參與討論、實驗操作、課程展示等手段，對學生的課程表現(xiàn)進行全方位的評價，激發(fā)學生的參與感和創(chuàng)新性[5]。課程考核作為評價學生學習效果的重要手段和方式，試卷命題應由多位授課老師共同完成，授課老師原則上不作為命題老師，實現(xiàn)教考分離，更加合理地完成對于學生學習效果的評價工作。

3環(huán)境微生物學的部分改革實踐

3.1采用先進的教學理念和課程模式

根據(jù)以上的改革思路，筆者將從以下幾方面對于授課內(nèi)容進行改進和探索。在授課內(nèi)容方面，從以下三方面進行優(yōu)化：其一是將部分授課內(nèi)容進行事先錄制，并將視頻提前上傳至慕課平臺MOOC、學校教學資源平臺以及云端網(wǎng)盤等共享平臺，可供學生下載學習；其二是選擇部分章節(jié)進行翻轉(zhuǎn)課堂、對分課堂等新型課堂形式的實踐，體現(xiàn)以學生為中心的課程設計思路；其三是在一些實驗操作難以完成的情況下，開展相關虛擬仿真課程的學習，例如，在微生物厭氧發(fā)酵以及沼氣工程等課程部分，可采用虛擬仿真平臺技術，配合農(nóng)業(yè)工程、生物質(zhì)能工程等實踐性較強的課程進行交叉融合，提升學生學習參與感和獲得感，提高課堂教學質(zhì)量。通過以上三方面的實踐和嘗試，實現(xiàn)課程授課的優(yōu)化提升。

3.2結(jié)合多角度的思政教育

嘗試從以下方面結(jié)合課程的思想政治教育：①將課程與傳統(tǒng)技藝相結(jié)合，例如，將糧食釀制成美酒，在我國已經(jīng)有上千年的歷史，增加學生的愛國情懷和民族自豪感；②將課程與辯證思維觀念相結(jié)合，例如，在有些時候我們要避免食物被微生物污染腐壞變質(zhì)，但是在酸奶等食品的制作過程中，我們則需要微生物進行發(fā)酵，這從一定程度上傳遞出辯證思維，從而增強學生的理性認知。通過以上各種形式的結(jié)合，并在其中提煉思想政治元素結(jié)合點，對于學生進行“浸潤式”培養(yǎng)；③將課程與生態(tài)文明建設等國家戰(zhàn)略方針結(jié)合起來，例如，環(huán)境微生物能夠?qū)χ亟饘俸陀袡C物污染的土壤進行原位修復，從而實現(xiàn)以較低的成本完成污染物的固化穩(wěn)定化，把上述科學研究內(nèi)容融入環(huán)境微生物的新陳代謝、呼吸作用、有機物分解機理等授課章節(jié)，從而實現(xiàn)思政教育的無聲融入。

3.3采用成果為導向的人才培養(yǎng)目標

首先對課程內(nèi)容進行凝練濃縮，在有限的課時當中，針對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)微生物教材，應進行授課內(nèi)容的篩選，針對本專業(yè)培養(yǎng)的生物環(huán)境工程、生物質(zhì)能工程、可再生能源工程等工程型人才，突出體現(xiàn)與理論性人才的區(qū)別，體現(xiàn)環(huán)境微生物學的應用屬性；其次對于實際運用中存在的問題，應采用虛擬仿真等手段，對學生該方面的能力進行訓練；最后是積極鼓勵學生參與社會實踐，培養(yǎng)出與實際接軌的工程技術人才。落實到具體措施層面，主要有三個步驟，首先是授課內(nèi)容，需要增加實驗操作課的比重，讓學生從高溫滅菌、到菌落的生成和觀察、再到真菌的種植等，讓學生在校的時候?qū)W習農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境微生物運用實例；其次可以在課程講授團隊中加入校外導師，可以是設計院、科學院，或者事業(yè)單位工程師等，針對實際工作當中所遇到的問題和解決思路，給學生進行深入淺出的講解，讓學生對于畢業(yè)之后的實際工作問題有更深的理解，也更加充分地認識到書本上的知識與實際工程運用之間的差距；最后是社會實踐，以本學院為例，通常是大三上學期進行專業(yè)實踐，環(huán)境微生物的老師可以加入實踐過程中，進一步講解在實習過程中遇到的課堂內(nèi)容相關的問題，加深學生對課程的印象和對關鍵知識的掌握。

3.4采用全過程的考核評價方式

在學生的評價方式上，參考部分課程所采用的靈活多樣的考核方式，包括課堂展示（Presentation），日常作業(yè)（Assignment）和筆試測驗（Quiz）相結(jié)合的方法[6]。課程開始，就讓學生3至4人一組，從多個項目題目中選擇感興趣的方向進行課堂展示的準備，這些項目包括但不限于：釀酒工藝、酸奶生產(chǎn)、醬油的歷史、消滅鼠疫等，課程的展示以及各位學生在其中的貢獻度將作為評分的重要依據(jù)。通過以上項目化的小組學習表現(xiàn)作為考核評價的重要組成部分，輔以結(jié)課考試等手段，激發(fā)學生的自主性和積極性，獲得較好的學習效果。除此之外，注重學生的課堂反饋與評價，在課程結(jié)束之后通過匿名問卷等形式收集學生對于本課程的意見建議和相關想法，作為下學期授課的改進方向，充分尊重學生意愿，學生與老師在學與教的道路上均能共同成長。

4結(jié)語

本文結(jié)合筆者的相關課堂經(jīng)驗，針對環(huán)境微生物學這一課程，從為何改（當前教學困境），到如何改（課程教改思路），再到具體操作實例（部分改革實踐）三個維度，對于本課程的教學內(nèi)容和教學考核評價方法等進行了探討。通過以上教改嘗試和具體實踐，希望能夠?qū)Νh(huán)境微生物學及其他相近學科教學質(zhì)量的提升提供參考和借鑒。

*通訊作者：徐銳

基金項目：云南省研究生優(yōu)質(zhì)課程建設項目（YH2020-B07）；云南師范大學《生物質(zhì)能工程》課程思政項目（2022KCSZ-122227）云南師范大學科研啟動項目（XJ2021103322）。

參考文獻

[1]郭光，田芳，王慧雅，等.項目化教學在“環(huán)境微生物學”課程中的應用[J].廣東化工，2021，48（1）：235.

[2]謝先德，張嘉超.環(huán)境工程微生物學教學改革探索與實踐[J].科教導刊（下旬刊），2020（10）：24-25，28.

[3]楊紅茹，郎玉苗，薛紅妹，等.《衛(wèi)生微生物學》課程融入“思政”元素的探索[J].高教學刊，2020（27）：186-188.

[4]胡熙.基于OBE理念的環(huán)境微生物學實驗教學探索與實踐[J].黃河.黃土.黃種人，2020（17）：53-54.

[5]胡熙.環(huán)境微生物學教學改革與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報（上旬刊），2020（9）：60-62.

[6]李凱.基于體驗式學習方法的環(huán)境微生物教學革新研究[J].農(nóng)家參謀，2020（21）：235-236.