水處理微生物學課程的教學改革實踐與探討

□ 河北科技大學 郭建博 國 潔 劉 春 廉 靜 李再興 楊景亮

水處理微生物學課程的教學改革實踐與探討

□ 河北科技大學 郭建博 國 潔 劉 春 廉 靜 李再興 楊景亮

水處理微生物學是給水排水工程專業必修的專業基礎課程。根據筆者的教學體會，結合給水排水工程專業的學科特點和專業需要，進行了水處理微生物學教學內容改革，建立了課堂教學“1＋n”模式，構建了“1－2－3”實踐教學模式以及網絡課程模塊化改革，并取得了良好效果。

水處理微生物學；“1＋n”模式；教學改革；實踐教學

水處理微生物學是高等學校給水排水工程專業學生必修的專業基礎課程之一。課程針對水處理工程和環境水體水質凈化過程中所涉及的微生物學問題，搭建基礎理論與專業知識橋梁，將理論知識與實踐應用緊密結合。其主要內容包括微生物種類的形態結構特征、生理特性及水處理領域的生物技術基本原理和實踐案例等。課程學習目的是讓學生對微生物的基本概念、基本理論、實驗方法以及在給水排水工程中的實際應用方面的知識進行綜合理解和掌握，準確把握微生物學領域的最新發展趨勢和應用前景，提升學生綜合素質和創新能力，培養學生的創新意識，鍛煉學生理論聯系實際的能力，為今后從事城市給水排水工程、工業水處理工程、環境治理和管理等方面的工作奠定堅實的基礎。

近20年來，由于微生物學知識快速更新，內容日益豐富，而水處理微生物課程教學時數卻不斷縮減，加上工科學生生物學知識參差不齊，現行的水處理微生物教學內容和教學模式已不能適應教學需求，這為高等學校微生物學教學的調整、轉型和內容更新提出了新的機遇和挑戰［1，2］。筆者結合多年的教學經驗，對水處理微生物學的教學內容、教學方法和手段以及實驗教學等進行了改革，并取得初步成效。現將一些做法簡要加以總結，希望對提高水處理微生物課程教學質量有所幫助。

一、加強師資隊伍建設，提高水處理微生物學教學水平

高水平學者、專家型的教師梯隊是課程建設的關鍵，青年教師在教學實踐中鍛煉成長是課程可持續發展的重要環節。為了培養應用型、創新型的人才，要求必須加強教師隊伍的建設，通過學術交流等途徑，促進青年教師教學水平和科研能力的快速提高，增強教師隊伍的整體實力，進而提高教學水平和教學質量。為此，制定了青年教師教學能力培養和科研能力培養計劃，其中，為了提高教師的教學能力，專門設立了培訓制度、導師制度、助課制度、聽課制度和教研制度；針對科研能力的培養，建立科研幫扶制度、工程訓練制度和學術交流制度。實踐證明，各項制度的建立和實施，為提高水處理微生物學的教學質量夯實了基礎。目前，不僅有兩項國家自然科學基金課題由青年教師擔綱主持，而且有多項校內外教學、科研成果出自青年教師之手，他們的敬業精神和業務水平有了很大的提高。

在加強教師隊伍建設的過程中，課程組還積極引進人才和鼓勵教師進修，目前，該課程的5名授課教師中，具有副高級以上職稱的3名，博士3名，在讀博士1名。通過加強教學隊伍建設，已逐步形成一支主講教師負責、結構合理、人員穩定、教學水平高、教學效果良好的師資隊伍。

二、改革教學內容，調動學生的積極性和主動性

水處理微生物學與生理學、微生物遺傳學、微生物生態學、生物化學、分子生物學、有機化學和水質工程學等多門學科有著非常緊密的聯系，具有較強的廣度與深度。而教學內容較微觀、抽象，并且多學科交叉，內容零散［3，4］。如果調動不起學生的學習興趣，那么，這些瑣碎、繁雜的內容往往會使學生感到索然無味。為此，我們探索將課程中的經典理論、工程技術和前沿科技發展有機地融合在一起，力求讓學生在有限的學時內系統掌握本門課程的基礎理論與實驗操作技能。實踐中的具體做法是：通過上網檢索的辦法，廣泛收集有關外文教材和教輔資料，從中取其精華，加以借鑒。以此同時，注重吸收國內重點大學在相關課程上的先進教學經驗，定期召開課程組教學研討會、集思廣益、互相啟發。經過幾年來的教學實踐，逐步確定了合理的教學內容，重新修訂的教學大綱將課程內容分為3大模塊：理論教學模塊、實驗教學模塊和課程實習模塊。每個知識模塊內容相互獨立同時又相互聯系，使教學內容更加完整系統。理論教學模塊深入透徹地講解了水處理微生物的基本原理，它是課程內容的基礎和核心。實驗教學模塊突出訓練學生的創造力和動手能力，為學生向研究型人才發展奠定基礎。課程實習模塊在以上兩個模塊的基礎上，使學生對具體的水處理微生物能夠有一個直觀的印象。改革后的教學內容，條理清晰、目的明確，可以很好地鍛煉學生從事給排水工程生物單元的設計、運行管理和科學研究的能力。

三、改革教學方法和手段，提高課程教學效果

1.改進課堂教學方法

課程組注重教學方法的改革，課堂教學靈活生動，改變了過去傳統單一的“傳授式”教學模式，建立了課堂教學“1＋n”模式，即課堂教學以“多媒體和板書相結合”為主，充分發揮多媒體CAI課件、電子教案等信息量大、直觀、生動的優勢；輔以“啟發式”、“討論式”、“請進來，走出去”等靈活生動的教學方法，再加之重大科研課題介紹、典型實驗案例分析、典型成果示例、工程圖片、Flash動畫、DV視頻、CAD工程圖紙鏈接、工程設計原理思考題等。這種多元化的教學內容表達方式和教學方法，使學生形成了知識點多層次解析、立體多維滲透的效果。

2.構建實踐教學模式

在實踐教學中，課程組構建了“1－2－3”實踐教學模式，即以培養學生實踐能力和創新精神培養為目標，構建“校內（實驗教學中心、科技平臺）”和“校外（實踐教學基地）”實踐教育平臺，開展“實驗教學”、“課程實習”和“科研創新”等三個教學內容。該實踐教學模式集學生的實踐能力和創新精神培養于一體，貫穿整個課程教學過程，豐富了課程教學的內涵。使學生從基本實驗能力的形成，專業知識的拓展，實踐過程的鍛煉出發，逐步完成了由理論到實踐的過渡，促進其知識、能力、素質的全面發展。

3.積極建設網絡課堂

學校有覆蓋全校園的Blackboard網絡教學平臺，能滿足全院師生的課堂網絡教學、文獻資料檢索查詢等需要。服務器由學校統一提供，能保證全天候開通。

課程組積充分利用該平臺建立了網絡課堂。網絡課程設有 “課堂教學”、“實踐教學”、“自主學習”、“交互學習”四大模塊，能支持多種多媒體文件格式，既為學生提供了課后互動學習的平臺，也大大促進了學生主動學習的自覺性。目前，本課程網絡教學可實現如下功能：教師網上授課、實驗演示、電子教案下載、答疑論壇、在線模擬試題、參考網址鏈接等。

網站的課程素材庫和公共素材庫，提供了課程教學大綱、參考文獻資料清單和典型科研案例，鏈接了相關聯的課題圖片、動畫、視頻、CAD工程圖紙等圖像材料和課后學習思考題、工程設計思考題等學習資料，并能根據教學需要及時對網絡課程內容進行相應修改或調整。網絡課堂將“多媒體教學、實驗教學、課程設計、仿真教學”等手段與網絡教學有機結合，使學生隨時隨地都可以進行本課程的學習。由于充分利用了網絡資源，使得教與學通過網絡互動，極大地擴展了學生的知識面。

4.改革考試內容和方式

考試是評價教師教學質量和學生對知識掌握情況最重要的依據。以往的考試標準不統一、出題難度不穩定和內容偏重對單一知識點的考核，往往不能客觀地反映教學情況的現狀。為使課程的考核標準化、系統化、綜合化，我們積極進行了考試內容和方法的改革，采用了閉卷考試（70%）與實驗操作考試（30%）相結合的辦法。閉卷考試不僅嚴格執行A、B卷，嚴肅考場紀律，并逐步建立了較完備的習題、試題庫，使考試題目能夠隨機抽取，而且在考試內容中，增加了考察學生對知識綜合應用能力的考題。此外，根據課堂表現、實驗、作業和出勤等確定平時成績（平時成績占課程成績的30%），使得對學生的考核貫穿于課程的整個教學過程。改革后的歷年考試成績均呈正態分布，更加完善、準確地反映了教學情況，有利于教學質量的提高。

四、加強教學管理，保證課程建設可持續發展

有效的教學管理是保證課程建設可持續發展的前提。多年來，我們始終高度重視教學管理制度的建設，由課程負責人統一管理課程的各項工作，如制定教學計劃、修改教學內容、修訂教學大綱、規范教案、選取教材等。為保證課程內容隨著科技的發展不斷地更新與改革，主講教師按照所制訂的教研計劃，定期參加教學方法和經驗交流會，討論課程發展方向、學科前沿、新的教學手段和方法，取得了較好的效果。為了逐步實現對課程教學管理的規范化，我們將授課內容、教案、教學安排以及教師本學期所承擔的教學工作量等，錄入計算機軟件系統內，可以隨時查詢相關信息，以便于對教學情況進行監督檢查，并隨時提出修改措施。為保障課程建設這一延續性強的工作的資助經費投入，課程組申請了專項配套經費，并積極參加學校的精品課建設，努力提高課程的質量，為“水處理微生物學”課程可持續發展奠定了良好基礎。

本課程經過多年的學科建設和教學實踐積累，不斷地改進和優化了課程的教學思想、教學內容和教學方法，逐步建設成為知識體系完善、內容豐富而緊追前沿，教學手段多樣現代、方法創新、教學效果良好、具有鮮明特色的課程。通過本課程的學習，學生不僅掌握了水處理微生物學的基本理論和基本技能，鍛煉其發現問題、分析問題和解決問題的能力和創新意識，而且認識到了掌握水處理微生物學對城市給水排水工程、工業水處理工程、環境治理和管理、促進經濟社會的可持續發展的重要性，既可以滿足地方對人才培養的需要，同時，也使學生能夠了解該領域的國際發展動態。目前，該課程建設的成果與經驗，已被國內多所同類高校所借鑒。

[1]楊朝暉,曾光明,劉云國,楊霞.環境工程微生物學教學改革的探索與實踐[J].大學教育科學，2003（4）：45－47.

[2]金云霄,吳長航.水處理微生物學教學改革的探索[J].科技創新導報，2009（28）：20－21.

[3]顧夏聲，李獻文，竺建榮.水處理微生物學[M].北京:中國建筑工業出版社，2000.

[4]周群英，王士芬.環境工程微生物學[M].北京:高等教育出版社，2008.

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