環境微生物開展設計性實驗教學模式的初探

焦迎春 王虹 謝占玲 李德英

摘要:常規的環境微生物實驗教學是以基礎微生物實驗為主,選作1～2綜合性實驗為輔的教學模式,教學效果不理想。文章針對在基礎實驗教學環節、教學方法和考核方式方面出現的問題,提出了開展設計性實驗的理念,以堅實基礎實驗教學內容為基礎,引入引導學生根據自身的興趣愛好分組自行設計綜合性實驗的教學模式,從而提高有限的環境微生物實驗教學質量和學生解決環境問題的實踐能力。

關鍵詞:環境微生物學開放設計實驗教學模式

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0197-01

環境微生物學作為環境工程專業、環境科學專業的必修專業基礎課,是以普通微生物學為基礎,并在研究微生物學的一般規律的同時,更注重微生物與環境之間的相互作用規律的一門課程[1]。目前教學主要是以傳統的經典微生物實驗技術,如微生物的顯微觀察、染色、純種培養分離及土壤微生物計數等內容,基本上都是驗證實驗,使得學生在做這些實驗時,因為內容陳舊加之沒有有效的考核激勵方式,學生的實驗積極不高,掌握的基本實驗技能較差,針對目前許多環境問題的應用顯示出一定的局限性[2]。那么,如何充分調配環境微生物學實驗的內容、授課方式及考核機制,讓學生真正掌握所學知識,培養出具備扎實理論基礎知識、操作執行力強且能將所學知識靈活運用創新能力的學生,一直是環境微生物實驗教學思考和努力的方向[3]。設計性實驗具有研究性和探索性,能夠激發學生的應用知識主動性與動手積極性,因此開展設計性實驗將是實驗教學改革的必然趨勢[4]。本文根據環境微生物學實驗教學過程中存在的問題,提出了以開放實驗室為平臺的自主設計實驗改革幾點心得。

1堅實基礎實驗教學環節

1.1 編寫實驗指導

環境科學專業計劃規定環境微生物課程是在二年級第一學期開設,在此之前學生相關基礎理論知識與實驗能力都比較匱乏,基于這一實際情況,編寫詳細和實用的實驗指導書,包括基礎實驗篇和設計實驗篇兩大塊內容,基礎實驗篇由顯微鏡的使用、微生物的染色、培養基的配制、微生物的分離篩選純化及微生物的計數等實驗,每一個實驗都要有翔實的目的要求、實驗原理、實驗儀器原理、功能和操作說明、實驗步驟、實驗注意事項及實驗考核點等,便于學生作為實驗教材使用;設計實驗篇則列出相對較粗的幾個實驗方向,如資源微生物的分離篩選、極端微生物的分離篩選、污水處理中微生物的應用、土壤修復中微生物的應用、環保型微生物制劑的開發、微生物與廢物資源化研究等,供學生自行選擇。

1.2 強化實驗預習過程

每次實驗課前為學生播放教學實驗錄像,將有關的實驗操作過程和實驗現象全部展現在學生面前,再由教師詳細講解實驗過程中容易出現的問題,加深學生對實驗的過程了解,遇到復雜實驗還可以把錄像反復播放,把實驗的每一個步驟讓80%的學生掌握。同時在每一組實驗學生中選一名學生與教師一起準備實驗,在帶實驗教師演示指導下,準備實驗的過程全部由學生自行完成,目的是讓同學們懂得每做一個實驗不僅要花費很多的物力財力,而且還要付出大量辛苦的勞動,讓每一位同學更加珍惜來之不易的每一個實驗動手操作機會,進而提高學習的積極性。

1.3 嚴格實驗技能的考核機制

基礎實驗篇的每一個實驗完成后,以實驗小組為單位并依據實驗指導的考核點進行考試,對于不能通過考試的實驗組,可安排一次進行開放補做實驗的機會,對于有些基礎實驗無法順利過關的實驗組不準許進入設計性實驗階段。

2拓展設計性實驗教學環節

2.1 準備設計性實驗

以基礎篇實驗的學生分組,每個實驗小組根據自己的興趣選擇設計性實驗的題目放向,首先需在實驗開始前一個月查閱相關文獻,并通過到環境污染治理的企業的實地考察,確定設計性實驗具體實驗內容。比如在“污水處理中微生物的應用”實驗中,教師可以讓學生自己去城市污水處理廠考察,通過觀察曝氣池進出水情況,使同學們找到活性污泥處理污水中的提高凈化能力的原理,對于活性污泥的生物相研究提出自己的見解,確定興趣點。進一步明白設計性試驗的目的,設計合理的實驗方案,研究設計性試驗的可操作性,經過老師與學生的共同討論后形成可行的實驗步驟,并做好分工,準備相應的實驗材料。

2.2 靈活實施設計實驗

進行設計性實驗的時間和地點可以自行確定,可以在課外做也可以在課內做,能是微生物實驗室或相關實驗室的多處場所。實驗周期可彈性規定在兩周內完成。在實驗實施過程中各實驗組可以獨立完成也可協作完成。

2.3 展現設計性實驗結果

鼓勵學生將實驗中出現的各種結果與全班同學一起分享,共同討論實驗取得與預期結果的相符性,分析成功的關鍵和經驗。對于未取得預期結果的,分析導致實驗失敗的原因。對于每個實驗小組提交的實驗報告,由各設計實驗小組同學交換后討論批改,并提出相應的建議和方案。

3結語

設計性實驗教學打破傳統性實驗教學的局限性,是師生共同參與完成的實驗教學過程,在加強基礎實驗技能培養的基礎上,對教師和學生的教與學的理念都提出了較高的挑戰,給學生提供了相對自由的空間發揮其創新能力和實踐能力,更好地促進學生自由、主動、全面的發展,受到了學生的廣泛歡迎。對于教師要求必須有創新性思維,要精心設計、周密策劃指導整個實驗教學過程,要不斷探索、改革、完善設計實驗教學內容和教學方式[5]。

參考文獻

[1] 李靖,周玉林,關杰.環境微生物學教學改革的探索與實踐[J].微生物學通報,2009,36(11):1766-1771.

[2] 高冬梅,張民生,洪波.環境微生物綜合實驗教學的改革和實踐[J].實驗室科學,2011,14(3):53-55.

[3] 都韶婷,宋英琦.互動教學為核心的環境微生物實驗教學方法探索與實踐[J].中國科教創新導刊,2011(2):73-74.

[4] 姬曉娜,曹文平.關于開放環境微生物實驗教學方法的探討[J].實驗室科學,2010,13(3):34～35.

[5] 邵信儒,孫海濤,徐晶.食品微生物學教學方法改進與實踐[J].通化師范學院學報,2009,23(2):97-99.