“環(huán)境生物學(xué)”創(chuàng)新性課程體系建設(shè)探索

[摘 要]環(huán)境生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課，加強(qiáng)環(huán)境生物學(xué)創(chuàng)新性課程體系建設(shè)，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新性綜合能力的培養(yǎng)尤為重要。在環(huán)境生物學(xué)課程建設(shè)過(guò)程中，增加環(huán)境微生物的基礎(chǔ)教學(xué)，既能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γl(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)主動(dòng)性，又能加強(qiáng)師生間的交流和討論。選擇適合的考核方式，也有利于創(chuàng)新性課程體系建設(shè)。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境生物學(xué) 課程體系建設(shè) 創(chuàng)新性

[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）15-0041-03

隨著對(duì)生物學(xué)研究的不斷深入，現(xiàn)在人們對(duì)環(huán)境生物的發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越關(guān)注。環(huán)境生物學(xué)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，它是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，[1]它主要探討在人類干擾和影響條件下生物與其所在環(huán)境之間的關(guān)系，環(huán)境生物學(xué)為認(rèn)識(shí)全球變化、生物多樣性的保護(hù)、人體健康、地球生物圈的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)理論指導(dǎo)。環(huán)境生物學(xué)的演化、形成以及發(fā)展與世界環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生和研究密切相關(guān)。[2]環(huán)境生物學(xué)課程內(nèi)容與人們所關(guān)注的生命質(zhì)量與環(huán)境質(zhì)量之間的內(nèi)在關(guān)系及污染治理密切相關(guān)，而且所涉及的問(wèn)題都是一些具體而現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，如環(huán)境污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人體健康的損害、持久性有毒污染物對(duì)生物的“三致”作用等。[3]

環(huán)境生物學(xué)是環(huán)境生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程等本科生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。學(xué)生能否掌握該課程的基本理論與方法對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程以及畢業(yè)課題等方面有著舉足輕重的作用，它是學(xué)習(xí)、工作和科研的基礎(chǔ)，因此受到歷屆學(xué)生的普遍重視。 然而，該學(xué)科涉及知識(shí)面較廣，需要有廣泛的自然科學(xué)根基。同時(shí)，隨著生命科學(xué)的飛速發(fā)展，環(huán)境生物學(xué)的理論知識(shí)、研究方法、技術(shù)手段不斷推陳出新，日益呈現(xiàn)出高度綜合化的發(fā)展趨勢(shì)。所以，怎樣在新進(jìn)展與經(jīng)典原理方法間進(jìn)行選擇、加工并傳授給學(xué)生，使學(xué)生既有效地學(xué)到基礎(chǔ)知識(shí)，又為其進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)、研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是每一個(gè)環(huán)境生物學(xué)教育工作者都要面臨的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。環(huán)境生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)有助于拓寬學(xué)生的學(xué)術(shù)視野和知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。[4]

一、 增加環(huán)境微生物的基礎(chǔ)教學(xué)

由于環(huán)境類學(xué)科的學(xué)生生物學(xué)背景知識(shí)較少，給后續(xù)所學(xué)的環(huán)境生物技術(shù)及水污染控制工程課程的教學(xué)帶來(lái)一定的影響，缺乏必要的基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)學(xué)生的深入學(xué)習(xí)不利，所以有必要對(duì)環(huán)境類本科生增加環(huán)境微生物的基礎(chǔ)知識(shí)。在環(huán)境生物學(xué)的教學(xué)中，我們?cè)黾恿瞬《尽⒓?xì)菌、原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物、藻類和真菌等的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、生長(zhǎng)、繁殖及其生態(tài)等基礎(chǔ)知識(shí)，掌握了這些環(huán)境微生物的基礎(chǔ)知識(shí)，在后續(xù)的環(huán)境污染生物凈化的原理和環(huán)境污染物的生物凈化方法的學(xué)習(xí)中，學(xué)生才能更深入地理解和掌握這些原理和方法在水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程中應(yīng)用。為了確保上述教學(xué)任務(wù)的實(shí)施，我們將環(huán)境生物學(xué)的教學(xué)課時(shí)從32學(xué)時(shí)增加到48學(xué)時(shí)。

二、注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是環(huán)境生物學(xué)課程的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才的重要一環(huán)。環(huán)境生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要完成環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而且在大四的第一學(xué)期，我們還開(kāi)設(shè)了環(huán)境生物學(xué)創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在完成10個(gè)環(huán)境微生物基本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以自由選擇完成1-2個(gè)創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)。這些創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)由本課程教師設(shè)立，以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與原理、實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)為重點(diǎn)，通過(guò)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、分析、討論等實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑵M足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新性復(fù)合型人才的需求。

三、教學(xué)形式和教材多樣化，充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)主動(dòng)性

環(huán)境生物學(xué)課程內(nèi)容較多，學(xué)生學(xué)起來(lái)會(huì)感到枯燥。教學(xué)形式一定要多元化，如利用多媒體教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等，避免上課時(shí)只有教師一個(gè)人在講述，要增加師生互動(dòng)、活躍課堂氣氛、充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，這樣才能保證和提高教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生也可以給教師發(fā)送電子郵件，對(duì)不理解的地方可以隨時(shí)跟教師探討。

四、 充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的作用 ，加強(qiáng)師生間的交流和討論

隨著互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用，人們之間的交流方便很多。學(xué)生之間、學(xué)生跟教師之間可以隨時(shí)在網(wǎng)上進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，學(xué)生也可以瀏覽與環(huán)境生物學(xué)有關(guān)的中外文網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也可以讓學(xué)生自由安排學(xué)習(xí)時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)資源在啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)上有著印刷型文獻(xiàn)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展迅速的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、獨(dú)特新穎的網(wǎng)絡(luò)閱讀形式、交互開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、鮮明形象的網(wǎng)絡(luò)信息，都有利于大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。[5][6][7]

五、平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)相結(jié)合

培養(yǎng)學(xué)生的目的在于培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，而不是死記硬背的能力。只注重閉卷問(wèn)答式考試，勢(shì)必導(dǎo)致學(xué)生只是死記教材上的某些內(nèi)容，而不去查閱新文獻(xiàn)、思考新問(wèn)題，因而也就達(dá)不到培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的目的。我們把上課時(shí)讓學(xué)生準(zhǔn)備的關(guān)于本課程最新研究熱點(diǎn)的自主講座作為平時(shí)成績(jī)中很重要的評(píng)定參考，要求學(xué)生寫一篇關(guān)于環(huán)境生物學(xué)的課程論文作為平時(shí)成績(jī)。這樣既能讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中加強(qiáng)查閱、利用文獻(xiàn)的能力，也能提高他們的興趣和積極性，同時(shí)還可以讓學(xué)生了解到當(dāng)今的最新研究熱點(diǎn)。2011-2012第一學(xué)期環(huán)境生物學(xué)考試成績(jī)分布見(jiàn)圖1，2011-2012第一學(xué)期環(huán)境生物學(xué)總評(píng)成績(jī)（平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)）分布見(jiàn)圖2，2006-2011年每學(xué)期環(huán)境生物學(xué)平均成績(jī)分布見(jiàn)圖3。如圖1圖2所示，環(huán)境生物學(xué)總評(píng)成績(jī)（平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)）明顯好于考試成績(jī)，應(yīng)注重學(xué)生平時(shí)成績(jī)的考核，同時(shí)體現(xiàn)出將平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)相結(jié)合的考核方式的合理性。由圖3可看出環(huán)境生物學(xué)每學(xué)期的平均成績(jī)分布在70%左右，這說(shuō)明試題的難度和深度對(duì)學(xué)生較適合。

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圖1. 2011-2012第一學(xué)期環(huán)境生物學(xué)考試成績(jī)分布

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圖2. 2011-2012第一學(xué)期環(huán)境生物學(xué)總評(píng)成績(jī)分布

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圖3. 2006-2011年每學(xué)期環(huán)境生物學(xué)平均成績(jī)分布

六、環(huán)境生物學(xué)創(chuàng)新性課程體系及其教學(xué)內(nèi)容

按照環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)范的要求，結(jié)合東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，環(huán)境生物學(xué)創(chuàng)新性課程體系分為基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)（48個(gè)學(xué)時(shí)），實(shí)驗(yàn)教學(xué)（16個(gè)學(xué)時(shí)）和創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)（16個(gè)學(xué)時(shí)）三部分，每部分具體教學(xué)內(nèi)容如下。

1.基礎(chǔ)知識(shí)的主要內(nèi)容

（1）環(huán)境生物學(xué)的定義和學(xué)科發(fā)展

（2）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物——病毒

（3）原核微生物——細(xì)菌

（4）真核微生物——原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物、藻類和真菌

（5）微生物的生理

（6）微生物的生長(zhǎng)、繁殖與生存因子

（7）微生物的生態(tài)

（8）環(huán)境污染生物凈化的原理

（9）環(huán)境污染物的生物凈化方法

（10）污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為

（11）污染物對(duì)生物的影響和毒害作用

（12）生物對(duì)受損環(huán)境的監(jiān)測(cè)

（13）生態(tài)退化環(huán)境的生物修復(fù)

（14）污染環(huán)境的生物治理

（15）環(huán)境生物學(xué)的應(yīng)用

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容

環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1 顯微鏡的使用及細(xì)菌個(gè)體的觀察

實(shí)驗(yàn)2 培養(yǎng)基的制備

實(shí)驗(yàn)3 高壓滅菌

實(shí)驗(yàn)4 細(xì)菌分離純化與接種

實(shí)驗(yàn)5 細(xì)菌種菌體，菌落形態(tài)的觀察及斜面接種技術(shù)

實(shí)驗(yàn)6 微生物的染色

實(shí)驗(yàn)7 微生物細(xì)胞數(shù)的計(jì)數(shù)

3.創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容

綜合實(shí)驗(yàn)1 細(xì)菌生長(zhǎng)曲線的測(cè)定

綜合實(shí)驗(yàn)2 光合細(xì)菌的培養(yǎng)及其對(duì)高濃度有機(jī)廢水的凈化作用

綜合實(shí)驗(yàn) 3 酚降解菌的分離及其降解性能測(cè)定

綜合實(shí)驗(yàn)4 用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）檢測(cè)污染水體的大腸桿菌

綜合實(shí)驗(yàn)5 微生物絮凝菌的分離及其性能測(cè)定

綜合實(shí)驗(yàn)6 反硝化菌的脫氮除磷作用

七、環(huán)境生物學(xué)的教學(xué)目標(biāo)

環(huán)境生物學(xué)是一門交叉型的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)環(huán)境和生物之間的關(guān)系、環(huán)境問(wèn)題、環(huán)境生物過(guò)程與效應(yīng)、生態(tài)過(guò)程與效應(yīng)、生物對(duì)環(huán)境的影響及生物在環(huán)境中的應(yīng)用有深入的理解和掌握，培養(yǎng)微生物實(shí)驗(yàn)操作和儀器的使用，掌握環(huán)境污染的生物學(xué)效應(yīng)及生物凈化等科學(xué)知識(shí)，初步具備分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的科研素質(zhì)和綜合素質(zhì)。

“環(huán)境生物學(xué)”創(chuàng)新性課程體系的建設(shè)，可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科研的興趣，并對(duì)其以后的學(xué)習(xí)和工作具有一定的指導(dǎo)作用。我們也將不斷吸收新的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和成果，不斷總結(jié)，不斷創(chuàng)新，進(jìn)一步提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。在環(huán)境生物學(xué)快速發(fā)展的今天，探討能夠切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)境生物學(xué)教學(xué)模式和課程體系，是一項(xiàng)重要而艱巨的課題。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]