地方綜合類大學環境微生物學實踐教學模式改革

邢子鵬 萬家峰 于秀娟

地方類綜合大學主要以提高人才培養質量和社會適應能力為重點，承擔著為地方經濟建設與社會發展需要培養大批高素質、復合型、創新型高級專業人才，以及服務區域經濟和社會發展的重任。環境微生物學實驗課是環境科學類專業重要的專業基礎必修課程，具有較強的實踐性和應用性。因此，開展環境微生物學實踐教學模式改革對于提高學生的實踐能力和創新精神具有舉足輕重的作用。本文提出了環境微生物學實踐教學模式改革應遵循的原則并歸納出實踐教學模式改革的一些具體方法，從而能夠有效發揮地方綜合類大學的特色以提高教學質量。

一、環境微生物學實踐教學模式改革遵循的原則

（一）以學生為主體，反饋式教學

學生對教學效果的評價，是教學質量高低最直接的體現。因此，需要對學生的學習體驗進行及時反饋，做到因材施教和因需施教，進而根據學生所提出的意見不斷修正原有的教學模式。例如，有些學生在做環境微生物學基礎實驗時，常常會因為不了解所做的實驗在實際工作中的作用，感覺實驗的內容與實際工作距離很遠，進而喪失學習的興趣。這就要求教學理論與實際相結合，教師除了介紹環境微生物實驗的基本原理，還要介紹所操作的實驗在實際工作中涉及的領域以及它的應用價值。只有時常進行教學反饋和修正，教學效果才會有所提升。

（二）充分利用學校優質教學資源，實現課內、課外教學有效結合

地方綜合類大學能夠為在校的本科生提供學業導師網絡平臺和網絡教學資源庫，這使得環境微生物學實驗教學不再局限于課堂之上。教師可以把環境微生物學實驗的教學課件和實驗演示視頻上傳到網絡教學資源庫當中，便于學生下載和觀摩，以多種形式來鞏固學生所獲得的知識。在學業導師網絡平臺里，學生和老師可以隨時交流，老師會及時解答學生提出的問題，并及時把握學生對于知識的掌握情況。筆者認為這是信息化時代的一種全新教學模式。

（三）面向服務地方經濟，提高學生綜合能力

環境微生物學實驗雖然是環境科學專業一門基礎實驗課，但是卻有著很強的應用背景。教師可以設置一些創新實驗，將環境微生物學實驗與企業的實際需求聯系起來。這樣不但能夠培養學生的創新能力、分析能力和綜合實驗能力，還能夠激發學生的學習興趣，使學生將所學知識與未來就業相接軌。例如，筆者根據企業需求，設置了啤酒廠抑菌劑在線監測實驗。這個實驗充分利用學生們掌握的環境微生物學實驗的相關知識，自主開發和設計了相應的檢測系統。在實驗過程中，學生既了解了地方企業生產的過程，又靈活運用了自己所學的知識，綜合能力得到提高。

二、環境微生物學實踐教學模式改革的方法

（一）運用多種教學方式，調動學生學習的積極性和創造性

1.教學素材多樣。在環境微生物學實驗課程的教學中，由于知識比較抽象，學生很難理解，特別是微生物本身就屬于肉眼看不見的生物體，學生沒有直接體驗會直接影響學習的興趣。而多媒體技術，可以將圖片、動畫、視頻等多元素融為一體，讓學生以多感官方式來體驗什么是微生物，在輕松愉快的氛圍下提升對知識的興趣。隨著互聯網信息時代的來到，教師還可以從互聯網上廣泛搜集相關的教學素材，通過photoshop、flash和3DMAX等多媒體技術制備出生動、直觀的多媒體課件，比如營養物質是如何進入細菌體內的，細菌的繁殖過程的動畫等。

2.實例教學。在環境微生物學實驗課程當中，會涉及許多史實和事例，對這些史實和事例進行精彩的講解，也能激發學生的學習興趣。這些事例包含歷史故事，比如通過細菌過濾器的介紹使學生們了解煙草花葉病毒發現的過程，也可以與生活貼近，比如在介紹消毒和滅菌實驗的過程中讓學生了解日常食物應該如何保鮮以及采用何種方式抑制病毒和致病菌的傳播。此外，還可以講解與當前最新的科技前沿相聯系的事例，比如轉基因技術在環境科學與工程中的應用，生物傳感器在環境監測中的應用等。這樣既開拓了學生們的視野，又使他們更加重視基礎知識的學習。

3.啟發式教學。其目的是使學生在學習過程中始終處于主動地位。具體做法就是以問題為基礎，以學生為中心。這在國際上是一種比較流行的教學模式，稱為是PBL（problembased learning）教學法，它可以發展學生的綜合思考能力和解決實際問題的能力。例如，在每次實驗之前、實驗過程中以及實驗之后都安排一些思考題，讓學生們自己去探尋實驗的目的、意義和基本原理，并且鼓勵他們進行實驗設計。讓學生在主動收集資料、廣泛查閱文獻的基礎上，針對問題進行思考、討論。這有助于調動學生的積極性和創造性，鍛煉學生處理問題的綜合能力。

4.模塊化課程設置。不同的實驗模塊對于學生能力培養的側重點不同。

一是操作性實驗。如“顯微鏡的使用及微生物形態的觀察”“革蘭氏染色”“培養基的配制與滅菌”等，在實驗室過程中主要是對學生實驗的基本功進行嚴格訓練，從而為后續的科學研究打下基礎。

二是觀摩實驗。主要是以教師操作或者多媒體演示為主，由于一些精密的科研儀器數量有限，如PCR儀、高效凝膠色譜等，不可能讓所有學生都能有機會操作，因此可以采用觀摩實驗的方式，讓學生們對前沿的生物技術有感性的認識。

三是參觀性實驗。筆者帶領學生去城市污水處理廠進行實地參觀，并從污水處理廠運行的生物反應器中取出活性污泥，帶回實驗室進行“活性污泥生物相的分析”實驗，通過分析結果來評價城市污水處理廠生化池的運行效果。由此，學生對廢水生物處理工藝有了感性認識，也對反應器的運行效果有了深刻理解。“學以致用”會激發學生對基礎知識的掌握，并且能夠更早地掌握當前的行業現狀。

四是創新實驗。為了培養學生的創新性以及分析問題、解決問題的能力，可以設置一些科研課題或者是與企業合作的項目讓學生去完成，比如微生物燃料電池、生物傳感器的設計、生物毒性及生物量的在線監測等，這既能讓學生了解到前沿的科學問題以及企業的迫切需求，又能培養學生的創新能力。

5.科學的考核機制。教學考核不是目的，而是檢驗教學效果的重要手段，同時也是實驗教學內容的延續。科學合理的考核方式是提高教學質量的有效途徑。在環境微生物學實驗的第一堂課，向學生說明環境微生物學實驗的考核辦法、內容以及評分標準，讓學生明白考核也是一種學習方式。學生不僅要學習實驗操作技能，同時要養成科學認真嚴謹的學習態度。在廣泛征求意見和深入研究的基礎上，筆者認為可以采用綜合評分的考核方式將環境微生物學實驗考核內容分為四大部分：（1）實驗的預習情況，占20%；（2）實驗的操作技術，占30%；（3）實驗報告，占40%；（4）綜合創新能力，占10%。考核結束后，筆者對這種考核方式做了問卷調查，多數同學認為這種考核方式更能反映出學生的綜合素質。考核方式的規范化、科學化，有助于學生從思想上重視實驗課，進而提升環境微生物學實驗課的教學效果。

（二）開展多形式、多渠道的交流方式，加強師生間的溝通

只有加強與學生溝通，才能真正做到以學生為本，才能切實了解學生的需求，進而不斷調整教學方式，提高教學質量。

1.舉辦形式多樣的交流會。（1）交流座談會。通過舉辦交流座談會面對面地了解學生對于課程設置、教學形式、教學方法、考核方式的意見，向學生介紹課程學習的相關心得和經驗，讓學生對課程的總體情況有比較全面的了解，克服學習中的畏難心理。（2）研究討論會。可以針對創新實驗舉辦研究討論會，大家一起集思廣益，激發學生的創新思維，提高學生的交流能力，培養彼此協作的精神。（3）答疑會。學生在實驗學習過程中，經常會對實驗操作方法、基本原理等方面內容產生一些疑惑。因此，有必要及時舉辦答疑會，盡早解決學生心中的疑惑，幫助學生吸收和消化知識，避免問題堆積。

2.進行跟蹤式問卷調查。調查問卷是反饋教學的一種重要形式，在教學過程的初期、中期和結束期都要組織相應的問卷調查。教學初期，可以針對學生的知識背景、渴望的教學形式等內容進行調查，鎖定學生的興趣點，做到有的放矢，掌握好學生的知識結構和層次，循序漸進地推進課程的深度和廣度。教學過程中期，教師要及時收集學生對各個教學環節的反饋意見，再根據相應的反饋信息調整相應的教學手段來改善后續教學效果。教學結束期，主要針對學生的學習體驗、教學整體效果進行反饋，這樣老師就可以把握教學的整體效果，不斷改進教學過程中的不足。調查問卷對問題的設置要科學合理，能夠全面提供教師所需的信息；另外，還要對問卷結果進行匯總分析，從整體上了解教學效果。

3.運用信息化教學平臺。除了與學生進行面對面的交流，還要發揮信息化平臺的優勢，多渠道與學生保持溝通。首先是地方綜合類大學的網絡教學資源庫，教師可以把最新的網絡教學資源上傳到其中，便于學生隨時下載。其次，地方綜合類大學的學業導師網絡平臺，是另一個學生與老師有效溝通的教學平臺，學生可以在課下隨時通過網絡平臺與老師進行交流，簡單快捷，這也是學生們比較喜歡的一種溝通方式。此外，教師還可以留下E-mail和手機微信，通過這些現代化通信方式隨時與學生保持溝通，隨時掌握學生的學習情況，對學生進行有效的指導。

（三）組織多種社會實踐活動，搭建就業平臺

地方綜合類大學所培養出來的學生主要承擔著為地方經濟服務的重任。因此，環境微生物學實驗課程一定要本著走出課堂的理念，密切接觸地方企業，讓學生畢業后能夠更好地適應社會工作。比如一些參觀實驗，筆者帶學生去城市周邊的污水處理廠，讓學生們更好地了解所學的環境微生物學基礎實驗課程在實際污水處理廠運行中所起的作用，城市污水處理廠里的許多員工也是學生們的校友，通過面對面的溝通，既能讓學生們感到親切，又能激發他們的學習熱情。

在大學校園里一般有針對大學生實踐所設立的各種科研項目，例如一些實驗室開放項目或者大學生創新創業訓練項目等，教師們可以靈活設置一些環境微生物學的創新實驗，鼓勵學生以此為基礎，去申報相關的科研項目。學生們感覺所學的環境微生物學實驗的知識能夠馬上得到運用，自然會更加重視課堂所學的內容。一般而言，學生們對自己所申報的項目，主動性會大大提高，以極大的熱情來設計實驗、發現問題以及解決問題；另外，學生在完成科研項目的過程中，還會涉及環境微生物實驗的相關操作，這實際上也是對課堂上所訓練的實驗操作技能的一種鞏固。筆者就開設了以微生物一體化反應器處理廢水為題的創新實驗，讓學生去設計反應器，調試工藝運行參數，并帶領相關學生成功申請到了國家大學生創新訓練項目，教學收到了很好的效果。

此外，創新實驗要更多地體現出地方特色。筆者設置了一些具有北方寒冷地區特色的實驗，學生們對當地的氣候條件非常熟悉，而北方寒冷地區冬季廢水生物處理又恰恰是一個技術難題。一方面，這些創新實驗中鮮明的地方特色能夠激發學生們的興趣；另一方面，這些難題的攻克也能為未來地方經濟發展服務。創新實驗還可以與當地企業緊密聯系。隨著國家對環境保護的重視，環境標準日益嚴格，許多企業傳統的生產工藝，已不能夠滿足日益嚴格的環境標準，因此，企業生產技術的改造對于環境人才的需求也日益迫切。教師可以把企業的迫切需求設置為創新實驗，讓學生們能夠更好地發揮創新能力，真正做到學有所用。一些在實驗項目中表現優異的學生，畢業后能夠直接到所合作的單位就業。這樣，學好一門環境微生物學的基礎實驗課程也能夠在一定程度上解決就業問題，學生們會更加重視對于課程的學習。

三、結語

環境微生物學實踐教學模式改革應該是全方位的、動態的，遵循環境微生物學實踐教學模式改革的原則，核心是要以學生為主體，充分調動學生學習的主動性和積極性，并結合地方綜合類高校的基礎條件和地方特色經濟的發展形勢，提高學生嚴謹求實的科學素質，培養學生獨立開展科學實驗的能力，從而為地方經濟社會發展輸送真正的實用性、技術性創新人才。