《環(huán)境生物學(xué)》課程教學(xué)改革的探索研究

劉月敏　邱春生　張春青　趙連梅

摘 要：《環(huán)境生物學(xué)》是環(huán)境工程和環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，為提高環(huán)境生物學(xué)課程的整體教學(xué)質(zhì)量，調(diào)整了現(xiàn)有理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并增設(shè)一周的《環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》，在我校環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)和環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)中進(jìn)行了連續(xù)三年的實(shí)踐探索，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：環(huán)境生物學(xué) 課程改革 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：X17-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0158-01

《環(huán)境生物學(xué)》是環(huán)境工程和環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，環(huán)境生物學(xué)的基本理論為《水質(zhì)工程學(xué)》、《固體廢棄物處理與處置》等專(zhuān)業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生理解和掌握環(huán)境生物技術(shù)的有效途徑，與理論教學(xué)相輔相成[1]。為了提高環(huán)境生物學(xué)課程的整體教學(xué)質(zhì)量，借鑒了其他院校的教改經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整了現(xiàn)有理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并增設(shè)一周的《環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》，在該校環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)部分學(xué)生和環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)中進(jìn)行了連續(xù)三年的實(shí)踐探索。

1 《環(huán)境生物學(xué)》課程現(xiàn)狀分析

（1）課程現(xiàn)狀：我校《環(huán)境生物學(xué)》總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)。由于課時(shí)限制，理論教學(xué)內(nèi)容集中在微生物結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)、代謝等基礎(chǔ)內(nèi)容，而微生物生態(tài)與環(huán)境生態(tài)工程中微生物的作用等內(nèi)容不能詳細(xì)講授，因此要使學(xué)生深刻理解本課程并熟練地用于實(shí)踐，難度較大。

2 教改思路與目標(biāo)

針對(duì)我校《環(huán)境生物學(xué)》課程中存在的問(wèn)題，在現(xiàn)有理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上，調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后增設(shè)一周的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，并提高學(xué)生綜合素質(zhì)與科研創(chuàng)新精神及能力。

3 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在理論教學(xué)內(nèi)容上，針對(duì)我校工科背景的特點(diǎn)，改變了以往的一本教材為主的固定教學(xué)內(nèi)容，選取面向21世紀(jì)教材《環(huán)境工程微生物學(xué)》[2]為主講教材，補(bǔ)充了水處理生物學(xué)[3]、環(huán)境生物學(xué)[4]等相關(guān)微生物學(xué)知識(shí)。限于學(xué)時(shí)限制，在講授內(nèi)容的組織上，既考慮到教學(xué)大綱必須完成的教學(xué)內(nèi)容，講授多數(shù)學(xué)生能夠接受的基礎(chǔ)知識(shí)，還深入講解較有深度的內(nèi)容，以滿足報(bào)考研究生同學(xué)的求知欲。以此為契機(jī)，購(gòu)買(mǎi)了一批如《微生物學(xué)》（第5版中文版，普雷斯科特著，沈萍等譯）等一大批優(yōu)秀的微生物學(xué)圖書(shū)及電子資料，為拓寬同學(xué)們的微生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容也做了相應(yīng)調(diào)整使其內(nèi)容更貼合我校同學(xué)的工科背景。實(shí)驗(yàn)課程安排在三年級(jí)的第一學(xué)期與理論課程同步完成，在完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容后，提供足夠的學(xué)時(shí)讓學(xué)生們自行思考，完成一次綜合性實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)理論課學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和掌握。

4 增設(shè)《環(huán)境生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)研究的重要環(huán)節(jié)，可架設(shè)起理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的橋梁，使學(xué)生能更系統(tǒng)、深刻的理解課程內(nèi)容。為此，理論和實(shí)驗(yàn)課程都完成以后，我們又專(zhuān)門(mén)抽出一周時(shí)間，讓學(xué)生自主查閱資料、自行設(shè)計(jì)、動(dòng)手完成一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并撰寫(xiě)提交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。學(xué)生們通過(guò)親歷實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了參與實(shí)驗(yàn)的積極性，拓寬了知識(shí)面，提高了動(dòng)手操作能力，觀察分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。在撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的過(guò)程中，學(xué)生能運(yùn)用課程的基本概念和原理，規(guī)范使用專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，為以后畢業(yè)論文的寫(xiě)作打下良好基礎(chǔ)。

4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及預(yù)答辯

為了有充足的準(zhǔn)備時(shí)間，上理論課的后期，即給學(xué)生發(fā)放《環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，并提前分組，每組3～4人，遵照各組的興趣，每組查閱選擇合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，并圍繞自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，獨(dú)立動(dòng)手完成預(yù)答辯課件。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)周的第一天為預(yù)答辯時(shí)間，每組圍繞自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目講述5～10 min，主要內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理、內(nèi)容、步驟及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的可行性等，指導(dǎo)教師和學(xué)生同為評(píng)委，指出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及解決方法，并為講座同學(xué)打分，最后指導(dǎo)教師再總結(jié)。靈活的講授形式，加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的印象，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，讓學(xué)生參與教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生主體作用和教師的主導(dǎo)作用[5]。

4.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，打破以往實(shí)驗(yàn)教師為學(xué)生準(zhǔn)備好各種實(shí)驗(yàn)用品的格局。各組根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容需要，領(lǐng)取藥品，儀器設(shè)備，并獨(dú)立完成標(biāo)準(zhǔn)液配置，玻璃器皿清洗、滅菌、無(wú)菌操作、計(jì)數(shù)、結(jié)果記錄等一系列實(shí)驗(yàn)過(guò)程。指導(dǎo)教師在此期間只是指正學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作存在的問(wèn)題，不參與任何實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及操作活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的答辯，針對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)與提高。

4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，每組提交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)封面及格式由指導(dǎo)老師統(tǒng)一指定，并要求用黑或藍(lán)黑墨水工整書(shū)寫(xiě)。

4.4 考核方式與評(píng)價(jià)方法

《環(huán)境生物學(xué)》和《環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》分別獨(dú)立進(jìn)行考核。環(huán)境生物學(xué)總成績(jī)?yōu)?00分，考試成績(jī)包括期末成績(jī)（占總成績(jī)的80%），實(shí)驗(yàn)課成績(jī)（占總成績(jī)的10%）和平時(shí)成績(jī)（占總成績(jī)的10%，包括出勤情況，學(xué)習(xí)態(tài)度，課堂紀(jì)律等），期末考試采取閉卷考試形式。

《環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》成績(jī)?cè)u(píng)定一般按五級(jí)分制評(píng)定。總成績(jī)分三部分，設(shè)計(jì)成果占60%，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作占20%，平時(shí)檢查及答辯占20%。

5 課程改革效果

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在我校2009級(jí)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)，2010級(jí)、2011級(jí)環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)連續(xù)實(shí)施了三年，經(jīng)過(guò)上述實(shí)驗(yàn)教改措施的實(shí)施，有了顯著成效。主要總結(jié)為以下三個(gè)方面：

（1）深入理解理論知識(shí)：學(xué)生們普遍反映，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)立，使他們對(duì)理論知識(shí)的理解深度有了很大的提升，很多平時(shí)沒(méi)有注意的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)查閱資料，自己答辯，傾聽(tīng)其他組的答辯以及獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，有了很深入的認(rèn)識(shí)。

（2）實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，表達(dá)能力都有了不同程度的提高。主要表現(xiàn)在：學(xué)生們?cè)谧鱿嚓P(guān)的畢業(yè)論文時(shí)，能夠思路清晰地自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和儀器設(shè)備，獨(dú)立完成科研任務(wù)的質(zhì)量，寫(xiě)作水平及答辯質(zhì)量比以前有了明顯地提高。相關(guān)的畢業(yè)論文指導(dǎo)教師也反映，這幾屆學(xué)生的畢業(yè)論文指導(dǎo)起來(lái)省力了。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，也提高了學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣，很多學(xué)生主動(dòng)要求參與學(xué)生科研，報(bào)考研究生的學(xué)生也在逐年增多。有的學(xué)生反饋說(shuō)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)立，使我們能夠參與到實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，所以我們?cè)谘芯可雽W(xué)面試的時(shí)候不至于太慌亂。

參考文獻(xiàn)

[1] 張長(zhǎng)平，劉曉寧.環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討[J].中國(guó)校外教育， 2009（1）：87.

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[3] 顧夏聲，等.水處理生物學(xué)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，北京，2006.endprint