面向執業資格體系下的專業實驗教學改革

黃中華等

[摘 要]當前高校中原來的課程設置服務于學術型學士培養，專業課程存在重理論、偏實踐等問題，面對科學技術的飛速發展和人才競爭的日趨激烈，原有的教學模式和方法也已經不能滿足該執業資格體系下培養高級應用型技術人才的需要。目前環境工程專業發展超前于市場需求，為了提高在校學生的就業和自主創業的能力，以“環境工程微生物學實驗”教學為例，探討基于執業資格體系下環境工程專業大學生創新培養的專業實驗課程教學改革。

[關鍵詞]執業資格 環境工程 環境微生物實驗 創新能力

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0151-02

目前，環境工程行業已有注冊環保工程師、環境影響評價工程師等執業資格制度，環境工程專業從業人員取得相應的執業資格已逐步成為就業的重要因素和依據。[1] [2]而當前高校中原來的課程設置服務于學術型學士培養，專業課程存在重理論、偏實踐等問題，面對科學技術的飛速發展和人才競爭的日趨激烈，原有的教學模式和方法也已經不能滿足該執業資格體系下培養高級應用型技術人才的需要。[3]“環境工程微生物學實驗”是環境工程行業執業資格體系中一門非常重要的專業理論與實踐課程，其教學質量高低直接關系到本專業學生的綜合理論知識水平和實踐技能。因此，我們擬在多年實驗教學實踐的基礎上，結合環境工程行業現行的執業資格制度，從培養計劃和教學大綱入手，對該課程的教學內容、教學方法和考核方式等進行改革探索和實踐嘗試，以強化對學生工程素質與評判思維能力的培養。

一、國內環境微生物實驗教學現狀

（一）實驗內容彼此孤立，知識難以融會貫通

環境微生物學實驗安排往往彼此孤立，各個實驗之間沒有連貫性，且內容重復較多，學生對所做實驗缺乏系統綜合的概念。雖然能夠掌握各個實驗的操作過程和細節，但是由于環境問題的解決需要一系列知識點的串聯，而導致理論知識和實際問題出現脫節，所學知識也難以融會貫通，無益于學生充分開發應用微生物技術解決環境問題的思路。[4]

（二）灌輸式教學方式為主，驗證性實驗居多

事實上，國內許多環境工程專業本科生培養計劃將環境微生物學實驗作為課內實驗，存在學分少，內容簡單、重復等問題，這就形成傳統的實驗教學方式，即演示式和灌輸式實驗教學，即先由教師演示并講解本次實驗的目的、原理、所需材料、操作步驟及注意事項等，然后學生分組按操作步驟進行實驗，所做實驗基本上都是驗證性的。另外，由于實驗課時少，大部分教師在實驗開始前會將樣品、滅菌及實驗材料都準備好，這樣做既不益于培養學生的動手能力，又會降低實驗的完整性，整個過程缺少教師和學生的互動，學生在實驗過程中沒有進行獨立思考，這無疑無益于學生創新能力的培養。[4] [5]

（三）教學內容陳舊，跟不上現代微生物技術日新月異的發展速度

在現代微生物技術日益進步、日益發展的今天，很多高校的實驗教材卻數十年如一日，沒有及時更新，甚至有些實驗方法和設備已遭淘汰，無法滿足學生的求知欲，也無益于拓寬學生的知識面和激發學生的學習興趣。[6]

（四）缺乏強有力的考核機制

多數高校的實驗課都是以撰寫報告的形式來確定學生的成績。由于實驗課受課時和師資緊張的影響，缺乏人人動手的機會，因此，學生往往對實驗課的積極性不高，通常會出現“一人動手大家看”的現象。最后各個小組成員的實驗報告互相抄襲，數據處理和實驗結果與討論也沒有經過仔細推敲和獨立思考，不利于培養學生科學的嚴謹作風和獨立發現問題及解決問題的能力。[7]

二、培養計劃和教學大綱的修訂

目前，對復合型強，涉及面廣的環境微生物學實驗進行重新設計，提升為探究性、綜合性實驗，并作為獨立課程列入培養計劃和教學大綱，有依據地規范操作，將成為專業應用實驗教學層次水平提升的重要步驟。

為了適應執業資格體系下環境工程專業大學生創新人才培養模式，我們在環境工程專業本科生新的培養計劃和教學大綱中增設了環境微生物學獨立實驗課程，在適量增加總學時數的情況下對內容進一步拓展，重新編制實驗講義，其涵蓋微生物學實驗教學體系既包括“環境中微生物樣品的采集與分離、形態結構觀察”等基礎實驗，又包括“細菌總數的測定、大腸菌群的檢測、菌膠團的觀察及活性鑒定”等環境微生物鑒定與評價技術，使環境微生物實驗內容與理論教學內容相輔相成，結構更加完善、合理。

三、教學內容和方法的改革

（一）建設集“基礎驗證性實驗、綜合設計性實驗及探究性實驗”為一體的教學體系

針對傳統微生物學實驗內容安排彼此孤立，內容重復的缺點，我們將環境微生物學實驗課建設為集“基礎驗證性實驗、綜合設計性實驗及探究性實驗”為一體的實驗教學體系。如傳統的環境微生物學實驗一般開設若干個小實驗：光學顯微鏡的操作及細菌個體形態的觀察、微生物染色、培養基的制備和滅菌、細菌純種分離培養和接種技術，這些小實驗大都為內容連貫性不強的操作性實驗。新的實驗體系包括如“原核微生物和真核微生物類群個體形態觀察”，重點培養學生最基本的操作技能；“活性污泥中微生物分離、純化與培養”綜合設計實驗是在微生物學實驗基礎上設置的強化學生實驗技能、提高學生自主創新與綜合能力的實驗；而“河水、生活污水中的生物檢測與評價”探究性實驗著重體現工科環境微生物學課重基礎、重操作、重分析、重總結的主題思想。新的教學體系使學生從感性認識到理性認識，從單項技術到密集技術，從簡單應用到復合應用，以至完成工程師初步訓練的教育過程。

（二）建立開放性實驗室，強化工程素質培養

為了充分調動學生的主觀能動性，我們擬開展設計性實驗并建立開放性實驗室。將一些應用性、綜合性和學生感興趣的實驗課題作為備選實驗，供感興趣的學生通過查閱相關資料、綜合運用不同實驗技術，設計實驗方案，最后通過教師指導和小組討論確定方案并加以實施。在這過程中，設計性實驗的開展往往需要開放性實驗室的支持，學生可以以小組為單位，在開放性實驗室中根據實驗方案進行實驗，處理數據并分析實驗結果，并撰寫實驗報告或科創論文。擔任實驗教學的老師在這一過程中只起到一個啟發者、指導者和幫助者的身份，僅對學生的實驗方法和實驗條件提供必要的支持。

（三）合理運用多媒體教學手段，了解現代微生物學技術前沿

為使實驗教學更加生動活潑，傳達信息量更大、更新，應充分利用網絡資源，收集大量微生物的相關圖片和新聞報道、Flash和工程實例，并結合多媒體和投影儀等的應用，向學生展示實驗的基本過程，使實驗具有較強的直觀性，加強學生對微生物的實驗規程和操作技巧的理解。例如：器皿包扎、細菌純種分離和接種技術等基本操作可通過網絡視頻播放學習，再結合教師在實驗過程中的講授和示范加以掌握，有利于學生在腦海里建立每一種實驗操作的標準和規范；另外，在觀察活性污泥中的菌膠團及微型原生動物和后生動物時，可以結合投影儀的使用；還可通過播放現代微生物學技術最新研究進展的視頻，拓寬學生的知識面，也可彌補實驗方法和設備陳舊的不足。

（四）建立科學的考評制度，注重考查學生的主動性、創新性和評判思維能力

我們將更注重考察學生的主動性、創新性和評判思維能力。報告內容不僅要求包括基本的理論知識，如實驗的目的、實驗原理、儀器材料、實驗步驟和實驗結果（數據和圖表形式），還要包括對實驗結果的分析討論，如實驗為什么出現這樣的結果，過程中可能存在哪些問題，有沒有改善實驗的方法，對這些問題進行分析解釋有助于加強學生對某些枯燥理論的理解及其在實際工程中應用的認識。再者，由于實驗課由原來的課內實驗修訂為獨立實驗，將成績由原來的10%納入該課程的總成績改為獨立計分，實驗教學考核體系需要進一步完善。新的考評制度還將增加以下三個方面：1.以實驗理論知識和操作要點為內容進行實驗預習問答和筆試；2.實驗過程中與教師互動的積極性、實驗操作的主動性以及與小組成員的合作性作為衡量實驗課成績評定的重要指標；3.鼓勵學生到開放性實驗室參與設計性實驗，并將這部分作為一項考評指標納入總成績。

總之，“環境工程微生物學實驗”課程的改革必須轉變教學觀念和教學目標，更新和拓寬教學內容，改革教學方法等，并將幾種改革方式有機結合，才能在專業實驗教學中收到良好的效果，培養出執業資格體系下工程實踐能力強的技術人才。

[ 注 釋 ]

[1] 匡穎，張煥禎.職業資格制度與環境工程本科教學改革探討[J].教育與職業，2010（17）：107-109.

[2] 任屹罡，楊艷琴，張宏忠，等.就業導向型的環境工程本科課程體系改革[J].廣西輕工業，2011（27）：122-123.

[3] 強虹，梁東麗，池勇志.農林院校環境工程專業實踐教學的改革[J].中國林業教育，2013（31）：29-31.

[4] 蔡蘇蘭，梁麗莉，徐威.改革實驗教學內容與方法提高環境微生物學實驗課的魅力[J].中國科教創新導刊，2008（9）：47-47.

[5] 鄭莉.環境微生物學開放性實驗教學的探究與實踐[J].中國現代教育裝備，2009（3）：97-98.

[6] 馬偉文，銀玉容.環境工程專業實驗教學學時制改革探索[J].廣東化工，2010（9）：171-172.

[7] 姜華，那杰，謝明杰，等.環境微生物學實驗課程改革的探索[J].實驗室研究與探索，2010（5）：108-111.

[責任編輯：鐘 嵐]