信息技術條件下《環境微生物學》教學改革探索

肖相政 陶雪琴 童英林

摘要：環境微生物學是本科高等院校環境類專業必修基礎課。為推動人才培養模式改革，培養創新型應用人才，針對環境微生物學教學過程中存在的問題，結合現代信息技術條件就改革課程教學模式、有效利用網絡資源、創新課程考核方法等方面進行了探索，旨在提高環境微生物學課程教學效果。

關鍵詞：環境微生物學；信息技術；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0097-02

環境微生物是高等院校環境類專業必修的一門專業基礎課，目的是利用微生物學的理論與方法研究有關的環境現象、環境問題及有效利用各種資源。通過本課程的教學，使學生系統掌握環境微生物學的基礎理論，掌握微生物在環境中所處的地位以及在廢水、廢渣生物處理和水體、土壤、大氣污染等領域中所起的作用，從而為進一步利用微生物治理環境服務。環境微生物學是一門實踐性、應用性較強的課程，是對各種污染控制采用生物技術的理論基礎。

一、存在問題及教學改革探索

目前，環境微生物教學存在以下幾個突出問題：一是知識點多與學時不夠的矛盾，本課程一般設置54學時，其中理論教學36學時，實驗18學時，因此要在有限的學時內完成微生物的形態分類、營養與代謝、生長及環境、遺傳與變異等內容難度非常大，因此必須對教學內容與教學方式進行科學安排；二是學生基礎較薄弱，對所學內容不能很好地理論聯系實際，如在講述微生物營養時，提出問題“微生物能降解各種污染物的理論依據是什么”，很少有學生能把微生物的碳源、氮源選擇性與污染物降解原理聯系起來；三是課程實驗所占比重偏低且條件差，本課程實驗包括光學顯微鏡使用、微生物形態觀察、微生物染色、微生物計數、培養基制備與細菌分離、細菌數量測定等，由于課時及實驗條件所限，所安排內容基本為驗證性實驗，極少涉及到設計性或綜合性實驗，因此局限了學生創新能力培養和創新思維的發揮。

近年來，隨著國家對人才培養模式要求的變化，很多學校對本課程的教學做了許多有益的探索和嘗試，推動了課程的改革和發展。如李靖等[1]從選擇教材、教學形式多樣化、教學內容、學科前沿、科研與教學相結合等方面提出了一些具體的改革意見和實施方法；靳振江等[2]從微生物應用方面入手，以現實熱點話題為引子，強調理論知識、實驗技能與實際應用之間的內在聯系，鼓勵學生參與科學研究，解決實際問題，提高學生對本課程的應用性認識；葉錦韶等[3]著重研究了討論式方法在環境微生物學教學中的應用效果，從議題設置、資料檢索、小組討論、學生發言、教師點評等方面探討了討論式教學對提高學生科技信息檢索能力、思維能力、表達能力、情景控制能力和科研創造能力的作用。

二、信息技術發展對課程教學改革的推動

2012年3月教育部提出要把現代信息技術與教育融合發展的水平顯著提升，并在《教育信息化十年發展規劃（2011—2020）》中明確指出：“要充分發揮現代信息技術的獨特優勢，增強學生在信息化環境下的自主學習能力，深入創新現有教學方式和教育模式，使信息化對教育變革的促進作用充分顯現。”因此大力推進信息技術與課程教育的融合，改革現有課堂教學模式，為學生提供豐富多彩的教育環境和學習工具，是培養創新型人才的必然趨勢。在信息技術與本科教學的融合方面國內學者也做了很多改革的嘗試，張多英等[4]對信息時代環境微生物學的教學改革進行了有益的探索與實踐，提出了要有效利用信息技術及時更新教學材料，合理利用網絡平臺，激發學生自主學習熱情等觀點；王奇等[5]探討了在信息技術與高校教學深度融合的背景下，研究了如何運用混合教學模式，實現教學手段、教學內容、教學形式、考核方式等方面的創新，從而提升學生主動學習能力，提高教學效率。

三、改革教學模式，培養學生自主學習能力

課堂教學是環境微生物理論學習的核心環節，隨著生物技術和環境科學的快速發展，傳統的以“教”為中心的教學模式已不能滿足該學科的學習要求，應逐漸向以“學”為中心的教學模式轉化，即教學過程中注重啟發性和學生的主動參與性。由于存在教學內容多、學時少等問題，因此在教學內容上需針對該課程的特點和規律，凝煉最本質和最核心的教學內容，將理論教可學整合為六大模塊：概述、微生物形態與分類、微生物營養與代謝、微生物生長與調控、微生物遺傳與變異、微生物生態與環境保護，然后每個模塊整理出若干個知識點，在教學過程中，每課時一般講授3～4個知識點，詳略分明，易于學生抓住學習重點。在教學模式方面，采用課堂授課與討論為主、學生課外學習為輔的方式，對自主學習內容中遇到的共性疑難問題，利用課堂一起討論。自主學習內容以不同形式上傳到課程資源學習網站，包括多媒體課件、微課、背景資料、學科前沿等。如在介紹第二模塊微生物形態與分類時，由于涉及到不同類型的微生物，如果采用傳統教學方法，學生易產生枯燥、厭煩心理，且不利于其接受，因此可以利用翻轉課堂教學方法，讓學生通過觀看視頻方式自主學習一部分內容，每段視頻一般只包含一個知識點，時長12～15分鐘，每段視頻最后提出1～2個問題讓學生思考，當然學生在學習過程中也可提出問題，以郵件、微信等形式與老師探討，共性的問題可下一次面授時共同討論。總之，通過對教學模式的改革，不僅提高了學生的學習主動性和創造性，而且緩解了學時不足而產生的矛盾。

四、充分利用互聯網，建設課程資源學習網站

現代信息技術可以充分發揮網絡及資源共享的優勢，具有傳統教學模式所無法比擬的優點，因此建立共享資源學習網站符合教學改革的發展方向。資源網站可涵蓋在線課堂、交流討論、成果與評價、學習分工、精彩圖片、系統管理等模塊。在線課堂包含微課、教學錄像、多媒體課件、背景資料等學習資源，學生通過網絡可進行課前預習和課后復習，利用移動互聯工具可隨時觀看視頻以及圖像等。在成果與評價模塊，學生可以在線提交作業和進行章節測試，學生自己或同學之間可對學習情況進行評價，起到了鞏固學習成果的作用。在交流討論模塊，學生不僅可對課程知識開展交流和探討，而且可隨時對國內外發生的重大有關微生物事件進行討論。利用資源網站，還有效解決了師生交流困難的問題，學生可隨時在交流討論模塊中提出自己遇到的問題，教師能及時捕捉學生學習過程中的疑惑并反饋，有利于加強教學管理，大大提高了課程教學效果。

五、利用網絡平臺，增強課堂師生互動，激發學習興趣

隨著互聯網技術的快速發展和平板電腦、手機等移動終端的普及，為課堂網絡應用提供了便利。傳統的教學，搜集資料有限，學生處于被動接受狀態，不利于培養學生的創造性思維品質。而在課堂上利用網絡學生可搜集更多的資料，瀏覽更多的信息，使得課堂學習生動豐富、形式多樣，通過圖文并茂的網絡資源反映知識之間的內在聯系，幫助學生更好地理解抽象的概念、原理等，從而激發學習興趣。同時，利用網絡平臺能增強師生之間的互動，利于對知識的理解，教與學是一個教師與學生、學生與學生之間交流的過程，只有通過交流，學生才能更好地掌握知識，在傳統課堂上，很多學生極少參與教師與同學的討論，其學習的興趣很難被調動起來，然而，一旦在課堂上引入網絡，學生可以通過移動網絡工具查找資料，每個學生可能得到的答案不太一致，因此學生之間可以展開討論，討論的同時不同學生又可通過網絡查找支持其觀點的依據，這樣學生的學習從被動變成了主動，課堂氣氛被調動起來，大大促進了課堂的教與學。

六、加強過程考核，改革教學效果評價方法

環境微生物學傳統考核方式是平時成績和期末考試的綜合，一般以期末考試為主，平時成績為輔。但隨著信息技術的發展，考核形式從紙質試卷向無紙化考核是必然發展方向，這無形中加速了考核的節奏、改變了考核的周期。而通過建立資源網站這種混合學習平臺，可以采用題庫進行周考核和月考核，隨時抽題、隨時考試，幾個知識點考核一次，閱卷靈活，教師可以在線閱卷或是不同學生之間互評。同時針對該課程特點也可采用任務式考核形式，幾個同學形成興趣小組，針對固定題目，綜合運用所學知識，較短時間內提出解決方案，方案在教師引導下不同興趣小組之間互評，通過這種考核形式可以提高學生對所學知識的綜合理解和運用能力，培養學生創新思維。因此信息化技術條件下，本課程的考核方式將更加靈活，能更全面反映學生掌握基本知識及綜合運用知識的能力。

現代信息技術改變了傳統教學模式，對推動環境微生物學課堂教學創新，驅動人才培養模式改革，增強高校優質教育資源開放共享具有重要意義。但在實際教學過程中如何將信息手段與教學各要素和教學各環節合理融合，最大限度地調動學生的學習積極性和主動性，仍需進一步探索與實踐。

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]靳振江，朱義年，游少鴻.以應用為導向的環境微生物學教學改革探索與實踐[J].當代教育理論與實踐，2012，4（11）：89-90.

[3]葉錦韶，尹華.討論式教學在環境微生物學課程中的應用[J].黑龍江教學，2014，（3）：9-10.

[4]張多英，金惠玉，單德臣，等.信息化時代環境微生物教學改革的實踐與思考——以黑龍江東方學院為例[J].微生物學雜志，2012，32（3）：110-112.

[5]王奇，李龍，謝秋菊，等.信息技術與高校教學深度融合背景下的混合教學模式方法探究[J].電子測試，2014，（3）：146-147，69.