以工作過程為導向的環境微生物學課程改革

摘 要：介紹了職業院校強調動手操作的背景下，環境微生物學理實一體化教學實踐中存在的問題、困境和原因；對職業院校環境微生物課程教學內容進行優化配置，以改善理實一體化教學效果、提高教學的有效性。

關鍵詞：環境微生物學；工作過程導向；有效性

環境微生物學是環境專業的必修專業基礎課程，也是一門骨干課程，其基本理論和研究方法對后續專業課程的學習以及對學生在本行業的后續發展都有著十分重要的作用。該課程集很強的理論性和突出的實踐性為一體。在對職業院校突出實踐動手能力，對理論部分強調以夠用為度的背景下，在強調技能的同時不同程度地弱化了理論部分。以某職業院校環境專業為例，推進了以工作過程為導向的理實一體化教學改革的嘗試。

在進行理實一體化教學改革中，采用了由武漢理工大學出版社推出的21世紀高職高專環境類專業新編系列教材中的《環境微生物學》（2015年1月），該教材適應教改的需要，適當降低了理論知識的深度和廣度，以“理實一體化”為主線，以“實用、夠用”為原則，以常用的崗位技能為任務，選編圍繞技能的相關知識作為理論支撐。按項目教學法，每個項目由若干任務組成，盡量與實踐應用保持同步。

然而在教改實施后，對照傳統教學模式，學生的理論成績呈現下滑狀態。在內容一致、難度相當的情況下，通過教改前后兩屆學生理論考試的成績對照，發現理論成績的差異明顯。實踐動手能力方面并沒有明顯提高。期末試卷中相關實驗題目的答題情況也反映出學生對實驗的掌握并不盡如人意。除了可能存在生源差異的原因，基于工作過程的教學設計方面也存在若干問題。

一、教學設計中存在的問題

（一）項目任務的布局不夠合理

如，表1中的項目4“污水中大腸菌群的檢驗”，其中包含了總大腸菌群檢驗、耐熱大腸菌群檢驗和大腸埃希氏菌的檢驗3個任務。這樣的布局與前述細菌總數的檢驗相比，在項目與任務的描述上不一致。大腸菌群即為總大腸菌群。大腸菌群、耐熱大腸菌群和大腸埃希氏菌不是大腸菌群檢驗三個連貫的任務，而是檢驗方法各不相同、又具有一定的相似性的獨立的3個項目。

又如，表1項目五“污水生物治理中微生物的作用”，從名稱上看，并不是一個基于工作過程的項目。其中的任務3“活性污泥的培養與馴化”可以稱得上是一個基于工作過程的項目。任務4“生物膜或活性污泥中微生物觀察”，可以判斷以活性污泥法為代表的曝氣池污泥的環境狀態，為活性污泥法的水質管理提供診斷依據，也可以作為工作過程的一個項目，但該項目在內容上應該歸屬于項目一“微生物的形態識別”。

教材把異養微生物分解代謝的內容放入項目6“微生物降解污染能力的測定”，而分解代謝恰恰是項目5中“好氧和厭氧生物處理技術”的理論基礎。又如項目2“水體質量的微生物監測與評價”中的細菌學監測方法中的細菌總數和大腸菌群數的測定還沒學到。談到原生動物等對污水處理過程中活性污泥狀況的指示作用，學生此時對污水處理、活性污泥尚無概念。

（二）任務被割裂及理論知識缺乏系統性

職業教育強調動手操作，微生物課程本身也具有很強的實操性，但同時還具有很強的理論性。每個關鍵的實驗操作背后都有相應理論知識支持，學生在操作時只有了解了背后的原因或原理，操作才更有目的性、針對性和規范性。如果弱化了理論，實踐操作的能力也會大打折扣。

表2以污水中細菌總數檢驗為例，呈現了以行動為導向的項目任務和相應的理論知識點的對照表。將水中細菌總數的檢驗作為一個項目，為完成該項目又細分成若干個任務，為完成每一項任務的操作，需要學習與該任務相關的理論知識。

在該例中，就項目本身而言，思路和操作并不復雜，但由于人為地分為若干任務后，由于理論知識的加入把思路清晰的連貫操作中斷。例如，滅菌是培養基制備過程中不可缺少的一環，為了分解出若干任務，卻將滅菌從培養基的制備中割裂出來。又如任務6微生物菌種的保藏技術，本身跟細菌總數的檢驗并無直接關聯，也許是由于任務3中的滅菌與菌種保藏均涉及到環境因素對生長的影響，為了理論上的連貫性而把菌種保藏的任務也派到了細菌總數的檢驗中。或許是在菌種保藏前要進行的分離與純化也需要單菌落，與細菌總數的檢驗在操作上有一定的相似性。項目中以任務為主線的行動體系打破了原有的學科體系，容易導致系統的理論知識體系碎片化。在兼顧理論體系的同時，卻又可能使行動體系不連貫，甚至缺乏邏輯。這樣的布局結果，對于大多數基礎薄弱且缺少生物學知識背景的職業院校學生來說（相當一部分為文科背景），理論知識是零散的，靠零星記憶不能形成較為系統的知識體系。不僅影響到學生對知識點的掌握，而且對實驗項目本身也無益。從長遠看也容易導致學生在今后從事環境類相關工作時缺少發展的潛力。

從學生對基于工作過程的各項目任務的完成情況看，由于理論知識框架搭建得不扎實，盡管操作前有教師講解說明，但學生在操作時，仍然對為什么這樣操作理解不夠，加上操作基本功訓練不夠，很容易造成操作失誤。結果是整個工作任務的流程走完了，但未必能取得預期的實驗結果和學習效果。

（三）基于工作過程的項目任務在教學實施中存在一定困難

以活性污泥的培養與馴化為例，真正的培養與馴化操作需要一定的條件，如果沒有相應的污水處理設施做前提，在設備和實驗條件、實驗人員及教學時間保證的情況下，基于工作過程的項目任務也無法實行。其學習過程也只是體現在方法上的講述，卻無法做到與工作場景對接。

（四）對教學對象的認知有偏差

提高教學有效性的前提是對教學對象有充分的認知。與本科院校環境專業的生源相比，職業院校除了入校成績普遍偏低外，而且是文理兼收。文科學生普遍缺少高中階段生物學及化學的基本理論知識背景，在正常的教學實施中，這部分學生可能會因缺乏相關的知識背景而感到教學內容偏多、講述過快而“聽不懂”。還有部分學生盡管是理科背景，但基礎也比較薄弱，而優越感尚存，容易出現“一瓶子不滿，半瓶子晃蕩”的驕傲情緒，認為自己不聽也懂。教師在教學實施中，如果對教學對象認知不夠，本來是依據教學內容和課時進行正常的教學安排，卻可能因以上原因導致教學的有效性降低。實驗課上，講時不注意聽或沒聽明白，在實驗動手時，卻問題不斷。易出現學生理論課聽不進去、實驗課中無所適從的現象。教師教得累，教學效果卻不如人意。即使再理想的設計，教學的有效性降低，同樣導致教學效果不理想。

二、反思及策略

基于上述情況，重新審視基于工作過程的環境微生物課程設計。

（一）對教學內容的合理取舍與布局

以工作過程為導向的課程改革，是為了滿足職業教育發展需要而產生的。任務教學法是以工作過程為導向的課程改革試驗中應用最為廣泛的先進教學方法之一。期望把所有學習內容創建為真實的教學情境，讓學生帶著實際的“工作”任務去學習，這對于理論性依然很強的環境微生物學來說，很難做到。但把學生的學習活動與學習任務或問題相結合卻不難實現。為此，將教學內容重新做以下取舍和布局。在整個教學過程中將教學內容簡潔明了地歸納為兩個部分。

第一部分主要涉及微生物的基礎知識和基本操作。基礎知識部分主要包括環境中微生物主要類群的識別；微生物營養、培養、生長、代謝等生理知識及生態作用等，包含了微生物的“衣食住行”的相關知識和理論。通過這部分的學習基本達到“基礎理論教學以必需、夠用為度”的目的，將知識點盡量系統化有機地串聯，避免打破學科體系后蜻蜓點水樣的知識點式學法產生的弊端。這樣的布局在理論知識方面盡可能與學科體系對接，以提高理論知識的系統性。微生物的基礎實驗操作訓練貫穿其中，并與相應的理論知識同步。如，顯微鏡的使用、制片技術跟微生物各類群的識別同步，為后續能夠對污水處理中活性污泥生物相觀察及檢測、并運用于污水處理運行狀況的判斷的基于工作過程的訓練做好準備。

第二部分為微生物技術在環境檢測與治理中的應用。其中包括環境中微生物的檢驗和監測中的水質細菌總數、大腸菌群、糞大腸菌群檢驗及空氣與土壤中微生物的檢測等內容。也包括污水微生物治理中活性污泥和生物膜中微生物相的觀察、活性污泥的培養與馴化、活性污泥的好氧速率及評價工業廢水的可生化性、酚降解菌的分離純化和篩選等內容，基本涵蓋了上述項目三、四、五、六的內容。在教學實施中可能受制于教學時間及條件的限制，上述實踐技能訓練可在不同專業有選擇地進行。

通過第一部分微生物學基礎知識的學習與基本實驗操作的訓練，為第二部分實現“基于工作過程”的實踐訓練做好了理論和技能上的準備。理實一體化，使理論知識與實踐應用相結合，既復習鞏固了理論知識，又進一步訓練了實驗操作的基本技能，而且這樣的布局與日常的正常授課時間對接，便于管理。綜合應用部分放在最后，無疑降低了基于工作過程的綜合實訓的難度，也使工作過程具有連貫性，有望取得較好的實訓效果。

（二）以學生為中心改進教法和考法

除了進行上述教學內容上的設計外，能否完成理論“學習”任務和“工作”任務，既取決于教師的引導，也取決于學生的學習興趣和學習動機，但在教與學的矛盾中，教是主要矛盾。教師要對學生的認知水平和能力有充分的認識，并貫穿在教學之中。以學生為中心組織和實施教學，既重過程又重結果。重過程并不只是體現在平時成績的占比上，而是要強化平時的學習過程，強調對各個教學環節加強訓練、嚴格把關，提高教學的有效性，使學生真正掌握所學知識和技能。

三、結語

基于工作過程的課程體系改革是高職教學改革的發展趨勢和方向。以學生為中心、從做中學的教學模式體現了實用主義的教學原則，避免學生所學過于理論化而缺少實際工作能力和經驗。然而在實際應用過程中也存在著若干問題。對不同專業、不同課程、不同學生其適宜性不同。就高職環境微生物課程而言，宜在該理念的指導下，因課程特點、學生特點及教學條件等不同，以提高教學的有效性為前提設計并實施以工作過程為導向的任務教學，才能真正實現培養目標。

參考文獻：

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[2]姜大源.工作過程導向的高職課程開發探索與實踐[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3]陳劍虹，胡肖容，徐海娟.環境微生物學[M].武漢：武漢理工大學出版社，2015.

作者簡介：朱崇梅（1967-），女，河南開封人，碩士，高校講師，研究方向：環境微生物。

（責任編輯 馮會利）