環(huán)境微生物學實驗課程教學改革的探索

黃輝 李梅 任洪強

摘要：環(huán)境微生物學實驗是環(huán)境工程專業(yè)的重要實驗課程，其基本教學任務是培養(yǎng)學生掌握環(huán)境微生物學的基本研究方法和實驗技能，以及獨立開展實驗的能力、團隊合作精神及科研素養(yǎng)。文章圍繞課程目標，重點介紹了課程內容、教學方法及考核方式等方面的改革探索，以強化課程的實踐導向、應用導向和創(chuàng)新導向及學生主體地位的發(fā)揮，更好地適應新形勢下應用型、創(chuàng)新性、復合型高素質環(huán)境工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需求。

關鍵詞：環(huán)境微生物學實驗;環(huán)境工程;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）43-0091-02

環(huán)境微生物學實驗是環(huán)境工程專業(yè)的重要實驗課程，通過本課程的學習，要求學生掌握環(huán)境微生物學的基本研究方法和實驗技能，以及獨立開展實驗的能力、團隊合作精神及科研素養(yǎng)，為深入理解環(huán)境保護中的微生物學原理和微生物監(jiān)測在環(huán)境保護中的應用、開展環(huán)境微生物學相關研究奠定基礎。

南京大學“環(huán)境微生物學實驗”并未有統(tǒng)一的、系統(tǒng)性的環(huán)境工程微生物學實驗理論和方法的教材，一般沿用傳統(tǒng)微生物學實驗及環(huán)境科學專業(yè)相關實驗項目，存在實踐性、應用性和創(chuàng)新性不強、與環(huán)境工程專業(yè)契合度不高等問題。另外，傳統(tǒng)的教學模式和成績評定也限制了學生主體地位的發(fā)揮，不利于對學生應用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。因此，在教學過程中，筆者嘗試從課程內容、教學方法及考核方式等方面進行改革，以強化課程的實踐導向、應用導向和創(chuàng)新導向及學生主體地位的發(fā)揮，更好地適應新形勢下高素質環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)需求。

一、構建“基礎+提升”的漸進式教學內容體系，強化實踐和應用導向

圍繞課程主體內容，設計“基礎+提升”的漸進式教學內容體系，兩大部分的實驗教學又分為必修實驗單元和選修實驗單元，其中，基礎實驗技能部分涵蓋培養(yǎng)基的配置和滅菌、各類微生物的形態(tài)觀察、微生物的染色（革蘭氏染色）、細菌的純種分離和純化、微生物的生理生化反應、水的細菌學檢查、活性污泥中生理類群微生物（氨化細菌）的檢測等必修實驗單元，主要承擔訓練環(huán)境微生物實驗基本操作技術的功能;在選修實驗單元針對性設置活性污泥中原生和后生動物的觀察[2]、菌種保藏、激光共聚焦顯微鏡的使用等，加深學生對水處理中典型微生物的直觀印象，增強學習興趣。

實驗技能提升部分以典型應用場景為導向，設置涵蓋活性污泥呼吸速率的測定、活性污泥ATP的測定、有機污染物的微生物降解、水處理微生物實驗考察交流等4項綜合實驗，并配套設置細菌生長曲線的測定、脫氫酶活性的測定、發(fā)光細菌的急性毒性試驗、生物膜反應器的掛膜啟動等選修實驗單元，主要承擔對前述基本操作技術的綜合運用能力[3]，提高學生對微生物學原理的深入理解，強化實踐和應用能力培養(yǎng)。

二、探索“問題切入+研教互促”的新型教學方法，強化應用和創(chuàng)新導向

開展“問題切入+研教互促”的新型教學方法探索，即以微生物之“可見”、“可知”、“可感”、“可用”作為問題切入的總脈絡和教學模塊，將微生物的檢測與破壞去除、微生物的營養(yǎng)與代謝、微生物的結構、微生物的生長與活性、微生物的開發(fā)與利用、微生物技術應用等漸進式教學內容與必修/選修實驗單元合理匹配，增強學生對環(huán)境微生物學思維、理論、技術的認知理解和系統(tǒng)思考能力。

適時引入環(huán)境微生物相關前沿研究熱點，以及筆者承擔的科研課題及工程實踐故事，拓展出新型滅菌方法及其設計、ANAMMOX細菌、生物膜形成微觀表征方法、微生物活性的在線檢測、微生物利用新技術等問題，從而形成問題與實驗交融的開放而螺旋上升的緊密型鏈式循環(huán)，破除以往環(huán)境微生物學實驗內容單一、彼此孤立的困境，提高實驗的系統(tǒng)性、科學性。

三、推廣“過程+質量”的多元學業(yè)考核方法，強化主體意識和綜合素質

改變以往以實驗報告作為成績評定主要依據(jù)的考核方式，推廣“過程+質量”的多元學業(yè)考核方法，提高平時成績在最終成績中的占比[4]，改革后課程的總評成績由平時成績和實驗報告2個部分組成，平時成績占比70%，包括實驗預習（占比20%）和實驗操作（占比50%），實驗報告占比30%。實驗預習主要考核學生對實驗項目的預先學習情況，通過預習報告體現(xiàn);實驗操作主要考核實驗操作的規(guī)范性、實驗結果的準確性和可靠性，以及實驗效率;實驗報告主要考核實驗報告內容的完整性、規(guī)范性以及實驗結果的準確性和可靠性。

筆者創(chuàng)新性探索設置水處理微生物實驗考察交流單元，通過分組觀摩相關研究團隊開展的典型水處理微生物實驗，進行集中現(xiàn)場記錄、資料收集、整理匯報及總結展望[5]。借助此種“第二課堂”的應用場景式教學示范，開展“回頭看”和“向前看”，能充分鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題、觀察分析問題、解決問題以及思考新問題的能力，有效地增強學生主體地位的發(fā)揮，提升其綜合素質，一經試用，即受到廣泛好評。

四、結語

通過構建“基礎+提升”的漸進式教學內容體系，探索“問題切入+研教互促”的新型教學方法，推廣“過程+質量”的多元學業(yè)考核方法，可強化課程的實踐導向、應用導向和創(chuàng)新導向及學生主體地位的發(fā)揮，切實提高環(huán)境微生物學實驗課程教學效果，助力新形勢下應用型、創(chuàng)新性、復合型高素質環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)。

參考文獻

[1]徐愛玲，宋志文，夏文香，等.“環(huán)境工程微生物學”實驗教學改革初探[J].微生物學通報，2018，45（3）：691-696.

[2]潘少兵，孫慧群.環(huán)境工程微生物學實驗教學內容優(yōu)化研究[J].中國微生態(tài)學雜志，2010，22（9）：841-842.

[3]李玉瑛，李冬利，李冰，等.環(huán)境微生物實驗教學內容和考核方式的改革與探索[J].廣東化工，2018，45（21）：115-116.

[4]劉秀艷，陳婷婷，陳琳，等.環(huán)境微生物實驗教學改革的探索[J].教育教學論壇，2018，（39）：269-270.

[5]黃輝.提高環(huán)境工程專業(yè)環(huán)境微生物學課程教學效果的探索與實踐[J].江蘇科技信息，2019，36（17）.