《環(huán)境工程微生物學(xué)》課程教學(xué)改革研究

徐紅云

(貴州民族大學(xué) 生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

1 引言

《環(huán)境工程微生物學(xué)》是貴州民族大學(xué)環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，是培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識微生物，提高對微生物相關(guān)操作技能的課程，具有較強(qiáng)的技術(shù)和實踐性。環(huán)境工程微生物學(xué)是以充分利用有益微生物資源實現(xiàn)廢水、廢氣的凈化，處理有機(jī)固體廢物，將污染物轉(zhuǎn)化為有用資源，邊“廢”為寶，產(chǎn)出能源和肥料等為主要內(nèi)容和任務(wù)。在環(huán)境工程中廢水處理、受污染土壤和固體有機(jī)廢物的處理方法包括物理法、化學(xué)法以及生物法[1]。其中物理和化學(xué)法處理環(huán)境污染物是較為常用的方法，但是存在處理成本高、易產(chǎn)生二次污染等特性。而利用生物法處理環(huán)境污染物具有相對經(jīng)濟(jì)、高效且可基本達(dá)到無害化的處理[2]。因此，要利用微生物進(jìn)行環(huán)境污染的生物處理，對微生物基本特性的全面了解和掌握，才能更好的研發(fā)和應(yīng)用環(huán)境污染治理的微生物制劑。

根據(jù)環(huán)境工程微生物學(xué)的課程特點，在教學(xué)過程中需要教師注意理論和實踐相結(jié)合，使學(xué)生掌握微生物基本理論和基礎(chǔ)知識的同時，掌握微生物基本操作技能，了解微生物在環(huán)境治理方面應(yīng)用的機(jī)理，以便較好地將微生物應(yīng)用于環(huán)境工程的治理，防治和消除微生物的有害活動。因此，需要同時培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知、動手和思考能力，結(jié)合該校目前環(huán)境工程微生物教學(xué)特點，由于課時較少加之課程設(shè)置的不合理，導(dǎo)致理論掌握不充分，實踐能力不足等。借鑒以往《環(huán)境微生物》、《環(huán)境微生物實驗》、《環(huán)境微生物學(xué)》等課程教學(xué)等課程教學(xué)內(nèi)容和安排，就《環(huán)境工程微生物》的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、手段提出課程存在問題和建議，以期為提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果等加以探討[3～5]。

2 課程教學(xué)存在問題

2.1 課程內(nèi)容設(shè)置不合理

《環(huán)境工程微生物》開設(shè)的主要內(nèi)容包括：微生物基本概念、原核微生物、真核微生物、病毒、微生物生理、微生物代謝、微生物生長和繁殖、微生物生態(tài)、微生物在物質(zhì)循環(huán)中作用、水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理、有機(jī)固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落等。由于課時較少，以上教學(xué)內(nèi)容平均每個部分為2～4課時，所以課程內(nèi)容被大幅壓縮，所授內(nèi)容相對簡單，學(xué)生難以充分掌握所有課程內(nèi)容。另外《環(huán)境工程微生物》實驗課設(shè)置主要包括顯微鏡使用及微生物形態(tài)觀察、活性污泥生物相的觀察、微生物直接計數(shù)、細(xì)菌的染色、培養(yǎng)基的制備和滅菌、細(xì)菌的分離與純種接菌、細(xì)菌淀粉酶和過氧化氫酶的定性測定、水中細(xì)菌總數(shù)的測定、水中大腸桿菌群數(shù)的測定、空氣微生物的檢測等。實驗教學(xué)內(nèi)容相對簡單，不能和理論教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，且大部分實驗內(nèi)容不能和理論教學(xué)同步進(jìn)行，二者相對孤立。另外，實驗內(nèi)容與環(huán)境類專業(yè)的相關(guān)性較低，不能充分體現(xiàn)環(huán)境微生物的特點，使得學(xué)生對微生物與環(huán)境間的關(guān)系以及環(huán)境微生物的應(yīng)用理解不深刻，上課積極性降低。

2.2 教學(xué)考核存在不科學(xué)性

目前《環(huán)境工程微生物學(xué)》課程教學(xué)考核主要以平時成績5%+平時測驗20%+作業(yè)10%+課程PPT討論25%+期末測驗40%五個部分組成。實驗成績以平時10%+試驗操作20%+實驗報告30+期末測試40%四個部分組成。其中，平時成績主要以學(xué)生考勤為主要依據(jù)，實驗成績主要以學(xué)生的實驗報告作為評價依據(jù)，由于實驗過程中分組進(jìn)行，存在實驗報告抄襲的情況。期末成績主要是試卷得分為評價依據(jù)，期末試卷考核內(nèi)容為任課教師擬定，學(xué)生掌握程度不一，不能夠準(zhǔn)確掌握學(xué)生對課程的掌握程度。

2.3 教學(xué)方式傳統(tǒng)，學(xué)生參與度低

《環(huán)境工程微生物學(xué)》課程教學(xué)以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主，學(xué)生被動的接受知識，這樣不但學(xué)習(xí)枯燥，學(xué)生缺乏對課程內(nèi)容的主動思考。多存在課后不復(fù)習(xí)，課程內(nèi)容學(xué)習(xí)過后易遺忘等特點。學(xué)生多在課程考試前進(jìn)行集中復(fù)習(xí)，多以死記硬背為主，缺乏深入理解，在考試過后，對課程的印象會隨時間推移逐漸淡忘。

3 課程改革對策

目前貴州民族大學(xué)《環(huán)境工程微生物學(xué)》在理論和實驗課程的教學(xué)內(nèi)容、方法等仍存在很多問題，急需進(jìn)行課程的改革。針對本課程中存在的問題，提出如下對策。

3.1 課程內(nèi)容的改革

去除原《環(huán)境工程微生物學(xué)》中微生物生理、微生物代謝、微生物生長和繁殖、微生物生態(tài)、微生物在物質(zhì)循環(huán)中作用等章節(jié)內(nèi)容的單獨講解。而是將以上內(nèi)容與微生物識別的基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，如第2章原核生物界，第3章真核生物，第4章病毒教學(xué)過程中，除介紹相關(guān)微生物的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖方式、識別特征及常見種類之外，同時介紹該類微生物相關(guān)營養(yǎng)、代謝、生理、生長繁殖、生態(tài)等特征，同時引入該類微生物在環(huán)境修復(fù)過程中的實例，將所有內(nèi)容進(jìn)行整合加深學(xué)生對不同微生物特征及在環(huán)境治理方面應(yīng)用的深入了解。同時增加一個章節(jié)為各論部分，分別介紹不同微生物類群在環(huán)境工程中的應(yīng)用實例；綜合理論教學(xué)內(nèi)容分為8個章節(jié)分別為：第一章：緒論；第二章：原核微生物特性及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用；第三章：真核微生物特性及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用；第四章：病毒特性及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用；第五章：微生物在物質(zhì)循環(huán)中作用；第六章：水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理；第七章：有機(jī)固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落；第八章：各論部分。

將理論教學(xué)與實驗教學(xué)同步進(jìn)行，在理論教學(xué)過程中穿插著安排對應(yīng)的實驗課程，如在第2章原核生物界基本理論知識介紹完后，緊接著實驗課要進(jìn)行原核生物相關(guān)的實驗內(nèi)容，使理論和實驗課一一對應(yīng)，加強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容的理解；針對實驗課程要依據(jù)理論課程進(jìn)行調(diào)整，去除原實驗課程中的部分內(nèi)容，設(shè)計實驗課程如下：實驗一、顯微鏡使用及微生物形態(tài)觀察；實驗二、培養(yǎng)基的制備和滅菌；實驗三、原核生物細(xì)菌的染色；實驗四、細(xì)菌的分離與純種接菌；實驗五、水中細(xì)菌總數(shù)的測定；實驗六、細(xì)菌淀粉酶和過氧化氫酶的定性測定；實驗七、真菌菌絲及孢子觀察和微生物計數(shù)；實驗八、真菌的分離與鑒定；實驗九、微生物接種對污染水的凈化；實驗十、微生物接種對固體有機(jī)廢物的處理。

3.2 課程教學(xué)方法和手段的改革

采用靈活多樣的教學(xué)手段，改變以往傳統(tǒng)教學(xué)方式，逐漸實施“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，為使學(xué)生逐漸適應(yīng)該教學(xué)模式，在教學(xué)初期微生物基礎(chǔ)教學(xué)如第一章以及不同微生物基本理論知識部分仍以教師主講為主，而在不同微生物在環(huán)境治理等方面應(yīng)用實例以及后續(xù)章節(jié)如第五章至第八章逐漸由學(xué)生主講為主。而針對實驗課內(nèi)容，可由學(xué)生根據(jù)自己興趣結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容自行設(shè)計實驗，教師只負(fù)責(zé)基本原理和操作上的指導(dǎo)，實驗過程由學(xué)生自行操作。

3.4 成績評定機(jī)制改革

為激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)性，不能僅以試卷的得分作為課程學(xué)習(xí)好壞的評價標(biāo)準(zhǔn)，必須采取多方面、多角度、多層次的綜合評分的考核方式[6]。因此，將《環(huán)境工程微生物學(xué)》課程期末測試的考核過程中，教師擬定題目改變?yōu)橛蓪W(xué)生自主出題建立題庫，期末試卷由教師于題庫內(nèi)隨機(jī)抽取試題進(jìn)行測試。課程成績評定由原5級評定改為：平時成績(考勤)5%+平時測驗10%+翻轉(zhuǎn)課堂25%+作業(yè)10%+期末測試40%。而實驗課程考核，改變以往以實驗報告為主的考核模式改為：學(xué)生自主設(shè)計實驗10%+平時考勤10%+試驗操作20%+實驗報告30%+期末測試40%。采用這種考核方式使學(xué)生自主完成實驗，同時也能鍛煉學(xué)生對一件事情從一而終的態(tài)度，培養(yǎng)良好的習(xí)慣。

4 結(jié)語

《環(huán)境工程微生物學(xué)》是一門集理論和實踐的課程，涉及到微生物與環(huán)境學(xué)科交叉的學(xué)科。如何在有限的時間內(nèi)使學(xué)生更好的掌握課程內(nèi)容，同時激發(fā)學(xué)生自主思考和對該領(lǐng)域的興趣，是教學(xué)過程中需要思考和解決的問題。要達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，必須改變以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使學(xué)生能夠參與到教學(xué)過程中，不僅僅停留在聽課的環(huán)節(jié)。因此，要不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)模式，結(jié)合多媒體等多種手段，創(chuàng)新教學(xué)實踐，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。