《環境工程微生物學》課程教學改革研究

徐紅云

(貴州民族大學 生態環境工程學院，貴州 貴陽 550025)

1 引言

《環境工程微生物學》是貴州民族大學環境生態工程專業的重要專業課程之一，是培養學生認識微生物，提高對微生物相關操作技能的課程，具有較強的技術和實踐性。環境工程微生物學是以充分利用有益微生物資源實現廢水、廢氣的凈化，處理有機固體廢物，將污染物轉化為有用資源，邊“廢”為寶，產出能源和肥料等為主要內容和任務。在環境工程中廢水處理、受污染土壤和固體有機廢物的處理方法包括物理法、化學法以及生物法[1]。其中物理和化學法處理環境污染物是較為常用的方法，但是存在處理成本高、易產生二次污染等特性。而利用生物法處理環境污染物具有相對經濟、高效且可基本達到無害化的處理[2]。因此，要利用微生物進行環境污染的生物處理，對微生物基本特性的全面了解和掌握，才能更好的研發和應用環境污染治理的微生物制劑。

根據環境工程微生物學的課程特點，在教學過程中需要教師注意理論和實踐相結合，使學生掌握微生物基本理論和基礎知識的同時，掌握微生物基本操作技能，了解微生物在環境治理方面應用的機理，以便較好地將微生物應用于環境工程的治理，防治和消除微生物的有害活動。因此，需要同時培養學生認知、動手和思考能力，結合該校目前環境工程微生物教學特點，由于課時較少加之課程設置的不合理，導致理論掌握不充分，實踐能力不足等。借鑒以往《環境微生物》、《環境微生物實驗》、《環境微生物學》等課程教學等課程教學內容和安排，就《環境工程微生物》的教學內容和教學方法、手段提出課程存在問題和建議，以期為提高該課程的教學質量，增強教學效果等加以探討[3～5]。

2 課程教學存在問題

2.1 課程內容設置不合理

《環境工程微生物》開設的主要內容包括：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、微生物在物質循環中作用、水環境污染控制與治理的生態工程及微生物學原理、有機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，以上教學內容平均每個部分為2～4課時，所以課程內容被大幅壓縮，所授內容相對簡單，學生難以充分掌握所有課程內容。另外《環境工程微生物》實驗課設置主要包括顯微鏡使用及微生物形態觀察、活性污泥生物相的觀察、微生物直接計數、細菌的染色、培養基的制備和滅菌、細菌的分離與純種接菌、細菌淀粉酶和過氧化氫酶的定性測定、水中細菌總數的測定、水中大腸桿菌群數的測定、空氣微生物的檢測等。實驗教學內容相對簡單，不能和理論教學內容有機結合，且大部分實驗內容不能和理論教學同步進行，二者相對孤立。另外，實驗內容與環境類專業的相關性較低，不能充分體現環境微生物的特點，使得學生對微生物與環境間的關系以及環境微生物的應用理解不深刻，上課積極性降低。

2.2 教學考核存在不科學性

目前《環境工程微生物學》課程教學考核主要以平時成績5%+平時測驗20%+作業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，平時成績主要以學生考勤為主要依據，實驗成績主要以學生的實驗報告作為評價依據，由于實驗過程中分組進行，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，期末試卷考核內容為任課教師擬定，學生掌握程度不一，不能夠準確掌握學生對課程的掌握程度。

2.3 教學方式傳統，學生參與度低

《環境工程微生物學》課程教學以傳統的教學方式為主，學生被動的接受知識，這樣不但學習枯燥，學生缺乏對課程內容的主動思考。多存在課后不復習，課程內容學習過后易遺忘等特點。學生多在課程考試前進行集中復習，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《環境工程微生物學》在理論和實驗課程的教學內容、方法等仍存在很多問題，急需進行課程的改革。針對本課程中存在的問題，提出如下對策。

3.1 課程內容的改革

去除原《環境工程微生物學》中微生物生理、微生物代謝、微生物生長和繁殖、微生物生態、微生物在物質循環中作用等章節內容的單獨講解。而是將以上內容與微生物識別的基礎理論教學內容進行整合，如第2章原核生物界，第3章真核生物，第4章病毒教學過程中，除介紹相關微生物的基本形態結構、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營養、代謝、生理、生長繁殖、生態等特征，同時引入該類微生物在環境修復過程中的實例，將所有內容進行整合加深學生對不同微生物特征及在環境治理方面應用的深入了解。同時增加一個章節為各論部分，分別介紹不同微生物類群在環境工程中的應用實例；綜合理論教學內容分為8個章節分別為：第一章：緒論；第二章：原核微生物特性及其在環境工程中的應用；第三章：真核微生物特性及其在環境工程中的應用；第四章：病毒特性及其在環境工程中的應用；第五章：微生物在物質循環中作用；第六章：水環境污染控制與治理的生態工程及微生物學原理；第七章：有機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。

將理論教學與實驗教學同步進行，在理論教學過程中穿插著安排對應的實驗課程，如在第2章原核生物界基本理論知識介紹完后，緊接著實驗課要進行原核生物相關的實驗內容，使理論和實驗課一一對應，加強學生對課程內容的理解；針對實驗課程要依據理論課程進行調整，去除原實驗課程中的部分內容，設計實驗課程如下：實驗一、顯微鏡使用及微生物形態觀察；實驗二、培養基的制備和滅菌；實驗三、原核生物細菌的染色；實驗四、細菌的分離與純種接菌；實驗五、水中細菌總數的測定；實驗六、細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；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廢物的處理。

3.2 課程教學方法和手段的改革

采用靈活多樣的教學手段，改變以往傳統教學方式，逐漸實施“翻轉課堂”的教學模式，為使學生逐漸適應該教學模式，在教學初期微生物基礎教學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境治理等方面應用實例以及后續章節如第五章至第八章逐漸由學生主講為主。而針對實驗課內容，可由學生根據自己興趣結合理論教學內容自行設計實驗，教師只負責基本原理和操作上的指導，實驗過程由學生自行操作。

3.4 成績評定機制改革

為激勵學生自主學習性，不能僅以試卷的得分作為課程學習好壞的評價標準，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《環境工程微生物學》課程期末測試的考核過程中，教師擬定題目改變為由學生自主出題建立題庫，期末試卷由教師于題庫內隨機抽取試題進行測試。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%+翻轉課堂25%+作業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：學生自主設計實驗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生自主完成實驗，同時也能鍛煉學生對一件事情從一而終的態度，培養良好的習慣。

4 結語

《環境工程微生物學》是一門集理論和實踐的課程，涉及到微生物與環境學科交叉的學科。如何在有限的時間內使學生更好的掌握課程內容，同時激發學生自主思考和對該領域的興趣，是教學過程中需要思考和解決的問題。要達到預期目標，必須改變以往的傳統教學模式，使學生能夠參與到教學過程中，不僅僅停留在聽課的環節。因此，要不斷優化教學內容，改變教學模式，結合多媒體等多種手段，創新教學實踐，實現教學目標。