“以微見著，小世界感知大智慧”制藥工程系《微生物學》教改研究與創新思考
——以肇慶學院為例

王馨晨

（肇慶學院食品與制藥工程學院 廣東肇慶 526061）

微生物學是一門引領人類生命科學發展，促進生物基因技術開發，奠定重大基礎理論的專業核心學科，也是生物工程、食品技術、制藥工程等專業的必修課[1-3]。由于學科內容主要包括微生物的形態結構、生長繁殖、營養代謝、基因遺傳等眾多基礎專業知識，要求學生們能靈活運用既往學習的相關知識、結合當今時代發展的根本要求、解決未來生命科學發展過程中的問題[4-5]。但由于微生物學包含的知識點繁多，各類理論和概念彼此之間的銜接程度較低，整體知識框架松散，如不經過教師合理精細的設計和安排，很容易出現課堂效果枯燥無味，學生對知識的接受度不高。因此，在制定教學計劃和教學方案的過程中，結合當今時代發展需求以及科技技術的不斷更新，收集學生們的課堂反饋以及建設性意見，將思政教育元素穿插在各部分學科內容中，并積極挖掘創新思維，豐富教學內容。本文以肇慶學院為例，對制藥工程系開設的微生物學課程中存在的問題、解決方法及創新研究、效果評估及推廣進行詳細分析和探究，旨在能為今后建立更為豐富全面的課程內容做出理論參考。

一、課程主要內容及存在的問題

我院開展本課程的內容主要包括微生物細胞的結構與功能，微生物的營養與代謝、生長繁殖及控制，病毒的分離、鑒定、特性、感染及控制，微生物的基因組、遺傳規律與特性，微生物的基因表達調控及基因工程、微生物的生態、進化、系統發育、分類鑒定及物種多樣性，微生物感染與免疫。學習微生物學在工、農、醫等方面的應用，了解該學科的發展前沿、熱點和問題，使學生牢固掌握微生物學的基本理論和基礎知識，了解微生物的基本特性及其生命活動規律，為學生今后的學習及工作實踐打下堅實的基礎。

微生物學是制藥工程專業的必修基礎學科，制定的教學框架以基礎理論、基礎科研技能、基礎知識為前提，使學生們建立整體系統的微生物學概念，并將實際藥物生產、研發、試驗所涉及的微生物學理論知識聯系在一起，使理論與實際緊密結合。但由于理論內容較多，概念紛繁復雜，目前教學過程中存在一些問題。（1）微生物學偏于理論理解和記憶，使學生們感覺枯燥、乏味、興趣性低，課堂參與性不積極。（2）知識更新速度超快，課本內容與當代知識更新銜接不佳，使科研成果和理論知識存在偏差。（3）學生實驗動手能力不強，分析問題和解決問題方面的訓練不足。

二、教學方法的創新

1.引用學科名人，推崇科學理念

微生物由于其形態微小、種類繁多，發展歷史也極其漫長，微生物學家在探索研究的過程中出現過眾多經典、有趣的小故事。在課程設計上，在相關章節內容插入此類科學家的研究故事，不僅提高學生們的學習興趣，還加深了學生們對科學探索精神的深徹領悟。如青霉素是由于弗萊明的一次失誤偶然被發現的；巴斯德是為了提高當地啤酒的產量，才發現了微生物的存在；發明顯微鏡的列文虎克其實是一位商人，發明顯微鏡只是因為愛好等等。并建議學生們課后觀看金像獎電影《萬世流芳》，用輕松的方式了解路易斯·巴斯德在微生物學的發展歷史上所作出的卓越貢獻。在課堂上介紹我國首次分離出沙眼衣原體，并為我國生物制品事業的發展作出卓越貢獻的科學家湯飛凡，建議學生們在課外觀看《衣原體之父——湯飛凡》《百年湘雅第 4 集：湯飛凡》等紀錄片。推薦學生課后觀看電視連續劇《浴火危城》，了解中國防疫事業的先驅伍連德臨危受命，戰勝特大鼠疫，拯救哈爾濱人民的故事。在講授病毒章節時，引用鐘南山院士2003年抗擊非典和2019年抗擊新冠疫情的感人事例，使學生們在學習病毒相關理論的同時，更深刻的了解以鐘南山院士為代表的科學家們的愛國主義情懷和熱愛人民的偉大情操。

2.關注社會焦點，提升學習興趣

微生物與人類的生存發展密切相關，與微生物學有關系的新聞事件也總能成為社會熱點。我們在教學中引入一些目前備受關注的社會熱點，與課堂無縫銜接，由小課堂關注大社會，由小知識關注大焦點，既增加了學生的課堂積極性，也提升了學生們的社會參與度和科研熱情。如在病毒這一章節的講解，可從當今疫情的現狀、我國對于疫情防控的積極措施，以及疫苗的研制開發，都能讓學生們將書本的文字知識引入到了現實社會焦點中。或如在生態環境保護方面，為學生講解微生物作為生態系統中的分解者，可以把地球上死亡的動植物殘體清掃得干干凈凈，將有機體分解成生產者生長所需要的元素，所以微生物被看成是生態系統中的“清道夫”。如果沒有微生物的分解作用，地球上的動、植物殘體和有機物將得不到分解，那么至今為止幾十億年來生命活動的結果，將是把地球上所有的生命構成元素以動植物殘體的形式堆積起來，植物生長的營養將會枯竭，生產者將不能生產，消費者將得不到食物，地球上的生命也就無法維持了。通過這一案例能夠使學生們明確微生物的分解作用是地球上生命波浪式發展、螺旋式進化的原動力之一。

3.引入科研成果，提升創新意識

人類社會的每一項進步都伴隨著科學技術的進步。尤其是現代科技的突飛猛進，為社會生產力發展和人類的文明開辟了更為廣闊的空間，有力地推動了經濟和社會的發展。微生物學教學更應把握時代脈搏，緊跟學科前沿，注重前瞻性和實用性，以啟迪學生的創新思維。在教學過程中，教師便可引入具體科研成果和實例，培養學生們的創新意識。

案例一，如酵母菌，微生物學家張典顯挑選酵母菌下手，酵母菌跟人類細胞一樣，都是真核細胞，除了用來釀酒和烘焙，也是分子生物學重要的模式生物。人類一個世代傳承要花60年，但更需要十萬年、百萬年的時間才看得出演化結果。酵母菌每90分鐘分裂一次，產生一個新世代，短時間就能看到演化歷程。如果人為刪除酵母菌的必要基因Prp28，酵母菌依然能存活，甚至經過三百代演化后，還能恢復原本活力。案例二，如大腸桿菌，在最新研究中還發現了一種大腸桿菌細菌，表明腸道中的微生物對于大腦健康很重要，并且會影響發育和行為。盡管這項研究的實驗對象是動物，但仍然為該領域增加了更多的可能性，為未來的研究提供了科學依據。

4.加強操作實訓，提升動手能力

微生物學是一門要求實驗技能的學科，我們將《微生物學實驗》與理論課程配套展開，通過理論和實踐共同學習，達到學以致用，提升學生動手能力和實踐技能。此外，還鼓勵學生們積極參加“挑戰杯大學生創新創業大賽”，如通過對不同中藥提取物的防腐抑菌研究，加深學生們對微生物的探索興趣。

微生物學實驗主要任務是使學生掌握研究與應用微生物的主要方法與技術，包括經典的、常規的以及現代的方法與技術，使學生具有適應于從事相關學科的基礎理論研究與實際生產應用的微生物學實驗技能，從而提高學生分析問題和解決問題的能力。根據本學科的特點，逐步使學生認識微生物的基本特性，比較各類微生物與其他生物的相似和不同之處，知道如何研究微生物以及對研究中所出現的問題點樣分析，并加以解決。微生物學實驗是微生物學重要的基礎課之一，要求學生熟悉微生物學方法與技術，掌握無菌操作技能和建立無菌概念是微生物學實驗中最重要的內容，重點掌握最基本的無菌操作技能，如顯微鏡構造、細胞純培養、微生物大小測定方法等。實驗課程的任務主要通過教師示范、講解與學生實際操作相結合等方法，使學生牢固樹立無菌概念，掌握顯微鏡的使用、形態學觀察的方法、微生物大小測定、培養基的配置和滅菌方法等基本操作技能，基本了解常用的儀器設備的基本原理、構造、使用方法及使用中的注意事項，樹立嚴謹求實的科學態度，提高觀察、分析問題和解決問題的能力，培養勤儉節約、愛護公物和相互協作的優良作風。我們將實驗課程內容分為驗證性實驗、綜合性實驗兩個部分。驗證性實驗主要通過光學顯微鏡鏡檢觀察方法進行教學，綜合實驗在教師指導下學生根據所掌握的理論基礎和實驗技能，由學生自己動手完成。實驗過程要求學生仔細觀察實驗現象，完整記錄原始實驗數據、結果，分析實驗現象并認真填寫實驗報告。

三、教學環境的創設

1.將“互聯網+”融入教學環境

伴隨信息網絡技術不斷與我國社會各行業實現融合，從整體上看，全國已步入“互聯網+”時代。在這樣的環境下，教育教學領域也迎來了全新發展機遇，通過推動計算機和互聯網與教學融合創新，不僅能夠促進教學效率提升、質量改善，而且還能有效增強學生的學習積極性和主體性，促使他們形成良好的自主學習習慣。通過分析“互聯網+”環境，實現信息網絡技術與教育教學工作融合創新的主要內容及重要價值，探討教育有效性的創新策略非常必要[6-7]。

如能在微生物學的課堂上實現線上線下教學的融合創新，構建“線上+線下”混合教學模式，不僅可以使線上教學具備高度靈活性和生動性，還能使學生的碎片化時間得到有效的應用。線下教學具備極強的互動性，學生與教師可以設定某一課題進行深度交流研討，集中解決線上學習過程中的問題與困惑，從談論中獲得啟發，獲得思維方式的轉變。在“互聯網+”環境下，教學工作不僅是知識的傳授，還著力于促進學生與教師之間的互動，實現知識傳授與交流溝通的深度融合，以雙向互動式教學取代單向灌輸式教學。這種師生之間活躍積極的交流，不僅調節了課堂輕松愉快的教學氛圍，也增強了學生學習的興趣與動力。

當今網絡科技迅猛發展，我們開展的微生物學不僅在教學中充分利用網絡資源，通過生動實時的效果展現可取得良好的教學效果，還要鼓勵同學們了解學習相關網站的運用。目前，我國很多著名高校都建立了屬于自己學校的國家級和省級微生物學精品課程網站，這為同學們提供了豐富全面的學習資源。比較具有代表性的是武漢大學沈萍教授建立的全國首家微生物學專題教學網站，該網站不僅可以指導學生們利用現代網絡技術查找，閱讀所需的基本學習資料，還能輔助學生們擴展不同領域的知識面。還有一些網站以開放式論壇的方式，眾多相關專業領域的專家學者們都可以在網站上各抒己見，尋求專業指導和幫助，并且可以幫助使用者學習到很多書本上查詢不到的知識，擴大自己的專業知識范圍。微生物學作為生物領域很重要的學科，同學們在學習的過程中，不僅可以增加此領域的最新研究動態，還能在學習的過程中不斷總結分析，提出新的疑惑并從中得到解答，從而激發學習和研究興趣，并提升自己解決問題的能力。

2.將思政課程融入教學課程

高等教育發展水平是一個國家發展水平和發展潛力的重要標志。實現中華民族偉大復興，教育的地位和作用不可忽視。我們對高等教育的需要比以往任何時候都更加迫切，對科學知識和卓越人才的渴求比以往任何時候都更加強烈。黨中央作出加快建設世界一流大學和一流學科的戰略決策，就是要提高我國高等教育發展水平，增強國家核心競爭力。

微生物學是一門生命科學類學科，與人類的生存發展密不可分，因此蘊含著眾多思政元素。長期以來，教師們認為專業基礎類學科只是單純地傳授知識與技能，卻忽略了理科思辨與思政品德之間的關系。我們通過對于微生物學中思政元素的挖掘，設計出符合培養學生思想政治品德的教學方案，并取得良好的成果。

課程思政不僅是一種教育理念，也是一種課程價值觀。對于某一門課程的思政教學，并不是將一些思政元素強加到專業知識的授課過程中，而是要靈活巧妙地從教學內容中的某些知識點中挖掘其蘊藏的思政元素，在為學生們授課的過程中，將知識點和思政元素融合在一起，并通過各種課程教學方式，使學生們在聽課過程中潛移默化地接受[8]。如鏈霉素的發現者阿爾伯特薩茲為了研究鏈霉素，長時間居住在地下室進行研究，后被傳染上肺結核，這種對科學孜孜不倦的探索值得我們學習。如黃旭華院士、“鋼鐵院士”崔崑、“布衣院士”盧永根等科學家曾捐出大筆積蓄，支持科研、教育、扶貧等事業，俠之大者，為國為民。又如，我國著名微生物學家沈善炯在國難深重的時期，輾轉來到當時最負聲望的科學圣殿學習，為自己打開了科學之門；當國家百廢待興，他歷盡艱辛回國，不斷追求鉆研新科學現象、科學原理，讓中國成為世界上第四個能生產金霉素的國家。教師給學生們播放《細胞戰場》小視頻，使學生們了解我們身體內如此微小的細胞們，是如何在病原體入侵的時候拼了命地保護我們，借此鼓勵學生們要具備不怕困難，樂觀積極的人生態度。通過這些事例，將見微知著、刻苦鉆研、愛國敬業、勇于創新等科學家們具備的優秀品質融入課程講授過程中，不僅使學生對微生物學的知識點記憶深刻，更使大家學習了科學家們在研究過程中遇到苦難阻礙時所呈現的不怕失敗、勤奮研究、嚴謹細致的科學精神。

四、教學效果評價

對微生物學教學過程的改革和創新，在學期課程結束后，我們采取課程調查報告的形式了解學生對于課程學習的感想和體會。學生們反映通過學科名人、社會焦點、科研成果、思政品德等內容的引入，對知識點的認識更加深刻，理科思維更加敏捷，課堂氛圍更輕松活潑，對微生物學的學習興趣也更為濃厚。同時也建立了正確的人生觀、價值觀、科學觀。同學們在報告中也提道：“通過微生物學的學習，使我對生活環境中微生物的相關現象進行了更細致入微的觀察，也對一些生物現象進行了更具知識性的分析和思考，從而擁有了科學性的思維?！币灿袑W生提到“微生物具有群體性，總是以群居的方式團結一致，共同生存。人類也應該像微生物一樣，互相團結，相互信任。”“學習微生物的生態那一節時，老師講了一個關于美國墨西哥灣石油鉆井平臺爆炸，導致石油泄漏的事例。這次爆炸使生態環境遭到嚴重破壞，大量海鳥和魚類死亡，但是微生物不僅勇敢地活活了下來，還衍生出分解石油的生物特性。讓我跟感動的是，大自然無比寬容地接納著人們的種種行為，而人類也應該回報自然以示尊重和敬畏，善待環境就是善待我們人類自己。”“線上線下的學習使我們改變了原始的學習方式，遇到不懂不會的問題，不好意思當面詢問老師，可以采用線上的方式與老師溝通，老師會很耐心地通過事例、文字、視頻等方式為我講解，打破了原有的學習模式，使我們喜歡上了這種向老師提問、與老師溝通的方式?！薄拔覀兺ㄟ^對這種微小世界的探索和學習，了解了很多有趣的現象。雖然微生物不像人類具有敏捷聰慧的思維和強壯有力的肢體，它們仍然能依靠自身的力量和智慧，在這偌大的世界具有自己的一席之地，并且讓其他生物無法脫離自己而獨自生存，這也說明了任何生物無論微小還是巨大，生存于世，環環相扣，相互依賴，共同生存。”

五、教學成果推廣

通過課程調查發現，學生們對于微生物學的教學改革非常支持，并取得了顯著的學習效果。因此，制藥工程系也就微生物學等學科的教學改革展開過多次的會議討論和教學反饋，并將以上創新方法以會議報告的形式在會上分享，同時得到很多寶貴的點評意見和修改想法的反饋，在推廣教學改革相關內容的同時，也在此基礎上進一步完善和修正，爭取獲得更多的教學成果和教育成效。