“微生物學”課程教學改革探索

鄭 菲 國 輝 何曉青

(北京林業(yè)大學生物科學與技術學院，北京 100083)

“微生物學”是高等林業(yè)院校的核心基礎課程之一，與“森林防護”“生態(tài)修復”等課程存在密切關系，是學生基礎課程與專業(yè)課程的主要銜接紐帶，有助于學生生物知識體系的構建。2021年是“十四五”的開局之年，我國對林業(yè)發(fā)展提出了新的目標和要求，不僅要深化林業(yè)發(fā)展改革，還要注重森林生態(tài)修復、資源培育等。因此，為順應國家林業(yè)發(fā)展的需求，作為高等林業(yè)院校的教師，不僅要積極地對“微生物學”課程教學內容進行有效調整，使其與林業(yè)發(fā)展的總目標相匹配，還應從教學模式上進行不斷探索，以期實現(xiàn)良好的教學效果。

一、“微生物學”課程教學面臨的問題

隨著生物技術的發(fā)展，學科之間的融合逐漸體現(xiàn)在各個領域。對于“微生物學”課程來說，其教學內容與當前高新技術，如基因編輯、宏基因組學、合成生物學等高度關聯(lián)，這對我國培養(yǎng)復合創(chuàng)新型人才具有重要意義[1-3]。然而，“微生物學”課程在深入開展課程教學的過程中仍然存在諸多現(xiàn)實問題。

(一)課程內容理論性強、概念抽象，學生理解難度大

“微生物學”課程內容較為微觀，主要包含真菌、細菌、病毒等肉眼難見的一類生物，相比于“植物學”“動物學”等課程，其概念相對抽象，使授課難度大大增加。此外，“微生物學”課程教學內容具有較強的理論性，這也給教師的教學工作造成了很大壓力，如果教學方法不當，就會使得課堂氣氛壓抑，使學生覺得“微生物學”課程知識點枯燥、乏味，從而失去學習興趣。在此種情況下，如何有效地調動學生學習的積極性成為擺在教師面前急需解決的問題。

(二)課程教學方法缺乏創(chuàng)新

“微生物學”是一門理論性極強的綜合性專業(yè)課程，在許多高等院校傳統(tǒng)的授課方法中，常以教師講授為主，學生則需要硬性的記憶、背誦相關知識點，使得學生對學習產生抵觸情緒。一個成功的教學過程不應該僅僅只是簡單、粗暴地向學生單向灌輸知識，而是應該從實際出發(fā)，引導學生如何自主探究知識，對知識進行加工應用，激發(fā)學生的學習興趣。因此，筆者認為創(chuàng)新“微生物學”課程教學方法勢在必行。

(三)課程考核方式局限性大

“微生物學”課程考核成績包括理論知識、實驗、平時學生上課的出勤率3個部分構成。對理論知識的考核往往以期末閉卷考試的形式開展，成績占40%；對實驗部分，則以實驗報告的書寫質量作為考核的標準，占40%；平時學生上課的出勤率占20%。為了應對理論知識考試，學生大多都會在考試前突擊復習，通過死記硬背的方式來完成考試。不利于培養(yǎng)學生學習的主動性和創(chuàng)造性。而實驗教學在“微生物學”課程教學中也是相當重要的一部分內容，僅憑對實驗報告的評估很難準確地反映學生的實驗設計思維、實際操作能力、實驗結果的分析能力等。因此，如何秉棄這種傳統(tǒng)、單一、僵化的考核方式，也是目前“微生物學”課程教學改革工作中的一項重要內容。

二、“微生物學”課程教學改革的措施

在“雙一流”建設的大環(huán)境下，各高等院校也需要強化學科建設，既要讓學生掌握完善的基礎理論知識，又要培養(yǎng)學生的科研思維、創(chuàng)新能力，這對高等林業(yè)院校“微生物學”課程教學提出了更高的要求。因此，為了順應時代發(fā)展的需求，同時也為了實現(xiàn)學科發(fā)展和全面育人的目標，筆者在已有“微生物學”課程教學經驗的基礎上對課程教學進行了改革，以期獲得更好的教學效果。

(一)凝練、拓展教學內容

“微生物學”課程教學內容繁雜，與“生物化學”“分子生物學”“細胞生物學”等多門課程交叉相連。對于不同專業(yè)的學生來說，需要從繁雜的知識點中梳理出與本專業(yè)相關的重點內容，這就需要教師在教學內容上更加注重傾向性。例如，對于森林保護專業(yè)的學生來說，教師在講解“微生物學”課程中的微生物形態(tài)結構、生理代謝、遺傳變異等內容時，可以結合植物抗逆、森林植被恢復等知識中涉及的微生物學知識進行詳細闡述，而將與林業(yè)關系不夠緊密的章節(jié)內容，如“感染與免疫”“微生物生物技術的應用”等，作適當?shù)娜∩?；在講解理論知識內容時，不應只局限于教材上的內容，還應與最新的相關科研動態(tài)緊密聯(lián)系，這樣不僅內容上與時俱進，還可以很好地吸引學生上課的注意力，達到良好的教學效果。

此外，“微生物學”是一門理論與實踐緊密結合的課程，教師在教學中要注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力。教師要從當前的研究熱點著手，通過設計綜合性較強的實驗，使學生更加系統(tǒng)地掌握微生物學技術，以激發(fā)學生參與科研的積極性。例如，從基于植物與微生物在不同環(huán)境下的互作關系作為著手點，首先對微生物培養(yǎng)條件展開初探，使學生掌握培養(yǎng)基的配制、微生物的分離、微生物的培養(yǎng)等技能；其次探究植物不同部位微生物與植物的互作關系，使學生學會微生物多樣性(根際微生物、根內微生物及葉跡微生物等)的分析方法；最后挖掘微生物與植物的互作機制，使學生具備提取分離微生物代謝產物的能力。上述實驗的設計，層層遞進，邏輯性強，不僅使學生掌握了“微生物學”課程中的重要實驗技術，而且也使學生初步建立起了科研思維，培養(yǎng)了學生的科研熱情。

(二)采用靈活多樣的教學方法

隨著教學方法日漸多樣化，教師的教學手段也逐漸豐富起來。例如，目前運用較多的翻轉課堂教學方法深受教師和學生的喜愛，它使學生與教師的角色發(fā)生調換，充分發(fā)揮了學生在課上的積極主動性，學生與教師之間建立起更強的互動關系。此外，基于問題導向的教學方法、線上線下相結合的教學方法等也逐漸引起人們的關注[4-5]。這些新型教學方法相比于傳統(tǒng)的填鴨式、講授式的教學方法具有顯著的優(yōu)勢，不僅可以有效地培養(yǎng)學生對學習的專注性，而且也有利于培養(yǎng)出高質量的專業(yè)人才?；诖耍P者認為可以分別在課上和課下對“微生物學”課程開展教學方法的改革，具體做法如下。

課上，采用翻轉課堂教學方法，開展“微生物學”課程教學活動。例如，筆者在講授“微生物多樣性”這一章節(jié)內容時，首先將微生物分為細菌、真菌、病毒3個主題；其次將學生分為6組，每組約5～6人，每2個組承擔一個主題開展課前預習：查找資料、小組討論及總結、制作PPT；最后上課時，小組代表講解各自的主題，并且進行組間的評比，學生匯報結束后，教師可根據(jù)學生的講解內容進行點評和補充。在整個翻轉課堂教學過程中，教師和學生的角色發(fā)生了互換，大大增強了學生在課堂上的參與度，避免了學生上課積極性不高的現(xiàn)象發(fā)生。同時，以小組的形式進行集體學習、組間評比，不僅可以使學生的團隊協(xié)作能力、分析問題和解決問題的能力得到提升，還可以培養(yǎng)學生的競爭意識、進取意識。

課下，借助微課對零散的知識點和重要知識點進行補充和強化。許多高等院校都在積極探索使用微課這種教學形式，其既可引導教師建設以“學習者為中心”的課堂教學，又可促進學生養(yǎng)成積極主動學習的習慣。微課通常具有突出的主題和較強的針對性，一堂微課一般僅包含一個重點，短小精悍，非常適合學生自學，能更好地滿足學生對學科知識點的個性化學習。例如，教師在講授“微生物的生長繁殖”內容時，由于學習目標的抽象性和延時性，教師只能通過提前制作微課視頻、記錄微生物生長全過程，將抽象的知識具象化，將微生物漫長的生長過程濃縮至關鍵的時間點進行展現(xiàn)。學生通過觀看相關的微課視頻，對重點和難點知識進行反復學習，這樣在“微生物學”課堂上學生就能輕松地將抽象的微生物生長繁殖現(xiàn)象轉化為印象深刻的具體過程，不僅強化了學生對知識的理解，也使學生在知識之間建立起了邏輯關系。

(三)優(yōu)化完善課程考核評價體系

好的考核評價辦法對于實現(xiàn)課程教學目標、激勵教師提升教學能力和水平、促進學生平衡發(fā)展起著重要的作用。因此，對“微生物學”課程的考核，筆者摒棄了一考定終身的考核方式，更加注重過程考核，具體做法如下。①將課前預習納入考評中，占20%。通過讓學生撰寫預習報告、上課隨機提問檢查、小組匯報等方式，對學生的預習效果進行考核，以提高學生自主學習能力。②將學生課前預習后的學習全過程中的表現(xiàn)納入考評中，占20%。教師通過對學生課堂表現(xiàn)、課下作業(yè)的完成情況進行綜合考評，對學生的學習全過程進行追蹤評價，以督促學生認真對待每一個學習環(huán)節(jié)，杜絕期末突擊式學習現(xiàn)象的發(fā)生。③將小組合作學習情況納入考評中，占10%。這部分成績由小組成員給出，依據(jù)學生在合作學習中的學習態(tài)度、學習能力、合作能力等情況給出成績。④期末考試成績占50%。通過上述考核方法的改革，不僅可以有效地從課前、課上、課后3個角度全方位地考核學生的學習效果，還可以及時發(fā)現(xiàn)學生學習過程中遇到的困難、學習態(tài)度的松懈、知識點理解的不到位等問題。

三、“微生物學”課程教學改革的效果

(一)提高了學生的學習興趣

筆者以北京林業(yè)大學森保專業(yè)2018級學生(改革前)和2019級學生(改革后)作為調研對象，對“微生物學”課程教學改革取得的效果進行了問卷調查，結果見圖1～2。

由圖1可以看出，在實施課程改革后，2019級森保專業(yè)的學生對于“微生物學”課程的學習興趣有了明顯提升，而對該課程不太感興趣的學生比例也由改革前的21.1%下降至18.7%；從圖2結果看，學生花在該課程上的時間也有了明顯的增加。這說明，教學改革的措施在一定程度上賦予了課程更大的吸引力，學生更加愿意學習該課程。

圖1 “微生物學”課程教學改革前后學生學習興趣變化情況

圖2 “微生物學”課程教學改革前后學生課后學習時長變化情況

(二)提升了學生的實踐能力

學生對知識的轉化、運用和創(chuàng)新，是開展教學改革的核心目標，也是學生實踐能力和創(chuàng)新能力提升的重要體現(xiàn)。通過“微生物學”課程的改革，提高了學生對微生物基礎知識的掌握程度，激發(fā)了學生對微生物前沿知識探索的熱情。學生將相關理論知識成功地應用在大學生創(chuàng)業(yè)項目的申請和實施過程中，細致地分析具體流程和現(xiàn)狀，積極查找問題，通過小組協(xié)作及導師指導解決實際問題，并且能根據(jù)指導教師的意見完成任務。在整個項目的實施過程中，教師始終堅持以學生為主、教師為輔的原則，鼓勵學生獨立完成項目的設計并實施，同時鼓勵學生提出自己的新思想，不斷完善創(chuàng)新項目內容，真正實現(xiàn)了學生綜合實踐能力的提升。

資助項目：北京林業(yè)大學2019年科研反哺人才培養(yǎng)研究生課程教學改革項目“研究生微生物學系列課程改革”，項目編號JXGG19007。