環境工程微生物學教學改革探討
——以河南工程學院為例

王艷 曹志林 武秀琴 王曉娟 馬培

河南工程學院環境與生物工程學院 鄭州 451191

0 引言

微生物在環境治理和生態修復方面起著非常重要的作用。如何充分發揮微生物在環境保護和修復中的作用是環境類專業培養人才的重要內容之一。環境工程微生物學是在環境科學和環境工程發展的基礎上新生的一門微生物學的分支學科。它是環境工程和環境科學等專業的專業基礎課，其內容主要包括微生物學基礎知識、微生物在環境物質循環中的作用、環境污染治理中的微生物作用及原理、環境工程應用中的微生物學新技術。環境工程微生物學知識點多、內容抽象、實踐性強、涉及面廣、授課難度大[1-2]。環境工程微生物學授課一般以教師講授為主，學生學習動機不強。理論課一般為閉卷考核方式，實踐課主要以實驗報告為主要考核內容，考核方式比較單一。針對以上問題，該課程的教學改革勢在必行。本文以我們學院環境科學和環境工程兩個專業的環境工程微生物學教學中存在的問題為著眼點，提出一些教學改革的措施，以期為培養新形勢下環保專業人才提供參考。

1 教學中存在的問題

1.1 教學課時不足及課時分配不合理

環境工程微生物學涉及多門課程，知識面廣而深、知識點多且抽象，但該課程只有32 學時，略顯不足，學生的學習效果很大程度上取決于學生的自覺程度，教學質量難以保證。此外，該課程一般先于環境工程的專業課如水污染控制工程、固體廢物處理與處置等進行授課，導致該課程在授課時難以延伸和拓展，學生對知識點消化起來比較困難。我院采用的環境工程微生物學教材理論部分分為兩大篇內容，微生物學基礎和微生物生態與環境生態工程中的微生物作用。兩篇內容同等重要，前篇是基礎，后者是前者的實際應用，由于課時不足，教師在課時安排上經常出現重基礎輕應用的情形。

1.2 學生學習動機不強

環境工程微生物學是環境工程環境科學兩個專業的基礎必修課，屬于閉卷考試課。但是學生對環境工程微生物學這門課程的價值認同不足，對該課在自己未來職業發展中的作用認識模糊，同時對該課程在環境治理中的應用也沒有清晰的認識，所以在該課程學習過程中學習熱情不高，學習欲望不強。此外，在理論課的授課過程中以教師講授為主，學生被動學習，學生的主導性難以體現，這樣對知識點多而抽象的課程學習顯得尤為枯燥。

1.3 學生安全意識不強，實驗條件差

在環境工程微生物學實驗的過程中，學生的安全意識不強。微生物操作的前后沒有自身消毒和防范的習慣，另外進行水和空氣中微生物的分離后，對于長菌平板的處理比較隨意，沒有滅菌后再進行清理。實驗儀器方面，顯微鏡是微生物實驗中必備的儀器設備，在微生物觀察、微生物大小測定、微生物計數和微生物染色等實驗中都要用到。而我們學院的顯微鏡大部分處于老化狀態，學生做實驗的進程和效果因為顯微鏡老化而大打折扣。

1.4 實踐教學項目簡單，考核方式單一

環境工程微生物學實驗課開設的實驗項目多為驗證性實驗，測細菌的大小、測細菌的數目、革蘭氏染色、培養基的配制與滅菌等實驗占了實驗課時的四分之三。這些實驗均為微生物學實驗的基本操作，沒有體現出微生物學技術在環境工程方面的應用。學生僅僅是學習了簡單的實驗操作，沒有與實際的應用結合，該課的價值沒有完全體現出來。此外，實驗課的考核方式單一。實驗課一般考核的重點是實驗報告。學生不認真書寫實驗報告、挪用別人數據也能得到一個好的分數，不利于學生自主、求實和創新價值的培養。

2 教學的改革與探索

2.1 優化教學內容，合理安排教學課時

在教學內容的選擇上首先要考慮大綱上培養目標的落實，既要重視微生物基礎知識的學習，也要結合工程實踐，掌握微生物在工程中的具體應用。其次我們在教學過程中要及時更新授課內容,把微生物在環境領域的最新技術和應用補充進來，同時把老師們的相關科研思路、方法和新突破等穿插進對應的教學中，用身邊的事去培養學生的學習信心和探索精神[3]。微生物生態與環境生態工程中的微生物作用的內容與后續的專業課程水污染控制工程和固體廢物處理與處置等內容有重復，所以在此部分要重點講解微生物在環境治理中的工作原理，而具體工藝放在專業課中學習[4]。因此與其他專業課學習要做好統籌協調，做好分重點授課，每一步穩扎穩打，做到最后的共贏。

2.2 建好課程資源庫，授課方式多元化

課上短短的32 學時難以讓學生全面掌握環境工程微生物的知識，所以學生要利用好課下。課堂上學生在教室學習，屬于線下；而課下學生一般在電腦上學習，屬于線上。線上線下有機結合起來，課上課下充分利用起來，學習方能更進一步。而要進行線上學習，必須有優質的學習資源，在中國慕課、雨課堂、學習通上有對應的課程資源，但是資源的質量參差不齊、開課時間不一致等因素限制了線上學習的有效進行，所以我們必須建設課程的教學資源庫。課程的重難點知識錄制授課視頻，抽象難懂的知識點做成動畫，經典的試題做成題庫等，充實到資源庫中。微生物基礎知識點瑣碎繁多，要對其精簡，梳理出主線和重要知識點，構建思維導圖，幫助學生在較短課時學習到精華。此外，教學之前要掌握學生的學情，可以通過線上小測試或者小問答掌握學生學習情況。課堂上也可以借助一些微助教工具，比如位置簽到、答題、小測驗等功能[5]。通過線上線下相結合的混合式教學，增強學生與老師的互動，提高學生的主體地位。

2.3 改善實驗條件，增強學生的實驗安全意識

實驗室儀器設備的質量和數量是保證實驗教學正常進行的先決條件[6]，實驗設備質量不好，數量不夠，學生的實驗課程將會事倍功半，所以必須改善實驗條件。首先，學生操作實驗儀器必須要求規范，比如顯微鏡使用完畢后鏡頭要歸位，油鏡在使用后要用擦鏡紙蘸取二甲苯或無水乙醇擦拭干凈，粗細準焦螺旋在旋轉調焦過程中要用力恰當等。其次實驗室管理人員對儀器設備要做好定期維護維修工作，盡早發現和解決問題。最后，實驗室的儀器設備要在不能滿足實驗教學的情況下及時添置。生物安全是實驗室安全的一個重要組成部分，在涉及生物安全的實驗過程和實驗場所，學生必須有實驗安全的意識[7]。我們實驗室涉及生物安全的實驗主要是微生物學的相關實驗。菌種的購買、轉接和保藏要規范操作，學生在使用菌種進行操作時，要嚴格按照要求進行無菌操作；操作結束后，無用的菌種及接觸菌種的器具要進行滅菌處理后再進行耗材的清理等等。這些細化的規范應該添加到實驗室安全管理規則手冊中，教師和學生都要嚴加執行。

2.4 精心設計實驗項目，考核方式多元化

首先，在改善實驗設備的前提下適當壓縮基礎性實驗的課時，增加綜合性實驗項目。其次，可以把環境工程微生物的實驗課和其他的專業課實驗進行整合，比如可以對水控實驗培養的活性污泥中的微生物進行鑒定，觀察其中的細菌、真菌和原生動物，提高學生的實驗興趣。關于綜合性實驗，可以開設一些開放性微生物研究課題[8]，讓學生去查閱資料，自己設計實驗，在實驗中融入微生物學的實驗技術，從而達到在學習微生物學技術的同時體會到該技術的應用。考核的單一容易造成評價不全面。所以不管理論教學還是實踐教學，要把過程評價落實好。

3 結束語

環境工程微生物學是一門交叉學科，知識點多，涉及面廣，內容抽象，在教學中存在一定的問題。針對這些問題，課程教學改革勢在必行。在教學中，要充分調動學生的學習積極性，增強學生學好專業課的信心。教師要及時把專業領域的新進展補充到教學中，把經典案例穿插入教學中，提高學生的學習興趣。在實踐教學中設計一些綜合性實驗，培養學生分析問題和解決問題的能力。最后完善考核方式，著力培養合格的應用型環保人才。