地方應(yīng)用型高校微生物學(xué)課程教學(xué)改革探索

黃勝威 劉明潔 孫玉軍

（1安徽科技學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；2凱里學(xué)院，貴州 凱里 556011）

近年來，對高層次應(yīng)用型人才的需求日益增大。創(chuàng)新培養(yǎng)體系，建立分層次的人才培育模式成為高等教育的發(fā)展方向[1-2]。作為是安徽省地方應(yīng)用型高校[3]，開設(shè)了微生物學(xué)課程，主要面向生物工程、生物科學(xué)和環(huán)境科學(xué)與工程等專業(yè)的學(xué)生。部分微生物學(xué)課程教學(xué)以教師課堂上講授為主，實踐環(huán)節(jié)較少，且課程配套的實驗內(nèi)容多為驗證性實驗，綜合性實驗較少，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思考能力的培養(yǎng)，距離“應(yīng)用型、復(fù)合型人才”的專業(yè)培養(yǎng)目標存在一定距離，也不利于學(xué)生迅速適應(yīng)工作崗位。為更好地適應(yīng)地方應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)需求，教學(xué)團隊以安徽省一流本科專業(yè)——生物工程專業(yè)建設(shè)為契機，結(jié)合學(xué)生的實際學(xué)情，開展了微生物學(xué)課程改革試點工作。在應(yīng)用型師資隊伍建設(shè)、課程教學(xué)內(nèi)容完善、社會實踐和實驗課課程改革方面進行了積極探索。經(jīng)過3年時間的改革實踐，目前取得了良好的效果，本文對微生物學(xué)有關(guān)課程建設(shè)和教學(xué)改革實踐方面的工作進行梳理和總結(jié)。

1 課程教學(xué)改革的思路

1.1 應(yīng)用型師資隊伍打造

微生物學(xué)具有理論性和實踐性較強的特點。近年來微生物學(xué)相關(guān)理論及應(yīng)用呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，對教師的知識結(jié)構(gòu)和實踐能力提出了更高要求[4]。基于此，在充分研討的基礎(chǔ)上，重新組建教學(xué)團隊。新的微生物學(xué)教學(xué)團隊由不同專業(yè)背景、具有企業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的教師組成，涵蓋發(fā)酵工程、環(huán)境科學(xué)、制藥工程和生態(tài)學(xué)等多個方向。授課時分章節(jié)由具有相關(guān)專業(yè)背景的教師負責(zé)講授，并重點要求教師在講授理論知識的同時，穿插個人平時科研工作或企業(yè)生產(chǎn)中的一些心得體會，從而加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解以及靈活運用知識的能力。此外，結(jié)合學(xué)校“雙能型”師資培養(yǎng)活動，積極組織教師與安徽豐原藥業(yè)股份有限公司、華潤雪花啤酒（五河）有限公司和軒凱生物科技（滁州）有限公司等十余家以生物發(fā)酵法生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品為主營業(yè)務(wù)的地方企業(yè)對接，深入企業(yè)進行生產(chǎn)實踐，提高授課教師的專業(yè)實踐能力。為確保培養(yǎng)效果，授課教師每年在合作企業(yè)的鍛煉時間不低于1 個月，并將教師協(xié)助解決企業(yè)生產(chǎn)實際中遇到的問題作為培訓(xùn)考核的重要參考依據(jù)。目前，教學(xué)團隊中已有4 位教師先后通過考核，獲得“雙能型”教師證書，并在此過程中與企業(yè)合作開展產(chǎn)學(xué)研課題5項。通過“雙能型”教師的培養(yǎng)，提升了教師的知識水平和專業(yè)實踐能力，增強了實踐教學(xué)水平和教學(xué)效果，也解決了企業(yè)生產(chǎn)中的難題，實現(xiàn)了雙贏。

1.2 應(yīng)用性教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

教學(xué)團隊以提高畢業(yè)生就業(yè)所需主要技能為出發(fā)點，調(diào)整優(yōu)化課程內(nèi)容，將課堂教學(xué)與當?shù)蒯t(yī)藥產(chǎn)業(yè)（蚌埠高端醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園、滁菊等道地藥材種植與加工業(yè)）以及食品生產(chǎn)加工行業(yè)（如米酒、石榴酒、獅子頭和橋尾等特色發(fā)酵食品加工）實際生產(chǎn)所需知識技能密切結(jié)合，進一步突出重難點，弱化部分應(yīng)用性不強的章節(jié)內(nèi)容。微生物學(xué)課程教學(xué)采用鄧子新、陳峰編著的《微生物學(xué)》（第1 版）作為教材[5]，基于提高學(xué)生微生物基礎(chǔ)理論知識和實踐能力為出發(fā)點，優(yōu)化課程內(nèi)容架構(gòu)體系，形成了基礎(chǔ)微生物學(xué)和應(yīng)用微生物學(xué)兩大模塊。在基礎(chǔ)微生物學(xué)模塊，重點介紹微生物的分類及分離培養(yǎng)、微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生長代謝以及微生物育種、感染與免疫等知識點，精簡了原生質(zhì)體融合、微生物的進化和系統(tǒng)發(fā)育等相關(guān)章節(jié)內(nèi)容，加大了微生物次級代謝產(chǎn)物的鑒定、微生物的功能和微生物的生長控制等知識點的講解。在應(yīng)用微生物學(xué)部分，增加了石榴酒發(fā)酵的微生物、米酒酒曲中的微生物及微生物與環(huán)境污染物的修復(fù)等內(nèi)容，并組織學(xué)生去蚌埠市第一污水處理廠、安徽偉偉餐飲管理有限公司（蚌埠特色飲品冰酒釀生產(chǎn)廠家）參觀實訓(xùn)，以地方特色產(chǎn)業(yè)為抓手，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用的能力。

2 課程教學(xué)方法的優(yōu)化

2.1 構(gòu)建互動式教學(xué)模式，提高學(xué)生參與度

生物工程專業(yè)每年招收80 余名學(xué)生，分3 個授課班級。因?qū)W時有限，教學(xué)方法仍然以教師課堂講授為主，但是學(xué)生課堂參與度不高、學(xué)習(xí)熱情缺乏的問題也隨之出現(xiàn)[6]。基于此，教學(xué)方法的改革是本次課程教學(xué)改革的核心和重點。教學(xué)團隊成員積極探究了在“翻轉(zhuǎn)課堂”和“課堂討論”等環(huán)節(jié)建立“互動式”教學(xué)模式，提升學(xué)生的積極性和參與度。根據(jù)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)，適時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，確保教學(xué)目標和學(xué)生能力培養(yǎng)目標的順利達成。每節(jié)課后，教師會將課件、微課上傳至“安科云課堂”和“雨課堂”平臺，安排學(xué)生及時復(fù)習(xí)。為更大程度提高學(xué)生的參與度，每學(xué)期設(shè)置如“抗生素的使用之我見”“牛屁稅與牛胃微生物”和“我的健康誰做主”等趣味性較強的小專題。學(xué)生以小組為單位開展合作，成員按照分工，查閱資料，制作PPT 或者錄制視頻，最終在課堂上展示并開展討論。通過一系列教學(xué)模式的改革，學(xué)生參與度、科學(xué)思維能力較以往有了較大提高。部分學(xué)生課下自發(fā)進入到教學(xué)團隊的科研實驗室，進行科研訓(xùn)練，并以此申請了多個大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目。

2.2 結(jié)合理論與實踐，提升學(xué)生實踐能力

加強理論聯(lián)系實踐，是應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)的核心理念之一。為了更好地提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)團隊安排了污水處理廠及啤酒廠參觀實習(xí)的實踐教學(xué)課程。在污水處理廠，學(xué)生詳細了解了活性污泥法和生物膜法處理技術(shù)的優(yōu)缺點和應(yīng)用現(xiàn)狀，并近距離觀察了污水處理系統(tǒng)生物填料的制備過程。在啤酒廠，學(xué)生實地觀看了啤酒制作的工序流程，了解了酵母發(fā)酵麥汁時的條件控制要求以及發(fā)酵參數(shù)對啤酒風(fēng)味的影響。通過實踐教學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以將教材上的理論知識和實際生產(chǎn)應(yīng)用聯(lián)系起來。同時，教師根據(jù)自己的研究課題和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，指導(dǎo)學(xué)生申報全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽或大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目。如針對啤酒廠產(chǎn)生的廢酵母大都烘干后加工為牲畜飼料，存在浪費資源、附加值低的問題，指導(dǎo)學(xué)生申報并完成了國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“廢啤酒酵母制備納米硒條件優(yōu)化及其機理研究”；針對食用菌生產(chǎn)中廢棄菌棒利用率不高的問題，指導(dǎo)學(xué)生參加了全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽項目“基于廢菌棒的生物有機肥的研制及肥效研究”，并獲得省賽三等獎。學(xué)生理論知識得到了鞏固，科研能力和團隊協(xié)作能力也得到提高。

2.3 優(yōu)化實驗課內(nèi)容設(shè)置，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

微生物學(xué)實驗教學(xué)主要分為驗證性實驗和綜合性實驗兩部分。其中，驗證性實驗為實驗教學(xué)基礎(chǔ)部分，直觀輔助學(xué)生印證和理解所學(xué)的理論知識，綜合性實驗側(cè)重于學(xué)生觀察力、創(chuàng)新思維能力、分析和解決問題能力等綜合能力的培養(yǎng)[7-8]，二者相輔相成，缺一不可。原有的微生物學(xué)實驗設(shè)計中，驗證性實驗為24 學(xué)時，綜合性實驗占12 學(xué)時，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)受到限制。基于此，教學(xué)團隊反復(fù)研討，優(yōu)化了內(nèi)容設(shè)置，驗證性實驗學(xué)時降到16學(xué)時，內(nèi)容更加緊湊、合理。同時，將綜合性實驗的學(xué)時增加到20學(xué)時，增加了石榴酒發(fā)酵、堆肥優(yōu)勢菌株的分離鑒定類創(chuàng)新性實驗。綜合性實驗教學(xué)中，教師只設(shè)定大致實驗名稱，其余部分由學(xué)生以小組為單位，5～6 人一組，分工協(xié)作，查閱資料，自行完成。形成初步實驗方案后，交由教師批閱修改，形成最終實驗方案并加以實施。實驗過程中遇到問題，學(xué)生可以查閱資料尋找解決辦法，或與老師溝通加以解決。實驗完成后，各小組上交實驗報告，同時將實驗過程中出現(xiàn)的問題及心得體會等進行匯報總結(jié)，采取組間互評的方式評分。教學(xué)改革后的綜合性實驗環(huán)節(jié)，教師的作用弱化，學(xué)生成為實驗的具體實施者和主導(dǎo)者，內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力得到激發(fā)，創(chuàng)新思維能力和社會競爭力也進一步增強[9-10]。

3 課程教學(xué)改革的效果評價

為準確評價本次教學(xué)改革的效果，選擇微生物學(xué)課程改革前（2017級和2018級）和改革后（2019級和2020 級）生物工程專業(yè)共計330 名學(xué)生為研究對象，統(tǒng)計分析期末理論課考試成績、實驗成績、學(xué)生評價、同行教師評價以及學(xué)生是否考研深造等指標情況，評價本次課程教學(xué)改革效果。由表1可知，教學(xué)改革后各項指標的統(tǒng)計分值較改革前均有不同程度提高。以期末考試成績?yōu)槔昙壠骄址謩e由教改前的71.2、74.8分提高到教改后的81.3、83.2分，整體成績明顯提高。同時師生之間的關(guān)系在探討學(xué)習(xí)和實驗過程中得到提升和改善，學(xué)生對教師評分也明顯提高，評分均為優(yōu)秀。教學(xué)團隊教師的課堂表現(xiàn)也得到了同行教師的較高評價，評分均為優(yōu)秀。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過50%的學(xué)生有意愿進入授課教師的實驗室參與課題研究，并在畢業(yè)后考取微生物方向的研究生繼續(xù)深造。

表1 微生物學(xué)課程改革前后教學(xué)效果比較

采取無記名問卷調(diào)查方式在教學(xué)改革后的授課班級中進行調(diào)查分析。在生物工程專業(yè)2019 級和2020 級學(xué)生中共發(fā)放調(diào)查問卷121 份，回收有效問卷120 份，問卷有效回收率為99.2%。調(diào)查結(jié)果顯示，教改后的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時分配、實踐教學(xué)和考核方式等方面的學(xué)生滿意度很高，均超過95%，說明絕大多數(shù)學(xué)生對本次微生物學(xué)課程改革持認可態(tài)度。有超過98.3%的學(xué)生認為教改后的課程內(nèi)容激發(fā)了自己對微生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，增強了自己對相關(guān)知識點的理解。基本上所有學(xué)生認為改革后的課程內(nèi)容增強了自己運用科學(xué)理論解決實際問題的能力。最終，教學(xué)團隊在2021年被評為校級教學(xué)團隊，1名教師入選省級教壇新秀，微生物學(xué)課程也在2022 入選國家級一流本科培育課程。說明本次課程改革是成功的，值得進一步總結(jié)經(jīng)驗深入開展下去。

4 結(jié)語

教學(xué)團隊從應(yīng)用型高校的學(xué)生實際學(xué)情出發(fā)，充分結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，從培養(yǎng)應(yīng)用型師資隊伍、完善課程教學(xué)內(nèi)容、加強社會實踐和改革實驗課程考核等多方面著手改革，探索契合地方應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)定位與目標的微生物學(xué)課程的教學(xué)模式。通過多方位的改革，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性被充分調(diào)動起來，理論知識掌握更牢靠，創(chuàng)新意識、探索能力得到進一步培養(yǎng)，科研思維和解決實際問題的能力得到有效提高。本次微生物學(xué)課程改革的成功嘗試，對于改善地方應(yīng)用型高校理論教學(xué)與實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)部分脫節(jié)、學(xué)生動手能力不強的問題提供了一定的實踐基礎(chǔ)。同時也是微生物學(xué)課程教學(xué)模式和教學(xué)理念改革創(chuàng)新的一次有益嘗試，值得進一步分析研究和推廣應(yīng)用。