“雙一流”背景下地方高校深化微生物學課程建設的探索與實踐

魏克強 王淑京 李永琴 張楚楚

摘要 課程質量是人才培養的核心，傳統教學模式下的微生物學課程已不能滿足”雙一流“建設的更高要求。結合學校的辦學特色、專業優勢，對標“兩性一度”的標準，以建設優秀教學團隊、優化拓展課程內容、創新教育教學模式和加強課程思政建設等4個方面為重點，開展了微生物學課程的改革和建設。通過重塑教學理念、優化課程內容、轉變教學方式和提升課程思政來彰顯創新性；將學科發展前沿、學術研究成果、產業發展動態等內容融入課程，突出課程的高階性；以激發學生的興趣觸點、科學思維、創新能力、價值塑造，提高課程的挑戰度。通過探索與實踐，教學質量明顯提升，得到了學生們的普遍認可，對地方高校的課程建設具有一定的參考價值。

關鍵詞 微生物學；地方高校；一流課程；教學質量

中圖分類號 S-01 ??文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）12-0264-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.057

Exploration and Practice of Deepening the Construction of Microbiology in Local Colleges and Universities Under the “Double First-Class” Background

WEI Ke-qiang， WANG Shu-jing， LI Yong-qin et al

（School of Life Science， Shanxi University， Taiyuan， Shanxi 030006）

Abstract Course quality is the core of talents training， but Microbiology under the traditional teaching model can no longer meet the higher requirements of “double first-class” construction. According to the universitys feature， professional advantages and the standard of “High Stage， Innovation and Challenge”， we carried out the reform and construction of Microbiology from four aspects： building an excellent teaching team， optimizing and expanding the course content， innovating the education and teaching model， and strengthening the ideological and political construction of the curriculum. We demonstrated the innovation by reshaping teaching ideas， optimizing course content， changing teaching methods and promoting ideological and political education in the curriculum. The frontier of discipline development， academic research results and industry development trends were introduced into the curriculum to highlight its high-level nature. The academic challenge degree was enhanced by stimulating students interest， scientific thinking， innovation ability and value shaping. The practice showed that the teaching quality has been significantly improved. It has certain reference value for the curriculum construction of local colleges and universities.

Key words Microbiology;Local colleges and universities;The first-class course;Teaching quality

基金項目 山西省高等學校教學改革創新項目（J20220066）；2022年山西省一流課程《微生物學》（K2022532）；山西大學研究生教育教學改革項目（SXU2021YJJG025）。

作者簡介 魏克強（1970—），男，河北徐水人，教授，博士，從事食品營養與健康免疫研究。

收稿日期 2023-10-25；修回日期 2024-01-22

微生物學是理、工、農、醫和師范類各高校生命科學相關專業開設的一門主要基礎課程。微生物雖然是一類最低等的生物，卻具有高等生物的基本生命過程，是當今最活躍的前沿研究領域之一，其新理論、新技術、新發現不斷涌現，認知邊界不斷拓展延伸；其廣泛應用于農業、食品、醫藥、環保等領域，與高新技術、新興產業緊密相連，對人類文明、科技進步和社會經濟發揮了重要作用。因此，本課程明顯具有理論性、實踐性和前沿性強的特點。山西大學是我國辦學歷史最悠久的高等學府之一。學校的前身是創建于1902年的山西大學堂，與北洋大學堂（現天津大學）、京師大學堂（現北京大學）共同開創了中國近代高等教育的先河；2022年學校進入了國家“雙一流”建設高校的行列，開啟了建設高水平綜合性研究型大學的新征程。該校生命科學學院始建于1949年，是全國高校中較早設立生物學專業的院系之一。目前設有生物科學（2008年獲批國家級特色專業建設點，2020年獲批國家級一流本科專業建設點）、食品科學與工程（2020年獲批省級一流本科專業建設點）和生物工程（2021年獲批省級一流本科專業建設點）3個本科專業；擁有化學生物學與分子工程教育部重點實驗室、生物工程山西省重點實驗室、醫學分子細胞生物學山西省重點實驗室、山西省微生物資源綜合利用工程技術研究中心、國家級生物學實驗教學示范中心等多個開展微生物科研、教學的平臺，經過多年的積淀與發展，本課程形成了良好的基礎與底蘊。

實現高等教育內涵式發展是我國高等教育發展的大政方針，其核心是提高人才培養質量。而課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定了人才培養質量［1］。本科教學是一流大學的靈魂，一流本科是一流大學的底色，打造“金課”、建設一流課程已成為當前各高校本科教學工作的重點，地方高校面臨著機遇與挑戰的雙重考驗［2，3］。

1 課程教學存在的問題

該院的人才培養方案將微生物學課程設置為64學時、4學分，大二開設，是學生較早接觸的專業課程之一，此時學生對專業的認知還不清晰，學習目標也比較模糊。傳統的課程教學常常是教師單純灌輸、學生被動接收，課堂氣氛沉悶，學生的參與度、滿意度低。課程缺乏系統設計，知識的拓展延伸不夠，學生普遍感到內容繁雜瑣碎、抽象枯燥、興趣觸點低。學生投入課程學習的時間比較少，閱讀量嚴重不足，“考前死記硬背，考后忘個精光”的現象比較普遍。教育部出臺的《關于一流本科課程建設的實施意見》《高等學校課程思政建設指導綱要》《教育信息化 2.0行動計劃》等一系列政策文件，對建設一流本科課程提出了明確目標和任務措施。目前的課程教學離“將知識傳授、能力培養、思維提升和價值塑造融為一體”的更高要求還存在著一定差距。

2 提升教師的教學素養，重塑課程的教育理念

教研室是高校最基層的教學單位，教師是組織和實施教學工作的終端［4］。教師自身的素質決定了課程教學的水平和高度，這就要求教師們政治要強、情懷要深、思維要新、視野要廣、自律要嚴、人格要正、業務要精、工作要實。目前該院的微生物學授課團隊由9名獲得博士學位的中青年教師組成，其中高級職稱的占 44.4%，45 歲以下的占 55.6%，全部畢業于國內外知名高校和科研院所，教師們熱愛教育事業，專業基礎扎實，創新思維活躍，科研素養較高。教研室通過定期開展教學研討活動，舉辦教學觀摩公開課，加入“教育部微生物學課程群虛擬教研室”廣泛吸收兄弟院校的教學經驗和教改成果等措施［5-7］，不斷打磨課程。教研室注重發揮教學團隊的優勢，集思廣益，共同設計教學方案、篩選課程資源、建設網絡平臺。還通過參加學校組織的“一流本科課程的持續建設與應用”“一流專業背景下高校基層教學組織卓越教研模式探索”“課程思政的認識、實踐與效果評價”等專題研修以及國家智慧教育公共服務平臺的系列研修活動，提高教學設計、組織實施、資源建設、改革創新以及思政育人等多方面的能力，保障課程教學的質量。

以往“教師講、學生聽”的傳統教學模式雖然能在有限的課時內傳遞大量信息，但常常導致教師陷入了“獨角戲”的狀態，學生機械被動地接受知識［8］。開展教學改革首先要與時俱進、轉變教學理念，從傳統的“以教師為中心”向“以學生為中心”轉變［9］，其內涵就是以學生為本，尊重學生、方便學生、發展學生，在教學實踐中要重視和體現學生的主體地位，同時又不忽視教師的主導作用。通過采用自學式、啟發式、討論式、案例式等多種教學方法，充分調動起學生的積極性、主動性和創造性，提升學習的體驗感、參與感和獲得感，教師則重點把握好設計、引導、啟發和監控等角色。

3 優化課程的教學內容，拓展學生的學習半徑

教學內容是課程改革的核心。選用周德慶教授編著的《微生物學教程（第4版）》為基本教材，輔以武漢大學沈萍、陳向東教授主編的《微生物學（第8版）》，通過一流的教材呈現一流的課程內容，同時強化學生精讀教材、“深耕細作”“啃讀經典”的學習習慣，改變學生依賴課件、一知半解、淺嘗輒止的現狀。在教學內容設計上，以微生物的五大共性為核心，微生物形態結構、生長代謝、遺傳變異、生態特征和分類進化五大生物學規律為主線，構建課程的主要框架和知識脈絡。然后將內在邏輯關聯度高的章節和知識內容重新整合為五個模塊、充實內容，充分展示微生物的獨特魅力：第1模塊，微生物概述，包括緒論和第十章（微生物的分類和鑒定）；第2模塊，微生物的形態、結構與功能，即教材第一至第三章原核類、真核類、非細胞類微生物的主要內容；第3模塊，微生物的營養、代謝與生長，即教材第四章（微生物的營養和培養基）、第五章（微生物的新陳代謝）和第六章（微生物的生長及其控制）里的理論內容；第4模塊，微生物的遺傳與變異，即教材第七章的部分內容；第5模塊，微生物資源的利用，主要是第八章（微生物的生態）、第九章（傳染與免疫），以及其他章節涉及微生物的培養、控制、篩選、保藏、育種和微生物在農業、食品、發酵、醫藥、環保等領域實際應用的內容。適當刪減了與生物化學、分子生物學、基因工程等課程重復的一些知識點。

豐富的教學內容是課程具有持續吸引力和旺盛生命力的重要保障。緊緊圍繞培養目標，充分利用各種學術資源和教學技術拓展課程內容（表1），與課堂教學有機融合，提質增效。主要方式包括：①依托學術沙龍活動，邀請食品釀造、生物醫藥領域的知名專家學者為師生做學術報告，拉近理論與實踐、教學與科研的距離。②前沿文獻解讀，從Nature、Science、微生物學報等國內外高水平學術期刊篩選了一些涉及古細菌、腸道菌群、厭氧微生物培養、微生物分類、土壤微生物等研究熱點與前沿的文獻綜述，師生共同閱讀、交流討論。③紀錄片觀賞，精挑細選與課程知識點（如微生物學的奠基人巴斯德，病毒入侵與機體免疫防御、病原微生物的危害與防治等）密切相關的優秀紀錄片，以視覺盛宴啟迪智慧、感悟科學、觸發思考。④經典實驗解析，“微生物的遺傳與變異”是課程中包含了多個經典實驗內容的一個章節，這些實驗構思巧妙、邏輯嚴密、意義重大。例如，香煙煙霧中至少含有150種已知的有毒有害成分，嚴重危害健康，但2021年中國疾控中心的“全國大學生煙草流行調查”顯示，我國大學生的吸煙率為7.8%，男生高達15.0%。結合自身的科研項目《基于代謝組學的慢性阻塞性肺疾病生物標志物的挖掘》，給學生們展示了利用Ames試驗方法檢測香煙煙霧提取物對鼠傷寒沙門氏菌組氨酸缺陷型菌株TA97、TA98、TA100、TA102的致突變性，使學生們切身認識到了“珍愛生命、遠離煙草”的必要性，發揮了科研反哺教學的作用。⑤貫穿課程思政，專業課程和思政元素就像生物之間的共生關系，以上的一些拓展內容不但傳播了重要的課程知識和科學思維，也蘊含著豐富的思想價值和精神內涵（表1）。除此之外，深入挖掘、凝練課程知識點所蘊含的具有典型性、代表性、時代性的思政元素。例如，講授消毒滅菌，列舉了制藥行業的“欣弗事件”、“蘭州布病事件”；講授有害微生物的控制，分析了濫用抗生素危害人類健康、生態環境的典型案例；講授微生物的營養，以我國科學家王二濤研究員發表在Science上的論文“Plants transfer lipids to sustain colonization by mutualistic mycorrhizal and parasitic fungi”，介紹了他首次揭示脂肪酸是植物傳遞給叢枝菌根真菌的主要碳源營養形式，這一突破性的研究推翻了百年來教科書中的“糖理論”；講授微生物的地球化學作用，探討了多種多樣的固碳微生物助力“碳達峰”“碳中和”的作用，讓學生深刻理解為應對全球氣候變化，我國走生態優先、綠色低碳發展道路的意義，增強專業認同感和使命感。

4 改進教學手段，提升思政實效

“互聯網+”時代促進了現代信息技術與課堂教學的融合，這無疑拓展了學生獲取知識和信息的渠道，學生的學習時間不再局限于課堂、學習地點不再局限于教室、學習資源不再局限于教材［10］。將超星學習通、雨課堂、企業微信等在線教育平臺引入課程教學，把課程介紹、師資配置、教學大綱、電子教材、多媒體課件、學習任務、考核要求、學術文獻、視頻影像、測試習題等豐富的資源推送給學生，幫助學生課前自主學習、課后復習鞏固，尤其是建設的超星在線課程深受學生們的喜愛。這些信息技術對教師們實時答疑解惑、及時掌握學習動態、科學研判學情、過程性考核起到了重要作用。在課堂教學中，主要是詳解重點難點，闡釋討論疑點，梳理知識脈絡，拓展深度寬度、啟發科學思維。這種“線上+線下”混合式教學手段，在一些高校和課程已有較好的經驗［11-13］，在此不再贅述。①要充分了解學生的學習能力、習慣和興趣，讓“課前-課中-課后”各環節能夠有序銜接、各有側重、相輔相成。②相對于傳統課堂，教師要投入更多的時間和精力全程引導、監督、管理，學生才能從“被動的我在聽”轉變為“主動的我在學”的過程中取得良好的學習效果。例如，調查發現，79.31%的大二學生對所學專業比較感興趣；每天線上學習課程時長達到1 h的學生約占71.26%；72.41%的學生認為自控能力薄弱是影響線上自主學習成效的關鍵因素；還有少部分同學反感灌輸式教學但又習慣于被動式學習。

課程思政是新時代黨和國家對高等教育提出的新要求，要將立德樹人作為高等教育的根本任務。微生物學的發展及應用與人類健康、食品安全、資源開發、環境保護等密切相關，本身就蘊含著鮮活的思政素材，關鍵是要擴展和創新課程思政工作的視野、思路和方法，讓學生覺得“接地氣”“有意思”“都愛聽”，激發學生“想學、愛學、樂學”，這對專業課教師提出了更高的要求［14］。教學過程中，圍繞日常生活實際、學科前沿動態、經濟建設發展等主要方面篩選典型的素材，深刻理解它們與課程知識的內在聯系，通過專家學術報告、經典文獻閱讀、主題影視賞析、典型案例分析等多種形式，潛移默化地融入教育教學過程。從每學期的課程教學質量評價來看，學生普遍反映“課程內容充實”，“很享受教學的過程”，“感覺收獲頗豐”。

筆者連續2年選取不同專業班級開展了問卷跟蹤調查，統計分析顯示課程建設取得了良好的效果，主要體現在：88.95%的學生認為課程教學彰顯出了微生物的特色，突出了重點難點內容，較好地體現了理論聯系實際；83.91%的學生覺得能夠理清知識脈絡，構建出課程的知識框架，牢固掌握基本概念、基本原理，理解了微生物獨特的研究手段和方法；對采用探究式、案例式、啟發式等多元化教學方法的滿意度達85.05%，認為激發了學習興趣，活躍了課堂氛圍；對“思政元素融入課程教學有助于知識學習、能力培養和價值塑造”持非常認可態度的占86.21%，認為豐富的素材與知識點結合緊密，有廣度有深度還有溫度。教師們也感到以往“課堂埋頭抄筆記，考前突擊背知識點”“課前預習不主動、上課思考不積極、課后鞏固不及時”的現象明顯減少，學生們“動”起來了，課堂“活”起來了。

微生物學是培養方案里學分（4學分）較大的一門課程，課程成績與每一位學生的切身利益息息相關。通過一個學期的學習，完善的課程考核方式應當能夠準確地反映學生的學習情況，公平地評價學生的能力水平，這對改善教師教學、促進學生成長有著重要意義。但以往的成績構成是以期末考試成績為主，適當參考平時成績（一般不超過30%，主要包括出勤、完成作業、隨堂小測驗等）。隨著課程改革與建設的深化，如何構建完善的考核模式，改變主要依賴于期末考試成績的單一方式，加強對學生的過程性和多元化考核，是今后需要積極探索的課題。一方面是由于一些教師存在著“重科研輕教學”的傾向，不愿意在教學上投入更多的時間和精力，而進行過程性多元化評價的工作十分煩瑣，師生要花費較大的時間、精力、人力、物力，研究型高校必須正確處理好教學與科研的關系［15］；另一方面，課程學習過程中，學生的情感態度和價值觀變化是內隱的，很難直接評價，即使是能力得以明顯提升也需要一個過程，采用什么指標可以更好地反映一個學生在一個學期一門課程中的學習過程和效果［16］。

5 結語

在傳統的課程教學過程中，筆者發現學生存在著基礎知識掌握不扎實、知識體系構建不系統、學習主動性較差、邏輯思維能力不足等主要問題。結合學校自身的辦學特色、專業優勢，對標“兩性一度”的標準，基于微生物學的特點，開展了課程的改革和建設。以“立德樹人”為根本任務，秉持“學生為主體，教師為主導”的教學理念，將學生的成長與發展作為出發點和立足點，以建設優秀教學團隊、優化拓展課程內容、創新教育教學模式和加強課程思政建設等4個方面作為工作重點。通過重塑教學理念、優化課程內容、轉變教學方式和提升課程思政來彰顯創新性；將學科發展前沿、學術研究成果、產業發展動態等內容融入課程，突出課程的高階性；以激發學生的興趣觸點、科學思維、創新能力、價值塑造，提高課程的挑戰度。當前，“雙一流”建設對高等教育提出了更高的要求，不斷深化教學改革將是高校持續發展的根本動力。

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