《环境微生物学》课程教学改革的思考

童英林 袁永平 陶雪琴

仲恺农业工程学院环境科学与工程学院, 广东广州 510225

《环境微生物学》课程教学改革的思考

童英林 袁永平 陶雪琴

仲恺农业工程学院环境科学与工程学院, 广东广州 510225

分析了《环境微生物学》课程教学中存在的主要问题，从教学内容、教学方法和手段、实验教学及考核方式等方面探讨进行该课程教学改革的途径。

环境微生物学；教学改革；实验教学

《环境微生物学》作为环境类专业重要的专业基础课程，是一门实验性和应用性很强的学科，是多学科相互交叉渗透并高速发展的前沿研究领域。其基本原理、研究技术在解决环境工程问题中不可或缺。尤其在生物治理污染领域如污水生物脱氮除磷等方面，环境微生物学的研究手段日益显示出其重要作用。学生能否学好该门课程乃至学以致用已成为了评价其专业素质的重要指标，因此对本课程进行教学改革，提高教学效果的要求也逐渐明确。针对该课程在教学中存在的主要问题，本文结合本学院教学实践，从教学内容，教学手段与方式，实验教学及考核等几个方面进行探讨，提出几点优化教学的改革途径，希望能为同行提供一些借鉴与参考。

1 当前《环境微生物学》教学中存在的主要问题

1.1 教学内容更新滞后，教学形式单一

《环境微生物学》涉及内容广泛，基础性知识的讲授及实验往往占据了大部分课时。其原因一方面是该课程属于专业基础课之一，重视对基础理论的学习和基础技能的掌握；另一方面，有关应用微生物知识进行卫生检测，污染治理等专业内容必须建立在扎实的理论和实践基础之上。其结果将导致教学内容更新滞后，许多环境微生物治理方面的应用前沿也不能详尽介绍，往往在压缩的课时中只能一带而过，更不要说在实验课中进行验证。

另外，传统的环境微生物学教学形式较为单一。与许多课程类似，教师在课堂中担当主导角色，不断灌输自身所具备的完整的学科体系，这从传授学科的整体性和系统性结构的角度来讲很好的，能够便于学生从整体出发了解学科结构。但另一方面，根据大纲要求需要重点讲解的内容往往非常抽象、枯操，加上微生物具有形态微小、结构简单、无法用肉眼直接观察的特性，学生难以获得较强的感性认识，这就会造成教师在自以为已经讲得很清楚的情况下学生仍感到理解模糊的情况发生，若此时课堂缺乏师生互动等环节，随着课程的进行，这种矛盾将不断深化，学生的学习兴趣也会不断降低，最终导致教学效果不理想。

1.2 实验内容过于简单，专业特点不明显，偏重于验证性实验

实践是检验真理的唯一标准。学生最能理解的是自己双手实践的东西，因此，实验课的有效开展是课程教学改革的重点内容。以笔者从事的实验教学情况为例，本课程的实验环节仍有许多需要改进的地方。

首先，本学院《环境微生物学》的课程建设在近几年才开始加快发展，实验室具备的微生物教学设备偏少，因而只能开设相对简单的实验，从而造成实验教学与理论教学联系不紧密。实验教学计划中只设置了一个专业联系较为紧密的大肠杆菌发酵实验，一些专业性明显的微生物污染治理的重要内容限于条件而没有加入。简单的实验课内容对于刚进入专业课学习的学生来讲能起到引导作用，但作为环境专业的微生物学课程，应该最大限度地加入与本专业紧密相关的内容。

其次，现行的环境微生物实验课教学大多为验证性实验，多为灌输式教学。按制定好的教学计划，实验过程的大部分均由实验教师准备完成。整个实验进行过程中学生多是按照教师讲解和实验指导书被动操作，对实验原理及需要注意的操作细节往往一知半解，更不要说联系到其在环境学科中的应用，这无疑将降低学生实验的积极性，不利于激发学生开放性思维。相对于环境监测、水污染控制工程等具有多个综合性实验的教学计划的课程而言，本学院环境微生物实验课程设置还有很大的改进空间。

1.3 考核机制不合理，不利于学生综合能力的提高

传统的考核机制，往往是在课程结束后，以期末的一次性考评方式来评判教学效果的好坏。这种考核机制对于巩固基础知识，端正学生学习态度方面有重要作用。但单一的评价方式容易造成学生为了考试而死记硬背，不利于学生综合能力的提高。仅有的一次期末考试也不利于学生在平时复习所学内容，做到对知识的真正理解乃至学以致用。对教师而言，将导致难以科学地评价教学效果的好坏，不利于发挥教学反馈的作用。

2 优化《环境微生物学》教学的途径

2.1 跟踪相关学科与创新成果，加大新知识和新技术的讲授

环境微生物学是一门新兴的边缘学科, 随着微生物学及环境科学的发展而不断呈现出新内容。教师应及时更新知识结构，跟踪学科前沿发展变化的动态, 把微生物学的最新科研成果融合在教学当中，可在课堂上将前人的一些科研实例、教师自己的实践经验穿插在基础性知识讲授里面。课时的限制不应作为增加新教学内容的障碍，须认真思考如何更好地结合起来讲授。比如说讲微生物分类提到病毒时，可结合S A R S冠状病毒进行讲解，并将关于病毒研究的一些最新方法给予介绍，这样不仅能使学生了解学科前沿的理论知识与技术，而且大大调动了学生的学习兴趣，引导学生在课后进一步探索。

在加大新内容讲授的过程中，必须注重前沿内容的理论基础阐述。正如全国大学名师卢德馨教授所说“对于新内容的加入，必须首先经历寻根的过程，即要找到前沿内容在基础层次的根，这样在讲授有关基础内容的时候，就可以辐射出去。”教师首先应把前沿内容吃透后再融入课堂，别让学生摸不着头脑，找不到根基。

另外，近年来分子生物学的技术手段已渗透到生物科学的各个领域，污水生物脱氮除磷也是环境污染治理的研究热点。对这些新内容，其重要性必须与微生物基础知识一样得到同样重视，这样才能为学生将来开展创新性研究工作奠定基础。

2.2 创新教学手段，合理利用现代教育技术

作为最重要的教学环节之一，课堂讲授要注重启发式教学。教师应以知识为载体，着重讲授分析与解决问题的思维方法，使学生从中受到启发。例如对于某个理论，可在讲授中重现其产生背景，与学生探讨在该背景下学者是如何寻求解决方法的。此种教学手段要比直接讲授理论成果有效，能培养学生应用科学方法进行分析的能力，使学生在以后学习中更容易做到知识的迁移。同理，在讲授的各个环节中适当提问题，鼓励学生发表自己的见解，也可起到活跃课堂气氛，提高学生解决问题能力的效果。

另外，合理利用现代教育技术，可以弥补传统教学方法中的不足。如对于个体微小、结构简单、种类繁多的环境微生物，采用传统的教学手段较难表达和呈现微生物的真实结构，使得学生难以理解。若在教学过程中引入现代化教学手段，如多媒体课件和教学录像等，则可以直观、形象地演示教学内容，不仅节省了示范教学时间，还可调动学生的学习积极性。环境微生物学的很多研究方法，如培养基制备、革兰氏染色、活性污泥中生物相观察等内容，均可采用这些现代教育手段取得良好的教学效果。

除了课堂教学外，与科研机构、企业联系，建立校外实习基地也是创新教育手段的途径之一。如我院的环境工程专业高年级学生，依托广东省的多个污水处理厂作为基地进行课外参观和毕业实习，可使教学过程中理论与实践相结合，技术与工程相结合，大大增强了学生的专业基本技能，培养了他们解决环境工程问题的能力。

2.3 重视实验的专业性和综合性，创新实验教学

实验课是联系理论和实践的纽带，能起到加深学生对理论知识的理解，培养学生观察能力和操作能力，提高学生创新思维和科研能力的作用。能否把实验与专业理论紧密联系，直接影响到教学效果。因此，在课程设计中首先应考虑其专业性和应用性，这就需要在多个方面进行改革。

首先是实验学时的保证，不能以课程精简作为压缩实验课时的理由。我院该课程实验课有3 6学时，占到课程总学时的4 3%，课时上基本能满足实验教学需要。

第二，进行实验类型改革。需要改变以验证性实验为主的设置，加强综合性实验和技能训练的比重，勇于探索以学生为主要参与者的实验模式。目前，由于许多环境类专业开设的大多为内容简单的验证性微生物学实验，无法达到应有的教学目的和教学要求。针对此弊端，我院已开设综合性强的大肠菌群的测定实验，实验中学生表现出很强的学习兴趣，对细节问题的提问也比其他实验要多得多，同时由于操作步骤的增加，不同组别学生的结果不尽相同，由于操作失误而造成实验失败的学生也表现出很强的探索欲望，在与成功组别同学的交流中获得经验。除此以外，下一学年度我院还将开设综合性环境微生物学技能训练，从实验的设计到结果处理由学生全部完成，教师只在实验过程中进行必要点拨和实验后的总结指导，结合启发式教学进行综合性大型实验改革尝试。

第三，优化实验内容，提高与环境类专业的衔接程度。例如在活性污泥生物相的实验中，通过对菌胶团的形状、结构和色泽等方面的观察，可初步判断活性污泥性能的好坏，原生动物中的许多种类也是废水生物处理和水体水质的指示生物。这些实验内容与环境类专业的联系紧密，对理论教学来讲是一种延续和提高，更符合专业要求，因此在项目开设中应考虑加大该类实验所占的比重。

对于微生物学的基础操作，如培养基的制备、微生物的接种等，由于它能验证一些重要的理论知识，所以也不能偏废，要让学生牢固掌握这方面的技能，要让学生了解到这些技能服务于整个环境学科的研究体系，对开展综合性实验也必不可少。而对于综合性实验，由于与专业联系的程度大，其内容优化也将是实验课改革的重点。具体而言可从环境微生物生态学的实验方法和技术、环境微生物的监测与评价、污染物的微生物处理技术和方法等方面入手，与其他课程的学习相配合，构建范围更为广泛的实验课程体系，使学生在这些大型综合性试验中不断强化基础知识并融会贯通，培养科研意识及环境科学与工程的专业素质。

2.4 改革考核方式，注重能力考核

考核方式的改革关系到课程改革的成败，因此选择合理的考核方式非常重要。在课程考核中可采用综合考评的方式，注重能力考核，学生的综合成绩由平时成绩(3 0%)和期末考试(7 0%)两部分组成。平时成绩又由考勤、实验技能、实验报告三部分组成；期末考试注重基本知识的考核，将书本知识与实验环节结合起来出题，避免学生死记硬背， 促进学生真正理解掌握知识，达到利用考试促进学生学习的目的。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.15.118

童英林，男，硕士研究生，助理实验师，研究方向：环境科学与工程、环境微生物研究。