环境微生物开展设计性实验教学模式的初探

焦迎春 王虹 谢占玲 李德英

摘要:常规的环境微生物实验教学是以基础微生物实验为主,选作1～2综合性实验为辅的教学模式,教学效果不理想。文章针对在基础实验教学环节、教学方法和考核方式方面出现的问题,提出了开展设计性实验的理念,以坚实基础实验教学内容为基础,引入引导学生根据自身的兴趣爱好分组自行设计综合性实验的教学模式,从而提高有限的环境微生物实验教学质量和学生解决环境问题的实践能力。

关键词:环境微生物学开放设计实验教学模式

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0197-01

环境微生物学作为环境工程专业、环境科学专业的必修专业基础课,是以普通微生物学为基础,并在研究微生物学的一般规律的同时,更注重微生物与环境之间的相互作用规律的一门课程[1]。目前教学主要是以传统的经典微生物实验技术,如微生物的显微观察、染色、纯种培养分离及土壤微生物计数等内容,基本上都是验证实验,使得学生在做这些实验时,因为内容陈旧加之没有有效的考核激励方式,学生的实验积极不高,掌握的基本实验技能较差,针对目前许多环境问题的应用显示出一定的局限性[2]。那么,如何充分调配环境微生物学实验的内容、授课方式及考核机制,让学生真正掌握所学知识,培养出具备扎实理论基础知识、操作执行力强且能将所学知识灵活运用创新能力的学生,一直是环境微生物实验教学思考和努力的方向[3]。设计性实验具有研究性和探索性,能够激发学生的应用知识主动性与动手积极性,因此开展设计性实验将是实验教学改革的必然趋势[4]。本文根据环境微生物学实验教学过程中存在的问题,提出了以开放实验室为平台的自主设计实验改革几点心得。

1坚实基础实验教学环节

1.1 编写实验指导

环境科学专业计划规定环境微生物课程是在二年级第一学期开设,在此之前学生相关基础理论知识与实验能力都比较匮乏,基于这一实际情况,编写详细和实用的实验指导书,包括基础实验篇和设计实验篇两大块内容,基础实验篇由显微镜的使用、微生物的染色、培养基的配制、微生物的分离筛选纯化及微生物的计数等实验,每一个实验都要有翔实的目的要求、实验原理、实验仪器原理、功能和操作说明、实验步骤、实验注意事项及实验考核点等,便于学生作为实验教材使用;设计实验篇则列出相对较粗的几个实验方向,如资源微生物的分离筛选、极端微生物的分离筛选、污水处理中微生物的应用、土壤修复中微生物的应用、环保型微生物制剂的开发、微生物与废物资源化研究等,供学生自行选择。

1.2 强化实验预习过程

每次实验课前为学生播放教学实验录像,将有关的实验操作过程和实验现象全部展现在学生面前,再由教师详细讲解实验过程中容易出现的问题,加深学生对实验的过程了解,遇到复杂实验还可以把录像反复播放,把实验的每一个步骤让80%的学生掌握。同时在每一组实验学生中选一名学生与教师一起准备实验,在带实验教师演示指导下,准备实验的过程全部由学生自行完成,目的是让同学们懂得每做一个实验不仅要花费很多的物力财力,而且还要付出大量辛苦的劳动,让每一位同学更加珍惜来之不易的每一个实验动手操作机会,进而提高学习的积极性。

1.3 严格实验技能的考核机制

基础实验篇的每一个实验完成后,以实验小组为单位并依据实验指导的考核点进行考试,对于不能通过考试的实验组,可安排一次进行开放补做实验的机会,对于有些基础实验无法顺利过关的实验组不准许进入设计性实验阶段。

2拓展设计性实验教学环节

2.1 准备设计性实验

以基础篇实验的学生分组,每个实验小组根据自己的兴趣选择设计性实验的题目放向,首先需在实验开始前一个月查阅相关文献,并通过到环境污染治理的企业的实地考察,确定设计性实验具体实验内容。比如在“污水处理中微生物的应用”实验中,教师可以让学生自己去城市污水处理厂考察,通过观察曝气池进出水情况,使同学们找到活性污泥处理污水中的提高净化能力的原理,对于活性污泥的生物相研究提出自己的见解,确定兴趣点。进一步明白设计性试验的目的,设计合理的实验方案,研究设计性试验的可操作性,经过老师与学生的共同讨论后形成可行的实验步骤,并做好分工,准备相应的实验材料。

2.2 灵活实施设计实验

进行设计性实验的时间和地点可以自行确定,可以在课外做也可以在课内做,能是微生物实验室或相关实验室的多处场所。实验周期可弹性规定在两周内完成。在实验实施过程中各实验组可以独立完成也可协作完成。

2.3 展现设计性实验结果

鼓励学生将实验中出现的各种结果与全班同学一起分享,共同讨论实验取得与预期结果的相符性,分析成功的关键和经验。对于未取得预期结果的,分析导致实验失败的原因。对于每个实验小组提交的实验报告,由各设计实验小组同学交换后讨论批改,并提出相应的建议和方案。

3结语

设计性实验教学打破传统性实验教学的局限性,是师生共同参与完成的实验教学过程,在加强基础实验技能培养的基础上,对教师和学生的教与学的理念都提出了较高的挑战,给学生提供了相对自由的空间发挥其创新能力和实践能力,更好地促进学生自由、主动、全面的发展,受到了学生的广泛欢迎。对于教师要求必须有创新性思维,要精心设计、周密策划指导整个实验教学过程,要不断探索、改革、完善设计实验教学内容和教学方式[5]。

参考文献

[1] 李靖,周玉林,关杰.环境微生物学教学改革的探索与实践[J].微生物学通报,2009,36(11):1766-1771.

[2] 高冬梅,张民生,洪波.环境微生物综合实验教学的改革和实践[J].实验室科学,2011,14(3):53-55.

[3] 都韶婷,宋英琦.互动教学为核心的环境微生物实验教学方法探索与实践[J].中国科教创新导刊,2011(2):73-74.

[4] 姬晓娜,曹文平.关于开放环境微生物实验教学方法的探讨[J].实验室科学,2010,13(3):34～35.

[5] 邵信儒,孙海涛,徐晶.食品微生物学教学方法改进与实践[J].通化师范学院学报,2009,23(2):97-99.