水处理微生物学课程改革探讨

姬燕培，曹 静

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）

0 引言

水处理微生物学是电厂化学专业的一门职业核心技能课程，总学时34 个，其中理论教学24 学时，实践教学10 学时。 该课程主要学习水处理中常见的微生物的形态、分类、生理特征、生活环境及与之相关的实验等内容。 本课程的任务是使学生系统掌握微生物学的基本知识，了解微生物的形态，掌握微生物的生理特性以及控制、利用它们的方法，掌握微生物、水生动物等在水体净化和水处理中的作用机理，熟悉水中微生物的检验方法等。 为学习后续课程和将来从事水质分析工作打好基础。

近年来，随着社会对环保事业的重视，微生物在水处理中的应用越来越广泛，而水处理微生物学的课时比较紧张，按照传统的教学模式已经不能满足学生的需求。 因此，为了在有限的课时内使学生掌握微生物学的精髓，必须对当前的教学模式进行改革，以达到培养学生职业能力的要求。 笔者根据近几年的教学经验，对水处理微生物学的教学内容、教学方法以及考核机制等方面的改进进行了探索，并收到了良好的效果，现总结如下。

1 教学内容的改革

1.1 优化教学内容，突出重点

水处理微生物学涉及面比较广，内容比较零散，该课程与有机化学、生物化学、微生物遗传学、微生物生态学和水质工程等诸多学科都有着非常紧密的联系，教学内容涵盖领域广、跨度大[1]。 为了让学生有针对性地学习本门课程的重点知识，掌握课程的基础理论和实验操作技能，我们根据近几年的教学经验，结合电厂化学专业的学科特点及专业需要，适当对课程体系和教学内容进行整合和优化，删除与其他课程相互重复的教学内容，增加了与专业相关方面的知识点，突出微生物在水处理过程中的作用，使知识结构更加合理，重点突出。

首先，在教学内容编排上，对学生已经掌握和了解的东西（比如微生物的遗传和变异、生物水体的富营养化、微生物的生态结构等）不再重复讲解。其次，水处理微生物是学生在学习和掌握其他基础课和部分专业课的基础上开设的，因此对专业课重点讲授的内容可采用简单讲解或不讲的办法，尽量避免重复，如活性污泥膨胀的形成原因、废水生物处理的基本原理等。 最后，根据专业需要，适当地增加了相关知识，如古细菌的结构和特点、酵母菌在废水处理中的应用等内容，使整个教学内容更加丰富、结构更加完整。

由此，我们根据项目化教学的模式，将该课程设计为微生物的观察、微生物的生理和生态，以及微生物在生物治理水体处理中的应用3 个大的项目、13 个学习型工作任务。 经过优化整合的水处理微生物学课程教学体系更加贴近学生的实际情况，注重基础知识的传授和实践动手能力的提高。

1.2 注重教学内容与工程的结合

水处理微生物学是一门实践性和应用性很强的专业基础课程，这就要求教师在教学过程中多结合实际工程的实践经验，将教学内容与工厂的实际运行充分结合起来，以达到良好的教学效果。 以开封东区污水处理厂为例，该厂采用改良的除磷A/O 工艺，即厌氧/好氧法。 该工艺利用微生物对溶解氧的敏感性，控制构筑物中溶解氧的浓度，使其在不同的阶段、不同的细菌中发挥作用。 此外，该工艺兼有除磷脱氮的功能。 经过处理后排放的污泥再经重力浓缩、机械脱水后外运[2]。 通过实际案例的讲解，加深了学生对所学知识的理解和运用，培养了学生解决实际问题的能力。

1.3 及时更新教学内容，加大对前沿技术的传授

微生物学是生命科学中发展最活跃的领域，发展非常迅速；同时微生物学的快速发展又促进了水处理技术的发展和更新，出现了许多新技术和新设备。 而教材对这种现状的反应相对滞后，为了避免学生新知识欠缺、毕业之后知识结构与社会需求脱节的现象，教师应根据专业需要适当补充一些微生物学的前沿知识及微生物用于水处理方面的热点问题。 比如PCR 技术的原理和应用、H1N1 及H1N5病毒的传染与防治、基因工程在微生物育种上的应用等。 新知识的传授能够拓宽学生的视野，有利于学生把握水处理技术发展的趋势和方向，为其日后参加工作奠定良好的基础。

1.4 加大实验教学的力度

水处理微生物学是一门实践性和应用性很强的课程，在教学过程中，应注重微生物实验在课程中的地位和作用[3]。 该课程原课时有限。 鉴于此，我们在原有的基础上适当增加实践教学课时，提高其在教学中的比例。 另外，在实验项目的选取上，我们选择培养学生基本实验技能和提升实验综合素养的代表性实验，如微生物形态的观察、微生物染色技术、细菌的纯种培养和接种技术等。 在实验教学过程中，我们改变了原有的传统做法。 原实验过程大部分由教师完成，只让学生掌握基本的实验知识和操作步骤，这样做，学生对整个实验缺乏整体性的了解，达不到应有的教学效果。 为此，我们以学生为主体，由学生来准备实验和完成整理工作，让学生参与到整个实验过程中。 如，做“细菌的纯种培养”实验，由学生自己设计实验方案，选择合适的培养基，准备无菌的培养皿、移液管等实验器材，样品的采集也由学生独立完成。 这样，不仅锻炼了学生独立思考和创新的能力，而且提高了他们参与实验的积极性，收到了良好的教学效果。

2 教学方法及考核机制的改革

2.1 采用多媒体教学技术

目前，随着信息技术的飞速发展，多媒体技术在教学中得到了广泛的应用[4]。 水处理中常见的微生物形态微小，必须借助显微镜才能观察到，使得这部分教学比较抽象，学生难以理解；而借助多媒体的手段，将微生物的影像信息投影到大屏幕上，可使学生直观、形象地认识微生物的形态结构，提高学生的学习兴趣，达到良好的学习效果。 同时，在讲解病毒繁殖、噬菌体浸染的过程时，结合相关的动画、视频，以便于学生理解。 此外，在讲解废水生物处理的基本原理时，通过照片展示活性污泥、菌胶团等的形态结构，使学生更好地掌握水处理中常见的微生物的类群。

2.2 灵活运用多种教学方法

教学方法是取得良好教学效果的重要工具[5]。在教学方法上，我们改单一的注入式教学方法为多变式的教学方法，根据教学内容的不同，采用不同的教学方法，如对比式教学、讨论式教学、互动式教学、启发式教学等。 这些方法的使用，改变了传统教学的枯燥无味的状态，收到了良好的教学效果。 比如，在讲解原核微生物和真核微生物的区别、细菌和放线菌的区别、酵母菌和霉菌的区别时，采用对比讲解的方法，通过这种方法，可以使分散的知识连续化、系统化，有利于学生对知识的掌握。 再如，在讲解病毒时，采用互动—讨论式的教学方法。 教师在课下收集有关病毒发现过程的故事，在学生阅读材料之前提出问题：病毒是怎样一步一步被人类发现的？具有哪些特征？之后，让学生带着疑问阅读材料并积极思考，使同学参与到教学过程中，通过自己的分析，总结出结论。 对于较难回答的问题，教师给予一定的启发和提示，并让学生组成小组进行讨论，尽可能形成自己的观点。 最后，教师根据学生回答问题的情况，对普遍存在的问题和重点内容进行讲解和强调，同时鼓励学生提问。 通过这些改革，使学生从被动接受变为主动学习，提高了学生学习的积极性和学习效率。

2.3 加强学生自学环节

水处理微生物学这门课程涉及的领域比较广泛，知识点也较多，而且生物水处理技术发展迅速、知识更新快，无法在课堂上全部讲解。 因此，教师将这门课程做成网络教材，发布到学院的校园网上，并附有一定的习题，供同学们课下练习。 同时，教师根据教学内容和专业发展方向提出专题，作为作业，让学生去查阅资料，从中了解学术发展的前沿动态，并以书面形式总结查阅情况。 通过这两种方式，提高学生的自学能力，使学生养成良好的自学习惯。

2.4 考核机制的改革

考试是评价教师教学质量和学生对知识掌握情况最重要的依据[6]。 为了突出学生的综合素质和能力的考核，使课程的考核标准化、系统化，我们改变了以往一张试卷定成绩的做法，将实践操作纳入考试范畴，以3∶7 的比例与理论考试相结合。 此外，根据课堂表现、出勤和作业完成情况确定平时成绩，使得对学生的考核贯穿于整个教学过程中，做到“考”与“学”结合，从注重结果到注重过程，打破了学生普遍固有的学习和思维模式，提高了学生的学习积极性和学习质量[7]。

3 结语

水处理微生物学具有很强的理论性和实践性，在教学上有一定的难度。 要取得良好的教学效果，就必须改革传统的教学模式和教学方法。 而课程的改革是一项长期的、艰难的任务，虽然我们在改革的过程中收到了显著的教学效果，但其间还存在许多问题，如在教学过程中如何联系专业进行深入讲解；课时数不足，如何合理安排理论和实践的课时比例，等等。作为青年教师，我们在今后的教学实践中将不断摸索，把水处理微生物学这门课程做得更加完善，以激发学生更大的学习热情。

[1] 赵炜. 水处理微生物学课程教学优化与改革[J]. 科技信息，2010（8）：475-475.

[2] 王淑红. 开封市东区污水处理厂工艺设计与运行分析[J].黄河水利职业技术学院学报，2009，21（3）：25-26.

[3] 李军红，郑志，姜绍通，等. 工科院校微生物学教学改革与实践[J]. 安徽农学通报，2007，13(18)：259-260.

[4] 王学刚，刘亚洁. 环境工程微生物学多媒体实验课件开发[J]. 甘肃科技，2006（22）：181-182.

[5] 金云霄，吴长航.水处理微生物学教学改革的探索［J］.科技创新导报，2009（28）：20-21.

[6] 郭建博，国洁，刘春，等. 水处理微生物学课程的教学改革实践与探讨[J]. 中国轻工教育，2011（1）：43-44.

[7] 宋昆. 项目化教学课程考核方式改革探索[J]. 科技信息，2010（15）：234-234.