污染控制微生物学教、学、研新型互动平台的构建

张兰河，徐恒铎，郭静波，徐小惠

(1东北电力大学化学工程学院，吉林吉林132012;2东北电力大学建筑工程学院，吉林吉林132012)

污染控制微生物学作为环境工程学科的专业基础课，在培养环境工程专业人才方面起着重要的作用［1］。从国内外环境工程技术发展的规律来看，许多环保产业的开发都是在基础理论和基本实践技能指导下完成的，削弱或忽视基础理论和基本实践技能培养的实验教学会使培养出的科技人才后劲不足，缺乏创造力［2－3］。因此，如何根据科学技术发展的需要搞好专业基础课的实验教学工作，为社会培养合格的专业技术人才，提高学生分析问题和解决问题的能力，是一项十分重要的研究课题。

1 构建污染控制微生物学实验教学新型平台的必要性

实验教学是高等院校教学过程中的重要组成部分，它是树立学生工程实践观念，培养学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力，启迪学生思维，提高学生综合应用能力，孕育创新意识的平台。

根据我校的人才培养目标和实际情况，从培养适应社会发展所需要的高素质应用型人才角度出发，全面梳理污染控制微生物学的实验项目，将该课程实验划分为三个不同层次:基本型实验、提高型实验(包括综合型、设计型和应用型实验)以及研究创新型实验。在原有实验项目的基础上，重新整合实验项目，构建新型污染控制微生物学教、学、研新型平台。

2 构建新型课内实验教学体系

2.1 实验教学内容改革

污染控制微生物学课程开设的实验项目主要有:显微镜的使用，废水中微型动物的观察和常见的种类，培养基的制备和灭菌，水中细菌总数测定，细菌的简单染色和革兰氏染色等［4］，这些实验项目之间缺乏联系，学生对开设这些项目的应用范围不明确。根据这种现状，在污染控制微生物学这门课程增设《校园河水中的生物检测与水体水质评述》这样一门综合性、设计性实验，使学生学会运用环境微生物学、环境监测和环境评价等课程的相关知识点和实验技能，结合环境评价知识对所检测的水样(水体)进行综合分析和评述。通过对相关知识点的综合学习和应用，进一步加深对基础知识的理解，并强化基本功的训练。

2.2 实验教学方法改革

原有的实验教学以实验教师为主，实验课程中讲授的内容与任课教师的教学内容衔接不好，导致理论与实践脱节。通过新型平台的建设，任课教师在实验课程中讲解基本原理和基本实验方法，实验教师具体指导实验操作，从而加强学生的理论和实践能力的结合。同时，对不同类型的实验采用不同的教学模式。基础型实验(如显微镜的使用、培养基的配置等)由教师讲解指导，学生进行实验分析;综合型实验主要用来提高学生综合运用所学污染控制微生物学知识的能力，如SBR工艺系统中微生物多样性分析实验［5］，UASB系统中厌氧菌菌群分布测试实验等。设计型和应用型实验主要用来考察学生的运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力，如污泥性能指标综合测试实验，A/O工艺、AB工艺硝化菌和反硝化菌的分离筛选试验。研究创新型实验(如硝化菌、聚磷菌的鉴定、松花江不同深度水生微生物的分布规律测试实验等)用来提高学生学习的主动性和从事科研工作的创新能力，以学生为主体，在资料调研的基础上进行实验设计，经讨论修改后由学生实施，可结合教师科研和学生课外创新实践进行。

2.3 实验课中理论联系实际，丰富教学内容

污染控制微生物学中的许多基础理论和概念是配合专业课设置的，因而基础理论与工程实践有必然的密切联系。尽管相关的工程实践技术在教材中较少提及，但在实验教学过程中必须联系实际进行讲解。对于环境工程学科中的某些工程技术的历史沿革和发展现状，若能结合理论进行介绍，不但能激发起学生的学习兴趣，从而更好地掌握基础理论和概念内涵，而且可引导学生认识到许多科技发明和创作既有偶然性，又存在着必然性，从而达到培养学生创造性思维的目的。

可以在实验课程中，请院系科研能力强的老师讲解污染控制微生物学发展方向，并结合学院具体实验条件，指导学生如何进行科研创新，启发学生对科研的兴趣。将教科书中介绍较少的AB工艺装置用于实验教学，给学生讲解AB工艺的基本实验原理和基本操作方法，用所学污染控制微生物学知识解释实验过程中出现的实验现象。将厌氧典型UASB工艺用于本科教学，讲解厌氧生物反应器的基本原理、基本实验操作步骤，了解厌氧微生物的菌群分布规律。

2.4 教学与科研相结合，学生自主设计实验教学仪器

研制实验教学仪器设备是实验教学的重要任务之一。根据环境学科新理论、新技术的发展，结合污染控制微生物学实验教学的特点和规律，研发与科研项目和重大工程实践紧密结合的实验教学仪器，开发出与学科发展水平相一致的实验项目，保持实验教学内容的先进性，促进实验教学创新发展。可以让学生参观研究生实验室，结合UASB、AB、A/O工艺装置讲解污染控制微生物学在科研中的应用，学生可以在老师的指导下进行上述工艺装置的实际操作，激发学生的科研热情。让学生自主开发半自动控制的间歇运行SBR生物反应器，使学生明白SBR生物反应器的运行方式，了解生物反应器的启动、驯化和稳定运行过程中微生物组成的变化［6］。在设计SBR生物反应器的基础上，教师可以引导学生开发连续运行折流式生物脱氮除磷反应器，了解生物脱氮除磷的基本原理，连续流运行过程中微生物形态、絮凝沉淀效果的变化。

3 结论

通过新型实验、教学平台的构建，充分发挥了实验教师、授课教师对学生的指导性和学生的主观能动性，对学生的学习和教师的教学都提出了新的要求，不仅调动了学生的实验兴趣，促进学生学习的积极性，同时也能促进教师教学水平的提高，进一步提高学生综合分析能力、数据处理能力、查阅中外文资料的能力及实践操作技能。在教师指导下，学生自主设计实验教学仪器，开发出与学科发展水平相一致的实验教学项目，即可解决我校实验设备不足的问题，同时又能将学生所学各门课程的知识有机结合，强化了学生的动手能力。

［1］王立梅，徐冰.《微生物学》课程教学改革的体会［J］.江南大学学报:教育科学版，2007，27(4):73－74.

［2］梁国斌，蒋莉，刘维平.《环境微生物学》课程教学方法改革初探［J］.江苏技术师范学院学报:自然科学版，2009，15(3):72－75.

［3］周群英，高廷耀.环境工程微生物学［M］.2版.北京:高等教育出版社，2002.

［4］杨朝辉，曾光明，刘国云，等.环境工程微生物学教学改革的探索与实践［J］.大学教育科学，2004(3):45－47.

［5］余纯丽.运用综合手段提高学生创新能力－对环境工程微生物学教学改革的探讨［J］.重庆工商大学学报:自然科学版，2009，26(4):402－407.

［6］刘玉香.环境微生物学教学改革的探索与实践［J］.太原理工大学学报:社会科学版，2006，24(1):107－109.