工科院校环境工程微生物学实验教学改革初探

郭红玲

摘 要：环境工程微生物学实验课是高校环境工程专业学生必修的一门基础课，本文分析了目前工科院校环境工程微生物学实验课教学现状和问题，从实验教学方法和手段、内容、考核方式等方面进行阐述，对环境工程微生物学实验课进行教学改革初探，为本课程教学改革提供一定的理论基础。

关键词：环境工程微生物学实验;实验教学;教学改革

环境工程微生物学作为一门边缘学科，由于在消除环境污染中起到重要的作用而受到很大重视。该课程具有很强的实践性，只有将理论与实践紧密结合，同时辅助开设大量的实验课才能很好的掌握该课程。环境工程微生物学实验是环境工程、环境科学、环境监测及环境生态专业本科生的专业基础实验课，以普通微生物学为基础，研究微生物的一般规律，微生物与环境间的相互作用、微生物活动对环境产生的影响以及在环境污染控制工程中有关的微生物学原理[1]。环境工程微生物学实验能加深学生对环境工程微生物学理论理解，培养学生的基本实验操作技能、思维能力、动手能力、实验习惯、基本实践能力，对后续课程的学习和今后从事环境工作研究具有重要意义。然而很多工科大学由于实验条件或经费等方面的原因，不注重实验课程的开设，不利于学生实践能力的提高，因而有必要进行教学方法的转变。

1 教学的现状和问题

随着高等教育改革的深入，环境工程微生物学实验教学改革取得一定的成效，但从总体情况来看，目前在教学实践中仍有许多不足之处。

1.1 实验教学方法更新缓慢

高校教学在课程设置上存在重理论轻实践的思想观念，而且实验教学大多依附理论教学，因而传统的实验课程教学不受重视。实验课教师没有充分利用现代多媒体技术辅助实验教学，不利于学生对实验的理解和把握。

1.2 实验教学缺少创新性

目前国内的大部分工科院校的环境工程微生物学实验缺乏系统的实验教学体系，缺乏综合性、设计型实验，缺少与本学科发展前沿的联系，因而实验效果很难提高。

1.3 教学内容更新缓慢

由于实验教学内容与前沿的技术相结合较少，很多时候不能将最新的原理、技术和方法引入实验教学，因而学生不能掌握最新的技术和手段。同时，实验内容和实验方法与社会实际和生产科研实际结合不紧密，不能激发学生学习的积极性。

1.4 考核形式单一

目前实验课程考试只注重实验报告写作的过程和实验结果，对于学生实验过程不能很好的掌握和考评。这种考核方式很多时候挫伤了学生动手操作实验的积极性，养成抄袭实验结果的不良习惯。

2 环境工程微生物学实验教学改革探讨

2.1 加强实验示范教学

目前，学生对微生物学实验接触很少，很多时候存在重理论轻实践的观念，实验课前很少预习，甚至不预习实验内容，在实验过程中按照教师的示范来做实验，不能够很好的掌握实验目的、原理、基本要求、操作步骤及注意事项等，很多时候学生在实验过程中知其然不知其所以然，造成实验失败。

环境工程微生物学的理论与实践通过实验教学加以融合，教师的实验示范能够使学生直观看清实验的具体操作动作、实验现象及变化过程，教师在实验示范中的言行举止都会成为学生学习操作的榜样与依据，与学生实验技能能否提高息息相关，教师实验示范的好坏是决定实验教学质量的一个关键因素。因而，充分利用多媒体技术可以加强实验课程平台建设，提高教学示范的可见性[2]。通过多媒体技术将教师的实验示范录像播放给学生，可以使学生看清实验操作，掌握实验过程中的细节，规范实验操作，使学生快速掌握所需技能，提高学生的学习兴趣和积极性。

2.2 开展研究性教学

2010年5月正式出台的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》文本中，提出要倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习[3]。在传统教育中，以教师、课堂和教材为中心的单向程式的教学方式压抑了学生的想象力、积极性、主动性学习的意识，如何转变教师的教学模式及学生的学习方式，提高教学效果，就要求教师改进教学手段，开展研究性教学，真正实现教师和学生共同探究知识。将学生探究实践知识的过程引入并结合实验教学过程，培养学生的探索知识的兴趣及独立思考的能力。

诺贝尔化学奖获得者李远哲曾说：“一个学生在学校受教育，做习题，上课，而没有时间深深思考的话，三五年过去了，毕业的时候，只不过像是机械加工厂里加工出来的人[4]。”研究性学习以学生为中心，强调问题导向及主动学习。人本主义心理学代表人物之一罗杰斯将其“病人为中心”的治疗理论应用到教育领域，导致了“学生为中心”的教学理论的产生[5]。学生的主动思考，是发挥学生创造性潜能的具体体现。教师的职责是传道授业解惑，而学生就要求学会悟道。在实验过程中应该引导学生，“为什么要这样做实验？每一个实验步骤的目的是什么？实验条件改变了，结果会有怎样的改变？为什么会这样？在日常生活中有没有观察到类似的现象？发生此类现象的环境条件如何？”在学生思考和实验的过程中提高学生的思考和表达能力，充分利用所学知识解决实际问题，培养了学生严谨的科学态度以及创新精神。研究性教学要求学生不仅要学会研究的方法和专业知识，更要培养学生的做科学研究的思维。因而就要求教师在传授专业知识的过程中，逐渐培养学生的思考和思维方式。

2.3 改革实验内容

根据环境工程微生物学生实验内容，通过教学过程中出现的问题，做出调整和完善。针对基础性实验，主要要求学生掌握实验的基本原理，基本内容，规范基本操作技术。比如光学显微镜的操作及细菌、放线菌和蓝细菌个体形态的观察实验。针对综合型实验，更能够培养学生的创新能力。华北水利水电大学学生每年可以申报创新计划项目，可以参与教师科研活动，让更多的学生经历理论-实验-实践的过程。如“郑州市农用地畜禽污染物调查及环境风险评价”、“中度嗜盐菌Halomonas sp. STSY-3的耐盐特性研究”、“黄河酚污染物生物降解动力学特征研究”、“酚类在黄河底质中的生物降解性模型研究”等。组织学生从污水处理厂附近水体和土壤筛选重金属降解菌，对筛选出的菌种进行鉴定、驯化和应用研究，通过教会学生查找文献，师生间的讨论，逐步培养学生的学习主动性和科研兴趣，提高了学生综合运用微生物理论知识的能力，在锻炼学生操作技能的同时，帮助学生更深入的了解本学科的研究现状。

2.4 改革考核方式方法

传统上，理论课程是主流，实践环节是非主流。由于人们总是由主次权衡轻重，因而即使强调实践环节的重要也不过是次等的重要[6]。环境工程微生物学实验课依附于理论课，考核相对简单，学生对实验的重视程度不够，热情不高。如何综合考量学生的实验操作技能，对知识的掌握程度，实验过程中出现特殊现象的探究都值得思考，这些都要求我们制定一套相对稳定的考核办法。特别是针对综合性实验、设计性实验和研究性实验的实验报告的内容、实验操作的规范性、实验结果的准确性、实验中出现特殊情况的处理、实验卫生等方面综合考评，考评采用论文答辩的方式进行，由于实验过程中遇见的问题和结果都不同，所以答辩过程中可以就本次实验进行相互的讨论和学习，扩展知识面的同时，也给学生提供一个展现自我的平台，为今后的科研和工作打下基础，激发学生的主观能动性，提升学生的综合素质。考核结果乘以30%纳入最后的总成绩（考试60%，平时作业课堂10%，实验考核30%）。

3 总结

本文对环境工程微生物学实验教学的不足之处进行了分析，并提出加强实验示范教学和开展研究性教学的必要性，对实验内容的改革和考核方式方法的改革展开了探讨，环境工程微生物学实验教学改革是一个长期的过程，需要进行不断地尝试和探索，在改革的过程中不断的完善和提高。

参考文献：

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

[2]洪炜宁，钱良存，郭守月，等.农业院校大学物理实验教学改革与实践[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2011（4）：62-63.

[3]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）.2010-5.

[4]杨建邺，杨振宁传[M].北京：生活·读书·新知三联书店，2011.407.

[5][德]韦纳特主编.人的发展[M].易进，等译.重庆：西南师范大学出版社，2011.178.

[6]王沛民，顾建民，刘伟民.工程教育基础——工程教育理念和实践的研究[M].杭州：浙江大学出版社，1994.302.

基金项目：

华北水利水电大学2014年度校级思想政治工作研究课题“基于多种有效载体协同育人新路径研究”。