信息技术条件下《环境微生物学》教学改革探索

肖相政 陶雪琴 童英林

摘要：环境微生物学是本科高等院校环境类专业必修基础课。为推动人才培养模式改革，培养创新型应用人才，针对环境微生物学教学过程中存在的问题，结合现代信息技术条件就改革课程教学模式、有效利用网络资源、创新课程考核方法等方面进行了探索，旨在提高环境微生物学课程教学效果。

关键词：环境微生物学；信息技术；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0097-02

环境微生物是高等院校环境类专业必修的一门专业基础课，目的是利用微生物学的理论与方法研究有关的环境现象、环境问题及有效利用各种资源。通过本课程的教学，使学生系统掌握环境微生物学的基础理论，掌握微生物在环境中所处的地位以及在废水、废渣生物处理和水体、土壤、大气污染等领域中所起的作用，从而为进一步利用微生物治理环境服务。環境微生物学是一门实践性、应用性较强的课程，是对各种污染控制采用生物技术的理论基础。

一、存在问题及教学改革探索

目前，环境微生物教学存在以下几个突出问题：一是知识点多与学时不够的矛盾，本课程一般设置54学时，其中理论教学36学时，实验18学时，因此要在有限的学时内完成微生物的形态分类、营养与代谢、生长及环境、遗传与变异等内容难度非常大，因此必须对教学内容与教学方式进行科学安排；二是学生基础较薄弱，对所学内容不能很好地理论联系实际，如在讲述微生物营养时，提出问题“微生物能降解各种污染物的理论依据是什么”，很少有学生能把微生物的碳源、氮源选择性与污染物降解原理联系起来；三是课程实验所占比重偏低且条件差，本课程实验包括光学显微镜使用、微生物形态观察、微生物染色、微生物计数、培养基制备与细菌分离、细菌数量测定等，由于课时及实验条件所限，所安排内容基本为验证性实验，极少涉及到设计性或综合性实验，因此局限了学生创新能力培养和创新思维的发挥。

近年来，随着国家对人才培养模式要求的变化，很多学校对本课程的教学做了许多有益的探索和尝试，推动了课程的改革和发展。如李靖等[1]从选择教材、教学形式多样化、教学内容、学科前沿、科研与教学相结合等方面提出了一些具体的改革意见和实施方法；靳振江等[2]从微生物应用方面入手，以现实热点话题为引子，强调理论知识、实验技能与实际应用之间的内在联系，鼓励学生参与科学研究，解决实际问题，提高学生对本课程的应用性认识；叶锦韶等[3]着重研究了讨论式方法在环境微生物学教学中的应用效果，从议题设置、资料检索、小组讨论、学生发言、教师点评等方面探讨了讨论式教学对提高学生科技信息检索能力、思维能力、表达能力、情景控制能力和科研创造能力的作用。

二、信息技术发展对课程教学改革的推动

2012年3月教育部提出要把现代信息技术与教育融合发展的水平显著提升，并在《教育信息化十年发展规划（2011—2020）》中明确指出：“要充分发挥现代信息技术的独特优势，增强学生在信息化环境下的自主学习能力，深入创新现有教学方式和教育模式，使信息化对教育变革的促进作用充分显现。”因此大力推进信息技术与课程教育的融合，改革现有课堂教学模式，为学生提供丰富多彩的教育环境和学习工具，是培养创新型人才的必然趋势。在信息技术与本科教学的融合方面国内学者也做了很多改革的尝试，张多英等[4]对信息时代环境微生物学的教学改革进行了有益的探索与实践，提出了要有效利用信息技术及时更新教学材料，合理利用网络平台，激发学生自主学习热情等观点；王奇等[5]探讨了在信息技术与高校教学深度融合的背景下，研究了如何运用混合教学模式，实现教学手段、教学内容、教学形式、考核方式等方面的创新，从而提升学生主动学习能力，提高教学效率。

三、改革教学模式，培养学生自主学习能力

课堂教学是环境微生物理论学习的核心环节，随着生物技术和环境科学的快速发展，传统的以“教”为中心的教学模式已不能满足该学科的学习要求，应逐渐向以“学”为中心的教学模式转化，即教学过程中注重启发性和学生的主动参与性。由于存在教学内容多、学时少等问题，因此在教学内容上需针对该课程的特点和规律，凝炼最本质和最核心的教学内容，将理论教可学整合为六大模块：概述、微生物形态与分类、微生物营养与代谢、微生物生长与调控、微生物遗传与变异、微生物生态与环境保护，然后每个模块整理出若干个知识点，在教学过程中，每课时一般讲授3～4个知识点，详略分明，易于学生抓住学习重点。在教学模式方面，采用课堂授课与讨论为主、学生课外学习为辅的方式，对自主学习内容中遇到的共性疑难问题，利用课堂一起讨论。自主学习内容以不同形式上传到课程资源学习网站，包括多媒体课件、微课、背景资料、学科前沿等。如在介绍第二模块微生物形态与分类时，由于涉及到不同类型的微生物，如果采用传统教学方法，学生易产生枯燥、厌烦心理，且不利于其接受，因此可以利用翻转课堂教学方法，让学生通过观看视频方式自主学习一部分内容，每段视频一般只包含一个知识点，时长12～15分钟，每段视频最后提出1～2个问题让学生思考，当然学生在学习过程中也可提出问题，以邮件、微信等形式与老师探讨，共性的问题可下一次面授时共同讨论。总之，通过对教学模式的改革，不仅提高了学生的学习主动性和创造性，而且缓解了学时不足而产生的矛盾。

四、充分利用互联网，建设课程资源学习网站

现代信息技术可以充分发挥网络及资源共享的优势，具有传统教学模式所无法比拟的优点，因此建立共享资源学习网站符合教学改革的发展方向。资源网站可涵盖在线课堂、交流讨论、成果与评价、学习分工、精彩图片、系统管理等模块。在线课堂包含微课、教学录像、多媒体课件、背景资料等学习资源，学生通过网络可进行课前预习和课后复习，利用移动互联工具可随时观看视频以及图像等。在成果与评价模块，学生可以在线提交作业和进行章节测试，学生自己或同学之间可对学习情况进行评价，起到了巩固学习成果的作用。在交流讨论模块，学生不仅可对课程知识开展交流和探讨，而且可随时对国内外发生的重大有关微生物事件进行讨论。利用资源网站，还有效解决了师生交流困难的问题，学生可随时在交流讨论模块中提出自己遇到的问题，教师能及时捕捉学生学习过程中的疑惑并反馈，有利于加强教学管理，大大提高了课程教学效果。

五、利用网络平台，增强课堂师生互动，激发学习兴趣

随着互联网技术的快速发展和平板电脑、手机等移动终端的普及，为课堂网络应用提供了便利。传统的教学，搜集资料有限，学生处于被动接受状态，不利于培养学生的创造性思维品质。而在课堂上利用网络学生可搜集更多的资料，浏览更多的信息，使得课堂学习生动丰富、形式多样，通过图文并茂的网络资源反映知识之间的内在联系，帮助学生更好地理解抽象的概念、原理等，从而激发学习兴趣。同时，利用网络平台能增强师生之间的互动，利于对知识的理解，教与学是一个教师与学生、学生与学生之间交流的过程，只有通过交流，学生才能更好地掌握知识，在传统课堂上，很多学生极少参与教师与同学的讨论，其学习的兴趣很难被调动起来，然而，一旦在课堂上引入网络，学生可以通过移动网络工具查找资料，每个学生可能得到的答案不太一致，因此学生之间可以展开讨论，讨论的同时不同学生又可通过网络查找支持其观点的依据，这样学生的学习从被动变成了主动，课堂气氛被调动起来，大大促进了课堂的教与学。

六、加强过程考核，改革教学效果评价方法

环境微生物学传统考核方式是平时成绩和期末考试的综合，一般以期末考试为主，平时成绩为辅。但随着信息技术的发展，考核形式从纸质试卷向无纸化考核是必然发展方向，这无形中加速了考核的节奏、改变了考核的周期。而通过建立资源网站这种混合学习平台，可以采用题库进行周考核和月考核，随时抽题、随时考试，几个知识点考核一次，阅卷灵活，教师可以在线阅卷或是不同学生之间互评。同时针对该课程特点也可采用任务式考核形式，几个同学形成兴趣小组，针对固定题目，综合运用所学知识，较短时间内提出解决方案，方案在教师引导下不同兴趣小组之间互评，通过这种考核形式可以提高学生对所学知识的综合理解和运用能力，培养学生创新思维。因此信息化技术条件下，本课程的考核方式将更加灵活，能更全面反映学生掌握基本知识及综合运用知识的能力。

现代信息技术改变了传统教学模式，对推动环境微生物学课堂教学创新，驱动人才培养模式改革，增强高校优质教育资源开放共享具有重要意义。但在实际教学过程中如何将信息手段与教学各要素和教学各环节合理融合，最大限度地调动学生的学习积极性和主动性，仍需进一步探索与实践。

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]靳振江，朱义年，游少鴻.以应用为导向的环境微生物学教学改革探索与实践[J].当代教育理论与实践，2012，4（11）：89-90.

[3]叶锦韶，尹华.讨论式教学在环境微生物学课程中的应用[J].黑龙江教学，2014，（3）：9-10.

[4]张多英，金惠玉，单德臣，等.信息化时代环境微生物教学改革的实践与思考——以黑龙江东方学院为例[J].微生物学杂志，2012，32（3）：110-112.

[5]王奇，李龙，谢秋菊，等.信息技术与高校教学深度融合背景下的混合教学模式方法探究[J].电子测试，2014，（3）：146-147，69.