环境工程微生物学实验教学改革探索

武秀琴　李印霞　张庆甫

河南工程学院资源与环境学院　河南郑州　451191

环境工程微生物学实验教学改革探索

武秀琴李印霞张庆甫

河南工程学院资源与环境学院河南郑州451191

根据目前环境工程微生物学实验教学普遍存在的问题，从增加实验学时 、稳定实验队伍、调整实验内容、提高学生学习积极性、完善考核方式等方面进行改革，全面提高实验教学效果，培养应用型人才。

环境工程微生物学；实验教学；改革探索

环境工程微生物学是把微生物学的基本原理、技术和方法应用于环境污染监测、环境污染治理及环境保护等方面，同时是与工业微生物、农业微生物及医学微生物等学科既相互渗透交叉又彼此独立的一门综合性较强的边缘学科。环境微生物学实验是课程理论知识与实践应用的纽带，是培养学生应用环境微生物学的理论和技术探索和解决环境问题的有效手段[1]。环境工程微生物学一直是环境工程、环境监测与治理、环境科学等环境类专业的基础核心课，实验教学是该课程的重要组成部分。由于环境微生物学实验是一门实践性及应用性很强的学科，其独特的研究方法和手段已广泛地渗透到现代生命科学的各个领域[2]。因此，很多高校都将实验课程作为一门重要的基础实验课单独开设。为了提高实验教学效果，很多从事环境工程微生物学实验教学的同行，从师资队伍、教学内容、教学方法和考核方式等诸方面进行了一系列的探索和尝试，并取得了一定的成果。本文根据我校环境工程微生物学实践教学团队的日常教学体会，总结了目前环境工程微生物学实验教学存在问题，并对实验课教学改革进行了一些探索和尝试，最终目标是提高实验课教学效果。

1　环境微生物学实验教学存在的问题

1.1扩招后学生人数迅速增加教学面临新的挑战

河南工程学院前身为郑州经济管理学院及河南省纺织高等专科学校，自2001年开始招收环境监测与治理专业专科生，从2007年合并升本后开始招收环境工程专业本科生，从2011年开始招收资源环境科学专业本科生，作为坐落于人口大省省会的一所高校，学生的生源始终还不错。从2007年开始，每年本科招5～6个自然班，其中资源环境科学专业2个班，环境工程专业3～4个班，同时还有环境监测与治理技术专科班及国外合作办学班，扩招后学生人数的剧增，每年至少有250人同时开设环境工程微生物学实验课，但是由于目前学生总体素质下降，采用大班教学直接影响教学效果。我们在教学过程中发现，多数学生认为该实验课程与其他实验课存在不小差别，难度较大，出现部分学生不认真操作、敷衍了事等不良现象。因此，环境工程微生物学实验教学改革势在必行。

1.2实践教学总学时数有限教师队伍不稳定

我校环境工程微生物学的实验总学时数专科及环境工程本科专业为16学时，资源环境科学专业为32学时。在有限的学时内，完成环境工程微生物学课程要求学生掌握的全部实验技能对应的实验项目确实存在很大困难。

另外，长期以来，由于种种原因，实验室人员普遍学历较低，专业性不强，而且实验人员队伍不稳定，缺少专职实验指导教师，只能开展一些基本的验证性实验项目，加之人员流动性大，在一定程度影响了实验教学效果。

1.3实践教学内容相对陈旧

作为一门专业基础实验课，传统的实验教学往往以单一的验证性实验为主[3]。这些实验内容相对陈旧或存在重复现象[4]，例如传统的实验教学中，把显微镜的使用单独作为一个独立的实验项目开设，现在的情况是很多学生在中学课程的学习中已经基本掌握了普通光学显微镜的使用方法与维护[5]。同时还有些实验内容也明显过时，如在传统的实践教学中，要求学生必须掌握棉塞的制作、移液管和三角瓶玻璃仪器的包扎等基本技术，而现在一般都用乳胶塞代替了棉塞、用微量注射器代替移液管等。因此，应根据本学科实验技术的进展及时调整实验内容和项目。

2　环境工程微生物学实验教学的改进措施

2.1采用小班教学增加实验总学时数

针对扩招后人数剧增的状况，我们牺牲自己的休息时间，以学生的课余时间为依据，充分利用中午和晚上、甚至周末时间开展实验课程教学采用小班教学，每组2～3人，确保每个学生都能亲自动手进行实验，实验效果不因人数增加而降低。

自2011级起，我们将环境工程微生物学实验课单列，课时增加为32课时，开设了本课程要求学生掌握的显微技术(包括个体形态观察、大小测量、显微直接计数等项目)、微生物染色技术、无菌操作技术、培养基的配制及灭菌技术、纯种分离及培养技术、菌种保藏技术等全部单元操作；同时，对资源环境科学专业增加为时2周的课程实习，集中时间开设比较费时的综合性及设计性实验，主要实验项目包括大肠杆菌生长曲线的制作、水体大肠菌群的检测、微生物菌种鉴定常用的生理生化实验、化学消毒防腐剂最佳作用条件的研究、有机污染物降解菌的分离与筛选及降解条件的优化等。经过调整，学生普遍反映可以系统地掌握微生物学的基本实验技能，为以后专业课程的学习及毕业论文的顺利进行奠定了良好的基础。

2.2打造稳定、高水平的实验教学队伍

从2006年开始实行专门从事理论教学的教师与实验指导教师每学期换岗轮流教学，这样有利于理论和实验教师之间的充分的学术交流，的确是一种“多、快、好、省”提高实验师资队伍素质的方法[6]。同时，我们鼓励引导新入职的博士、硕士首先进入实验室工作3～5年，从职称评定、培训进修等方面上提高实验人员的福利待遇水平，打造一支高水平的实验教学队伍。有的硕士博士5年结束后主动要求留在实验室工作，这样不但稳定了教师队伍，还可以使学生参与教师的科研项目，全面提高了学生的动手能力及科研素质，从毕业后考取研究生的学校反馈的信息显示改进后的培养的学生科研素质在同类高校中相对较好，受到导师及学生的普遍好评。

2.3根据学科发展情况调整实验内容

在实验内容上，我们力争与时俱进，根据学科发展趋势，补充新的教学内容。随着分子生物学技术在环境工程微生物中越来越广泛的应用[7]，在原先的基础上减少了已经明显落伍的实验项目，及时补充了土壤中DNA的提取、微生物的菌种鉴定、分离筛选高效降解菌等实验项目，被学生普遍认可。

2.4提高学生实验的积极性与主动性

首先，我们打破传统教学教师做主角，学生被动参与的现状。在实验教学过程中，引导学生认真思考。例如：在进行微生物生长测定时，传统的教学是将细胞大小的测定及数目测定作为2个实验项目完成，经过教师引导学生将2个实验融为一个，提出在测定微生物数目时可以同时进行细胞大小的测定，由于血球计数板的计数室每一个小方格的边长是已知的，因此可以粗略的测定细胞的大小，再与测微尺测定的结果进行比较验证，学生很有成就感。其次，我们坚持将日常生活与环境工程微生物学实验教学联系起来，培养学生兴趣。例如，在进行无菌器材的准备时启发学生思考如何对手机、键盘、餐具、宿舍环境等日常用品进行消毒；在检测空气、水中菌落总数时鼓励学生对经常饮用的矿泉水、饮料及学生卡、钥匙、纸币等也进行检测，还可以直接检测口腔中的细菌等。最后，我们还充分利用手机改善实验教学效果。允许学生上课携带手机，在使用显微镜观察微生物形态时，改变传统教学中现场手工绘制生物图的方式，允许学生将看到的影像用手机拍下来，可以进一步放大，看得更清晰，也方便绘图；在微生物生长测定时，将校正及测定结果先用手机拍摄下来，再读数，可节约课堂实验时间，学生兴致很高，还在朋友圈分享自己的图片，掀起了“比学赶超”的热潮，也充分调动了学生的积极性。

2.5建立完善的实验考核模式客观学生评价学习效果

教学考核不是最终目的，只是检验教学效果的一种手段，当然也是实验教学内容的延续[8]。科学合理的考核方式可以明显提高教学质量[9]。在环境工程微生物学实验的第一堂课，向学生说明该实验课的考核办法、内容以及评分标准，让学生清楚考核只是一种学习方式。特别是规定实验课不及格者不能补考，只能重修，一定程度上打消了个别学生实验课混学分的想法。在教学过程中发现学生对实验课高度重视，几乎没出现迟到、早退、旷课现象。

在这种模式下，学生不仅要学习实验操作技能，还要养成严谨的学习态度。在多层面征求意见和广泛研究的基础上，采取多方面、多角度、多层次的考核进行综合评分的考核方式。细化考核操作要点及评分细则。将实验出勤情况、预习情况、实验操作技能、实验报告的书写、笔试成绩等方面都纳入考核内容。各部分所占比例分别是实验的预习情况及出勤情况占15%，实验的实际操作占30%，实验报告的书写占35%，笔试成绩占20%。通过这种方式可以客观、公正、全面地评价学生的环境工程微生物学实验原理的理解、操作方法的掌握及其他综合素质。

实验报告是实验的一个重要部分[10]，在环境工程微生物实验教学中，教师严格要求实验报告。我们非常重视实验报告的书写，实验报告所占比例最大。在实验项目开展之前，要求学生完成预习报告，否则不允许进如实验室，本次课按旷课处理。促使学生了解实验目的、理解实验原理、熟悉实验的操作步骤及可能遇到的问题，实验中教师重点强调实验注意事项。实验结束后，要求学生及时书写实验报告，认真完成思考题，总结实验中的不足、收获、意见及建议。尤其对实验中出现的异常现象及结果进行认真分析，查找原因。鼓励学生利用课余时间进行补救。从而有效地锻炼了学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，大大提高了教学效果。

3　结束语

在学院向应用型大学转型之际，我校环境工程本科专业被河南省教育厅列为重点专业改革试点，资源环境科学本科专业作为河南工程学院的重点扶持专业，环境工程微生物学课程作为学院的重点建设课程，实验教学改革与探索任重而道远。我们将继续努力，以社会需求为导向，全面提高学生的综合实验素质，为培养优秀的高层次的环境类应用型人才，服务于地方级国家经济建设做出自己的贡献。

[1] 梁璐怡,胡宝兰,朱亮.环境微生物学实验教学模式改革[J].实验技术与管理,2012,29(9):126-129.

[2] 王铁邦,华兴夏,姚菊香.加强实验技术队伍建设，充分发挥实验平台功能[J].实验技术与管理,2013(8):207-209.

[3] 洪庆华,徐正,秦璐璐.环境微生物学实验教学的改革:创新与反馈[J].实验室研究与探索,2011,30(5):101-103.

[4] 黄玉茜,韩梅,孙军德.关于环境微生物学实验教学的几点想法[J].微生物学杂志,2012(6):99-102.

[5] 金清肃,彭伟,赵聪敏.工科院校实验教学改革的思考[J].实验室研究与探索,2002,21(5):29-30.

[6] 吴庆贵,邹利娟.应用微生物学专业《环境微生物学》教学初探[J].绵阳师范学院学报,2011,30(2):134-137.

[7] 何宝燕,尹华,叶锦韶.创新实验教学体系促进实践能力培养:环境微生物学实验教学改革[J].微生物学通报,2008,35(10):1655-1658.

[8] 赵国虎.建立完善的实验考核制度提高农科学生的实验技能[J].甘肃农业大学学报,1999,34(3):431-433.

[9] 蒋丽娟,王晓琳,尹燕.环境微生物学实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2015,34(3):226-228.

[10] 胡超珍,张甲,陈兰州.环境微生物学自主设计性实验教学探讨[J].实验技术与管理,2008,25(12):146-147.

Exploration on Environmental Microbiology Experimental Teaching Reform

Wu Xiuqin, Li Yinxia, Zhang Qingfu
College of resources and environment, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou, 451191, China

According to the current environmental engineering microbiology experiment teaching are widespread problems, from increasing experimental classes, stability experiment team, adjusting the experiment content, to improve students' study enthusiasm, perfecting examination methods etc to reform, improve experiment teaching effect, cultivating applied talents.

environmental engineering microbiology; experimental teaching; reform and exploration

2016-05-11

武秀琴，硕士，副教授。

2015年度河南工程学院环境工程微生物学重点课程建设项目(编号：2015-2016)。