海洋化学专业海洋微生物学教学改革探索

董宏坡

摘要：针对海洋化学专业学科特点，结合我校科研基础和培养目标，从教学内容、教学方法和考核方法几个方面对海洋微生物学教学进行了改革探索。注重教学、科研和实践三者相结合，以科研带动教学，突出学生为主体，充分发挥其能动性，培养适应海洋科学发展的新型创新性人才。

关键词：海洋化学专业；海洋微生物学；教学改革；能动性

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）15-0079-02

当前，各种新技术、新方法不断应用到海洋微生物领域，极大丰富了海洋微生物学的研究内容。海洋微生物在海洋生物地球化学循环中的作用不断获得新的认识，由此带动了相关应用领域的快速发展，这些领域包括海洋污染物的控制和修复、海洋天然产物的降解、海洋微生物药物的开发、废水的处理、海洋石油和天然气的开发等等。海洋化学是研究海洋中物质的化学组成、分布、化学性质和过程的学科，主要内容包括海洋水体、海洋生物体和海底沉积物的化学组成、分布和转化以及其中的化学资源开发和利用。在海洋化学专业中开设海洋微生物学有利于学生深入理解海洋中各种元素分布的规律和转化的过程，有助于学生从整个海洋生态系统角度认识海洋中物质和能量流动，为学生未来走上工作岗位和继续深造打下坚实的理论基础。对于海洋类高校海洋化学专业来说，笔者结合多年的教学实践，根据海洋化学专业的特点，结合未来学生的就业前景，提出了一些符合海洋化学专业培养目标的教学方法和措施，希望能借此完善学生的海洋知识体系，提升学生的学习和创新能力。

一、教学内容改革

1.结合科学研究，突出重点，形成特色。我校海洋学院海洋化学专业创建时间仅3年，为了形成自己的特色，整合学院的力量，学院提出了将海洋生物地球化学循环与物理过程的耦合作为学院未来重点研究方向，以科研带动教学。2015年我校海洋科学入选广东省高水平大学建设学科。借此机会，学院召集物理海洋、化学、地质和生物团队对粤西近海进行每月一次的海洋调查。这对全院教师和学生都是一个很好的学习实践机会。为了利用这个调查航次，我在课堂上对海洋微生物参与海洋元素的转化过程进行了重点讲解，特别对海洋微生物在碳循环、氮循环、硫循环和磷循环中的关键作用进行了分析。由于学院航次都安排在周末，因此我们可以有组织地派学生轮流参与航次调查，使学生在实践中掌握了海洋水体和沉积物中微生物的采样方法。同时，利用学生采集到的样品，我们在本科生创新实验课上，开展了一系列实验，如参与海洋主要元素循环微生物的富集培养、分离和纯化；利用分子生物学技术检测氮循環相关微生物的丰度和多样性。学生在这种高度的参与中，学习热情高涨，对海洋科学研究产生了浓厚的兴趣。

2.利用学校基础，增加实践性教学。海洋微生物学是一门实验科学，单纯的理论教学容易让学生失去学习兴趣。我校水产科学和食品科学专业历史悠久，科研实力雄厚，这两个学科都具有鲜明的海洋特色，水产科学重点研究海洋鱼、虾贝的养殖和病害治理，食品科学重点研究海产品的加工和相关的功能食品开发。借助这个基础，我查阅了大量关于海洋微生物在水产养殖和海产品加工方面的文献资料，在课程上有针对性地给学生讲解微生物在水产养殖中对池塘生态系统的影响，微生物和海洋生物病害之间的关系，以及微生物在海产品发酵中的作用。在理论教学的同时，组织学生参观和考察了水产学院的东海岛养殖基地、病害防治实验室以及食品学院的海产品加工实验室。通过这样的考察，加深了学生对海洋微生物重要性的认识，增强了他们的专业认同感。

3.引入最新科研成果，开阔学生视野。海洋微生物学是海洋科学中发展非常迅速的学科，生命和化学领域的新技术和方法不断应用到海洋微生物学中，使得人类对于极端环境海洋微生物多样性和生存机制、海洋病原微生物的防控、海洋污染物的生物修复、海洋微生物代谢途径等方面有了更深的认识。近年来，由于认识到95%左右的海洋微生物无法培养，许多分子生物学技术（基因组，转录组，蛋白质组）被应用于海洋微生物研究，在海洋微生物中发现了大量新基因和新功能，大大推动了微生物分子生态学的发展。本课程以海洋微生物分子生态学为专题，从国际环境微生物主流期刊《The ISME Journal》、《Environmental Microbiology》和《Molecular Microbiology》上摘录最新研究论文，通过归类、总结，向学生介绍氮循环微生物的种类、时空分布以及影响因素，同时，结合全球变暖、海洋酸化以及深海可燃冰开采，引导学生认识海洋微生物在吸收二氧化碳、甲烷产生过程的重要作用。

除了直接从文献中摘取研究例子之外，我还布置一些最新文献让他们在上课之前阅读，告诉他们将不理解的地方记下来，并提出自己的问题，课堂上拿出来讨论，通过这种以问题为导向的文献阅读，显著调动了学生的积极性，培养了学生的科学素养和求知的愿望。通过对文献的分析，使学生明白科学家是如何提出科学问题，设计实验，分析结果，并从结果中获得问题的答案的。需要指出的是，对于海洋化学专业来说，分子生物学知识比较薄弱，因此，适当推荐一些相关的书籍让他们课下阅读很有必要，便于学生将学到的知识融会贯通。

二、课程教学方法的改革

1.以学生为主的课堂教学。由于微生物肉眼无法观察，学生无直观性的印象，因此充分利用多媒体、视频进行课堂教学很有必要。特别是在讲解海洋微生物形态结构的时候，图片和视频增加了学生的记忆，培养了他们的兴趣。同时，为了使学生印象更为深刻，提高他们的参与性，我们在课前让学生自己去搜索资料，制作幻灯片，每节安排若干个人在课堂上讲解，随后大家分组讨论，最后我进行总结发言。这种参与性教学大大增加了学生的能动性，避免了教师的一言堂，学生低头率高的现象。

此外，传授学生知识、培养学生能力不能仅仅局限于理论课堂上，为此我们充分利用实验课来传授知识、培养学生解决问题的能力。我们的具体措施有：增加实验课和实习课的内容和次数；增添了实验员人数。特别是增加了一些有利于海洋化学专业学生未来发展的实验课程，如海水中特定微生物的富集培养（硝化细菌、海洋光能营养菌、海洋嗜盐古菌）、海水和沉积物中微生物的荧光显微镜计数，利用流式细胞技术计数海水中微生物。为了提高学生的主动性，每次实验前，要求学生提前到实验室与教师或实验员一道准备实验器材、化学试剂和实验样品，让学生充分了解整个实验的目的和过程，避免学生知其然，而不知其所以然。另外，为了加强理论和实践的结合，我们在每次实验课结束之前，带领大家对这节实验课涉及的理论知识进行了回顾并讨论，让学生在掌握实验技能的同时，深化了对理论知识的理解。

2.考核方式的改革。海洋化学专业的学生大部分选择继续深造，如果单纯采用以记忆知识点的卷面考试，则不利于培养学生的科研创造能力，因此我们减少了试卷考试的权重，增加了专题讨论、实践实习和研究报告的比重。学生的试卷考试仅占50%，课堂专题讨论占10%，实践实习占20%，研究报告占20%。课堂讨论根据学生发言的踊跃性、分析和回答问题的准确性进行评判；实践实习根据学生的参与度、实习报告的质量进行评判。研究报告是我们专门精心设计的一种考核方式，报告内容基于学生做过的创新实验，参考科研项目撰写方式，从研究意义、研究方案、研究方法和可行性等几个方面进行撰写，最后做成幻灯片进行答辩，教师根据研究报告的书面材料和答辩表现进行综合打分。通过这样的考核，学生主动查阅大量文献，进行分析、归纳和总结，大大培养了他们的独立思考和科研创新能力。

三、结束语

海洋科学本身就是一门多学科交叉的前言科学，内容涉及海洋生态、海洋地质、物理海洋、海洋化学等学科，作为海洋化学专业的学生，从宏观角度了解和认识海洋对于他们未来热爱海洋事业非常重要。海洋微生物在世界大洋水团的物质和能量循环中发挥着关键作用。在海洋化学专业中开设海洋微生物课程，使学生灵活运用海洋微生物相关知识、掌握研究海洋微生物方面的实验技能对于培养合格的海洋化学高层次人才是必不可少的。

参考文献：

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