农林专业微生物学课程教学改革对策

谢珊珊

摘要    农林专业微生物学课程面临教学内容多、课时不断减少、专业针对性不强、实践教学不足等诸多问题。为适应农林专业特点和人才培养要求，应进行微生物课程改革。本文从优化教学内容、改进教学方法和手段、加强实践教学等方面，提出了联系生活实例、增加问题式教学、加强课堂互动、抽象问题与常见物品类比等教学改革对策，以期为促进农林专业微生物学课程的教学改革提供参考。

关键词    微生物学;农林专业;教学改革;对策

中图分类号    G642.0        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）21-0246-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    The microbiology course of agriculture and forestry specialty is faced with many problems，such as rich teaching content，decreasing class hours，weak specialty pertinence and insufficient practical teaching，etc.In order to adapt to the characteristics of agriculture and forestry specialty and the requirements of personnel training，the course reform of microbiology should be carried out.This paper put forward some concrete suggestions from the aspects of optimizing teaching content，improving teaching methods and means，strengthening practical teaching，such as connecting with real life examples，increasing problem-solving teaching，strengthening classroom interaction，and analogy between abstract problems and common items，so as to provide reference for promoting the teaching reform of microbiology in agriculture and forestry specialty.

Key words    microbiology;agricultural and forestry specialty;teaching reform;countermeasure

微生物學是生命科学领域的重要学科，与农学、植物保护、园艺等学科密切相关，是诸多相关专业的专业基础课程。微生物学是一门理论性与实践性并重的课程，不仅为学生后续专业课程的学习打下扎实理论基础，还为学生将来从事学术研究和生产实践提供必备的技术、技能。由于该课程教学内容繁杂、涉及面广泛、实践性强，加上近年来农林专业相关课程体系的调整，微生物学课程的学时被大幅压缩[1]。如何在有限的学时内，针对各专业的特点和人才培养目标，优化教学内容、改进教学方法和手段、保证教学效果，值得每一位微生物学教学工作者思考和探索。笔者根据3年来为植物保护、动植物检疫、农学、园艺等专业开设微生物学课程的教学实践，现将改革对策总结如下。

1    优化教学内容

微生物学课程教学内容丰富、知识点繁多，涉及微生物形态学、微生物生理学、微生物生态学与微生物遗传学等内容。安徽农业大学农林相关专业的微生物课程仅为24学时或32学时，如果教师仍按生命科学专业的教学大纲将所有知识灌输给学生，学生不仅难以完全掌握，对本课程没有认同感，还难以意识到本课程对自己所学专业的重要性。因此，任课教师在教学过程中应根据各专业的特点和人才培养目标，适当删减或添加教学内容，突出和适当扩宽与各专业紧密相关的内容，进行有效教学，保证教学质量。

1.1    根据专业特点调整教学侧重

对于植物保护、动植物检疫、农学等专业的教学，应适当删减微生物的遗传与变异、传染与免疫等与其专业关联不紧密的内容，适当拓展微生物生态学章节中微生物和植物关系的内容，介绍根际微生物在提高作物抗病性的最新科研进展及应用[2]。对于动植物检疫专业的教学，在微生物生长部分引入快速检测微生物技术的知识，例如，微生物生长测定方法包括DNA法、含氮量测定法、血球计数法、比浊法和稀释平板计数法等。传统的稀释平板计数法要经过微生物培养，花费时间较长;此外，专性寄生微生物也无法在培养基上进行培养，而其他测定方法则无法从微生物群体中鉴定出目标微生物。目前，基于特定序列的PCR扩增方法（环介导等温扩增技术、探针法实时荧光定量PCR、探针法数字PCR）已被广泛地运用到病原微生物和根际促生微生物的快速鉴定及定量检测[3-4]。通过介绍快速检测微生物的技术方法，不仅能够让学生了解与其专业相关的前沿微生物知识，还能让学生充分认识到本课程与其相关专业的紧密联系，提高学生对本课程的认同感。

1.2    联系生活实例，激发学生学习兴趣

微生物个体微小，肉眼不可见，营养类型多样，代谢途径复杂多变。对于微生物学知识的学习，学生觉得该课程抽象、不易理解，难以激发其学习兴趣。根据这一现象，应从学生身边的生活实例和广为人知的著作案例出发，将学生感兴趣的内容与微生物学知识结合在一起，提高学生学习的兴趣。例如，肠道微生物与肥胖之间的关系。众所周知，高能量饮食和久坐不动的生活方式容易导致肥胖;除此之外，肠道微生物也与肥胖相关。肠道微生物群可以通过发酵难以被人类消化的碳水化合物来产生短链脂肪酸和琥珀酸盐等代谢物，而这些代谢物又可以通过刺激厌食激素的合成和调节食欲来预防肥胖[5]。又如给学生介绍泡菜坛中的微生物原理。刚开始时泡菜坛中含有微量氧气，而乳酸菌属于耐氧厌氧菌，在含有微量氧气的环境中乳酸菌能正常生长;而一些好氧型微生物则不能生长，到了后期乳酸菌继续生长产酸，通过非特异性拮抗作用抑制其他微生物的生长，最终乳酸菌占优势。通过泡菜坛中微生物原理的介绍，将氧气对微生物生长影响的知识点和微生物与微生物之间相互关系的知识点结合起来，进一步加深理解。同时，在绪论章节介绍微生物危害时，通过影视作品《战狼2》引出埃博拉病毒;而介绍微生物作用时，引入生物发酵护肤品，激发学生的兴趣，通过品牌故事介绍教导学生今后从事学术研究时要善于发现问题和思考问题。

2    改进教学方法和手段

教学方法和教学手段是影响教学质量和效果的关键因素，也是教学改革的重中之重。传统的讲授式教学已不能满足现代人才培养的要求，所以高校教师必须与时俱进，讲授式教学方式与问题式教学相结合，与常见物品类比使抽象的知识形象化，达到提高微生物教学质量和效果的目的。

2.1    增加问题式教学，加强课堂互动

微生物课程内容繁多且枯燥，概念性强，难以学习和理解。传统的灌输式教学，即教师是课堂活动的中心，学生的行为必须围绕中心进行，学生一味地被动接收知识。此教学方式短期内效果明显，学生考试分数较高，但缺少了学生自己对知识点的加工，导致学生对知识点掌握不牢固，无法做到举一反三。学生必须自己消化微生物学知识才能真正理解掌握，并在今后的科学研究中实现创新。因此，教师应从单一的知识传授者转变为学生学习的引导者。笔者在为农林专业开设微生物学课程的教学实践中发现，增加问题式教学、加强课堂互动等是营造良好课堂氛围、提高教学质量和效果的有效手段。例如，讲解如何获得微生物纯培养的方法后，提问学生“如何从土壤中分离获得芽孢杆菌”，这一问题将细菌特殊结构芽孢的特点与稀释涂布平板法相结合，学生通过思考讨论，将前后的知识点紧密联系起来，从而对其牢固掌握。

2.2    与常见物品类比，简单化和形象化抽象问题

微生物学的知识比较抽象、不易理解，学生掌握知识难度较大。教师在讲授过程中，如果能将这些抽象问题与常见物品或学生已掌握的知识作类比，使其简单化、形象化，学生学习起来必将事半功倍。例如，讲授革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁差异时，将细菌细胞壁与砌墙作类比。细菌细胞壁合成时同样需要砖头（N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸）和黏合剂（β-1，4糖苷键、肽键）。在砌墙过程中，革兰氏阳性菌通过五肽间桥将相隔较远的砖头连接在一起;而革兰氏阴性菌缺少五肽，相隔较远的砖头无法连接，孔隙较大、地基打得不牢固，墙壁无法砌高。因此，革兰氏阴性菌的细胞壁要比阳性菌薄。同时薄的墙壁保护作用不强，为了达到保护效果，外面还需加1层保护层，所以革兰氏阴性菌有2层细胞壁。通过将细菌细胞壁与常见的墙壁作类比，将抽象的知识简单化、形象化，便于学生理解掌握。再比如，延滞期是微生物为了适应新环境进行自我调整而出现的。在介绍缩短延滞期手段时，可以将接种前后培养条件的差异与学生自己作类比，举例北方学生到南方上学和南方学生到南方上学，差异越小需要适应的时间越短，通过减少接种前后培养条件的差异就可以缩短延滞期。此外，中青年对新环境的适应能力强于婴幼儿和老年人，因而可以通过接种代谢活性最强的对数期细胞来缩短延滞期。

2.3    开展翻转课堂教学

翻转课堂最早起源于美国，于2012年初流入我国，是一种新型的教育方式[6]。首先，选择与学生专业关系紧密的教学内容，提高学生的認同感，调动学生的积极性;其次，课前学生结合自己的专业，通过书本、网络等方式自行完成知识的学习与加工;再次，在课堂上以学生之间的讨论为主，以教师答疑解惑为辅;最后，通过自主思考、问题讨论等形式，让学生真正掌握所学知识，做到融会贯通。笔者结合自身从事芽孢杆菌的科研经历，设计了芽孢杆菌促进植物生长及防治植物病害相关的话题进行了课堂翻转。这种翻转课堂教学模式坚持以学生为主的核心理念，以培养学生知识应用和创新能力等为教学目标[7]，培养了学生独立思考、发现问题、解决问题和创新能力，为今后从事学术研究和生产实践打下基础。

3    加强实践教学

微生物学实验是微生物学的重要组成部分，也是微生物教学的重要环节。微生物学实验不仅可以加强学生对微生物的感性认识，提高对微生物学理论知识的掌握，还能够锻炼学生的动手和创新能力。常规的微生物学实验教学相对枯燥，教师统一讲解后，学生按部就班地进行实验操作，难以发挥学生的自主和创新能力。针对上述问题，应将微生物实验分成基础性、综合性和研究性实验。针对基础性实验，应对部分实验进行了调整，例如，进行微生物接种技术实验时，让学生用上次自己分离的自生固氮菌在牛肉膏蛋白胨培养基上进行分区划线。学生在学习接种方法的同时，通过观察自生固氮菌在不同培养基上培养的不同形态菌落特征，进一步意识到同一种微生物在不同培养基上生长所形成的菌落特征不同。此外，在观察菌落特征前要记录其培养基种类。教学时应提供菌落颜色不同的微生物，让学生以微生物菌落为颜料、接种环为画笔、培养皿为画布，根据自己的想象力进行创作。这一过程需要学生严格按照无菌操作技术，熟练掌握接种技术，锻炼和提高学生的专业知识和实际操作能力。针对研究性实验，每3～4人组成科研小组，指导教师给出具体的科研课题，前期研究方案由指导教师制定，学生在研究生的帮助下完成。在了解课题的基础上，后期方案由学生自行参考文献制定、指导教师把关，充分发挥学生的自主能动性，避免出现依赖思想和惰性思想。实验结束后，由学生进行及时、正确的分析与总结。不同层次的实验既可以锻炼学生的动手操作能力，又可以发挥学生自主能动性，培养其创造力。

4    结语

微生物学与农业生产联系紧密，是开展绿色农业的重要基础之一[8]。因此，微生物学课程对于农林专业学生来说是一门非常重要的专业基础课。微生物学课程面向不同专业开设，在有限的学时内，需要根据学生的专业特点和人才培养要求对教学内容进行优化。以联系生活实例的方式激发学生学习的兴趣;增加问题式教学，加强课堂互动，教学内容与常见物品类比进而使抽象问题简单化、形象化，加强实践教学环节，以培养出能独立思考、发现问题、解决问题、具备创新能力的专业人才。

5    参考文献

[1] 张磊.高等农林院校“微生物学”课程改革的思考[J].高教学刊，2018（13）：127-129.

[2] 贾利华，王鑫，张蕊，等.根际微生物群落介导植物磷胁迫应答与免疫调控的整合机制[J].植物营养与肥料学报，2019，25（2）：321-327.

[3] 纪睿，曾丹丹，廖太林，等.基于环介导等温扩增技术检测雪松疫霉根腐病菌[J].植物检疫，2017，31（1）：42-47.

[4] 石磊，刘雨琦，陈洵，等.猪胸膜肺炎放线杆菌微滴数字PCR定量检测方法的建立[J].现代食品科技，2019，35（3）：212-217.

[5] 朱莹莹，李春保，周光宏.饮食、肠道微生物与健康的关系研究进展[J].食品科学，2015，36（15）：234-239.

[6] 郝琦蕾，王丽.国内翻转课堂教学模式研究述评[J].中国现代教育装备，2018（9）：97-102.

[7] 邓冬梅，黄瑶，易戈，等.“五步法”翻转课堂在微生物学教学中的应用实践[J].教育现代化，2019，6（4）：153-155.

[8] 杨鹤同，徐超，赵桂华，等.微生物肥料在农林业上的应用[J].安徽农业科学，2014，42（29）：10078-10080.