新农科背景下水处理微生物教学改革探讨

沈桢　许航　张磊　梅才华　商娟　蔡元妃

【摘要】习近平总书记提出了以“立德树人”为根本，发展以强农兴农为己任的新农科教育，培养知农爱农的新型人才。水处理微生物学是给排水科学与工程专业中一门重要的必修课，为其他课程提供微生物方面的基础。本研究在新农科背景下，从教学内容、教学方法及考核方法三个方面探讨了水处理微生物课程改革方案，以促进学生学习兴趣与创新能力的提高。

【關键词】新农科;水处理微生物;课程改革

引言

习近平总书记提出“以立德树人为根本，以强农兴农为己任，拿出更多科技成果，培养更多知农爱农新型人才”。“新农科”是以立德树人为根本，以生态环境保护、农业绿色生产、国家粮食安全、乡村产业发展为重要使命，促进学科创新，培养适应农业农村现代化建设的农林专业新型人才，提高学生的创新实践能力和科研素养。“新农科”的根本内涵在于一个“新”上，是指当代由于网络信息技术的快速渗透与发展，针对于现代农业而提出的新型农业教育。新农科建设将提升农业价值链、重塑农业教育链、拓展农业产业链，加速我国从农业大国向农业强国的迈进。

水处理微生物学是一门包含了病毒、原核、真核微生物、微生物的生长繁殖、遗传变异、微生物的结构等基础知识以及工业废水与饮用水生物处理方面的微生物学理论的重要必修课。它是给排水专业学生从事各项实践工作所必须依托的知识体系。该课程能使学生更好地了解微生物学领域的最新发展方向，同时还能培养学生们的创新能力，将学习到的理论知识应用于实践，为今后从事污染整治、给水排水设计、水质监测等工作奠定坚实的生物基础。

1.教学内容的改革

1.1优化教学内容，突出重点

从教学内容的优化和改进出发，通过对本课程进行教学改革可以有效发挥其指导作用，促使教师围绕教学内容引导学生掌握知识，提高实践能力。水处理微生物学与三大基础化学以及水质工程学等课程有着一定的关联性，并且大部分学校的给水排水科学与工程专业没有设立动物生物学、细胞生物学、遗传学等生物课程，大部分学生的微生物学基础偏弱。且本课程的教学内容繁杂，知识体系零散，且较为抽象，常常会使学生们丧失学习热情。因此，基于皖江工学院的人才培养特色，面向地方应用型高水平大学建设需求，对本课程的结构体系与教学内容适当进行整合和优化，尤其是面向未来的新农村建设中的排水体系建设，增加了面向低浓度生活污水的微生物培养和驯化，进水水质和水量不稳定情况下微生物活性的保持等知识点，强调微生物在水处理过程中发挥的作用，使整个知识体系更加合理，重点突出。

1.2改革实验教学，教学与实践结合

实验内容教学可以有效的提高学生的创新与动手能力，学生对于实验都存在一定的积极性，愿意自己动手尝试，在保证实验安全的前提下可以提高其在课程教学中所占的比例，实验教学一般都是教师全权负责学生实验的前期准备工作，以及实验后的整理，学生仅仅参与实验的部分操作内容，对整个实验不够了解，独立思考问题及解决问题的能力较弱。为此，要改革其教学实验内容，课前布置学生预习，按照教学内容邀请学生一起准备实验，提出实验方案，完成试验后一起分析实验数据。另外，水处理微生物课程是一门实践性很强的专业基础课程，结合乡村振兴战略下农村污水实际工程案列，解释水处理微生物在水处理中作用，结合了解学科发展的前沿技术，更新知识体系。利用课余时间，带领同学们参加大学生创新创业项目，找出理论与实际的结合点，实现产、学、研一体化，做到学以致用。

1.3扩展教学内容，讲述前沿技术

近几年来，生物技术的发展对人们的影响越来越重要，我国在微生物领域也取得了较大的进展。同时微生物学的快速发展也带动了水处理技术的革新，而现有教材对于现有的新技术相对滞后，为了让学生能够了解前沿发展，避免毕业之后自身的知识体系与社会需求脱节，根据专业需要适当扩展教学内容，将一些先进的理论和科研成果融入课堂教学，同时布置课后作业，让学生更好的利用学校的科研平台，查阅专业前沿的科研论文，总结提炼别人的科研成果，制作PPT进行课堂展示和讨论，使本课程更具有探索性和科学性。例如DNA提取、PCR技术的原理及应用、基因工程在微生物方面的应用等。这些知识可以有效的增长学生的眼界，有利于更好的把握水处理技术的方向，为日后的走向工作岗位提供更充足的知识基础。

1.4课程思政教育

习近平总书记在2016年的全国高校思想政治工作会议上提出要把思政工作贯穿到课程教学的整个阶段，实现“三全育人”。“新农科”建设要求培养卓越农林人才，而立德树人是培养人才的中心环节。因此在讲述课程内容之外还要充分挖掘教学中的思政教育，比如可以讲述一些科学家的相关事迹，让他们树立正确的三观，培养学生坚韧刻苦、精益求精的科学精神。通过讲述这些科学家的爱国奉献精神，引导学生树立报效国家的远大理想。同时由于微生物实验存在一定的危险性，在进入实验室前要提醒学生注意自身的安全，在操作过程中要灭菌处理，防止微生物扩散。培养其责任感以及生物安全意识。此外，在实验过程中必须求真务实，严禁弄虚作假，培养学生诚实、严谨的工作态度。

2.教学方法和考核机制的改革

2.1利用多媒体技术教学

目前，多媒体技术由于信息技术的快速发展在课堂教学中得到了广泛的应用 。 该技术可以将图、文、声、像集合在一起，更加生动形象，方便教师讲解的同时还能激发学生的学习兴趣。比如在教授微生物的结构和形态时，教师可以借助多媒体技术，将微生物的影像信息进行投影放大，有利于学生对其真面目的了解。结合动画、视频等方式，演示微生物的移动和繁殖等过程，使复杂的教学内容简单生动。使学生更好地掌握水处理过程中一些常见的微生物类群。

2.2积极建立网络课堂

水处理微生物学涉及的领域广泛，内容众多，仅仅通过课堂上有限的时间学习并不能让学生们都很好的掌握，学校可以建设覆盖全校园的网络教学平台，服务器由学校统一管理，保证全时段开放。利用该平台建立网络课堂，提供课程教学的大纲、参考文献的清单以及典型案例，同时包括一些课后思考题、工程设计题等学习资料，学生可以在平台上做题，留言并讨论，为学生提供一个课后互助学习的平台，增强了自主能动性，使学生可以随时随地巩固课程知识，极大的拓展了学生的知识面。

2.3采用多种教学方式

随着教育模式由应试向素质教育的转变，单一的注入式教学方式要改良为多变式教学，根据不同的内容采取不同的方法。如讲解式、启发式、讨论式教学，通过多种教学方式的结合在发挥教师主导作用的同时又体现了学生的主体地位。

（1）讲解式教学：讲解式教学可以使学生形成认知结构，强化其相关知识概念的学习 。基础知识一般依靠学生自我阅读以及教师的讲解来理解，在讲解过程中，避免完全照读课本，要突出重点，对一些重要内容详细分析，不局限于课本。

（2）启发式教学：教学过程中依据教学任务，在了解学习的客观规律的基础上从学生出发，采取多种方式结合，以启发学生的思维，调动学习的积极性为目的。此教学方式的关键在于问题情境的设定。在课堂中，启发学生进行思考，自己寻找答案。比如讲授了好氧微生物处理技术之后，让学生们去查找相关的文献和资料，了解国内外该技术的应用情况。

（3）讨论式教学：引导学生在课堂上讨论，在授课过程中选择部分主题让学生自行通过阅读教材、相关文献以及资料，整理一份读书报告并在课堂上宣读，其他同学对其报告的内容进行讨论，发表自己的见解。最后对其进行归纳总结，使学生的学习态度由被动转变为主动。

2.4考核机制改革

考试是考察学生掌握知识的情况以及教师的教学效果的重要依据。为了使课程的考核更加综合化，采取闭卷考试和实验考核结合的方法，分别占70%和30%。同时还有占总成绩30%的平时分，由课堂表现、出勤等组成，从而达到“考”与“学”的统一。传统考试更倾向于对单一知识点的考查，而无法准确反映教学现状，为此可以在闭卷考试内容中设置部分综合讨论题，更好的了解学生对知識的掌握程度。

3.结语

“新”作为新农科的根本内涵，旨在加强学生的科研素养，强化科技创新意识，提高实验实践能力。当代科技高速发展进程下，对水处理微生物教学进行改革成为必然的趋势，其中最关键的三个要素即为教学内容、教学方法以及考核方式。在今后的教学实践中，不断引导学生关注水处理的相关热点，以提高学生的参与度和积极性，进一步完善教学模式，这也是青年教师的职责所在。

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本文系教育部新农科研究与改革实践项目——面向公共卫生安全的村庄排水课程校校协同育人改革与实践。