环境工程微生物学教学改革探讨——以河南工程学院为例

王艳 曹志林 武秀琴 王晓娟 马培

河南工程学院环境与生物工程学院 郑州 451191

0 引言

微生物在环境治理和生态修复方面起着非常重要的作用。如何充分发挥微生物在环境保护和修复中的作用是环境类专业培养人才的重要内容之一。环境工程微生物学是在环境科学和环境工程发展的基础上新生的一门微生物学的分支学科。它是环境工程和环境科学等专业的专业基础课，其内容主要包括微生物学基础知识、微生物在环境物质循环中的作用、环境污染治理中的微生物作用及原理、环境工程应用中的微生物学新技术。环境工程微生物学知识点多、内容抽象、实践性强、涉及面广、授课难度大[1-2]。环境工程微生物学授课一般以教师讲授为主，学生学习动机不强。理论课一般为闭卷考核方式，实践课主要以实验报告为主要考核内容，考核方式比较单一。针对以上问题，该课程的教学改革势在必行。本文以我们学院环境科学和环境工程两个专业的环境工程微生物学教学中存在的问题为着眼点，提出一些教学改革的措施，以期为培养新形势下环保专业人才提供参考。

1 教学中存在的问题

1.1 教学课时不足及课时分配不合理

环境工程微生物学涉及多门课程，知识面广而深、知识点多且抽象，但该课程只有32 学时，略显不足，学生的学习效果很大程度上取决于学生的自觉程度，教学质量难以保证。此外，该课程一般先于环境工程的专业课如水污染控制工程、固体废物处理与处置等进行授课，导致该课程在授课时难以延伸和拓展，学生对知识点消化起来比较困难。我院采用的环境工程微生物学教材理论部分分为两大篇内容，微生物学基础和微生物生态与环境生态工程中的微生物作用。两篇内容同等重要，前篇是基础，后者是前者的实际应用，由于课时不足，教师在课时安排上经常出现重基础轻应用的情形。

1.2 学生学习动机不强

环境工程微生物学是环境工程环境科学两个专业的基础必修课，属于闭卷考试课。但是学生对环境工程微生物学这门课程的价值认同不足，对该课在自己未来职业发展中的作用认识模糊，同时对该课程在环境治理中的应用也没有清晰的认识，所以在该课程学习过程中学习热情不高，学习欲望不强。此外，在理论课的授课过程中以教师讲授为主，学生被动学习，学生的主导性难以体现，这样对知识点多而抽象的课程学习显得尤为枯燥。

1.3 学生安全意识不强，实验条件差

在环境工程微生物学实验的过程中，学生的安全意识不强。微生物操作的前后没有自身消毒和防范的习惯，另外进行水和空气中微生物的分离后，对于长菌平板的处理比较随意，没有灭菌后再进行清理。实验仪器方面，显微镜是微生物实验中必备的仪器设备，在微生物观察、微生物大小测定、微生物计数和微生物染色等实验中都要用到。而我们学院的显微镜大部分处于老化状态，学生做实验的进程和效果因为显微镜老化而大打折扣。

1.4 实践教学项目简单，考核方式单一

环境工程微生物学实验课开设的实验项目多为验证性实验，测细菌的大小、测细菌的数目、革兰氏染色、培养基的配制与灭菌等实验占了实验课时的四分之三。这些实验均为微生物学实验的基本操作，没有体现出微生物学技术在环境工程方面的应用。学生仅仅是学习了简单的实验操作，没有与实际的应用结合，该课的价值没有完全体现出来。此外，实验课的考核方式单一。实验课一般考核的重点是实验报告。学生不认真书写实验报告、挪用别人数据也能得到一个好的分数，不利于学生自主、求实和创新价值的培养。

2 教学的改革与探索

2.1 优化教学内容，合理安排教学课时

在教学内容的选择上首先要考虑大纲上培养目标的落实，既要重视微生物基础知识的学习，也要结合工程实践，掌握微生物在工程中的具体应用。其次我们在教学过程中要及时更新授课内容,把微生物在环境领域的最新技术和应用补充进来，同时把老师们的相关科研思路、方法和新突破等穿插进对应的教学中，用身边的事去培养学生的学习信心和探索精神[3]。微生物生态与环境生态工程中的微生物作用的内容与后续的专业课程水污染控制工程和固体废物处理与处置等内容有重复，所以在此部分要重点讲解微生物在环境治理中的工作原理，而具体工艺放在专业课中学习[4]。因此与其他专业课学习要做好统筹协调，做好分重点授课，每一步稳扎稳打，做到最后的共赢。

2.2 建好课程资源库，授课方式多元化

课上短短的32 学时难以让学生全面掌握环境工程微生物的知识，所以学生要利用好课下。课堂上学生在教室学习，属于线下；而课下学生一般在电脑上学习，属于线上。线上线下有机结合起来，课上课下充分利用起来，学习方能更进一步。而要进行线上学习，必须有优质的学习资源，在中国慕课、雨课堂、学习通上有对应的课程资源，但是资源的质量参差不齐、开课时间不一致等因素限制了线上学习的有效进行，所以我们必须建设课程的教学资源库。课程的重难点知识录制授课视频，抽象难懂的知识点做成动画，经典的试题做成题库等，充实到资源库中。微生物基础知识点琐碎繁多，要对其精简，梳理出主线和重要知识点，构建思维导图，帮助学生在较短课时学习到精华。此外，教学之前要掌握学生的学情，可以通过线上小测试或者小问答掌握学生学习情况。课堂上也可以借助一些微助教工具，比如位置签到、答题、小测验等功能[5]。通过线上线下相结合的混合式教学，增强学生与老师的互动，提高学生的主体地位。

2.3 改善实验条件，增强学生的实验安全意识

实验室仪器设备的质量和数量是保证实验教学正常进行的先决条件[6]，实验设备质量不好，数量不够，学生的实验课程将会事倍功半，所以必须改善实验条件。首先，学生操作实验仪器必须要求规范，比如显微镜使用完毕后镜头要归位，油镜在使用后要用擦镜纸蘸取二甲苯或无水乙醇擦拭干净，粗细准焦螺旋在旋转调焦过程中要用力恰当等。其次实验室管理人员对仪器设备要做好定期维护维修工作，尽早发现和解决问题。最后，实验室的仪器设备要在不能满足实验教学的情况下及时添置。生物安全是实验室安全的一个重要组成部分，在涉及生物安全的实验过程和实验场所，学生必须有实验安全的意识[7]。我们实验室涉及生物安全的实验主要是微生物学的相关实验。菌种的购买、转接和保藏要规范操作，学生在使用菌种进行操作时，要严格按照要求进行无菌操作；操作结束后，无用的菌种及接触菌种的器具要进行灭菌处理后再进行耗材的清理等等。这些细化的规范应该添加到实验室安全管理规则手册中，教师和学生都要严加执行。

2.4 精心设计实验项目，考核方式多元化

首先，在改善实验设备的前提下适当压缩基础性实验的课时，增加综合性实验项目。其次，可以把环境工程微生物的实验课和其他的专业课实验进行整合，比如可以对水控实验培养的活性污泥中的微生物进行鉴定，观察其中的细菌、真菌和原生动物，提高学生的实验兴趣。关于综合性实验，可以开设一些开放性微生物研究课题[8]，让学生去查阅资料，自己设计实验，在实验中融入微生物学的实验技术，从而达到在学习微生物学技术的同时体会到该技术的应用。考核的单一容易造成评价不全面。所以不管理论教学还是实践教学，要把过程评价落实好。

3 结束语

环境工程微生物学是一门交叉学科，知识点多，涉及面广，内容抽象，在教学中存在一定的问题。针对这些问题，课程教学改革势在必行。在教学中，要充分调动学生的学习积极性，增强学生学好专业课的信心。教师要及时把专业领域的新进展补充到教学中，把经典案例穿插入教学中，提高学生的学习兴趣。在实践教学中设计一些综合性实验，培养学生分析问题和解决问题的能力。最后完善考核方式，着力培养合格的应用型环保人才。