地方应用型高校微生物学课程教学改革探索

黄胜威 刘明洁 孙玉军

（1安徽科技学院，安徽 凤阳 233100；2凯里学院，贵州 凯里 556011）

近年来，对高层次应用型人才的需求日益增大。创新培养体系，建立分层次的人才培育模式成为高等教育的发展方向[1-2]。作为是安徽省地方应用型高校[3]，开设了微生物学课程，主要面向生物工程、生物科学和环境科学与工程等专业的学生。部分微生物学课程教学以教师课堂上讲授为主，实践环节较少，且课程配套的实验内容多为验证性实验，综合性实验较少，不利于学生自主学习能力和创新思考能力的培养，距离“应用型、复合型人才”的专业培养目标存在一定距离，也不利于学生迅速适应工作岗位。为更好地适应地方应用型高校人才培养需求，教学团队以安徽省一流本科专业——生物工程专业建设为契机，结合学生的实际学情，开展了微生物学课程改革试点工作。在应用型师资队伍建设、课程教学内容完善、社会实践和实验课课程改革方面进行了积极探索。经过3年时间的改革实践，目前取得了良好的效果，本文对微生物学有关课程建设和教学改革实践方面的工作进行梳理和总结。

1 课程教学改革的思路

1.1 应用型师资队伍打造

微生物学具有理论性和实践性较强的特点。近年来微生物学相关理论及应用呈现出快速发展的态势，对教师的知识结构和实践能力提出了更高要求[4]。基于此，在充分研讨的基础上，重新组建教学团队。新的微生物学教学团队由不同专业背景、具有企业生产实践经验的教师组成，涵盖发酵工程、环境科学、制药工程和生态学等多个方向。授课时分章节由具有相关专业背景的教师负责讲授，并重点要求教师在讲授理论知识的同时，穿插个人平时科研工作或企业生产中的一些心得体会，从而加深学生对所学内容的理解以及灵活运用知识的能力。此外，结合学校“双能型”师资培养活动，积极组织教师与安徽丰原药业股份有限公司、华润雪花啤酒（五河）有限公司和轩凯生物科技（滁州）有限公司等十余家以生物发酵法生产相关产品为主营业务的地方企业对接，深入企业进行生产实践，提高授课教师的专业实践能力。为确保培养效果，授课教师每年在合作企业的锻炼时间不低于1 个月，并将教师协助解决企业生产实际中遇到的问题作为培训考核的重要参考依据。目前，教学团队中已有4 位教师先后通过考核，获得“双能型”教师证书，并在此过程中与企业合作开展产学研课题5项。通过“双能型”教师的培养，提升了教师的知识水平和专业实践能力，增强了实践教学水平和教学效果，也解决了企业生产中的难题，实现了双赢。

1.2 应用性教学内容调整

教学团队以提高毕业生就业所需主要技能为出发点，调整优化课程内容，将课堂教学与当地医药产业（蚌埠高端医药产业园、滁菊等道地药材种植与加工业）以及食品生产加工行业（如米酒、石榴酒、狮子头和桥尾等特色发酵食品加工）实际生产所需知识技能密切结合，进一步突出重难点，弱化部分应用性不强的章节内容。微生物学课程教学采用邓子新、陈峰编著的《微生物学》（第1 版）作为教材[5]，基于提高学生微生物基础理论知识和实践能力为出发点，优化课程内容架构体系，形成了基础微生物学和应用微生物学两大模块。在基础微生物学模块，重点介绍微生物的分类及分离培养、微生物的形态结构与生长代谢以及微生物育种、感染与免疫等知识点，精简了原生质体融合、微生物的进化和系统发育等相关章节内容，加大了微生物次级代谢产物的鉴定、微生物的功能和微生物的生长控制等知识点的讲解。在应用微生物学部分，增加了石榴酒发酵的微生物、米酒酒曲中的微生物及微生物与环境污染物的修复等内容，并组织学生去蚌埠市第一污水处理厂、安徽伟伟餐饮管理有限公司（蚌埠特色饮品冰酒酿生产厂家）参观实训，以地方特色产业为抓手，提高学生理论联系实际，学以致用的能力。

2 课程教学方法的优化

2.1 构建互动式教学模式，提高学生参与度

生物工程专业每年招收80 余名学生，分3 个授课班级。因学时有限，教学方法仍然以教师课堂讲授为主，但是学生课堂参与度不高、学习热情缺乏的问题也随之出现[6]。基于此，教学方法的改革是本次课程教学改革的核心和重点。教学团队成员积极探究了在“翻转课堂”和“课堂讨论”等环节建立“互动式”教学模式，提升学生的积极性和参与度。根据科技和产业发展前沿动态，适时调整教学内容，确保教学目标和学生能力培养目标的顺利达成。每节课后，教师会将课件、微课上传至“安科云课堂”和“雨课堂”平台，安排学生及时复习。为更大程度提高学生的参与度，每学期设置如“抗生素的使用之我见”“牛屁税与牛胃微生物”和“我的健康谁做主”等趣味性较强的小专题。学生以小组为单位开展合作，成员按照分工，查阅资料，制作PPT 或者录制视频，最终在课堂上展示并开展讨论。通过一系列教学模式的改革，学生参与度、科学思维能力较以往有了较大提高。部分学生课下自发进入到教学团队的科研实验室，进行科研训练，并以此申请了多个大学生创新创业训练计划项目。

2.2 结合理论与实践，提升学生实践能力

加强理论联系实践，是应用型高校人才培养的核心理念之一。为了更好地提高学生理论联系实际的能力，结合课程教学内容，教学团队安排了污水处理厂及啤酒厂参观实习的实践教学课程。在污水处理厂，学生详细了解了活性污泥法和生物膜法处理技术的优缺点和应用现状，并近距离观察了污水处理系统生物填料的制备过程。在啤酒厂，学生实地观看了啤酒制作的工序流程，了解了酵母发酵麦汁时的条件控制要求以及发酵参数对啤酒风味的影响。通过实践教学课程的学习，学生可以将教材上的理论知识和实际生产应用联系起来。同时，教师根据自己的研究课题和地方产业发展需求，指导学生申报全国大学生生命科学竞赛或大学生创新创业训练计划项目。如针对啤酒厂产生的废酵母大都烘干后加工为牲畜饲料，存在浪费资源、附加值低的问题，指导学生申报并完成了国家级大学生创新创业训练计划项目“废啤酒酵母制备纳米硒条件优化及其机理研究”；针对食用菌生产中废弃菌棒利用率不高的问题，指导学生参加了全国大学生生命科学竞赛项目“基于废菌棒的生物有机肥的研制及肥效研究”，并获得省赛三等奖。学生理论知识得到了巩固，科研能力和团队协作能力也得到提高。

2.3 优化实验课内容设置，提高学生创新能力

微生物学实验教学主要分为验证性实验和综合性实验两部分。其中，验证性实验为实验教学基础部分，直观辅助学生印证和理解所学的理论知识，综合性实验侧重于学生观察力、创新思维能力、分析和解决问题能力等综合能力的培养[7-8]，二者相辅相成，缺一不可。原有的微生物学实验设计中，验证性实验为24 学时，综合性实验占12 学时，学生学习兴趣不高，应用能力和创新能力培养受到限制。基于此，教学团队反复研讨，优化了内容设置，验证性实验学时降到16学时，内容更加紧凑、合理。同时，将综合性实验的学时增加到20学时，增加了石榴酒发酵、堆肥优势菌株的分离鉴定类创新性实验。综合性实验教学中，教师只设定大致实验名称，其余部分由学生以小组为单位，5～6 人一组，分工协作，查阅资料，自行完成。形成初步实验方案后，交由教师批阅修改，形成最终实验方案并加以实施。实验过程中遇到问题，学生可以查阅资料寻找解决办法，或与老师沟通加以解决。实验完成后，各小组上交实验报告，同时将实验过程中出现的问题及心得体会等进行汇报总结，采取组间互评的方式评分。教学改革后的综合性实验环节，教师的作用弱化，学生成为实验的具体实施者和主导者，内在的学习动力得到激发，创新思维能力和社会竞争力也进一步增强[9-10]。

3 课程教学改革的效果评价

为准确评价本次教学改革的效果，选择微生物学课程改革前（2017级和2018级）和改革后（2019级和2020 级）生物工程专业共计330 名学生为研究对象，统计分析期末理论课考试成绩、实验成绩、学生评价、同行教师评价以及学生是否考研深造等指标情况，评价本次课程教学改革效果。由表1可知，教学改革后各项指标的统计分值较改革前均有不同程度提高。以期末考试成绩为例，年级平均分分别由教改前的71.2、74.8分提高到教改后的81.3、83.2分，整体成绩明显提高。同时师生之间的关系在探讨学习和实验过程中得到提升和改善，学生对教师评分也明显提高，评分均为优秀。教学团队教师的课堂表现也得到了同行教师的较高评价，评分均为优秀。调查发现，超过50%的学生有意愿进入授课教师的实验室参与课题研究，并在毕业后考取微生物方向的研究生继续深造。

表1 微生物学课程改革前后教学效果比较

采取无记名问卷调查方式在教学改革后的授课班级中进行调查分析。在生物工程专业2019 级和2020 级学生中共发放调查问卷121 份，回收有效问卷120 份，问卷有效回收率为99.2%。调查结果显示，教改后的教学内容、学时分配、实践教学和考核方式等方面的学生满意度很高，均超过95%，说明绝大多数学生对本次微生物学课程改革持认可态度。有超过98.3%的学生认为教改后的课程内容激发了自己对微生物学的学习兴趣，增强了自己对相关知识点的理解。基本上所有学生认为改革后的课程内容增强了自己运用科学理论解决实际问题的能力。最终，教学团队在2021年被评为校级教学团队，1名教师入选省级教坛新秀，微生物学课程也在2022 入选国家级一流本科培育课程。说明本次课程改革是成功的，值得进一步总结经验深入开展下去。

4 结语

教学团队从应用型高校的学生实际学情出发，充分结合地方产业发展趋势，从培养应用型师资队伍、完善课程教学内容、加强社会实践和改革实验课程考核等多方面着手改革，探索契合地方应用型高校人才培养定位与目标的微生物学课程的教学模式。通过多方位的改革，学生学习的主动性和积极性被充分调动起来，理论知识掌握更牢靠，创新意识、探索能力得到进一步培养，科研思维和解决实际问题的能力得到有效提高。本次微生物学课程改革的成功尝试，对于改善地方应用型高校理论教学与实践能力培养环节部分脱节、学生动手能力不强的问题提供了一定的实践基础。同时也是微生物学课程教学模式和教学理念改革创新的一次有益尝试，值得进一步分析研究和推广应用。