环境微生物学实验课程教学改革的探索

来源:用户上传      作者:黄辉 李梅 任洪强

　　 摘要：环境微生物学实验是环境工程专业的重要实验课程，其基本教学任务是培养学生掌握环境微生物学的基本研究方法和实验技能，以及独立开展实验的能力、团队合作精神及科研素养。文章围绕课程目标，重点介绍了课程内容、教学方法及考核方式等方面的改革探索，以强化课程的实践导向、应用导向和创新导向及学生主体地位的发挥，更好地适应新形势下应用型、创新性、复合型高素质环境工程专业人才的培养需求。
　　 关键词：环境微生物学实验;环境工程;教学改革
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）43-0091-02
　　 环境微生物学实验是环境工程专业的重要实验课程，通过本课程的学习，要求学生掌握环境微生物学的基本研究方法和实验技能，以及独立开展实验的能力、团队合作精神及科研素养，为深入理解环境保护中的微生物学原理和微生物监测在环境保护中的应用、开展环境微生物学相关研究奠定基础。
　　 南京大学“环境微生物学实验”并未有统一的、系统性的环境工程微生物学实验理论和方法的教材，一般沿用传统微生物学实验及环境科学专业相关实验项目，存在实践性、应用性和创新性不强、与环境工程专业契合度不高等问题。另外，传统的教学模式和成绩评定也限制了学生主体地位的发挥，不利于对学生应用创新能力的培养[1]。因此，在教学过程中，笔者尝试从课程内容、教学方法及考核方式等方面进行改革，以强化课程的实践导向、应用导向和创新导向及学生主体地位的发挥，更好地适应新形势下高素质环境工程专业人才培养需求。
　　 一、构建“基础+提升”的渐进式教学内容体系，强化实践和应用导向
　　 围绕课程主体内容，设计“基础+提升”的渐进式教学内容体系，两大部分的实验教学又分为必修实验单元和选修实验单元，其中，基础实验技能部分涵盖培养基的配置和灭菌、各类微生物的形态观察、微生物的染色（革兰氏染色）、细菌的纯种分离和纯化、微生物的生理生化反应、水的细菌学检查、活性污泥中生理类群微生物（氨化细菌）的检测等必修实验单元，主要承担训练环境微生物实验基本操作技术的功能;在选修实验单元针对性设置活性污泥中原生和后生动物的观察[2]、菌种保藏、激光共聚焦显微镜的使用等，加深学生对水处理中典型微生物的直观印象，增强学习兴趣。
　　 实验技能提升部分以典型应用场景为导向，设置涵盖活性污泥呼吸速率的测定、活性污泥ATP的测定、有机污染物的微生物降解、水处理微生物实验考察交流等4项综合实验，并配套设置细菌生长曲線的测定、脱氢酶活性的测定、发光细菌的急性毒性试验、生物膜反应器的挂膜启动等选修实验单元，主要承担对前述基本操作技术的综合运用能力[3]，提高学生对微生物学原理的深入理解，强化实践和应用能力培养。
　　 二、探索“问题切入+研教互促”的新型教学方法，强化应用和创新导向
　　 开展“问题切入+研教互促”的新型教学方法探索，即以微生物之“可见”、“可知”、“可感”、“可用”作为问题切入的总脉络和教学模块，将微生物的检测与破坏去除、微生物的营养与代谢、微生物的结构、微生物的生长与活性、微生物的开发与利用、微生物技术应用等渐进式教学内容与必修/选修实验单元合理匹配，增强学生对环境微生物学思维、理论、技术的认知理解和系统思考能力。
　　 适时引入环境微生物相关前沿研究热点，以及笔者承担的科研课题及工程实践故事，拓展出新型灭菌方法及其设计、ANAMMOX细菌、生物膜形成微观表征方法、微生物活性的在线检测、微生物利用新技术等问题，从而形成问题与实验交融的开放而螺旋上升的紧密型链式循环，破除以往环境微生物学实验内容单一、彼此孤立的困境，提高实验的系统性、科学性。
　　 三、推广“过程+质量”的多元学业考核方法，强化主体意识和综合素质
　　 改变以往以实验报告作为成绩评定主要依据的考核方式，推广“过程+质量”的多元学业考核方法，提高平时成绩在最终成绩中的占比[4]，改革后课程的总评成绩由平时成绩和实验报告2个部分组成，平时成绩占比70%，包括实验预习（占比20%）和实验操作（占比50%），实验报告占比30%。实验预习主要考核学生对实验项目的预先学习情况，通过预习报告体现;实验操作主要考核实验操作的规范性、实验结果的准确性和可靠性，以及实验效率;实验报告主要考核实验报告内容的完整性、规范性以及实验结果的准确性和可靠性。
　　 笔者创新性探索设置水处理微生物实验考察交流单元，通过分组观摩相关研究团队开展的典型水处理微生物实验，进行集中现场记录、资料收集、整理汇报及总结展望[5]。借助此种“第二课堂”的应用场景式教学示范，开展“回头看”和“向前看”，能充分锻炼学生发现问题、观察分析问题、解决问题以及思考新问题的能力，有效地增强学生主体地位的发挥，提升其综合素质，一经试用，即受到广泛好评。
　　 四、结语
　　 通过构建“基础+提升”的渐进式教学内容体系，探索“问题切入+研教互促”的新型教学方法，推广“过程+质量”的多元学业考核方法，可强化课程的实践导向、应用导向和创新导向及学生主体地位的发挥，切实提高环境微生物学实验课程教学效果，助力新形势下应用型、创新性、复合型高素质环境工程专业人才培养。
　　参考文献
　　[1]徐爱玲，宋志文，夏文香，等.“环境工程微生物学”实验教学改革初探[J].微生物学通报，2018，45（3）：691-696.
　　[2]潘少兵，孙慧群.环境工程微生物学实验教学内容优化研究[J].中国微生态学杂志，2010，22（9）：841-842.
　　[3]李玉瑛，李冬利，李冰，等.环境微生物实验教学内容和考核方式的改革与探索[J].广东化工，2018，45（21）：115-116.
　　[4]刘秀艳，陈婷婷，陈琳，等.环境微生物实验教学改革的探索[J].教育教学论坛，2018，（39）：269-270.
　　[5]黄辉.提高环境工程专业环境微生物学课程教学效果的探索与实践[J].江苏科技信息，2019，36（17）.
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