潘少兵

(1.安慶師范大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，安徽安慶246133；2.江蘇大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013)

“環(huán)境工程微生物學(xué)”是目前絕大多數(shù)高校環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程專業(yè)開設(shè)的一門必修課程，其中周群英[1]編的“環(huán)境工程微生物學(xué)”（第四版），因其內(nèi)容豐富、編排合理、難易適當(dāng)?shù)仍?，是大多?shù)高校首選教材，同時(shí)也是考研指定參考書目之一。2010年至今，筆者在講授這門課程過程中發(fā)現(xiàn)一些問題，這些問題如不能很好地解決，會(huì)嚴(yán)重影響課程的教學(xué)效果、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)以及學(xué)生創(chuàng)新能力的提高等。

1 教材的相關(guān)問題

1.1 教材內(nèi)容的編排順序問題

教材是按微生物由低等到高等進(jìn)化的順序編排，首先介紹非細(xì)胞型生物——病毒的概念和相關(guān)知識(shí)，然后介紹原核微生物和真核微生物，這與國內(nèi)目前使用的大部分教材是不同的，其優(yōu)點(diǎn)就是學(xué)生對(duì)病毒、原核微生物和真核微生物在結(jié)構(gòu)及進(jìn)化地位等方面有更為清晰的認(rèn)識(shí)。但是，與此同時(shí)也產(chǎn)生一些問題，由于在“病毒”一章中的許多概念和理論都涉及原核微生物的內(nèi)容，尤其是細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)部分，比如噬菌斑的概念、溶原性的概念、噬菌體的繁殖過程等，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時(shí)缺乏相應(yīng)原核微生物（特別是細(xì)菌）的知識(shí)，因此在理解上會(huì)有些困難；此外，這種安排容易使學(xué)生對(duì)生物進(jìn)化問題產(chǎn)生誤解，即認(rèn)為病毒是地球上最原始的生物，原核微生物和真核微生物是在病毒的基礎(chǔ)上進(jìn)化而來的?？紤]到病毒在“環(huán)境工程微生物學(xué)”中的重要性和所占的比重要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原核微生物，因此建議教材先介紹原核微生物，再介紹病毒；或者在具體教學(xué)過程中，調(diào)整教學(xué)順序，即先介紹原核微生物中細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，再介紹病毒，筆者近幾年一直采用這種方式，教學(xué)效果比較好。

1.2 教材中部分錯(cuò)誤的描述

(1)教材第37頁，細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)中，描述革蘭氏陽性細(xì)菌含肽聚糖，其成分有二氨基庚二酸，這里的二氨基庚二酸要?jiǎng)h除，因革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中沒有二氨基庚二酸，革蘭氏陰性細(xì)菌肽聚糖才有。

(2)第83頁，霉菌菌絲體分為營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲兩部分，應(yīng)改為霉菌菌絲體分為營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲和繁殖菌絲三部分。

(3)第89頁，全酶有3種形式，教材中描述的前兩種都是酶蛋白+非蛋白小分子有機(jī)物，應(yīng)改為酶蛋白+非蛋白有機(jī)物，因很多大分子有機(jī)物也可以充當(dāng)輔酶，如維生素、ATP等。

(4)第121頁，糖酵解，即在無氧條件下，1 mol葡萄糖分解的描述中，應(yīng)改為在無氧或有氧條件下，因糖酵解途徑在有氧、無氧條件下都能進(jìn)行。

(5)第131頁，發(fā)光細(xì)菌的電子流途徑示意圖中，應(yīng)將O2、醛挪到第二個(gè)箭頭旁邊。

1.3 教材中需要更新的內(nèi)容

(1)第107頁，微生物的營養(yǎng)類型表格中，第4列的光能有機(jī)營養(yǎng)型微生物舉例，紫色非硫細(xì)菌，現(xiàn)已不再用這個(gè)名稱，已將其劃歸為紫色硫細(xì)菌。

(2)第137頁，氫細(xì)菌（紫色非硫細(xì)菌），已不屬于氫單胞菌屬，現(xiàn)已被劃為假單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、副球菌屬和放線菌中的若干種；另括號(hào)內(nèi)紫色非硫細(xì)菌刪除。

(3)第250頁，反硝化作用概念描述中，當(dāng)發(fā)生缺氧或厭氧環(huán)境時(shí)，應(yīng)該為缺氧、厭氧或有氧條件下，因反硝化在缺氧和好氧環(huán)境均可發(fā)生。

1.4 教材使用過程中其他需要注意的地方

教材內(nèi)容比較豐富，但限于課程性質(zhì)、篇幅等原因，仍有很多內(nèi)容編寫的較簡單，學(xué)生較難掌握。具體如下：

(1)在描述細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)，尤其是細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的時(shí)候，編寫的內(nèi)容較少，深度也不夠，需要教師在授課過程中補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容，如細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖單體的構(gòu)件及其組成等。

(2)古生菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)描述較少，尤其是需要補(bǔ)充產(chǎn)甲烷古生菌細(xì)胞壁假肽聚糖組成，還需要著重強(qiáng)調(diào)細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖和產(chǎn)甲烷古生菌細(xì)胞壁假肽聚糖的異同點(diǎn)。

(3)在基礎(chǔ)篇中，病毒、原核微生物、真核微生物講完以后，需要對(duì)幾種重要微生物的組成結(jié)構(gòu)、菌落特征、繁殖方式等加以比較。

(4)課程內(nèi)容使用過程中要注意前后知識(shí)的銜接和貫通，如介紹細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物—厭氧氨氧化體時(shí)，要向?qū)W生介紹它的作用，還要和后面第八章第三節(jié)氮循環(huán)及第十章第一節(jié)脫氮原理做個(gè)銜接和鋪墊，因這部分內(nèi)容較難理解且又非常重要。

2 實(shí)驗(yàn)課程安排

筆者將“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程安排了7個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由老師統(tǒng)一安排，具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：實(shí)驗(yàn)1，顯微鏡的使用與細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌、藻類、原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物個(gè)體形態(tài)的觀察；實(shí)驗(yàn)2，器皿包扎、培養(yǎng)基的配制與滅菌；實(shí)驗(yàn)3，細(xì)菌的革蘭氏染色；實(shí)驗(yàn)4，土壤中微生物的稀釋、分離與純化；實(shí)驗(yàn)5，環(huán)境中（實(shí)驗(yàn)室、寢室、食堂和人體表面等）微生物的檢測(cè)；實(shí)驗(yàn)6，各種水體中細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群數(shù)的測(cè)定。6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中既有驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，也有設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)。第7個(gè)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生根據(jù)自己的興趣組成小組，選擇與課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生自主完成從材料收集、實(shí)驗(yàn)課題確定、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等全過程，教師只給予鼓勵(lì)、幫助和指導(dǎo)。如鼓勵(lì)學(xué)生參與中國微生物協(xié)會(huì)舉辦的微生物平板繪畫大賽，學(xué)生通過圖案的設(shè)計(jì)、制作，能夠很好地掌握微生物平板劃線分離的方法。

3 教學(xué)方式改革

3.1 理論與實(shí)際相結(jié)合

“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程基礎(chǔ)篇內(nèi)容主要為理論知識(shí)，內(nèi)容較為枯燥乏味，因此，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，將基礎(chǔ)篇的內(nèi)容結(jié)合實(shí)際應(yīng)用來講授顯得尤為必要。例如，在講到電子傳遞鏈時(shí)，電子傳遞偶聯(lián)三磷酸腺苷(ATP)合成，如果能夠阻斷電子傳遞與ATP合成偶聯(lián)機(jī)制，那么ATP產(chǎn)生量必然減少，從而影響到合成代謝，這正是現(xiàn)在污泥減量的一種途徑，即通過解偶聯(lián)劑阻斷ATP的合成，削弱合成代謝強(qiáng)度，從而達(dá)到污泥減量的目的[2]。再比如在講授微生物指示作用時(shí)，可以安排學(xué)生到污水處理廠各種處理工藝池中現(xiàn)場采集活性污泥懸浮液，制作裝片、顯微鏡觀察、微生物種類和數(shù)量統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)，讓學(xué)生從頭到尾參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施?？梢娢⑸锘A(chǔ)理論部分的內(nèi)容事實(shí)上和環(huán)境工程中的應(yīng)用是密不可分的，理論和實(shí)際相結(jié)合，可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3.2 各種教學(xué)方式相結(jié)合

“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程內(nèi)容瑣碎，尤其是基礎(chǔ)篇介紹各種微生物形態(tài)、大小、細(xì)胞結(jié)構(gòu)等內(nèi)容時(shí)，一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)方法如以板書、掛圖或板圖等形式介紹各類微生物的形態(tài)，能夠在教學(xué)過程中發(fā)揮很好的作用；另一方面，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源，精心準(zhǔn)備大量具有代表性的圖片、視頻、動(dòng)畫等資料，利用多媒體教學(xué)手段，讓學(xué)生更加直觀地認(rèn)識(shí)各種微生物。傳統(tǒng)和多媒體教學(xué)相輔相成，融會(huì)貫通，運(yùn)用得當(dāng)，會(huì)大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)，教學(xué)效果也會(huì)得到提高[3]。

3.3 “參與式”教學(xué)

“參與式”[4]是目前運(yùn)用比較多的一種教學(xué)方式，在很多課程中有具體的應(yīng)用[5-6]?！皡⑴c式”教學(xué)在“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程中主要體現(xiàn)在：(1)讓學(xué)生參與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，教師需要根據(jù)課程特征和學(xué)生興趣，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，如在學(xué)習(xí)細(xì)菌、病毒致病性時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生去收集關(guān)于細(xì)菌、病毒傳播疾病的案例，然后在課堂上加以討論；(2)讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)；(3)鼓勵(lì)學(xué)生參與各類大學(xué)生科技活動(dòng)，如挑戰(zhàn)杯、節(jié)能減排、安徽雙百、三下鄉(xiāng)等活動(dòng)；(4)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師的課題和項(xiàng)目。

4 結(jié)束語

由于“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程內(nèi)容瑣碎，信息量大，理論知識(shí)抽象、微觀、晦澀難懂，筆者購買了“環(huán)境工程微生物學(xué)”試題庫光盤，在教學(xué)過程中加以靈活應(yīng)用，并安排了各個(gè)高?？佳姓骖}，以檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況，同時(shí)也能提高學(xué)生的積極性和自信心。除此之外，還要求學(xué)生閱讀微生物領(lǐng)域的經(jīng)典期刊，鼓勵(lì)學(xué)生積極瀏覽國內(nèi)外相關(guān)網(wǎng)站，拓寬他們的知識(shí)面。對(duì)于環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生，其分析、解決問題能力的提高不是一蹴而就的，這需要教師在教學(xué)過程中根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，在滿足課堂教學(xué)基本要求的前提下，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，不斷實(shí)踐、總結(jié)，更科學(xué)有效地實(shí)施教學(xué)活動(dòng)，服務(wù)地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]周群英.環(huán)境工程微生物學(xué)[M].4版.北京:高等教育出版社,2015.

[2]王國錦.環(huán)境微生物學(xué)課程教學(xué)改革與探索[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐,2014,6(12):26.

[3]王進(jìn)軍,梅麗娟,樸哲.淺談《環(huán)境微生物學(xué)》教改[J].教育教學(xué)論壇,2015(38):87-88.

[4]陳時(shí)見,謝夢(mèng)雪.參與式教學(xué)的形態(tài)特征與實(shí)施策略[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2016,42(6):22-26.

[5]韓燕娟,張寶輝,胡立如.基于互動(dòng)的研究生參與式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施效果分析[J].研究生教育研究,2016(1):36-43.

[6]林柳,何濱,關(guān)亞麗.從學(xué)生到教師的角色轉(zhuǎn)變——參與式教學(xué)在高校師范班《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中的實(shí)踐[J].生物學(xué)通報(bào),2016,51(6):39-42.