環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的探索

黃輝 李梅 任洪強(qiáng)

摘要：環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的重要實(shí)驗(yàn)課程，其基本教學(xué)任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握環(huán)境微生物學(xué)的基本研究方法和實(shí)驗(yàn)技能，以及獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的能力、團(tuán)隊(duì)合作精神及科研素養(yǎng)。文章圍繞課程目標(biāo)，重點(diǎn)介紹了課程內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等方面的改革探索，以強(qiáng)化課程的實(shí)踐導(dǎo)向、應(yīng)用導(dǎo)向和創(chuàng)新導(dǎo)向及學(xué)生主體地位的發(fā)揮，更好地適應(yīng)新形勢(shì)下應(yīng)用型、創(chuàng)新性、復(fù)合型高素質(zhì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)需求。

關(guān)鍵詞：環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn);環(huán)境工程;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）43-0091-02

環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的重要實(shí)驗(yàn)課程，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握環(huán)境微生物學(xué)的基本研究方法和實(shí)驗(yàn)技能，以及獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的能力、團(tuán)隊(duì)合作精神及科研素養(yǎng)，為深入理解環(huán)境保護(hù)中的微生物學(xué)原理和微生物監(jiān)測(cè)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用、開(kāi)展環(huán)境微生物學(xué)相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。

南京大學(xué)“環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”并未有統(tǒng)一的、系統(tǒng)性的環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)理論和方法的教材，一般沿用傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)及環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，存在實(shí)踐性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性不強(qiáng)、與環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)契合度不高等問(wèn)題。另外，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和成績(jī)?cè)u(píng)定也限制了學(xué)生主體地位的發(fā)揮，不利于對(duì)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。因此，在教學(xué)過(guò)程中，筆者嘗試從課程內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等方面進(jìn)行改革，以強(qiáng)化課程的實(shí)踐導(dǎo)向、應(yīng)用導(dǎo)向和創(chuàng)新導(dǎo)向及學(xué)生主體地位的發(fā)揮，更好地適應(yīng)新形勢(shì)下高素質(zhì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)需求。

一、構(gòu)建“基礎(chǔ)+提升”的漸進(jìn)式教學(xué)內(nèi)容體系，強(qiáng)化實(shí)踐和應(yīng)用導(dǎo)向

圍繞課程主體內(nèi)容，設(shè)計(jì)“基礎(chǔ)+提升”的漸進(jìn)式教學(xué)內(nèi)容體系，兩大部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)又分為必修實(shí)驗(yàn)單元和選修實(shí)驗(yàn)單元，其中，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能部分涵蓋培養(yǎng)基的配置和滅菌、各類(lèi)微生物的形態(tài)觀察、微生物的染色（革蘭氏染色）、細(xì)菌的純種分離和純化、微生物的生理生化反應(yīng)、水的細(xì)菌學(xué)檢查、活性污泥中生理類(lèi)群微生物（氨化細(xì)菌）的檢測(cè)等必修實(shí)驗(yàn)單元，主要承擔(dān)訓(xùn)練環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)的功能;在選修實(shí)驗(yàn)單元針對(duì)性設(shè)置活性污泥中原生和后生動(dòng)物的觀察[2]、菌種保藏、激光共聚焦顯微鏡的使用等，加深學(xué)生對(duì)水處理中典型微生物的直觀印象，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)驗(yàn)技能提升部分以典型應(yīng)用場(chǎng)景為導(dǎo)向，設(shè)置涵蓋活性污泥呼吸速率的測(cè)定、活性污泥ATP的測(cè)定、有機(jī)污染物的微生物降解、水處理微生物實(shí)驗(yàn)考察交流等4項(xiàng)綜合實(shí)驗(yàn)，并配套設(shè)置細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)的測(cè)定、脫氫酶活性的測(cè)定、發(fā)光細(xì)菌的急性毒性試驗(yàn)、生物膜反應(yīng)器的掛膜啟動(dòng)等選修實(shí)驗(yàn)單元，主要承擔(dān)對(duì)前述基本操作技術(shù)的綜合運(yùn)用能力[3]，提高學(xué)生對(duì)微生物學(xué)原理的深入理解，強(qiáng)化實(shí)踐和應(yīng)用能力培養(yǎng)。

二、探索“問(wèn)題切入+研教互促”的新型教學(xué)方法，強(qiáng)化應(yīng)用和創(chuàng)新導(dǎo)向

開(kāi)展“問(wèn)題切入+研教互促”的新型教學(xué)方法探索，即以微生物之“可見(jiàn)”、“可知”、“可感”、“可用”作為問(wèn)題切入的總脈絡(luò)和教學(xué)模塊，將微生物的檢測(cè)與破壞去除、微生物的營(yíng)養(yǎng)與代謝、微生物的結(jié)構(gòu)、微生物的生長(zhǎng)與活性、微生物的開(kāi)發(fā)與利用、微生物技術(shù)應(yīng)用等漸進(jìn)式教學(xué)內(nèi)容與必修/選修實(shí)驗(yàn)單元合理匹配，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)環(huán)境微生物學(xué)思維、理論、技術(shù)的認(rèn)知理解和系統(tǒng)思考能力。

適時(shí)引入環(huán)境微生物相關(guān)前沿研究熱點(diǎn)，以及筆者承擔(dān)的科研課題及工程實(shí)踐故事，拓展出新型滅菌方法及其設(shè)計(jì)、ANAMMOX細(xì)菌、生物膜形成微觀表征方法、微生物活性的在線(xiàn)檢測(cè)、微生物利用新技術(shù)等問(wèn)題，從而形成問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)交融的開(kāi)放而螺旋上升的緊密型鏈?zhǔn)窖h(huán)，破除以往環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、彼此孤立的困境，提高實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性、科學(xué)性。

三、推廣“過(guò)程+質(zhì)量”的多元學(xué)業(yè)考核方法，強(qiáng)化主體意識(shí)和綜合素質(zhì)

改變以往以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為成績(jī)?cè)u(píng)定主要依據(jù)的考核方式，推廣“過(guò)程+質(zhì)量”的多元學(xué)業(yè)考核方法，提高平時(shí)成績(jī)?cè)谧罱K成績(jī)中的占比[4]，改革后課程的總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告2個(gè)部分組成，平時(shí)成績(jī)占比70%，包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（占比20%）和實(shí)驗(yàn)操作（占比50%），實(shí)驗(yàn)報(bào)告占比30%。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)主要考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)先學(xué)習(xí)情況，通過(guò)預(yù)習(xí)報(bào)告體現(xiàn);實(shí)驗(yàn)操作主要考核實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，以及實(shí)驗(yàn)效率;實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要考核實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容的完整性、規(guī)范性以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

筆者創(chuàng)新性探索設(shè)置水處理微生物實(shí)驗(yàn)考察交流單元，通過(guò)分組觀摩相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的典型水處理微生物實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行集中現(xiàn)場(chǎng)記錄、資料收集、整理匯報(bào)及總結(jié)展望[5]。借助此種“第二課堂”的應(yīng)用場(chǎng)景式教學(xué)示范，開(kāi)展“回頭看”和“向前看”，能充分鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、觀察分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及思考新問(wèn)題的能力，有效地增強(qiáng)學(xué)生主體地位的發(fā)揮，提升其綜合素質(zhì)，一經(jīng)試用，即受到廣泛好評(píng)。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)構(gòu)建“基礎(chǔ)+提升”的漸進(jìn)式教學(xué)內(nèi)容體系，探索“問(wèn)題切入+研教互促”的新型教學(xué)方法，推廣“過(guò)程+質(zhì)量”的多元學(xué)業(yè)考核方法，可強(qiáng)化課程的實(shí)踐導(dǎo)向、應(yīng)用導(dǎo)向和創(chuàng)新導(dǎo)向及學(xué)生主體地位的發(fā)揮，切實(shí)提高環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果，助力新形勢(shì)下應(yīng)用型、創(chuàng)新性、復(fù)合型高素質(zhì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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