醫學院校《環境微生物學》課程建設和教學改革的探索與實踐

摘 要： 醫學院校的環境科學專業不同于綜合院校的環境科學專業，《環境微生物學》課程內容要適當增加醫學背景知識， 體現學校的“環境科學”專業特色。《環境微生物學》是環境科學中的一門專業基礎課， 本文作者通過多年的《環境工程微生物學》課程的一線教學經驗總結出提高課堂教學效果的幾點心得，從《環境微生物學》課程的特點、教學方法和手段等幾個方面， 對《環境微生物學》理論與實驗教學進行了改革的探索， 具體介紹了《環境微生物學》教改中的一些想法。

關鍵詞： 醫學院校 《環境微生物學》課程 教學改革

《環境微生物學》是環境科學和微生物學的交叉學科，隨著全人類對環境保護的廣泛重視，微生物學的研究內容和方法在環保領域的不斷滲透，微生物在環境污染和監測方面已凸顯出它的巨大作用。在環境保護工作中我們急需培養一批具有扎實微生物知識的人才，不僅熟知生物處理法處理污染物的原理，而且能夠開發利用新的微生物資源，與時俱進地解決環境問題，為人類可持續發展作貢獻，這就對環境微生物教學提出更高的要求。

《環境微生物學》課程的特點是內容瑣碎繁雜，感性認識差，需記憶的知識點較多，學生在對課程深入學習的過程中興趣逐漸降低，往往達不到應有的教學效果。傳統的教學中往往存在一些問題：在教學體系上，重理論、輕實踐，重課堂、輕實驗；在教學方法上，滿堂灌，忽視了學生獨立思考能力，忽視了學生動手能力、創造和開拓能力的培養；在考試方法上，單一化，多采用筆試，影響了學生能力全面的提高。如何提高學生對該課程的學習積極性、興趣性從而提高課堂教學質量，已是擺在我們每個《環境微生物學》教師面前必須面對的問題［１］。

1.突出《環境微生物》學課程的特色與重點，避免不必要的重復

醫學院校的環境科學專業不同于綜合院校的環境科學專業，在《環境微生物學》課程內容要適當增加醫學背景知識，體現學校的“環境科學”專業特色，增加“醫院環境”內容，以適合醫學院校內環境類專業學生使用。醫院環境問題是非醫學院校的環境專業的弱項，醫學院校辦環境專業可以充分發揮醫學特色，結合“環境微生物學”特點解決醫院環境問題，使醫學和環境科學很好地交叉;同時，可以增加學校新專業特色和增加學生就業渠道。《環境微生物學》教學大綱的內容增加“醫學環境微生物治理”、“耐藥性菌株”等相關主題。編寫相關的講義，內容增加：①醫院廢水微生物處理技術；②抗輻射和有機污染物的微生物功能基因組研究；③細菌耐藥性對醫院廢水的生物治理的影響；④將當前社會熱點問題與課堂講授內容相聯系，應用到課堂教學。例如在講病毒繁殖過程時，除了講解教材中所列舉的大腸桿菌T4繁殖過程外，同時補充講解SARS、AIDS及H1N1病毒的結構，繁殖過程及人們在日常生活應如何防范該類致病性病毒。將這些例子以科普形式介紹給學生，既活躍了課堂氣氛，又拓寬了學生的知識面，充分調動了學生的學習興趣，激發了學生對科學研究的奉獻精神［2］。

《環境微生物學》與很多課程有著密切的聯系，如生物化學、生物學、遺傳學、生理學等課程相互滲透、相互聯系。這些課程在授課時間安排上有前有后，如何避免與先上的課程某些內容重復，又為后續課程留有余地，突出本學科的特有內容，這就需要優化理論授課內容，確定一些不屬于本門課程的必要內容，在講授中少講或不講;同時，要注意經常與其他相關課程的教師相互交流，傾聽學生的反映，對涉及到前面課程已學過的內容，在必要的情況下，教師僅作重點提示，讓學生提前預習回顧，上課時以重點提問的形式，完成這部分的教學內容;對平行授課的課程內容，則與授課教師相互商定，力求使課程之間在內容授課中相互促進、相互協調，避免重復講授［3］。如：“微生物的營養”一章中的微生物細胞成分，在生物學、生物化學的課程中作了詳細介紹，我們只是要求學生回顧已學的知識，本課程不必講授；在能量代謝中，生物化學課程詳述了糖酵解途徑和三羧酸循環，本課程只講丙酮酸以后的幾個不同發酵途徑，如乙醇發酵、乳酸發酵、丁酸發酵、檸檬酸發酵、醋酸發酵等，以及不同菌群特殊的電子傳遞途徑及其呼吸類型；“微生物遺傳”一章，重點講述“微生物菌種選育”，避免與遺傳學重復。

2.注重實驗教學，培養學生的實際動手能力

《環境微生物學》具有極強的實踐性和應用性，《環境微生物學》實驗是加深學生對理論知識的理解，培養學生實驗技能、實驗思維和動手能力的一個重要途徑［4］。在教學計劃中要保證40%的實踐教學時間，更要保證實踐教學的質量和效果。要加強實踐教學的“實踐性”，即以學生為主，著重培養學生的動手能力和創造精神，充分調動學生的主動性、積極性，增加學生對實驗的興趣［5］。針對實踐教學的各個環節，我們增開新的探索性、創新性和綜合性實驗，以增強教學實驗的趣味性和學生主動參與的熱情，突出實驗的應用性和技能性，對原有實踐教學環節進行了有效的改革和研究，經過三年來的實踐證明，取得了很好的教學效果。

2.1讓學生參與實驗準備工作。《環境微生物學》實驗對象需要活的、新鮮材料，因此大部分環境微生物學實驗材料都要提前一定時間做準備。由于學生實驗時間有限，過去這些實驗材料多半都是由實驗教師準備［6］。為了解決這方面問題，我們根據實際情況，盡量把有些實驗材料提前讓學生自己準備，如培養基配制、細菌培養，使學生較為完整地進行微生物實驗操作，從而提高學生的實驗操作技能。

2.2增加設計性實驗內容。醫學院校的環境科學專業不同于綜合院校，在《環境微生物學》的課程內容要適當增加醫學背景知識，體現學校的“環境科學”專業特色，實驗內容上擬增加“醫學環境微生物的監測”和“醫院環境污染物生物治理”。

以往我們的實驗內容大都是為了加深對《環境微生物學》基本理論的理解，增強對各類微生物的感性認識而設計的驗證性實驗，各個實驗之間缺乏有機聯系，而且全部的實驗材料都是由教師預備的，學生往往印象不深，做完就忘。變驗證性實驗為設計性與驗證性相結合，增加了系統性和學生的動手機會［7］。例如“從土壤中分離并初步鑒定芽胞桿菌”的設計性題目，就是把培養基的配制與滅菌、純種分離與接種技術、細菌的形態觀察、細菌的特殊染色法、細菌大小測定與計數、細菌生理生化實驗等，幾個獨立的實驗內容有機組合在一起，這樣既培養了學生的綜合能力、科研能力，又為他們今后從事微生物工作或學習奠定了堅實基礎。

2.3增加實踐結合實際的實驗內容。將過去的一些傳統型實驗融入新的綜合實驗中，讓實驗教學緊跟科學技術的前列，讓學生盡快地接觸到當今的先進技術，很大地激發了他們對實驗探索的主動參與。如在做“發酵酸奶的制作”實驗時，我們就設計了用奶粉和購買的酸奶作為菌株自己發酵酸奶。這樣就培養了學生積極參與實驗的興趣，使實驗教學得到了滿意的效果。

2.4實驗考核。實驗課結束時，教師要對每個學生進行考核，考核成績占實驗總成績的20%，實驗課程的考核分兩部分：（1）平時考核：主要考查學生到課情況、實驗完成后實驗室的整潔衛生、預習考察、實驗操作、實驗數據、實驗報告等六項。（2）實驗設計考核：實驗項目、實驗原理、步驟、實驗分析共四項。這部分考核是我們針對本專業的特點，適應人才培養要求，新增加的改革性環節，由學生利用課外時間查閱資料以書面形式完成。在實驗課結束后一周內交回教師評閱。考核內容包括接種和制片技術、顯微鏡技術、微生物培養和分離技術、微生物計數方法、培養基的配制與滅菌技術等，教師對這些內容編號，讓學生抽簽進行單人考核。考核形式以動手操作為主，口試為輔。口試內容包括實驗原理、試劑的用途、注意事項、結果分析等。通過考核，一方面反映了學生對實驗技能掌握的熟練程度，對實驗原理的理解程度，以及分析問題和解決問題的能力，另一方面教師可從中發現教學中存在的問題，并提出改進方法。

3.探索新的教學模式

3.1課堂教學的改進。教師要改革灌輸式、填鴨式和滿堂灌等過于偏重講授的教學方法，要積極實踐啟發式、討論式、研究式等生動活潑的教學方法。但是微生物學與數理化等學科不同，是以描述為主的學科，不能以公式進行推導，也無法把所有的內容都用于啟發式、討論式、研究式等教學中。課堂上大部分時間教師還是忙于講授、板書，學生還是忙于記筆記。如果碰到一些概念，教師還得寫到黑板上或慢慢地念幾遍，學生才能完整地記下來。如何改變這種教與學的弊病呢？我們認為，除了課本以外，教師還應該為學生提供一本教學提綱，教學提綱記有教師要板書、要講述的主要內容與一些思考題。學生有了提綱后不必忙于記筆記，教師的講課速度可以加快，每堂課所講的內容也比以前大大增加。而且學生從忙于記筆記當中解放出來后，就有時間進行思考，進而提出問題，活躍課堂氣氛，這樣能夠有效地提高學生的聽課效率，以及分析問題、解決問題的能力。

3.2提倡形象化教學。由于微生物體型微小、結構簡單，學生對它們的認識遠不如動物和植物，這使得《環境微生物學》的教學變得抽象、難以理解。因此，教師必須加強形象教學。形象教學對增強學生想象力、激發學生學習興趣無疑將起到十分重要的作用。如組織學生觀看錄像進行直觀教學（微生物的特點），采用多媒體課件輔助教學。形象教學單靠幻燈和投影是不夠的，必須開發出與教材配套的教學軟件，如菌體形態與生存環境的模型，菌體結構分部演示，代謝途徑、作用機理演示說明，等等［3］。這樣，有助于學生理解和接受，提高講課效率，改善教學效果，同時還能夠提高學生學習的熱情和積極性。

3.3多媒體課程資料的獲取和多媒體資料庫的建立。《環境微生物學》課程常涉及一些抽象的、描述性的內容，按傳統的口頭講述加板書的方式進行授課，學生不易直觀理解和接受，對于一些抽象的理論、概念，學生聽過之后很難做到心中有數，并且學生的注意力很難集中。采用多媒體教學可避免以上弊端，教師在課前做好講授的課件，把課程要點、難點、思路、授課過程設計好。通過收集、整理、制作獲取大量課程相關的圖片，參考國內外一些優秀教材的多媒體內容，通過閱讀、整理歸納，不斷提高和創新改進，形成了一個體系完整、結構簡明、重點突出、內容先進、形象化、具體化的多媒體腳本。目的是把優美逼真和動感的畫面及清晰的、環環相扣的圖表和文本，展示給學生，使課程教學更加形象、生動。對這些資料進行歸納和整理，建立一個《環境微生物學》教學的多媒體庫。采用多媒體教學，可以把實驗儀器、課本、教材、實物等各種可利用的教學資源綜合運用起來，使抽象的微生物知識和某些抽象的過程變得具體化、形象化，易于學生理解和接受。特別是某些描述微生物形態的圖片，清晰度很高，視頻效果好，甚至比在實驗室顯微鏡下觀察到的效果要形象逼真得多，使課堂教學形象化，有助于學生理解和接受，提高講課效率。教學過程變得形象生動，教師教得輕松，學生聽得明白，收到了事半功倍的效果。

4.結語

《環境微生物學》課程的教學改革是一項探索性的工作，教學改革的核心問題，如何培養學生的創新意識和創新能力一直是我們研究的重點。它涉及到教學觀念的轉變，教學方法的改進，專業的設置和儀器設備的更新，以及當前教學改革的需要。社會對人才越來越注重獨立工作能力、綜合能力與創新精神，《環境微生物學》教學必須按照這一要求，不斷尋找適合的內容，培養出綜合型、設計型、高素質的人才，實現教學改革的目標。這不僅需要教師精力和時間的投入，學生的積極響應，而且需要教與學環境條件的改善，有關管理部門的重視支持。教改的探索是無止境的，時代的發展不斷對教學改革提出新的要求，我們深感責任的重大。

參考文獻：

［1］周群英，高廷耀.環境工程微生物學（第三版）［M］.北京：高等教育出版社，2008.

［2］姚曉華.多媒體在環境微生物教學中的應用［J］.廣西大學學報（哲學社會科學版），2006，28，（10）：36-37.

［3］秦華明.環境微生物學多媒體課堂教學的認識和體會［J］.中山大學學報，2006，26，（6）：220-222.

［4］朱長俊，許平華.“環境工程微生物學”教學導語設計藝術［J］.嘉興學院學報，2007，19，（3）：57-59.

［5］王振艷，劉國華.“環境工程微生物學”課程教學方法探析［J］.河南機電高等專科學校學報，2008，16，（3）：62-63.

［6］魏明寶，魏麗芳，鄭先君.關于環境微生物學教學改革的探索與思考［J］.教改研究，2008，18，（3）：14-15.

［7］梁國斌，蔣莉，劉維平.《環境微生物學》課程教學方法改革初探［J］.江蘇技術師范學院學報（自然科學版），2009，15，（3）：72-75.

基金項目：溫州醫學院教學改革課題項目“醫學院校環境科學專業《環境微生物學》課程建設”。項目編號：wyj09010