《環境生物學》課程教學改革的探索研究

劉月敏　邱春生　張春青　趙連梅

摘 要：《環境生物學》是環境工程和環境科學專業重要的專業基礎課，為提高環境生物學課程的整體教學質量，調整了現有理論和實驗教學內容，并增設一周的《環境生物學實驗設計》，在我校環境工程專業和環境科學專業中進行了連續三年的實踐探索，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：環境生物學 課程改革 實驗設計

中圖分類號：X17-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0158-01

《環境生物學》是環境工程和環境科學專業重要的專業基礎課，環境生物學的基本理論為《水質工程學》、《固體廢棄物處理與處置》等專業課程打下良好的基礎。實驗是學生理解和掌握環境生物技術的有效途徑，與理論教學相輔相成[1]。為了提高環境生物學課程的整體教學質量，借鑒了其他院校的教改經驗，調整了現有理論和實驗教學內容，并增設一周的《環境生物學實驗設計》，在該校環境工程專業部分學生和環境科學專業中進行了連續三年的實踐探索。

1 《環境生物學》課程現狀分析

（1）課程現狀：我校《環境生物學》總學時為48學時，其中理論32學時，實驗16學時。由于課時限制，理論教學內容集中在微生物結構、營養、代謝等基礎內容，而微生物生態與環境生態工程中微生物的作用等內容不能詳細講授，因此要使學生深刻理解本課程并熟練地用于實踐，難度較大。

2 教改思路與目標

針對我校《環境生物學》課程中存在的問題，在現有理論和實驗教學基礎上，調整理論教學內容，拓寬學生視野，在理論和實驗教學環節結束后增設一周的實驗設計環節，以加深學生對理論知識的理解，并提高學生綜合素質與科研創新精神及能力。

3 調整教學內容

在理論教學內容上，針對我校工科背景的特點，改變了以往的一本教材為主的固定教學內容，選取面向21世紀教材《環境工程微生物學》[2]為主講教材，補充了水處理生物學[3]、環境生物學[4]等相關微生物學知識。限于學時限制，在講授內容的組織上，既考慮到教學大綱必須完成的教學內容，講授多數學生能夠接受的基礎知識，還深入講解較有深度的內容，以滿足報考研究生同學的求知欲。以此為契機，購買了一批如《微生物學》（第5版中文版，普雷斯科特著，沈萍等譯）等一大批優秀的微生物學圖書及電子資料，為拓寬同學們的微生物學基礎理論知識打下良好的基礎。

針對實驗教學中存在的問題，環境生物學實驗課程內容也做了相應調整使其內容更貼合我校同學的工科背景。實驗課程安排在三年級的第一學期與理論課程同步完成，在完成驗證性實驗教學內容后，提供足夠的學時讓學生們自行思考，完成一次綜合性實驗，加深對理論課學習內容的理解和掌握。

4 增設《環境生物學》實驗設計

實驗設計是實驗研究的重要環節，可架設起理論教學和實驗教學之間的橋梁，使學生能更系統、深刻的理解課程內容。為此，理論和實驗課程都完成以后，我們又專門抽出一周時間，讓學生自主查閱資料、自行設計、動手完成一個設計性實驗，并撰寫提交實驗設計說明書。學生們通過親歷實驗，調動了參與實驗的積極性，拓寬了知識面，提高了動手操作能力，觀察分析問題和解決問題的能力，提高了實驗課的教學質量。在撰寫實驗設計說明書的過程中，學生能運用課程的基本概念和原理，規范使用專業術語，為以后畢業論文的寫作打下良好基礎。

4.1 實驗設計及預答辯

為了有充足的準備時間，上理論課的后期，即給學生發放《環境生物學實驗設計指導書》，并提前分組，每組3～4人，遵照各組的興趣，每組查閱選擇合適的實驗設計題目，并圍繞自己的實驗設計題目，獨立動手完成預答辯課件。實驗設計周的第一天為預答辯時間，每組圍繞自己的實驗設計題目講述5～10 min，主要內容為實驗設計的原理、內容、步驟及實驗進行的可行性等，指導教師和學生同為評委，指出實驗設計中存在的問題及解決方法，并為講座同學打分，最后指導教師再總結。靈活的講授形式，加深了學生對所學內容的印象，調動學生的積極主動性，讓學生參與教學，發揮學生主體作用和教師的主導作用[5]。

4.2 實驗實施

實驗實施過程中，打破以往實驗教師為學生準備好各種實驗用品的格局。各組根據自己的實驗設計內容需要，領取藥品，儀器設備，并獨立完成標準液配置，玻璃器皿清洗、滅菌、無菌操作、計數、結果記錄等一系列實驗過程。指導教師在此期間只是指正學生實驗操作存在的問題，不參與任何實驗準備及操作活動。實驗結束后，各組進行實驗設計的答辯，針對實驗設計及操作中出現的問題進行總結與提高。

4.3 實驗設計總結

實驗設計結束時，每組提交實驗設計說明書一份，實驗設計說明書封面及格式由指導老師統一指定，并要求用黑或藍黑墨水工整書寫。

4.4 考核方式與評價方法

《環境生物學》和《環境生物學實驗設計》分別獨立進行考核。環境生物學總成績為100分，考試成績包括期末成績（占總成績的80%），實驗課成績（占總成績的10%）和平時成績（占總成績的10%，包括出勤情況，學習態度，課堂紀律等），期末考試采取閉卷考試形式。

《環境生物學實驗設計》成績評定一般按五級分制評定。總成績分三部分，設計成果占60%，實驗動手操作占20%，平時檢查及答辯占20%。

5 課程改革效果

本次實驗設計在我校2009級環境工程專業，2010級、2011級環境科學專業連續實施了三年，經過上述實驗教改措施的實施，有了顯著成效。主要總結為以下三個方面：

（1）深入理解理論知識：學生們普遍反映，實驗設計環節的設立，使他們對理論知識的理解深度有了很大的提升，很多平時沒有注意的知識點，通過查閱資料，自己答辯，傾聽其他組的答辯以及獨立的實驗過程，有了很深入的認識。

（2）實驗動手能力，應用專業知識解決問題的能力，表達能力都有了不同程度的提高。主要表現在：學生們在做相關的畢業論文時，能夠思路清晰地自行設計實驗方案，準備實驗材料和儀器設備，獨立完成科研任務的質量，寫作水平及答辯質量比以前有了明顯地提高。相關的畢業論文指導教師也反映，這幾屆學生的畢業論文指導起來省力了。

（3）實驗教學的改革，也提高了學生對科學研究的興趣，很多學生主動要求參與學生科研，報考研究生的學生也在逐年增多。有的學生反饋說：實驗設計環節的設立，使我們能夠參與到實驗的整個過程，所以我們在研究生入學面試的時候不至于太慌亂。

參考文獻

[1] 張長平，劉曉寧.環境工程微生物學實驗教學的探討[J].中國校外教育， 2009（1）：87.

[2] 周群英，王士芬.環境工程微生物學[M].3版.高等教育出版社，北京，2008.

[3] 顧夏聲，等.水處理生物學[M].北京：中國建筑工業出版社，北京，2006.endprint