生物工程專業《微生物學》課程教學改革的思考

朱晨光

摘要：微生物學是高校生物類專業的基礎課。本文從課程教學內容、教學方法以及教師自身角色塑造等角度，對微生物學課程教學改革的實踐進行了探索和思考。

關鍵詞：生物工程;微生物學;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0056-02

微生物學如今已經成為生命科學類大學生必須學習、掌握的基礎課之一，它的主要任務是使學生系統掌握微生物學基礎知識、理論和實踐操作技能[1]。要提高該課程的教學質量，應緊密跟蹤國際最新前沿，選用和參考國內外優秀教材及研究工具書，從教材建設、課程內容、教學方法等方面進行改革，使課程緊跟學科發展的步伐，使學生及時掌握最新的微生物學理論知識和應用技術。本文以生物工程專業為例，從教學內容、教學方法等方面對《微生物學》課程教學改革進行探討和思考。

一、教學內容的改革

（一）教材的選擇

目前，國內微生物課程有關的教材，其主要內容包括微生物的形態、細胞結構和功能、營養、生長與控制等[2]?？紤]到學生已有的知識基礎，確定選用高等教育出版社出版的《微生物學》（第二版）這本書作為教材。這本書章節分類明確，內容全面，措辭嚴謹，重點、難點突出，且有助于內容選擇和安排，因此可較好滿足理論教學要求。此外，由Pearson Education Inc.出版、Michael T. Madigan等編寫的《Brock's Biology of Microorganism 13ed》一書，則作為本課程的主要參考書，該參考書信息量十分豐富全面，知識概念嚴謹，而且有諸多國內其他同類教材所不具備的彩圖多幅，展現了微生物學的誘人前景，引導學生投身微生物學領域的研究，是一部不可多得的優良工具書。

（二）優化重點，避免重復

在教學中，應根據選定教材的特點和各個章節內容的難易程度，合理分配不同章節的學時數。對在別的課程中涉及到的內容盡量少講或者不講，如《生物化學》、《細胞生物學》和《基因工程》課程中涉及的部分內容可以不講，以便重點突出的安排教學內容。

例如，微生物包含了原核微生物、真核微生物和病毒三類，在講到微生物的細胞結構與功能一章，由于同期開設的《細胞生物學》課程詳細介紹了真核細胞結構，所以在微生物學課程重點講述原核細胞，真核細胞結構只講代表性微生物如酵母、霉菌的細胞形態。再如講到微生物的代謝一章，由于《生物化學》課程會講到通用的生物代謝途徑，如氨基酸、核苷酸和糖類的合成途徑，這些生化代謝在微生物學課程里就不重復介紹了，而重點介紹各種在微生物中獨具或占主導地位的分解或合成途徑，解釋其重要的生理功能，引導出各種微生物工業發酵的產品。還比如，講到微生物基因表達調控和微生物與基因工程這兩章，由于這兩章內容實際應是《基因工程原理》和《基因表達調控》課程的主要內容，所以在本課程中也不宜作過細的介紹，而應該重點描述微生物在基因工程研究過程中起到的重要作用，使學生明確基因工程的發生發展是離不開微生物的。在講基因表達調控時，應重點放在原核微生物轉錄水平的調控，突出微生物學課程的特色和重點。

（三）科學安排

緒論是第一章，萬事開頭難，先講好緒論十分關鍵。緒論概述了微生物的定義、發展歷程、對人類的影響及發展趨勢等內容。講授中以人物和事件為主線，介紹微生物學發展的重要歷史階段、關鍵人物以及微生物在各個生產領域中的應用，激發學生對課程的學習興趣。例如，通過介紹列文虎克給英女王看顯微鏡的故事、巴斯德研究蠶病和制備疫苗的故事以及柯赫、弗萊明的主要貢獻等內容，使學生在理解微生物學發展歷程的同時，直觀的感受前人認真觀察和持之以恒的科學精神。人類目前仍然面對著多種細菌和病毒為病原體的傳染病威脅，另外環境污染物的生物降解、沼氣氫氣等新能源的開發問題，也都與微生物密切相關。闡述以上內容，可使學生明確微生物與人類的密切相關性以及人類認識并改造微生物進而為社會服務的實踐過程，從而端正學習態度，樹立堅定的目標，積極投入到之后的微生物學課程學習中。

緒論之后進入微生物學各專題的分章介紹，根據講授內容的豐富程度、知識難易程度，應該有學時分配上的差異。結構與功能、代謝、生長與控制、病毒、生態進化和物種多樣性這幾章，描述性內容較多，概念名詞豐富，應采用圖片和動畫插放的多媒體教學方式，使學生有直觀的感性認識，便于他們記憶;遺傳、基因表達調控和基因工程這三章，涉及到較多分子遺傳學的知識，且與其他章節的銜接性不大，講授時應該與教材上的章節排列順序有所區別。例如，可以將這三章內容放在進化和物種多樣性一章結束后再講，這樣會使知識銜接更好，同時也使學習的難易程度由容易逐漸過渡到難，符合學生掌握知識過程的客觀規律。

二、教學方法的改革

（一）充分利用多媒體

微生物學課程涉及大量微生物形態和結構的介紹，以及較復雜的代謝反應流程。傳統的教學方法以文字講授為主，輔以十分有限且質量較差的圖片資料，教學效果不理想[3]。因此，在教學過程中合理使用多媒體工具，把抽象性的教學內容轉變為生動形象的感性素材來提高教學質量，是十分必要的。我們的教學實踐表明，多媒體教學這一直觀、準確、豐富、生動的教學方式，在擴大了教學內容信息量、避免乏味的照本宣科的同時，從根本上提高了學生的聽課效率和課后的學習興趣。

多媒體教學的另一大優勢是電子教案可以瞬時拷貝，這個優點可促使學生上課時專心聽講，以免發生因做筆記而漏聽或漏記了上課內容的情形。而且現成的教案相比學生自行記錄的筆記內容而言，有知識的準確率高和字體的清晰度好等優點。因此，多媒體教學最大限度地突破了傳統教學的束縛，在提高教學質量、減輕學生的學習壓力和突出學生的人本效應等方面起了十分重要的作用。

（二）開展課堂討論

為了克服學生上課開小差不專心聽講的常見缺點，充分調動學生主觀能動性的同時并活躍課堂的教學氣氛，在課堂上可安排數次短時間的討論。因為討論促使學生主動思考，通過活躍的聽力和口語交流，提高其分析和解決問題的能力[4]。討論的形式是由老師課前布置習題，學生查閱資料完成作業，教師批改作業之后，根據回答內容進行分類，然后在下一次課的開始將作業題的幾個不同答案在課堂上進行討論，使每個學生都能參與其中，然后最后由教師對正確答案進行講解。課后學生們反映這種上課形式好，既提高了學習興趣，又加深了對知識點的理解。

（三）考核方式的多元化

將學生的課程最終成績分為平時成績和期末成績。在計算最終成績時，期末成績占總成績的80%，平時成績占20%。期末成績指考試的卷面成績，平時成績里面，平時作業占50分，學習交流（包括課堂問答、個別交流、參與討論）占30分，課程學習筆記20分。通過考核方式的多樣化，使學生成績評定更為客觀準確，也提高了學生各方面學習的綜合素質。

（四）將自己的科研成果融于課堂，提升個人素質

筆者在講授微生物學課程的同時，課余時間一直從事環境微生物學方面的科學研究，因此對當前微生物學研究的國際前沿或多或少有所了解。生命科學被譽為21世紀的領頭學科，其科學研究的發展日新月異。將相關領域的國內外研究進展引入到課堂相關知識講授的過程中，可以使青年學生及時了解知識的更新程度和全面、重要程度，對提高學生的聽課積極性和學習甚至研究的主觀能動性，也是十分有幫助的。例如，在講授細菌S層的結構時，結合自己分離菌株的電鏡照片、相關功能基因克隆以及在大腸桿菌中異源表達，使學生對該結構的重要性和在技術領域的應用潛力有一個很全面的了解;在講授氨基酸的合成代謝時，結合自身研究的谷氨酰胺合成酶基因克隆和轉基因植物的生化分析，了解各種氨基酸合成和運輸過程，以及它們在微生物體內的代謝路徑;講授微生物的多樣性時，引入筆者研究過的沼氣池樣本產甲烷古菌的群落結構和多樣性分析，明確這類古生菌在自然界的分布及其在自然生態系統中所起的重要生物學功能。除了教學方法的改革外，同時加強自身的思想修養和職業道德修養，提升教師的各方面素質也不可忽視。不僅在教學過程中要激發學生的學習興趣以取得最優的教學效果，還要做到多與學生交流，及時了解學生的正確想法和思想上的困惑，鼓勵學生熱愛學習，釀造和培育大學課堂上教師與學生生動活潑、互相促進的良好氛圍。

三、結語

當前世界已處于信息化時代，知識的更新快、信息量大。這改變了人們傳統的學習方式，也對大學微生物學的課程教學產生了深刻影響。因此，必須改革傳統的教學內容和手段，建立新的教學理念。在更新教學內容的同時，應重點培養學生掌握科學的方法、自身創新能力和個人綜合素質。微生物學的發展日新月異，教學改革勢在必行，這既是培養創新人才的需要，也是現代社會對高等教育人才的時代需要，是每個教育工作者的職責所在。在教學過程中，只有把知識傳授和能力培養有機地結合起來，同時提高教學效果，才能使學生成為適應未來實際發展需要的高技術、創新型人才。

參考文獻：

[1]沈萍，陳向東.微生物學復興的機遇、挑戰和趨勢[J].微生物學報，2010，50（1）：1-6.

[2]高明華，張志琰，樊慶德，徐春光，李艷.微生物學.課堂教學改革與實踐[J].安徽農業科學，2011，39（6）：3776-3777.

[3]李曉玲，薛冬樺，宮莉.工科院校微生物學課程教學改革探索與實踐[J].長春工業大學學報（高教研究版），2005，26（4）：55-56.

[4]高玉千，邱立友，梁振普，戚元成，宋安東.創新型微生物學的教學改革實踐初探[J].科技創新導報，2008，（18）：171-173.