開展《環境微生物學》課外活動的探索

夏爽 李開 劉濤 裴國鳳

摘要：為提高學生理論聯系實際的實踐能力，我們開展了《環境微生物學》的分小組課外活動。結果顯示，課外活動提高了學生的學習積極性，促進了知識的融會貫通，訓練了動手能力，提升了綜合素質。

關鍵詞：環境微生物學；課外活動；學習積極性；實踐能力；綜合素質

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0094-03

大學生課外活動是指高校在課堂教學以外對學生進行的有目的、有計劃、有組織的教育活動[1]。大學生課外活動既是課堂教學的延伸，又是一種重要的社會實踐活動，對于提高課堂教學質量，培養學生正確的人生觀、價值觀和世界觀，全面提高學生綜合素質具有非常重要的作用[2]。另一方面，大學生相對較多的課余時間，為開展課外活動創造了有利條件[3]。

大學的理工科教學過程常常出現理論與實踐脫節的問題，導致學生難以做到理論聯系實際，將所學知識技能應用于實踐。鑒于此，一些教師在許多學科開展了課外活動，并取得良好的效果，證明課外活動在擴寬學生知識面、培養學生創新能力、加深知識理解、培養社會責任感和人際交往能力等方面有積極促進作用[4-8]。但是也存在活動類型單一、管理機制不健全、參與面不廣泛、專業特色不突出等問題[9]。

《環境微生物學》是環境工程和環境科學等專業的專業核心基礎課程，是一門理論性和實踐性并重的交叉學科，涉及有機化學、生物化學，微生物學，遺傳學等學科的基本理論，又與一系列環境專業課程（水污染控制工程、給水與廢水處理系統、固體廢物處理、環境生物技術、環境監測等）中的工程原理緊密相關，在學科知識體系中起到承上啟下的關鍵作用[10]。

在多年《環境微生物學》教學過程中，我們發現一些存在的問題。第一，由于課程內容涉及的生物學基礎知識廣泛、抽象，而多數環境專業學生的生物學基礎知識相對薄弱，容易使學生覺得深奧、枯燥，從而學習積極性受挫。第二，課程內容既涉及生物學基本原理，又包含許多處理環境污染的工藝流程，知識點分散，系統性不強，學生難以將知識融會貫通，理論聯系實際。第三，課程考核多以筆試為主要形式，引導學生盲目的死記硬背教材上的理論知識，而忽視了對實際動手能力的培養。第四，配套的實驗課程內容多為若干基礎性的微生物學實驗，未突出課程的環境專業特色，學生學習興趣不高，在實驗課上常常只是按照講義上的操作流程應付任務，對實驗的原理及應用價值不甚理解。以上這些問題造成學生不能將微生物學基礎理論與環境工程領域的實際應用相聯系，未能充分滿足學生對環境專業相關知識技能的需求，專業培訓不足，以致畢業后未達到相關專業工作崗位的要求。

針對以上問題，以及學生對專業知識技能的需求，我們以學生就業為導向，探索了《環境微生物學》課外興趣小組活動方式，以期為相關學科開展課外活動提供參考。

一、課外活動的組織和實施

為確保課外實踐小組的順利開展，首先對學生進行宣傳、引導，使他們明確課外實踐小組的意義，自愿報名。每組6～8人，組員自由組合。以環境工程和環境科學專業的學生為主，可跨班級跨專業跨年級組合，并適當吸收生物、化學等其他專業學生加入。在不影響其他課程學習的原則下，學生利用課余時間在教師的指導下開展活動。

在興趣小組活動內容的選擇上，考慮到《環境微生物學》的課程特點和教學大綱的要求，相應地擴展課程實踐的范圍，增添課程實踐的趣味性、應用性。在多年教學過程中，我們發現環境相關專業的學生對實際應用的專業知識技能很感興趣。因此，課外興趣小組的活動內容應貼近環境相關專業的實際應用，以使學生能夠應用基礎知識技能解決實際問題，達到環境專業相關工作崗位的需求。課外興趣小組的主要活動內容包括：環境質量調查、實驗設計、實驗操作、學術資料收集整理、科研論文撰寫等。在充分考慮本學院的教學、科研條件后，我們設計了以下八項活動項目：

（一）微生物區系調查

在校園內以及周邊環境的土壤、水體、建筑物及樹木表面、各種食品表面、各種場所空氣中采集微生物樣品，于實驗室內用培養基平板進行分離、純化、培養，通過觀察菌落及細胞形態，PCR擴增DNA片段測序，以及一系列生理生化實驗等鑒定物種，歸納各環境中的微生物種類區系和時空分布特征。

（二）微生物資源探尋

在校園內以及周邊環境的土壤、水體中采集微生物樣品，于實驗室內用培養基平板進行混合培養，進行蛋白質、脂類等分解實驗，挑出能降解特定有機物的菌落進行鑒定，擴大培養后再測試其降解能力。

（三）水體富營養化調研

于校園內池塘及校園周邊的湖泊采集水樣，監測浮游植物群落結構、測定細菌總數、大腸菌群數、水體氮、磷濃度等指標。比較各水體數據，判斷水體營養狀況，分析水體富營養化的成因，預測可能的危害，并最終提出治理措施。

（四）活性污泥馴化及有機廢水處理

于校園內池塘及校園周邊的湖泊，水渠等水體采集底泥，于實驗室內觀察，純化，用由低到高濃度的生活污水進行馴化培養，并測試其降解生活污水中有機物的能力。

（五）堆肥發酵處理有機固廢

搜集校園內以及周邊環境的生活垃圾中的有機固廢，分揀、調配后采用厭氧和好氧堆肥方式，降解復雜有機物，制成腐殖質肥料。

（六）大型可食用真菌栽培

以棉籽殼、雜木屑為基質，配制真菌培養基，接種平菇、金針菇、雙孢蘑菇等可食用菌類，定期觀察菌絲生長情況、形態特征。長出大型子實體后測定真菌多糖、蛋白質等活性成分。

（七）致突變物檢測

用Ames致突變實驗、發光細菌毒性實驗等方法，測定市售食品、飲料、調味品、化妝品、涂料以及實驗室廢水的致突變性。

（八）環保意識形態調查與宣傳

在校園內的學生及校園周邊群眾間開展關于環保意識形態的問卷調查；開展若干環保宣傳活動，包括編寫、散發環保宣傳冊，開展環保講座和知識競賽等。

二、課外興趣小組的效果評價

在為期1年多的課外實踐興趣小組活動中，各項目小組均取得了一定成果，以數據或產品的形式整理并匯總至指導老師。其中，水體富營養化項目小組完成學術論文一篇。同學們均為通過自身努力取得的成果感到高興。

（一）提高學習積極性

課外活動與理論課上的知識講解和實驗課上的按部就班實驗操作不同，學生需要應用所學知識技能，發揮創造力去解決實際問題，具有較高挑戰性，從實際應用角度激發學生去學習相關知識。而且，讓他們自己動手去解決問題，比起聽從教師講解知識和實驗步驟更接近這些90后學生的個性，他們對所做課外活動項目充滿興趣，能自發去查閱相關資料，自主學習。另外，通過課外活動，學生們親身體會了專業知識技能在實踐中的應用，對本專業的認可度提高，對將來走上專業相關工作崗位的信心得到提升。他們認識到，目前好好學習知識技能，對自己的將來發展有好處，所以提高了自主學習的積極性。

（二）促進知識的融會貫通

本學科涉及知識面廣，涉及許多抽象的概念，而許多環境專業的學生的生物學基礎知識較為薄弱，覺得書本中許多概念難以通過教師的講解完全領悟，而實驗課的課時有限，很難照顧到所有知識點。在課外活動中，書本中抽象的概念轉變成了看得見、摸得著的感官體驗。例如，在課堂上講解“水體富營養化的概念”，就算輔以水華現場照片、視頻，也比不上學生親身去水華現場觀察水體顏色，嗅嗅水體味道，用手感受水華的觸感，觀察周圍環境，思考水華發生的可能原因等等。學生將水樣帶回實驗室在顯微鏡下觀察，就能清楚的理解水華到底是什么概念。再如，課堂上，許多學生反映對于活性污泥為什么能夠降解污染物不太理解，在課外活動中，學生自己動手馴化污泥，用于降解有機污染，對于活性污泥的性質、作用原理就掌握的更加充分。課外活動中，學生應用親身體驗進行知識內化，促進了知識的理解和掌握。

（三）提高動手能力

長期以來，以筆試為主要形式的課程考試引導學生的學習以書本知識的記憶為主。而本課程實踐性較強，需要培養學生理論聯系實際，應用所學知識技能解決實際問題的能力。實驗課上按照講義上的操作步驟進行實驗難以真正提高學生動手能力。在課外活動中，學生自主的應用知識技能解決實際問題，自發探索解決問題的方法，進行專業技能訓練，在教師的輔導和糾正下，更好的掌握和熟練專業技能。比如微生物學中常用的無菌操作技術，在本次課外活動中，學生在教師指導下練習數次，已能規范的進行操作。

（四）提高綜合素質

通過課外活動，增進了學生對本專業的了解，在專業訓練中培養了敬業精神、邏輯思維能力，同時，也發展了學生的團隊協作和溝通能力，語言表達能力，社會責任感。本專業具有較強的科研性質，學生通過課外活動中的科研項目訓練，開拓了視野，培養了嚴謹的治學態度和創新精神。更為重要的是，本專業工作較為艱苦，在實踐活動中培養了學生吃苦耐勞、克服困難的意志品質。課外活動培養了學生諸多方面的綜合素質，為將來走上社會工作崗位奠定了堅實的人格基礎。

三、開展課外活動的經驗

學生興趣小組的活動項目最好與教師的科研項目相關，以利于學生學習教師在專業領域最為先進和熟練掌握的知識技能，最大限度提高學術水平，開拓視野；學生實驗成果也可啟發教師學術思想、補充教師的科研項目，教學相長；且可利用現成的科研平臺。

由于學生大三下學期和大四需要準備找工作、實習和考研，時間較為緊張，而大一的學生多數尚未學習專業課程，專業知識尚缺，故學生最好在大二參加興趣小組，大三期間結束活動。

學生閱歷尚淺，在室外及實驗室內，一定提醒學生注意安全。在校外不要擅自離開團隊，在實驗室內注意各種化學試劑、及用電用火安全。

學生的學習基礎不一，性格不同，各有特長，在專業領域的興趣點也不一樣。在課外活動中，需要因材施教，給各個學生安排不同的活動任務。比如有些學生性格文靜，適合靜下心來專研文獻資料；有些學生活潑好動，適合動手實驗；有些學生性格開朗外向，適合做些溝通、宣傳之類的工作。對于學習基礎好，悟性強的同學，不但要求其對整個活動涉及的專業知識技能熟練掌握，還需要培養其科研精神，創造力，以為社會培養更高層次的專業人才。

在課外活動項目的設計過程中，需要考慮學校及周邊環境的特點，因地制宜。比如中南民族大學周邊湖泊眾多，人口稠密，適合開展水體富營養化的研究。

四、存在問題與改進措施

我們的課外小組活動，建立在學生興趣的基礎上，學生自發報名參加。參與面并未覆蓋整個專業班級。為了更全面的提升教學質量，在學校層面，可采取一些更為有效的激勵機制，比如制定相關政策，將參與課外活動納入學科培養體系，學生參加課外活動并考核通過可獲得學分。東南大學在這方面做了有益嘗試，并取得良好成績[11]。

我們組織的課外活動，無學校政策支持，處于“散兵游勇”狀態。為了營造學生課外活動氛圍，提高師生參與率，學校還需提高組織管理水平。為此，主管學生科技活動工作的團委、教務處、學工處等部門，需要重視制度化建設，以健全的規章制度增強組織管理的科學化、規范化水平。在學生課外活動的組織管理工作方面，重點抓活動申報、過程指導、成果展示三個環節[12]。有效地促進學生課外活動正常開展，對推動學生課外活動經常化、制度化奠定有力基礎。

我們的課外活動經費主要來自教師的教學研究項目。隨著課外活動在學生中廣受好評，參與課外活動的學生人數大幅增加，活動金費緊張就成為了制約開展課外活動的主要因素之一。因此，需要拓寬資金來源渠道。學校的教務處、科技處、學生工作處等部分可以制定相關政策，定向支持學生的課外活動項目，形成各部門通力支持的良好局面。另外，還可走出校園，尋求企業合作、爭取社會贊助等方式增加投入經費總量，以保證課外活動廣泛深入開展。

五、結語

為了提高環境專業學生的實踐能力，我們探索了課外活動的開展方式，取得良好的效果。在課外活動中，通過讓學生應用所學專業知識技能，解決實際問題，提高了學生的學習積極性，促進了知識的融會貫通，提高了動手能力，培養了綜合素質。然而，課外活動的組織、開展還有許多需要改進之處，以進一步提升教學質量，提高學生專業水平和綜合素質，為社會培養優秀的環境專業人才。

參考文獻：

[1]趙錫奎，顏曼莉，盧雄，向詠，鄭子瑩.基于專業發展的大學生課外活動新模式研究[N].四川教育學院學報，2009，（3）：1-11.

[2]李京彬，李敬儒.“三位一體”大學生課外活動體系探索與實踐[J].教育教學論壇，2014，（7）：175-176.

[3]林樺.大學生課外活動參與狀況調查和影響因素實證研究[J].中國高等教育評估，2013，（4）：59-62.

[4]鄭志軍，陳松茂，胡青春.結合課外創新活動提高本科生工程實踐能力[J].實驗技術與管理，2014，（88）：25-27.

[5]王布勻，劉傳鳳，彭其安.論如何充分發揮生物工程專業大學生課外科技活動的作用[J].江西化工，2013，（3）：198-200.

[6]何健民，李曉眠.通過醫學微生物學課外活動提高學生的創新能力[N].山西醫科大學學報（基礎醫學教育版），2004，（6）：114-115.

[7]劉傳文，聶風華，蘇陽，馬揚越.清華大學學生課外學術科技活動調查與研究[N].清華大學學報（哲學社會科學版）.2001，增（1）：121-125.

[8]王秋華，魯秀國，吳彩斌，胡鋒平，張衛風.開展“環境微生物學”課外實踐小組的探索[J].實驗室研究與探索，2010，（2）：99-102.

[9]陳振夏.大學生課外活動參與狀況調查與研究[N].華中農業大學學報（社會科學版），2005，（59）：118-121.

[10]單愛琴，裴宗平，白向玉，劉漢湖，程偉，肖昕，雷靈琰.“環境微生物學”創新能力培養應用實踐[J].教育與教學研究，2014，（5）：67-78.

[11]鳳啟龍.大學生課外學術科技創新活動體系建設探析[J].高等教育研究，2009，（3）：96-99.

[12]趙剛，朱紅根，劉小春.高校大學生參與課外活動的長效激勵機制探析[N].江西農業大學學報（社會科學版），2007，（2）：154-156.