研究生課程環境工程微生物學教學案例庫建設探討

白建峰 顧衛華 莊緒寧 趙靜 王景偉

摘要：本文以上海第二工業大學環境工程領域工程碩士培養為例，探討了環境工程專業課程環境工程微生物學教學案例庫建設思路及其在建設過程中的體會，提出以研究型和工程型案例相結合貫穿于課程教學過程中，啟發研究生開展后續研究工作的思路，以期為探索更好的培養工程應用型人才教學模式提供支撐。

關鍵詞：環境工程微生物學；教學案例庫；工程碩士

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0235-02

工程碩士專業學位自1997年首次設立以來發展迅速[1]，在2011年，教育部提出了“服務國家特殊需求人才培養項目”，著重培養工程碩士專業人才。上海第二工業大學在2011年獲批“服務國家特殊需求人才培養項目”，開展環境工程（電子廢棄物資源化方向）碩士學位專業研究生的培養[2]。學校自2012年首次招收環境工程領域工程碩士，截至目前共招收143名學生，其中已有60名學生畢業。

環境工程微生物學作為一門以微生物技術處理環境問題的課程，以其技術的廣泛性被納入到環境工程領域工程碩士培養中。本文根據3年多來給工程碩士講授環境工程微生物學這門課程的經歷，以上海第二工業大學環境工程領域工程碩士培養為例，談談研究生課程環境工程微生物學教學案例庫建設設計思路及其體會。

一、教學案例庫的概述及類型

教學案例庫是指教師為了更好的指導學生、實施案例教學而建立的用于存放所有案例的一個集合，其案例的來源及形式可以是多樣的。對于本文提到的環境工程微生物學教學案例，可以選擇微生物技術在土壤、水體環境中的應用。通過這些不同案例的分析，可以加深學生對基礎知識的理解和提高運用知識解決實際問題的能力，還可以激發學生的學習熱情，提高教學效率。

基于上海第二工業大學環境工程領域（電子廢棄物資源化）工程碩士的培養目標，環境工程微生物學教學案例類型分為兩類：一類是以研究生開展研究所需的思路模式，即選擇已解決某一具體問題，從研究工作角度來說該項目已經完成；另一類是面向實際工程研發過程解析類的案例，選擇采用本課程相關學科方向的技術，解決某個具體的工程問題，能說清楚從實驗室基礎研究到實際工程應用的全過程。

二、教學案例庫中的實際案例

（一）微生物與電子廢棄物方向

上海第二工業大學開展的環境工程碩士學位專業研究生培養的方向，本就是電子廢棄物資源化方向，在微生物應用于電子廢棄物中金屬資源化方向有著較為深入的研究，其與廣東惠州某公司合作開發的項目“微生物法回收廢線路板中有價金屬成套工藝與裝備”已經完成半工業化試驗。該項目可以很好的展示微生物技術從最初的實驗室內菌種篩選、菌種馴化、浸出條件優化、工藝控制參數、進一步放大試驗、工業化運行等階段，因此將它納入到環境工程微生物學教學案例庫可以使得今后教師在該方向上的教學更加形象，并讓學生了解微生物技術研發與應用相結合時如何走完一個從實驗室內研究到工業應用的全過程。

（二）微生物與土壤污染方向

土壤中重金屬和有機物污染越來越受到人們的關注，微生物技術以其廣泛的適用性、經濟性被應用于污染土壤的修復中，不管是重金屬污染還是有機物污染，理論上總能找到一種或一類微生物遷移、轉化或降解土壤中的這類污染。將這類微生物與土壤污染方向納入到環境工程微生物學教學案例庫中，可以形象地說明微生物是如何在實際工程應用中進行土壤污染治理的。此外，由于在電子廢棄物拆解地會產生場地土壤污染，因此這也是上海第二工業大學“服務國家特殊需求人才培養項目”環境工程領域工程碩士研究生培養中必須要關注的內容。

（三）微生物與污水處理方向

與土壤污染一樣，在電子廢棄物拆解產地也會造成水體污染。以重金屬鉈為例，鉈元素對人體的最小致死量為12mg/kg[3]，因此污水中必須控制鉈的含量，地方標準中含鉈廢水處理后鉈濃度需低于5μg/L，對于類似超低痕量級的鉈來說，很難利用純粹的化學或物理法將污水中鉈的含量降低至標準以內。實驗室研究表明，利用微生物的代謝產物和配合一定量的化學試劑可以達到上述要求，將微生物與污水治理方向納入到環境工程微生物學教學案例庫中，對于該領域工程碩士的培養同樣重要，它可以使學生在課堂上就能清晰了解到相關微生物技術在電子廢棄物領域的全方位應用概況。

（四）微生物與現代生物技術方向

現代生物技術的發展使得人們可以隨心所欲的改造微生物，以達到為人們服務的目的。在以電子廢棄物資源化為主要方向的環境工程微生物學教學過程中，將微生物與現代生物技術方向納入到環境工程微生物學教學案例庫中，可以使學生及時掌握最新生物技術前沿及科學合理的研究方法。

三、教學案例庫評估及運行效果

環境工程微生物學案例庫是由學校和企業雙方共同完成的，這可以充分利用學校的科研優勢及企業的工業運行經驗與實際工程，可以真正做到理論與實際相結合。教學案例庫的評估是以先對研究生進行一段時間的案例教學，后以研究生的相關反饋意見，最后以學校和企業相關負責人依據研究生的反饋意見進行評估，標準是通過該系列功能完備的案例，讓研究生在開展相關類型研發工作時從思路和模式上獲得研究型與工程應用型兩方面的啟發，便于后續開展研究工作時少走彎路。目前，環境工程微生物學教學案例庫教學獲得了研究生的認可。在實際授課過程中，不僅可以激發研究生的學習熱情，而且能提高教師的教學效率。

四、結論

環境工程微生物學教學案例庫由研究生開展研究所需的思路模式類、面向實際工程研發過程解析類兩種類型案例組成，具體包括微生物與電子廢棄物方向、微生物與土壤污染方向、微生物與污水處理方向、微生物與現代生物技術方向。最終評估是由學校、企業、全體工程碩士研究生共同參與。該類型的教學案例庫既可以激發研究生的學習熱情，又可以提高教師的教學效率。

參考文獻：

[1]李九天，唐國金.關于提高課程教學對工程碩士論文研究支撐作用的思考——以國防科學技術大學航天與材料工程學院航天工程領域的培養為例[C].湖南學位與研究生教育學會.湖南學位與研究生教育學會2005年學術年會論文集，2005：323.

[2]朱臻佳.上海第二工業大學形成“工程導入”工程碩士研究生培養模式 著力培養環境工程人才[N].東方教育時報，2015-11-25（8）.

[3]韓濤，等.鉈中毒臨床特征及神經損傷機制研究進展[J].國際神經病學神經外科學雜志，2012，39（1）：94-97.