研討式學習框架下《環境工程微生物學》教學設計與思考

熊尚凌

摘要：為解決傳統以教師講授為中心的課堂模式效率不高的問題，以研討式為主的教學改革正在全國以不同方式推進。《環境工程微生物學》是環境科學與工程專業必修的一門專業基礎課，為后續核心專業課程的學習提供微生物學理論基礎和相關實驗技能。本論文基于研討式學習模式的理論框架對該課程進行了優化整合，根據課程特點融入了生命科學通識教育知識，提高了課程效率，擴大了學生的知識面，為類似課程教學改革提供參考。

關鍵詞：研討式學習；教學設計；環境工程微生物學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）22-0204-02

一、引言

《環境工程微生物學》是環境工程、環境科學等專業必修的一門專業基礎課，課程的主要目的是利用微生物學的理論與技術，研究有關的環境現象、環境質量及環境問題。通過本課程的學習，使學生系統地掌握環境微生物學的基礎理論，掌握微生物在環境中所處的地位以及在廢水、廢渣的生物處理、水體、土壤、大氣污染等領域中所起的作用，從而為進一步利用微生物技術治理環境服務。國內各高校根據培養目標不同，在該課程的側重點上各有不同[1，2]。

傳統的教學模式下，教學的過程一般是老師講授、準備、示教，在理論課中，學生遭受“填鴨”，被動地接受知識的轟炸，缺乏理解和思考；在實驗課上，學生則對照實驗指導書按部就班，依葫蘆畫瓢，對實驗結果不明就里，稀里糊涂，不懂分析。這種學習方式往往導致學生養成被動接受的習慣，缺乏創新和主動思考，學習的興趣和積極性更無從談起；這樣培養出來的學生多數自學能力不高，動手能力不強，尤其是缺乏獨立分析問題、提出問題和解決問題的創新和實踐能力，無法適應現代社會的需求。

當前高等教育教學改革的指導思想和最終目標，是要努力提高學生的綜合素質，培養具有創新精神、創新能力的人才。為實現這一目標，微生物學教學就必須改變傳統的教學理念和教學模式，教師應以培養學生的能力、掌握科學的學習方法為主要目的[3]。因此，在實際教學中就要充分調動學生的學習積極性和主動性，運用各種途徑提高微生物學教學效果，既培養學生的創新精神與實踐應用能力，又使學生順利掌握微生物學理論和應用技術，以適應人才培養的要求。基于此背景，本論文總結和歸納了該課程的課堂教學改革的方法和成果，為相同領域教學工作提供參考。

二、教學設計的優化與調整

《環境工程微生物學》主要涉及兩大塊任務，基礎的微生物學問題和環境工程中的微生物學應用問題，實際上涉及兩門學科的交叉融合，即微生物學和環境工程學。這兩門學科都有成熟的知識結構體系，如何在為期48學時的教學中，將它們有機地結合起來，達到培養目標是一個難題。根據學科特點，我們對該課程進行系統的改革、調整和梳理。

1.傳統講授與研究性合作教學有機結合。根據該課程兩塊教學任務的知識結構特點，筆者采用不同的教學方法。微生物學基礎部分，由于涉獵的知識面廣，涉及到形態學、微生物學實驗技術、生理生化、遺傳與變異等問題，該部分由教師主講，圍繞環境工程中必須掌握的知識點講透徹，與專業關系不大的部分鼓勵學生課外學習。關于環境工程應用中的微生物學問題部分，采用研究性教學方法，分列為14個主題任務，由學生課外自主學習和課堂精講相結合，充分發揮學生的主觀能動性，課外查閱學習大量的文獻資料和視頻資料，將主題總結成報告的形式，再回到課堂討論學習，全程在教師的引導下展開。

2.生命科學通識教育貫穿于教學始終。西方高校的通識教育中，生命科學類課程占有重要的地位，生命科學是哈佛大學通識教育8大課程模塊之一。這些課程探討、理解與生命相關的一系列主題，為學生提供了評價科學學說、實驗發明的別樣解釋和理解。而且，對生命的理解有助于學生對科學與生命工程進展所驅動的生活變化做好準備[4]。

包括生命起源、適應與改變環境的方式、人類發明影響生命軌跡的路徑等，在生命科學已經滲透到現代社會與生活的各個領域的新時代，生命科學的素養教育已經成為高等教育中“通識教育”不可或缺的重要組成部分，成為本科人才培養的“必需”環節。首先，生命科學素養的理念是未來各個行業工作的基本需要；其次，生命科學素養的理念與知識將成為一個人未來生活的必需，在就醫、健康、飲食等方面給予正確的指導，使現代人可以擁有高品質的生活；再次，生命科學素養的培養能夠滲入人的思維與創新能力，改變一個人觀察與思考問題的方式，以全新的視角去認識和感悟生命以及生活的本質。這使得一個人的人生觀、價值觀、道德觀以更加科學的方式契合，使來自各個不同專業學科的同學在未來的工作中均注重與自然、社會的和諧發展；最后，具有生命科學的知識、理念等基本素養為促進未來交叉學科人才的產生打下良好基礎。

該課程是環境工程專業課程體系中唯一門設計生命科學基礎問題的課程，因此肩負著“通識教育”的教育教學任務。將生活中常見的問題穿插到課堂教學中。例如：為什么只有茅臺鎮才能釀出茅臺酒？對付流感為什么就沒有“疫苗”？“轉基因”到底是個什么概念，有那么恐怖嗎？“灰指甲”為什么難以治療？等問題。通過這問題的講解和探討，讓學生理解基本的生命科學問題和現象，擴大知識面，提高生命科學素養。在課堂教學中充分應用生活中實際案例，通過對案例的剖析，讓學習理解其中的生物學和微生物學原理，抓住問題的本質，破除迷信和一些荒謬的認識，正確科學地理解生活中常見的生命現象和生物及微生物科技。

3.結合環境工程實際案例教學。案例教學是工科專業教學的重要教學手段，也為廣大教師和學生所熟悉，在教學實踐中，案例教學有許多具體形式。如案例分析與問題解決示范、基于理論的案例總結和歸納、實驗、實訓教學中的演示與指導等等。案例教學作為傳統的教學模式對學生的學習遷移具有重要意義，同時，案例教學在引導學生解決問題時，更多地立足于具體的樣例而不是抽象的規則，提供了一種有效的問題解決式的創造性學習形式。把對抽象知識適應性地用于具體現象的教學要求轉化為具體案例的形式，易化了學習內容。合理有效的案例教學與理論教學有機結合可以最大限度地減輕學生的認知負荷，提高學習效率。《環境工程微生物學》的理論與實踐教學都是為后續環境工程教學提供基礎，學生在環境工程學習和工程實踐中所面臨復雜而具體的實際問題是任何教學都無法準確預測和全面涵蓋的，依靠案例教學產生的學習遷移顯得尤其重要。

該課程教學中大量結合工程實際案例，例如：水體富營養化的認識和對策、活性污泥法處理生活污水的原理和問題、各種污水處理工藝的特點和微生物學原理、難降解化合物的微生物降解問題。

參考文獻：

[1]楊朝暉，曾光明，劉云國，楊霞.環境工程微生物學教學改革的探索與實踐[J].大學教育科學，2004，（3）：45-47.

[2]肖相政，陶雪琴，童英林.信息技術條件下《環境微生物學》教學改革探索[J].教育教學論壇，2015，（50）：97-99.

[3]蔡袁強.“雙一流”建設中我國地方高水平大學轉型發展的若干思路[J].中國高教研究，2016，（10）：33-37.

[4]蔡忠兵.當前高校開展通識教育的困境與對策[J].教育探索，2010，（7）：81-82.