環境微生物學實驗課程教學改革的探索

黃輝 李梅 任洪強

摘要：環境微生物學實驗是環境工程專業的重要實驗課程，其基本教學任務是培養學生掌握環境微生物學的基本研究方法和實驗技能，以及獨立開展實驗的能力、團隊合作精神及科研素養。文章圍繞課程目標，重點介紹了課程內容、教學方法及考核方式等方面的改革探索，以強化課程的實踐導向、應用導向和創新導向及學生主體地位的發揮，更好地適應新形勢下應用型、創新性、復合型高素質環境工程專業人才的培養需求。

關鍵詞：環境微生物學實驗;環境工程;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）43-0091-02

環境微生物學實驗是環境工程專業的重要實驗課程，通過本課程的學習，要求學生掌握環境微生物學的基本研究方法和實驗技能，以及獨立開展實驗的能力、團隊合作精神及科研素養，為深入理解環境保護中的微生物學原理和微生物監測在環境保護中的應用、開展環境微生物學相關研究奠定基礎。

南京大學“環境微生物學實驗”并未有統一的、系統性的環境工程微生物學實驗理論和方法的教材，一般沿用傳統微生物學實驗及環境科學專業相關實驗項目，存在實踐性、應用性和創新性不強、與環境工程專業契合度不高等問題。另外，傳統的教學模式和成績評定也限制了學生主體地位的發揮，不利于對學生應用創新能力的培養[1]。因此，在教學過程中，筆者嘗試從課程內容、教學方法及考核方式等方面進行改革，以強化課程的實踐導向、應用導向和創新導向及學生主體地位的發揮，更好地適應新形勢下高素質環境工程專業人才培養需求。

一、構建“基礎+提升”的漸進式教學內容體系，強化實踐和應用導向

圍繞課程主體內容，設計“基礎+提升”的漸進式教學內容體系，兩大部分的實驗教學又分為必修實驗單元和選修實驗單元，其中，基礎實驗技能部分涵蓋培養基的配置和滅菌、各類微生物的形態觀察、微生物的染色（革蘭氏染色）、細菌的純種分離和純化、微生物的生理生化反應、水的細菌學檢查、活性污泥中生理類群微生物（氨化細菌）的檢測等必修實驗單元，主要承擔訓練環境微生物實驗基本操作技術的功能;在選修實驗單元針對性設置活性污泥中原生和后生動物的觀察[2]、菌種保藏、激光共聚焦顯微鏡的使用等，加深學生對水處理中典型微生物的直觀印象，增強學習興趣。

實驗技能提升部分以典型應用場景為導向，設置涵蓋活性污泥呼吸速率的測定、活性污泥ATP的測定、有機污染物的微生物降解、水處理微生物實驗考察交流等4項綜合實驗，并配套設置細菌生長曲線的測定、脫氫酶活性的測定、發光細菌的急性毒性試驗、生物膜反應器的掛膜啟動等選修實驗單元，主要承擔對前述基本操作技術的綜合運用能力[3]，提高學生對微生物學原理的深入理解，強化實踐和應用能力培養。

二、探索“問題切入+研教互促”的新型教學方法，強化應用和創新導向

開展“問題切入+研教互促”的新型教學方法探索，即以微生物之“可見”、“可知”、“可感”、“可用”作為問題切入的總脈絡和教學模塊，將微生物的檢測與破壞去除、微生物的營養與代謝、微生物的結構、微生物的生長與活性、微生物的開發與利用、微生物技術應用等漸進式教學內容與必修/選修實驗單元合理匹配，增強學生對環境微生物學思維、理論、技術的認知理解和系統思考能力。

適時引入環境微生物相關前沿研究熱點，以及筆者承擔的科研課題及工程實踐故事，拓展出新型滅菌方法及其設計、ANAMMOX細菌、生物膜形成微觀表征方法、微生物活性的在線檢測、微生物利用新技術等問題，從而形成問題與實驗交融的開放而螺旋上升的緊密型鏈式循環，破除以往環境微生物學實驗內容單一、彼此孤立的困境，提高實驗的系統性、科學性。

三、推廣“過程+質量”的多元學業考核方法，強化主體意識和綜合素質

改變以往以實驗報告作為成績評定主要依據的考核方式，推廣“過程+質量”的多元學業考核方法，提高平時成績在最終成績中的占比[4]，改革后課程的總評成績由平時成績和實驗報告2個部分組成，平時成績占比70%，包括實驗預習（占比20%）和實驗操作（占比50%），實驗報告占比30%。實驗預習主要考核學生對實驗項目的預先學習情況，通過預習報告體現;實驗操作主要考核實驗操作的規范性、實驗結果的準確性和可靠性，以及實驗效率;實驗報告主要考核實驗報告內容的完整性、規范性以及實驗結果的準確性和可靠性。

筆者創新性探索設置水處理微生物實驗考察交流單元，通過分組觀摩相關研究團隊開展的典型水處理微生物實驗，進行集中現場記錄、資料收集、整理匯報及總結展望[5]。借助此種“第二課堂”的應用場景式教學示范，開展“回頭看”和“向前看”，能充分鍛煉學生發現問題、觀察分析問題、解決問題以及思考新問題的能力，有效地增強學生主體地位的發揮，提升其綜合素質，一經試用，即受到廣泛好評。

四、結語

通過構建“基礎+提升”的漸進式教學內容體系，探索“問題切入+研教互促”的新型教學方法，推廣“過程+質量”的多元學業考核方法，可強化課程的實踐導向、應用導向和創新導向及學生主體地位的發揮，切實提高環境微生物學實驗課程教學效果，助力新形勢下應用型、創新性、復合型高素質環境工程專業人才培養。

參考文獻

[1]徐愛玲，宋志文，夏文香，等.“環境工程微生物學”實驗教學改革初探[J].微生物學通報，2018，45（3）：691-696.

[2]潘少兵，孫慧群.環境工程微生物學實驗教學內容優化研究[J].中國微生態學雜志，2010，22（9）：841-842.

[3]李玉瑛，李冬利，李冰，等.環境微生物實驗教學內容和考核方式的改革與探索[J].廣東化工，2018，45（21）：115-116.

[4]劉秀艷，陳婷婷，陳琳，等.環境微生物實驗教學改革的探索[J].教育教學論壇，2018，（39）：269-270.

[5]黃輝.提高環境工程專業環境微生物學課程教學效果的探索與實踐[J].江蘇科技信息，2019，36（17）.