新農(nóng)科背景下水處理微生物教學改革探討

沈楨　許航　張磊　梅才華　商娟　蔡元妃

【摘要】習近平總書記提出了以“立德樹人”為根本，發(fā)展以強農(nóng)興農(nóng)為己任的新農(nóng)科教育，培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)的新型人才。水處理微生物學是給排水科學與工程專業(yè)中一門重要的必修課，為其他課程提供微生物方面的基礎。本研究在新農(nóng)科背景下，從教學內(nèi)容、教學方法及考核方法三個方面探討了水處理微生物課程改革方案，以促進學生學習興趣與創(chuàng)新能力的提高。

【關鍵詞】新農(nóng)科;水處理微生物;課程改革

引言

習近平總書記提出“以立德樹人為根本，以強農(nóng)興農(nóng)為己任，拿出更多科技成果，培養(yǎng)更多知農(nóng)愛農(nóng)新型人才”。“新農(nóng)科”是以立德樹人為根本，以生態(tài)環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)、國家糧食安全、鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展為重要使命，促進學科創(chuàng)新，培養(yǎng)適應農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設的農(nóng)林專業(yè)新型人才，提高學生的創(chuàng)新實踐能力和科研素養(yǎng)。“新農(nóng)科”的根本內(nèi)涵在于一個“新”上，是指當代由于網(wǎng)絡信息技術(shù)的快速滲透與發(fā)展，針對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)而提出的新型農(nóng)業(yè)教育。新農(nóng)科建設將提升農(nóng)業(yè)價值鏈、重塑農(nóng)業(yè)教育鏈、拓展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，加速我國從農(nóng)業(yè)大國向農(nóng)業(yè)強國的邁進。

水處理微生物學是一門包含了病毒、原核、真核微生物、微生物的生長繁殖、遺傳變異、微生物的結(jié)構(gòu)等基礎知識以及工業(yè)廢水與飲用水生物處理方面的微生物學理論的重要必修課。它是給排水專業(yè)學生從事各項實踐工作所必須依托的知識體系。該課程能使學生更好地了解微生物學領域的最新發(fā)展方向，同時還能培養(yǎng)學生們的創(chuàng)新能力，將學習到的理論知識應用于實踐，為今后從事污染整治、給水排水設計、水質(zhì)監(jiān)測等工作奠定堅實的生物基礎。

1.教學內(nèi)容的改革

1.1優(yōu)化教學內(nèi)容，突出重點

從教學內(nèi)容的優(yōu)化和改進出發(fā)，通過對本課程進行教學改革可以有效發(fā)揮其指導作用，促使教師圍繞教學內(nèi)容引導學生掌握知識，提高實踐能力。水處理微生物學與三大基礎化學以及水質(zhì)工程學等課程有著一定的關聯(lián)性，并且大部分學校的給水排水科學與工程專業(yè)沒有設立動物生物學、細胞生物學、遺傳學等生物課程，大部分學生的微生物學基礎偏弱。且本課程的教學內(nèi)容繁雜，知識體系零散，且較為抽象，常常會使學生們喪失學習熱情。因此，基于皖江工學院的人才培養(yǎng)特色，面向地方應用型高水平大學建設需求，對本課程的結(jié)構(gòu)體系與教學內(nèi)容適當進行整合和優(yōu)化，尤其是面向未來的新農(nóng)村建設中的排水體系建設，增加了面向低濃度生活污水的微生物培養(yǎng)和馴化，進水水質(zhì)和水量不穩(wěn)定情況下微生物活性的保持等知識點，強調(diào)微生物在水處理過程中發(fā)揮的作用，使整個知識體系更加合理，重點突出。

1.2改革實驗教學，教學與實踐結(jié)合

實驗內(nèi)容教學可以有效的提高學生的創(chuàng)新與動手能力，學生對于實驗都存在一定的積極性，愿意自己動手嘗試，在保證實驗安全的前提下可以提高其在課程教學中所占的比例，實驗教學一般都是教師全權(quán)負責學生實驗的前期準備工作，以及實驗后的整理，學生僅僅參與實驗的部分操作內(nèi)容，對整個實驗不夠了解，獨立思考問題及解決問題的能力較弱。為此，要改革其教學實驗內(nèi)容，課前布置學生預習，按照教學內(nèi)容邀請學生一起準備實驗，提出實驗方案，完成試驗后一起分析實驗數(shù)據(jù)。另外，水處理微生物課程是一門實踐性很強的專業(yè)基礎課程，結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下農(nóng)村污水實際工程案列，解釋水處理微生物在水處理中作用，結(jié)合了解學科發(fā)展的前沿技術(shù)，更新知識體系。利用課余時間，帶領同學們參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，找出理論與實際的結(jié)合點，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研一體化，做到學以致用。

1.3擴展教學內(nèi)容，講述前沿技術(shù)

近幾年來，生物技術(shù)的發(fā)展對人們的影響越來越重要，我國在微生物領域也取得了較大的進展。同時微生物學的快速發(fā)展也帶動了水處理技術(shù)的革新，而現(xiàn)有教材對于現(xiàn)有的新技術(shù)相對滯后，為了讓學生能夠了解前沿發(fā)展，避免畢業(yè)之后自身的知識體系與社會需求脫節(jié)，根據(jù)專業(yè)需要適當擴展教學內(nèi)容，將一些先進的理論和科研成果融入課堂教學，同時布置課后作業(yè)，讓學生更好的利用學校的科研平臺，查閱專業(yè)前沿的科研論文，總結(jié)提煉別人的科研成果，制作PPT進行課堂展示和討論，使本課程更具有探索性和科學性。例如DNA提取、PCR技術(shù)的原理及應用、基因工程在微生物方面的應用等。這些知識可以有效的增長學生的眼界，有利于更好的把握水處理技術(shù)的方向，為日后的走向工作崗位提供更充足的知識基礎。

1.4課程思政教育

習近平總書記在2016年的全國高校思想政治工作會議上提出要把思政工作貫穿到課程教學的整個階段，實現(xiàn)“三全育人”。“新農(nóng)科”建設要求培養(yǎng)卓越農(nóng)林人才，而立德樹人是培養(yǎng)人才的中心環(huán)節(jié)。因此在講述課程內(nèi)容之外還要充分挖掘教學中的思政教育，比如可以講述一些科學家的相關事跡，讓他們樹立正確的三觀，培養(yǎng)學生堅韌刻苦、精益求精的科學精神。通過講述這些科學家的愛國奉獻精神，引導學生樹立報效國家的遠大理想。同時由于微生物實驗存在一定的危險性，在進入實驗室前要提醒學生注意自身的安全，在操作過程中要滅菌處理，防止微生物擴散。培養(yǎng)其責任感以及生物安全意識。此外，在實驗過程中必須求真務實，嚴禁弄虛作假，培養(yǎng)學生誠實、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

2.教學方法和考核機制的改革

2.1利用多媒體技術(shù)教學

目前，多媒體技術(shù)由于信息技術(shù)的快速發(fā)展在課堂教學中得到了廣泛的應用 。 該技術(shù)可以將圖、文、聲、像集合在一起，更加生動形象，方便教師講解的同時還能激發(fā)學生的學習興趣。比如在教授微生物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)時，教師可以借助多媒體技術(shù)，將微生物的影像信息進行投影放大，有利于學生對其真面目的了解。結(jié)合動畫、視頻等方式，演示微生物的移動和繁殖等過程，使復雜的教學內(nèi)容簡單生動。使學生更好地掌握水處理過程中一些常見的微生物類群。

2.2積極建立網(wǎng)絡課堂

水處理微生物學涉及的領域廣泛，內(nèi)容眾多，僅僅通過課堂上有限的時間學習并不能讓學生們都很好的掌握，學校可以建設覆蓋全校園的網(wǎng)絡教學平臺，服務器由學校統(tǒng)一管理，保證全時段開放。利用該平臺建立網(wǎng)絡課堂，提供課程教學的大綱、參考文獻的清單以及典型案例，同時包括一些課后思考題、工程設計題等學習資料，學生可以在平臺上做題，留言并討論，為學生提供一個課后互助學習的平臺，增強了自主能動性，使學生可以隨時隨地鞏固課程知識，極大的拓展了學生的知識面。

2.3采用多種教學方式

隨著教育模式由應試向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變，單一的注入式教學方式要改良為多變式教學，根據(jù)不同的內(nèi)容采取不同的方法。如講解式、啟發(fā)式、討論式教學，通過多種教學方式的結(jié)合在發(fā)揮教師主導作用的同時又體現(xiàn)了學生的主體地位。

（1）講解式教學：講解式教學可以使學生形成認知結(jié)構(gòu)，強化其相關知識概念的學習 。基礎知識一般依靠學生自我閱讀以及教師的講解來理解，在講解過程中，避免完全照讀課本，要突出重點，對一些重要內(nèi)容詳細分析，不局限于課本。

（2）啟發(fā)式教學：教學過程中依據(jù)教學任務，在了解學習的客觀規(guī)律的基礎上從學生出發(fā)，采取多種方式結(jié)合，以啟發(fā)學生的思維，調(diào)動學習的積極性為目的。此教學方式的關鍵在于問題情境的設定。在課堂中，啟發(fā)學生進行思考，自己尋找答案。比如講授了好氧微生物處理技術(shù)之后，讓學生們?nèi)ゲ檎蚁嚓P的文獻和資料，了解國內(nèi)外該技術(shù)的應用情況。

（3）討論式教學：引導學生在課堂上討論，在授課過程中選擇部分主題讓學生自行通過閱讀教材、相關文獻以及資料，整理一份讀書報告并在課堂上宣讀，其他同學對其報告的內(nèi)容進行討論，發(fā)表自己的見解。最后對其進行歸納總結(jié)，使學生的學習態(tài)度由被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃印?/p>

2.4考核機制改革

考試是考察學生掌握知識的情況以及教師的教學效果的重要依據(jù)。為了使課程的考核更加綜合化，采取閉卷考試和實驗考核結(jié)合的方法，分別占70%和30%。同時還有占總成績30%的平時分，由課堂表現(xiàn)、出勤等組成，從而達到“考”與“學”的統(tǒng)一。傳統(tǒng)考試更傾向于對單一知識點的考查，而無法準確反映教學現(xiàn)狀，為此可以在閉卷考試內(nèi)容中設置部分綜合討論題，更好的了解學生對知識的掌握程度。

3.結(jié)語

“新”作為新農(nóng)科的根本內(nèi)涵，旨在加強學生的科研素養(yǎng)，強化科技創(chuàng)新意識，提高實驗實踐能力。當代科技高速發(fā)展進程下，對水處理微生物教學進行改革成為必然的趨勢，其中最關鍵的三個要素即為教學內(nèi)容、教學方法以及考核方式。在今后的教學實踐中，不斷引導學生關注水處理的相關熱點，以提高學生的參與度和積極性，進一步完善教學模式，這也是青年教師的職責所在。

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本文系教育部新農(nóng)科研究與改革實踐項目——面向公共衛(wèi)生安全的村莊排水課程校校協(xié)同育人改革與實踐。