化工專業環境生物技術課程教學改革初探

張 磊，常海星，邱發成

（重慶理工大學化學化工學院，重慶 400054）

環境生物技術是環境工程與現代生物技術相結合的新興交叉學科，是直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物的生產工藝，或者能夠高效凈化環境污染以及同時生產有用物質的人工技術系統[1]。本課程不僅涉及環境工程方面的相關知識，還涉及生物處理過程中的微生物學、分子生物學、生物信息學、發酵工程等生物學相關知識。當前的環境污染物中，大部分的有機污染物能夠作為底物，經生物過程處理后生成無毒無害的穩定物質，其中一部分有機污染物還可轉化成酒精、沼氣、蛋白等有用物質，實現污染物的資源化利用[2]。對于今后從事環境工程及其相關領域的學生，學好該門課程后能更好地應用生物技術解決環境中存在的實際問題。由于本課程的授課對象中有很多化工專業的本科生，這些專業學生在生物學方面知識相對匱乏，嚴重影響了學生的學習能動性，導致學習效率低。因此，本文結合教學實際，在教學團隊建設、教學內容、教學方法、考核方式四個方面探討其教學改革。

1 教學團隊建設

環境生物技術是一門涉及環境科學、生物學、化學的多學科課程。一個老師很難對每個學科的各項理論知識及技術達到精通的程度，導致很難應付人員眾多、研究方向各異的所有聽課學生的需求[3]。這就需要將研究方向、擅長領域不同的教師組成環境生物技術教學團隊，匯集到課堂上形成了一個有機整體。采用“以老帶新、老中青相結合”的方式，加強青年教師培養，提高教學質量。一個優秀的教學團隊，首先需要一個核心與靈魂。這個核心教師必須具有較高的學術造詣及豐富的實踐教學經驗，一個既具學術能力又具人格魅力的人才能擔當起領導一個團隊的責任。與此同時，該教學團隊的領導者還要德才兼備，具有較高的溝通協調能力和團結協作精神。除了核心教師以外，還需要一個科學合理的團隊構成。團隊成員不但要在專業領域、職稱水平、年齡層次、技術能力上形成良好的互補性，還要使團隊具有繼承性。一方面，充分發揮老教師“傳、幫、帶”的作用，提高青年教師的主動性和業務能力；另一方面，充分發揮青年教師的創新能力，構建一支“凝聚力高、競爭力強、創新能力突出”的專業教學團隊。

2 教學內容

環境生物技術課程的授課內容涉及微生物基礎、化學計量學、反應器及生物修復等理論，穿插了大量的生物學相關知識[1]。雖然本課程會首先為化工類專業學生講解微生物的形態、進化關系等微生物基礎，但涉及后續固體廢棄物的發酵過程，污水處理過程中微生物宏基因組分析等知識，學生就會覺得晦澀難懂。因此，教師應當結合本課程的授課內容，在教學初期除了講解微生物學的基礎知識外，也要為學生講解一些后續會用到的生物學基礎知識，例如DNA、RNA、蛋白質三者的結構、關系及功能，以及宏基因組、轉錄組等生物信息學知識。此外，在講授中，要以微生物為載體，融會貫通各章節之間的相互關系。比如在講授堆肥過程中微生物最適的C/N比時可以聯系廢水處理中微生物對C/N比的要求，有助于引導學生積極思考。

當前，環境污染物處理技術的發展日新月異，新方法新技術層出不窮。除了課本上的基礎性知識外，教學內容的編排一定要體現課程的前沿性，讓學生了解最新的環境生物技術研究成果[4]。這不僅能夠豐富教學內容，也能夠激發學生的積極性，增強學生思考及解決實際問題的能力。在具體講授過程中，要理論與技術相結合，先講解理論知識，再推演到相關的實驗技術，這樣學生就能更容易接受相關實驗技術的原理及其應用。比如在講解環境污染治理基因工程技術時，要提前給學生講解基因工程方面的相關知識，然后擴展到具體案例，提高教學效率及教學質量。

3 教學方法

環境生物技術課程比較抽象，在傳統教學過程中較為單調。網絡上存在大量的課件資源以及視頻資料，可以在授課時利用現代多媒體手段[5]，將環境生物技術的相關知識通過影音、圖片等形式展現出來，使得缺乏生物背景的化工專業學生能夠直觀、生動地理解相關知識[6]。比如，可以通過動畫或者視頻演示DNA的復制、轉錄以及RNA的翻譯過程，豐富課堂內容，提升教學效果，讓學生能夠更高效地接受相關知識。在教學過程中，還可以科研促進教學，介紹本學院部分教師的先進科研成果，鼓勵學生參與老師的科研項目，在科研實踐中促進教學。帶領學生參觀污水處理廠、垃圾填埋場等環保設施，使學生在工程實踐中鞏固理論知識。在教學過程中，由老師以課程內容為中心，介紹環境生物技術相關領域的新技術以及新成果，并結合課程相關理論知識，讓學生自己選擇相應的專題，在課程開展過程中模擬學術會議，進行課堂研討會。讓學生查閱環境生物技術相關領域最新的科研成果，在課堂上對相關內容進行文獻報告。這種教學方式有助于學生掌握并運用最新的知識，同時有助于培養學生的科研與創新思維能力。

4 考核方式

目前，大學生的課程知識考核主要還是以傳統的筆試為主，導致很多學生會采取死記硬背、考前突擊的方式來應對考核，教學效果差，考試后學生就全忘[7]。結合化工專業學生的知識背景，筆試的難度會進一步加大。因此，本課程的考核方式應當多元化，注重平時成績以及課外實踐，注重考查學習主動性。該課程的考核成績可以由三部分組成，一是課程的理論知識筆試成績，二是平時課程互動成績，三是課外實踐。筆試成績部分可以采用開卷或者閉卷，也可以采用提交報告的形式來進行考查，特別推薦提交環境生物技術所涉及的某個熱點的綜述論文，以規范的格式來進行撰寫，既鍛煉了學生的學術撰寫能力，又能夠讓學生自學很多知識。在平時成績方面，著重考查學生的出勤率，課堂積極性以及學術會議的參與性[8]。對于積極參與課堂學術研討會的學生予以額外加分，提高學生的學習主動性[9]。在課外實踐方面，鼓勵學生積極參與本學院老師的科研項目，或者參與校外實踐，最后以PPT的形式進行課堂報告，不論結果如何，只要學生積極參與、認真思考，均可加分。這要求教師在平時教學中，注重鼓勵和督促學生參與課程研討活動，記錄學生的發言次數及專題報告，作為成績評定的依據[10]。總之，在考核方式上不能單純以筆試為主，要用多元化的方式綜合考查學生的學習能力及主動性。

5 結語

“環境生物技術”是一門綜合性、交叉性、前沿性強較強的課程。教師一定要把握化工專業學生的知識背景，建設一支高效、創新力強的教學團隊。同時，在教學實際的基礎上，對教學內容、教學方法以及考核方式上進行針對性的改革。以社會需求為導向，強化學生的實踐能力，為環保行業培養有理想、有擔當的專業性人才。