工程教育專業認證視角下的“微生物學”課程建設的探索與實踐

魏 奇，周 莉，劉盛榮，張維瑞，陳美霞， 阮少江

（1.寧德師范學院生命科學學院，福建寧德 352100；2.閩東特色生物資源福建省高校工程研究中心，福建寧德 352100；3.福建省科技廳產學研合作示范基地，福建寧德 352100）

工程教育專業認證是我國高等教育的重要組成部分，實施工程教育專業認證有助于深化我國工程教育的改革，通過實施工程教育專業認證能夠提高我國高等工程教育質量，促進各院校教師人才隊伍的建設，培養五育并舉全面發展的接班人，幫助學生樹立正確的世界觀、價值觀和人生觀。工程教育認證是提高和保障工程教育質量的有效措施，也為工程教育提供了指引。工程教育應進一步回歸工程實踐，注重高階能力與創新能力培養，強化工程領導力的培養開發，創新工程教育的人文精神與社會公民意識培養的模式等[1-2]。

微生物與人們的日常生活息息相關，如酸奶、腐乳、葡萄酒、醬油等食品都涉及微生物的參與。“微生物學”是生物科學、生物技術、食品科學與工程、海洋資源開發技術等專業必修的基礎課程之一。“微生物學”是一門應用性較強的課程，所涉及的內容廣泛，與細胞生物學、生物化學、遺傳學等學科有著緊密的聯系。根據專業人才培養目標，對微生物學理論和實驗教學內容進行梳理，通過全方位強化課程知識應用、技術應用和知識創新應用教學，在課程教學過程中實現應用型人才綜合素質的全過程培養，從而實現課程教學與應用型人才培養相吻合。為了讓學生更好地掌握“微生物學”的相關知識點，在“微生物學”的教學過程中，通常將理論知識的講授和實驗的開展相結合，使學生能夠系統地掌握“微生物學”的相關知識點[3]。該課程主要介紹了微生物的種類、營養類型、遺傳變異和育種、新陳代謝等內容，從分子、細胞和群體水平上，系統地進行闡述，講明概念，全方面地講解微生物發展趨勢與重要方向。

1 優化課程教學內容

“微生物學”教學過程中要求授課教師多角度地思考，并且結合自身的教育背景，將學科前沿發展方向與傳統的教材內容相融合，提高學生的積極性，確保教學的質量。因此，任課教師需要做到課前認真備課，熟練掌握教學內容，明確教學目標，準確把握教材。在教學過程中，任課教師需要突出教材的重點與難點，對教材的主要內容進行詳細講解，引導學生對知識的主動探究能力，提高教師對課程的應變能力，隨時根據課堂情境的變化及學生的掌握程度調整教學內容和教學時間的分配[4-5]。通過“微生物學”理論知識點的學習和掌握，通過理論和實踐相結合，能夠讓學生更加直觀地掌握“微生物學”的相關知識點，引導學生主動學習，從而提高學生的參與度和積極性。通過系統地掌握“微生物學”相關知識點，能夠為學生后期開展交叉領域學科的學習打下堅實的基礎。

教師應掌握授課班級學生的基本學情。依據學生的專業背景，基礎知識的掌握情況和實踐創新能力的不同，設定“微生物學”的教學重點和難點，選擇不同的教學方法和教學設計。在教學過程中教師需要具備較強的應變能力，能夠根據課堂情境的變化和學生的接受情況，合理分配教學時間及調整教學內容。“微生物學”理論知識點教學時間的分配主要為重難點時間多、一般內容時間少。同時，應緊密聯系學科前沿科研動態，激發學生的好奇心，提高學生主動學習的積極性，培養學生對科學研究的興趣，為地方院校培養應用型人才打下堅實的基礎。

緒論部分闡述了人類對微生物世界的認識及微生物在工業生產、農業生產、環境保護、生命科學基礎等方面的應用。通過引導學生走進絢麗多彩的微生物世界，使學生明白微生物學的發展促進人類社會發展進步及微生物學作為一門獨立學科在生命科學發展中的重要作用。“微生物學”的理論知識點多，記憶性知識較瑣碎，教師可以將教學要求分為“熟悉、掌握、重點掌握”3 個層次。

理論教學內容及課時分配見表1。

表1 理論教學內容及課時分配

由表1 可知，第一章節（原核生物的形態，構造和功能）學生應熟悉了細菌、放線菌、藍細菌的形態、形狀和大小，立克次氏體、支原體和衣原體及古生菌的概念、周質空間、核區、菌毛。掌握細菌、放線菌的形態結構、繁殖方式、分類情況、生活史。重點掌握細菌的特有成分，特殊結構及革蘭氏染色機制，其他章節以此類推。

2 教學形式多元化

“微生物學”將在工程教育專業認證的保障下，全面開展素質教育，認真貫徹教育方針，由此進一步提高地方院校的教學質量，致力于走產教融合內涵式發展道路，更加注重應用型人才的培養，促使學生的全面發展。“微生物學”是由理論教學和實驗教學2 個部分組成。“微生物學”的理論教學部分是微生物實驗教學開展的基礎，學生在掌握了相關的理論知識后進行實驗操作，能夠使學生從被動實驗轉化為主動實驗，并且能夠在實驗的過程中鍛煉學生的動手能力，啟發學生進行主動思考。理論教學和實驗教學兩者是相互促進、缺一不可。

理論教學通常以教師講授為主，在教學的過程中一味地照本宣科，會導致晦澀難懂的專業知識使學生無法理解。因此，該教學方法已經無法很好地滿足現代教育的規律。“微生物學”課程理論知識繁多，具有系統性和單一性的特點。傳統的外部灌輸作為學生掌握理論知識的主要手段，不利于啟發學生進行獨立思考，容易忽視學生創造思維和創造能力的培養。因此，在“微生物學”教學的過程中應結合多種教學形式，通過創建不同的教學情境，增加教學過程中趣味性和互動性，將抽象的概念合理具體化，并且聯系生活實例，將抽象轉變為形象，降低“微生物學”知識點的掌握難度。

2.1 激發學生好奇心

好奇心是學生探索未知和自主學習的動力源泉。任課教師需要利用好課堂教學，通過激發和培養學生的好奇心，讓學生主動對學習產生興趣[5]。在講授緒論這一部分時，教師便將英國科學家弗萊明發現世界上第1 種抗生素——青霉素的故事向學生介紹。20 世紀40 年代以前，人類還沒有掌握相關藥物用于高效治療細菌性引起的感染。因此，科學家不斷進行探索和研究。然而，在這方面所取得的突破性進展卻源自一個意外發現。“一戰”期間，弗萊明在皇家醫療隊服役，戰后在培養葡萄球菌的平板上發現污染的青霉，青霉周圍的葡萄球菌菌落已被溶解，這意味著青霉的某種分泌物能抑制葡萄球菌。正是因為青霉素的發現使人的平均壽命至少延長了10 年。縱觀科學發展的歷史，許多重大的科學研究都是在好奇心的驅使下。教師應引導學生進行主動探究和學習，養成良好的學習習慣，在教學的時候應該引導學生從接受學習、死記硬背的狀況下轉向學生主動學習，養成主動探究的思維，提高學生的積極性。

2.2 豐富教學方式

授課教師應該避免采用“填鴨式”的教學方式，特別在講授“微生物學”理論知識的時候，會導致學生對專業知識無法理解，不僅教學質量得不到保障，學生也會逐漸失去學習的興趣，并且寓教于樂，使課堂不再枯燥乏味。因此，可以結合多種教學方式，鼓勵學生參與到課程中。例如，在講授微生物的生長及控制這一章節時，教師布置討論性課題，讓學生以食源性致病菌為題（如阪崎腸桿菌、沙門氏菌、單增李斯特菌、副溶血性弧菌和金黃色葡萄球菌等）開展分組討論和課堂演講。小組活動能夠讓學生主動地參與到課堂中，通過實踐加深理論知識的掌握，由此能夠提高學生分析問題和解決問題的能力，學生的語言表達能力和靈活應變的能力也能夠獲得提升。

2.3 教學資源多樣化

網絡上的教學資源種類繁多、內容新穎、趣味性強。教師可依據現代教學手段，創設教學情境，引起學生一定的情感體驗，從而幫助學生理解教材，增強學生的學習興趣。“微生物學”教學可以采用線上與線下相互結合的方式進行授課。線下授課采用多元化的方式教學，系統地傳授知識，幫助學生籠統理解課程相關知識點，提高學生的學習有效性。還可以參加組織學生參加各學校舉辦的生命科學競賽，提高學生實驗操作的熟練度，激發學生學習的主動性，培養學生的集體榮譽感，并掌握實驗流程相關的步驟及安全性。再與線上授課相結合，利用中國大學MOOC、學習通等學習平臺可以完成課前預習的內容，通過融合網絡資源和教材資源，能夠更好地建構教學資源體系，驅動學生開拓視野，豐富知識儲備。在“微生物學”實驗課程中要培養學生及時記錄實驗數據和觀察其實驗現象，培養學生能夠獨立分析實驗數據和現象。這樣的教學模式能夠檢驗學生對于課堂知識的掌握程度，同時充分調動了學生的積極性，使其操作能力和思考能力也能得到大幅提升。

2.4 緊密結合專業前沿科研動態

為了提高學生的學習積極性，教師在講授微生物理論知識點時，可以緊密結合專業前沿科研動態，讓學生了解“微生物學”的重要性。在課堂中加入專業前沿科研動態，更要求教師具有深厚的專業知識，深入淺出地向學生進行介紹。例如，在講授病毒這一部分知識點時，可以結合新型冠狀病毒肺炎，我國科學家李賽研究員和李蘭娟院士課題組利用冷凍電鏡斷層成像和子斷層平均重構技術成功解析了新冠病毒（SARS-CoV-2）全病毒三維結構，該研究首次解析新冠全病毒分子結構，使世界對新冠病毒的認識更近一步，為抗擊疫情、治療新冠肺炎打下堅實全面的結構基礎。通過將前沿科研動態引入日常的教學中，能夠拓寬學生的視野和知識面，讓學生了解科研研究創造的價值和意義。知識無止境，只有用扎實的理論知識武裝自己，才能在科研的道路上取得舉世矚目的研究成果。

3 教學課程評價

“微生物學”課程采取學生自評、生生互評和師生互評。通過多種評價方式，由此提高教學質量。學生自評可以讓學生表達自己的觀點，由此反映學生對該課程的掌握情況，促進學生形成主體意識，幫助學生認識到自己的不足并進行調整，從而提高學生的自主學習和自我反思的能力。生生互評是指通過教師所布置的作業，讓學生互相評價，可幫助學生看到自己平時不曾注意到一面，在互評中發現自己的不足并改正，能夠提高自身的思辨能力，調動學生的積極性，提高學生的分析能力。師生互評可以為學生和教師架起一條溝通的橋梁，可以增進師生之間的感情，并養成良好的教學氛圍，提高課堂教學質量。

4 完善課堂教學反饋機制

建立完善的教學反饋機制能夠為教學質量評價和學生發展建立溝通的橋梁[6]。教師可以充分利用學習通對教學情況進行反饋。教師在課前設置好問題，通過學習通實時獲得學生答題的正確率。由此了解學生對知識點的掌握情況，并根據實際情況調整授課內容和時間，學生可以通過教務系統對教師進行教學質量評價。因此，教師能夠了解自己的教學情況，通過有效的教學反饋教師能夠進行相對應的改進和反思。教師可以讓學生分組，形成互評小組。教師布置相關學習任務，學生完成后，教師提供評價標準，學生進行互評。小組互評不但有利于學生對知識的儲備也能充分調動學生課堂上的積極性，也是對已學知識的回顧與反饋。

5 教學改革措施

（1）教師充分利用教學資源，創設教學情境，提高學生自主學習的積極性，發揮其自主學習能力。

（2）“微生物學”課程考核成績可以增加平時成績所占比例，縮小期末成績所占比例，由此可以改善單純教師講課，學生聽課，導致參與度低的現象，并且能夠減輕學生期末考試壓力。

（3）學生上講臺，教師給予相應的選題范圍，學生進行自由選題，共同完成課件并且上講臺匯報。此環節目的在于鍛煉學生的溝通和協同能力，強化學生面對突發狀況的自主應變能力。

（4）加強“微生物學”課程教學團隊建設。聘請校外微生物學領域專家進行授課，建立微生物學教學團隊，鼓勵教師到食品企業進行實踐，努力加快雙師雙能型教師團隊的建設。通過培養學生自主學習和探索的能力，能夠讓學生成為學習的主體。在課堂上給學生充足的思考時間，課堂教學不僅只局限于現實的課堂，還可以充分利用學生的課余時間，多與學生進行溝通與交流。

6 結語

“微生物學”是一門實踐性和應用性很強的學科，理論知識多，綜合性強。通過對“微生物學”的教學內容、教學形式、教學評價和教學反饋等方面的改革與探索，實現了學生-教師雙主體，并進一步提高學生的創新實踐能力，注重學生的科學研究思維和綜合素質，并且結合地方院校的辦學定位及應用型食品工程人才的目標，通過加強課程資源的綜合利用和課程團隊的建設，對課程內容和教學方式進行改革。通過該課程的學習，學生能夠掌握“微生物學”的基本知識點，為后期進入實驗室開展本科畢業論文打下堅實的基礎，達到工程教育專業認證對學生能力的要求。