地方應用型高校微生物學課程教學改革探索

黃勝威 劉明潔 孫玉軍

（1安徽科技學院，安徽 鳳陽 233100；2凱里學院，貴州 凱里 556011）

近年來，對高層次應用型人才的需求日益增大。創新培養體系，建立分層次的人才培育模式成為高等教育的發展方向[1-2]。作為是安徽省地方應用型高校[3]，開設了微生物學課程，主要面向生物工程、生物科學和環境科學與工程等專業的學生。部分微生物學課程教學以教師課堂上講授為主，實踐環節較少，且課程配套的實驗內容多為驗證性實驗，綜合性實驗較少，不利于學生自主學習能力和創新思考能力的培養，距離“應用型、復合型人才”的專業培養目標存在一定距離，也不利于學生迅速適應工作崗位。為更好地適應地方應用型高校人才培養需求，教學團隊以安徽省一流本科專業——生物工程專業建設為契機，結合學生的實際學情，開展了微生物學課程改革試點工作。在應用型師資隊伍建設、課程教學內容完善、社會實踐和實驗課課程改革方面進行了積極探索。經過3年時間的改革實踐，目前取得了良好的效果，本文對微生物學有關課程建設和教學改革實踐方面的工作進行梳理和總結。

1 課程教學改革的思路

1.1 應用型師資隊伍打造

微生物學具有理論性和實踐性較強的特點。近年來微生物學相關理論及應用呈現出快速發展的態勢，對教師的知識結構和實踐能力提出了更高要求[4]。基于此，在充分研討的基礎上，重新組建教學團隊。新的微生物學教學團隊由不同專業背景、具有企業生產實踐經驗的教師組成，涵蓋發酵工程、環境科學、制藥工程和生態學等多個方向。授課時分章節由具有相關專業背景的教師負責講授，并重點要求教師在講授理論知識的同時，穿插個人平時科研工作或企業生產中的一些心得體會，從而加深學生對所學內容的理解以及靈活運用知識的能力。此外，結合學校“雙能型”師資培養活動，積極組織教師與安徽豐原藥業股份有限公司、華潤雪花啤酒（五河）有限公司和軒凱生物科技（滁州）有限公司等十余家以生物發酵法生產相關產品為主營業務的地方企業對接，深入企業進行生產實踐，提高授課教師的專業實踐能力。為確保培養效果，授課教師每年在合作企業的鍛煉時間不低于1 個月，并將教師協助解決企業生產實際中遇到的問題作為培訓考核的重要參考依據。目前，教學團隊中已有4 位教師先后通過考核，獲得“雙能型”教師證書，并在此過程中與企業合作開展產學研課題5項。通過“雙能型”教師的培養，提升了教師的知識水平和專業實踐能力，增強了實踐教學水平和教學效果，也解決了企業生產中的難題，實現了雙贏。

1.2 應用性教學內容調整

教學團隊以提高畢業生就業所需主要技能為出發點，調整優化課程內容，將課堂教學與當地醫藥產業（蚌埠高端醫藥產業園、滁菊等道地藥材種植與加工業）以及食品生產加工行業（如米酒、石榴酒、獅子頭和橋尾等特色發酵食品加工）實際生產所需知識技能密切結合，進一步突出重難點，弱化部分應用性不強的章節內容。微生物學課程教學采用鄧子新、陳峰編著的《微生物學》（第1 版）作為教材[5]，基于提高學生微生物基礎理論知識和實踐能力為出發點，優化課程內容架構體系，形成了基礎微生物學和應用微生物學兩大模塊。在基礎微生物學模塊，重點介紹微生物的分類及分離培養、微生物的形態結構與生長代謝以及微生物育種、感染與免疫等知識點，精簡了原生質體融合、微生物的進化和系統發育等相關章節內容，加大了微生物次級代謝產物的鑒定、微生物的功能和微生物的生長控制等知識點的講解。在應用微生物學部分，增加了石榴酒發酵的微生物、米酒酒曲中的微生物及微生物與環境污染物的修復等內容，并組織學生去蚌埠市第一污水處理廠、安徽偉偉餐飲管理有限公司（蚌埠特色飲品冰酒釀生產廠家）參觀實訓，以地方特色產業為抓手，提高學生理論聯系實際，學以致用的能力。

2 課程教學方法的優化

2.1 構建互動式教學模式，提高學生參與度

生物工程專業每年招收80 余名學生，分3 個授課班級。因學時有限，教學方法仍然以教師課堂講授為主，但是學生課堂參與度不高、學習熱情缺乏的問題也隨之出現[6]。基于此，教學方法的改革是本次課程教學改革的核心和重點。教學團隊成員積極探究了在“翻轉課堂”和“課堂討論”等環節建立“互動式”教學模式，提升學生的積極性和參與度。根據科技和產業發展前沿動態，適時調整教學內容，確保教學目標和學生能力培養目標的順利達成。每節課后，教師會將課件、微課上傳至“安科云課堂”和“雨課堂”平臺，安排學生及時復習。為更大程度提高學生的參與度，每學期設置如“抗生素的使用之我見”“牛屁稅與牛胃微生物”和“我的健康誰做主”等趣味性較強的小專題。學生以小組為單位開展合作，成員按照分工，查閱資料，制作PPT 或者錄制視頻，最終在課堂上展示并開展討論。通過一系列教學模式的改革，學生參與度、科學思維能力較以往有了較大提高。部分學生課下自發進入到教學團隊的科研實驗室，進行科研訓練，并以此申請了多個大學生創新創業訓練計劃項目。

2.2 結合理論與實踐，提升學生實踐能力

加強理論聯系實踐，是應用型高校人才培養的核心理念之一。為了更好地提高學生理論聯系實際的能力，結合課程教學內容，教學團隊安排了污水處理廠及啤酒廠參觀實習的實踐教學課程。在污水處理廠，學生詳細了解了活性污泥法和生物膜法處理技術的優缺點和應用現狀，并近距離觀察了污水處理系統生物填料的制備過程。在啤酒廠，學生實地觀看了啤酒制作的工序流程，了解了酵母發酵麥汁時的條件控制要求以及發酵參數對啤酒風味的影響。通過實踐教學課程的學習，學生可以將教材上的理論知識和實際生產應用聯系起來。同時，教師根據自己的研究課題和地方產業發展需求，指導學生申報全國大學生生命科學競賽或大學生創新創業訓練計劃項目。如針對啤酒廠產生的廢酵母大都烘干后加工為牲畜飼料，存在浪費資源、附加值低的問題，指導學生申報并完成了國家級大學生創新創業訓練計劃項目“廢啤酒酵母制備納米硒條件優化及其機理研究”；針對食用菌生產中廢棄菌棒利用率不高的問題，指導學生參加了全國大學生生命科學競賽項目“基于廢菌棒的生物有機肥的研制及肥效研究”，并獲得省賽三等獎。學生理論知識得到了鞏固，科研能力和團隊協作能力也得到提高。

2.3 優化實驗課內容設置，提高學生創新能力

微生物學實驗教學主要分為驗證性實驗和綜合性實驗兩部分。其中，驗證性實驗為實驗教學基礎部分，直觀輔助學生印證和理解所學的理論知識，綜合性實驗側重于學生觀察力、創新思維能力、分析和解決問題能力等綜合能力的培養[7-8]，二者相輔相成，缺一不可。原有的微生物學實驗設計中，驗證性實驗為24 學時，綜合性實驗占12 學時，學生學習興趣不高，應用能力和創新能力培養受到限制。基于此，教學團隊反復研討，優化了內容設置，驗證性實驗學時降到16學時，內容更加緊湊、合理。同時，將綜合性實驗的學時增加到20學時，增加了石榴酒發酵、堆肥優勢菌株的分離鑒定類創新性實驗。綜合性實驗教學中，教師只設定大致實驗名稱，其余部分由學生以小組為單位，5～6 人一組，分工協作，查閱資料，自行完成。形成初步實驗方案后，交由教師批閱修改，形成最終實驗方案并加以實施。實驗過程中遇到問題，學生可以查閱資料尋找解決辦法，或與老師溝通加以解決。實驗完成后，各小組上交實驗報告，同時將實驗過程中出現的問題及心得體會等進行匯報總結，采取組間互評的方式評分。教學改革后的綜合性實驗環節，教師的作用弱化，學生成為實驗的具體實施者和主導者，內在的學習動力得到激發，創新思維能力和社會競爭力也進一步增強[9-10]。

3 課程教學改革的效果評價

為準確評價本次教學改革的效果，選擇微生物學課程改革前（2017級和2018級）和改革后（2019級和2020 級）生物工程專業共計330 名學生為研究對象，統計分析期末理論課考試成績、實驗成績、學生評價、同行教師評價以及學生是否考研深造等指標情況，評價本次課程教學改革效果。由表1可知，教學改革后各項指標的統計分值較改革前均有不同程度提高。以期末考試成績為例，年級平均分分別由教改前的71.2、74.8分提高到教改后的81.3、83.2分，整體成績明顯提高。同時師生之間的關系在探討學習和實驗過程中得到提升和改善，學生對教師評分也明顯提高，評分均為優秀。教學團隊教師的課堂表現也得到了同行教師的較高評價，評分均為優秀。調查發現，超過50%的學生有意愿進入授課教師的實驗室參與課題研究，并在畢業后考取微生物方向的研究生繼續深造。

表1 微生物學課程改革前后教學效果比較

采取無記名問卷調查方式在教學改革后的授課班級中進行調查分析。在生物工程專業2019 級和2020 級學生中共發放調查問卷121 份，回收有效問卷120 份，問卷有效回收率為99.2%。調查結果顯示，教改后的教學內容、學時分配、實踐教學和考核方式等方面的學生滿意度很高，均超過95%，說明絕大多數學生對本次微生物學課程改革持認可態度。有超過98.3%的學生認為教改后的課程內容激發了自己對微生物學的學習興趣，增強了自己對相關知識點的理解。基本上所有學生認為改革后的課程內容增強了自己運用科學理論解決實際問題的能力。最終，教學團隊在2021年被評為校級教學團隊，1名教師入選省級教壇新秀，微生物學課程也在2022 入選國家級一流本科培育課程。說明本次課程改革是成功的，值得進一步總結經驗深入開展下去。

4 結語

教學團隊從應用型高校的學生實際學情出發，充分結合地方產業發展趨勢，從培養應用型師資隊伍、完善課程教學內容、加強社會實踐和改革實驗課程考核等多方面著手改革，探索契合地方應用型高校人才培養定位與目標的微生物學課程的教學模式。通過多方位的改革，學生學習的主動性和積極性被充分調動起來，理論知識掌握更牢靠，創新意識、探索能力得到進一步培養，科研思維和解決實際問題的能力得到有效提高。本次微生物學課程改革的成功嘗試，對于改善地方應用型高校理論教學與實踐能力培養環節部分脫節、學生動手能力不強的問題提供了一定的實踐基礎。同時也是微生物學課程教學模式和教學理念改革創新的一次有益嘗試，值得進一步分析研究和推廣應用。