微生物课程群建设模式研究与实践

作者:未知

   摘  要:微生物学是生命科学相关专业的核心基础课程。本研究是针对我国高校微生物类课程重复建设,而教育资源又极为有限的矛盾而构建的。通过多年的实践探索,构建了一个“以微生物类课程集群组织教研室,促进同领域教师科研和教学的交流合作,从课程群角度对各门课程进行建设和教学改革,使课程群成为一个培养创新创业型专业人才的有机整体”的课程群建设和教学模式。通过对我校微生物学相关课程教学资源的整合,充分发挥了教学资源的人才培养效能,提高了教学效率。
  关键词:生物教学;微生物;课程群;教学改革
  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2019)12-0082-04
   Abstract: Microbiology is the core basic course of life science and its related specialties. The microbiology curriculum group in this study is aimed to resolve the contradiction between repeated construction of Microbiology curriculum in colleges and universities in China, and the limited educational resources. Through many years of practical exploration, a course group construction and teaching mode of "organizing teachers and researchers with Microbiology curriculum group, promoting exchanges and cooperation with teachers in the field of scientific research and teaching, constructing and reforming various courses from the perspective of course groups, and making the course group an organic whole for cultivating innovative and entrepreneurial professionals" has been constructed. Through the integration of teaching resources of Microbiology related courses in our university, the training efficiency of teaching resources is brought into full play and the teaching efficiency is improved.
  Keywords: biology teaching; microbiology; course cluster; teaching reform
   微生物與人类息息相关,在医疗保健、工农业生产、环境保护、科学研究等方面起着重要作用。随着微生物学研究的快速发展,微生物学知识在人类生活的各个方面所起的作用将越来越大。如,被称为人体第二基因组的人体微生物群组在消化、代谢、免疫、预防和治疗疾病,合成维生素、氨基酸、营养因子、免疫因子、传递物质、前驱体等方面扮演着重要角色,正以未曾想象的方式影响并改变着人类健康,挑战对营养、免疫、预防、治疗的传统认知,开启大健康产业新时代[1]。利用产电微生物课将有机物中的化学能直接转化为电能,可做成微生物燃料电池发电[2]。近年来发展的培育高效降解菌种技术、微生物固定化技术、构建微生物菌剂技术等微生物强化技术能更好的处理农村生活污水[3]。
  不仅微生物在各个领域的重要作用,而且微生物学在生命科学体系中也是一门重要的基础课。高等院校诸多专业,如:生物类、轻化工程、应用化学、医学类、食品类、环境类、农林畜牧类等都将微生物学列为专业基础课或必修课。因此,微生物学及其相关课程在培养这些专业的人才过程中起着重要的作用。加强微生物学课程建设,对于培养中国社会主义特色的专业人才具有重要意义。
  一、微生物课程群设置的意义
  课程是学校教育的核心,提高学校教学水平的重点是加强课程建设。然而,多年以来,我国大学多数只针对单一课程进行建设和改革,即对某一课程的具体内容、教法、评价方法等进行研究,侧重的是“点”的建设,强调单一课程教学大纲、教学计划和内容结构等完备性和合理性。虽然我国课程建设和改革取得了较好的成绩,对我国高等人才的培养起到了重要作用,但高校人才的培养并不是一门课程就能实现培养目标的,各门课程的传授在学生的知识、能力构建中只占一部分。由于每门课程都强调其系统性、完整性,必然造成内容多与学时少的矛盾[4]。
  我国生物科学类专业课程的设置沿袭了原苏联模式,学科分支众多,自成系统,追求单课的完备性,因此出现课程内容重复,学时数过多,知识结构老化等弊端。[5]江西农业大学前身为中国共产主义劳动大学,其学科专业的划分也是一直沿袭前苏联模式。江西农业大学是一所以农为优势、以生物技术为特色、多学科协调发展的有特色高水平大学,其生物类专业主要在生物科学与工程学院。
  长期以来,江西农业大学生物科学与工程学院的课程的开设基本上是由各专业教研室主任决定。自从学校实行工作量考核制后,出于对不同教师工作量达标的实际要求,各专业教研室主任在很大程度上是从工作量分配的原则出发来选择任课教师,而教师的专业素养、教学能力等重要因素则作为次要因素来考虑。再者,由于生物科学各个专业所包含的专业课门类太多,教研室主任很难对每个专业方向都有很好的把握,容易造成对专业课分配不合理,把关不严等问题。另外,由于不同教研室的行政分割,不同专业的相同课程之间缺乏交流和沟通,课程内容和讲解形式的随意性比较大,课程建设势单力薄,没有集体优势,从而导致课程建设进步缓慢甚至退步,大大影响了教学效果。   总结起来,江西农业大学生物类专业课程建设存在以下几个其突出问题:
  1. 生物科学类专业学科分支众多,自成系统,追求单课的完备性,因此出现课程内容重复或脱钩,学时数过多,知识结构老化等弊端,造成教学效率低下和资源浪费。
  2. 学科归属相同或相近课程的任课教师之间不能进行有效交流和沟通,不利于专业教师的发展和教学科研的有效展开。
  3. 不同专业间的教学和科研界限分明,专业之间的仪器设备在教学和科研中不能有机地相互使用,导致低水平重复建设。
  为此,早在1999年开始,江西农业大学生物科学与工程学院就开始了教学改革,组建了微生物学课程群教研室,以期解决上述问题,探索出一个有助于我国地方院校培养创新创业人才的微生物学课程集群建设模式,为提高人才培养质量、促进教师发展、提升学校教学水平做贡献。
  二、课程群的划分
  江西农业大学生物科学与工程学院目前有生物科学、生物技术、生物工程、制药工程共4个专业,根据专业人才培养的需求,共开设了微生物类课程18门(图1)。微生物学课程集群包括3个模块17门课程(图1):基础微生物学课程模块(普通微生物学、微生物学)、微生物分支学科课程模块(病毒学、食用菌学、微生物生态学、环境微生物工程、工业微生物育种学、微生物研究技术、现代工业发酵调控学)、应用微生物学课程模块(氨基酸发酵技术、发酵分析、发酵工厂设计、酒类酿造技术、杀虫微生物制剂与农用抗生素、微生物资源开发与利用、现代食品发酵技术、应用微生物技术)。其中,《微生物学》课程是省级精品课程。
   这三个模块的划分依据是课程本身的逻辑关系及在培养创新创业人才所起作用的不同时间节点。基础模块的两门课程主要是教授微生物学基础知识,其中,普通微生物学主要针对生物科学类专业学生开设,而微生物学主要针对农林牧及食品等专业学生开设。基础模块的课程是生物类相关专业学生的专业基础课,一般在大一下学期或大二上学期开设。分支模块主要教授微生物学分支学科的知识,主要针对生物科学类专业学生开设。根据我们学院的专业特点,我们将分支模块主要分为发酵类和微生物资源类,一般学生只选其中一类课程。应用模块主要包括一些应用性较强的具体微生物相关知识,这些课程通常为任意选修课,学生可根据自己的需求选课。同样,根据我院专业特点,应用模块的课程也可大致分为微生物资源开发类和发酵类课程。不同专业的学生可根据自己的个人喜好,选择不同的课程,最后成长为创新创业型高素质专业人才。
  三、课程群的建设
  (一)教学团队建设
  我国高校生物类专业教研室的组建都是以專业为基础的。如,江西农业大学生物科学与工程学院共5个教研室,即:微生物学教研室、生物科学教研室、生物工程教研室、生物技术教研室、制药工程教研室。其中,只有微生物学教研室是以微生物类课程集群为依据的教研室,其他4个都以专业为组建依据。
  通过合理高效的组织管理,微生物学教研室建设了一支高水平的师资队伍。微生物学教研室现有教师10人,都具有博士学位,包括教授2人,副教授2人,讲师6人,40岁以下7人。师资队伍学历高、职称结构合理,年轻有活力。
  教研室的老师都从事微生物相关的教学和科研工作并在相应专业上获得了博士学位。教研室每周都举行教研活动,对每门课程都进行集体讨论沟通,集体听课。通过这样的集体沟通,做到上微生物学基础课的教师能知道后续专业的侧重点,从而在教学过程中做到打牢基础的同时又避免重复。通过沟通,不仅在教学上可以做到互补,在科研上也能展开合作,互相促进。近年来,生物教研室教师获批国家级项目10余项,发表论文几十篇。
  课程集群打造了一批具有专业理论、实践能力、国际视野的青年教师队伍。团队主要成员先后前往加拿大、美国、澳大利亚等地区访学,承担省部级教改项目6项,建设省级精品共享课程1门,省级以上质量工程项目6项,主编出版教材1部,发表教研论文8篇,参加各类教研评比、竞赛获奖7项。团队成员有省中青年学科带头人1人,省高等学校中青年骨干教师1人,江西农业大学“未来之星”2人,3人在职完成博士学位。同时,课程集群的建设使得教学实践基地等合作单位进一步明晰了工作任务和合作方式。
  (二)课程建设
  通过对师资力量的有效组织和整合,学院建设了一批高质量的微生物学类课程,为我校人才培养做出了积极贡献。微生物学课程是本课程群的核心课程,在近20多年的建设过程中,取得了巨大进步。
  江西农业大学微生物学课程是我国著名土壤微生物学家、农业教育家欧阳谅教授创建的。经过几代人的努力,该课程已经发展成为具有鲜明特色的江西省精品课程。
  早在50年代,欧阳谅在微生物学教学与科研领域颇具建树,编写了适用于农林类专业的《微生物学》教材,对农学、植保、园艺、等专业的教学起到不可替代的支撑作用。微生物学是一门面向全校多个专业(包括生物工程、生物技术、植物保护、农学、园艺、环境工程)开设的专业基础课,每年平均授课约10个班,累计680学时。70年代,在欧阳谅教授的倡导下,江西农业大学在全国较早创建了生物技术专业,微生物学成为该专业最重要的主干基础课。
  江西农业大学微生物学课程建设始终依托于微生物课程群建设,以科学研究支持课程建设,以课程建设培养科研人才,并以此使得这门课程在40多年的时间里长盛不衰,在全国的影响越来越大。通过课程建设和科学研究的积累,江西农业大学在2004年设立了微生物学硕士点,几十年来,微生物学全体教师围绕人才培养这个中心,进行了微生物学课程的全面建设和改造,取得了一系列教学成果:于2004年编写了微生物学教材配套的《微生物学试题库》和《普通微生物学CAI》;2009年课程组涂国全教授作为副主编,编写了一本微生物学教材。2003年《微生物学》课程被评为校精品课程、省优质课程;2004年获江西省优质课程称号;2007年《微生物学》课程被评为江西省精品课程。   2012年以后,随着在外攻读博士学位的青年教师回校及新引进博士教师的加盟,微生物学课程在江西省精品课程的基础上又焕发出了新的活力。2012年后,微生物学课程在江西农业大学网络教学平台上先后建立了《普通微生物学》、《微生物学》等分别适合生物类及农业类专业的不同网络课程,并展开了案例教学及课堂教学与网络教相结合的教学模式研究。
  江西农业大学微生物课程在几十年的发展过程中积累了丰富的经验及大量的教学资源。2007年,江西农业大学微生物课程在涂国全教授主持下被评为江西省精品课程,并建设了一个开放课程网站。2012年,课程负责人胡殿明博士在省级精品课程网站的基础上建立了江西农业大学《微生物学》和《普通微生物学》课程网站,课程网站具有丰富的教学资源及与学生交流的平台,为转型升级为资源共享课打下了坚实的基础。2014年《微生物学》成功获批为江西省精品资源共享课程。
  (三)教学科研平台建设
  微生物学课程十分重视实践教学,在2002年按现代生物技术实验室的标准建成的800m2微生物实验室,及占地面积20000m2左右、装备价值300万元的全自动不锈钢发酵罐15升、50升、500升、1000升各两套和各种仪器设备的教学实习基地一个,并有与外单位建立长期合作的教学实习基地十多个,努力为学生创造良好的实践教学模式,以期培养学生实践能力,提高综合素质。
  通过微生物课程集群的建设和资源整合,反向促进了科研平台建设。生工院建设了和微生物相关的省级平台3个:江西省农业微生物资源开发利用工程实验室、江西省菌物资源保护与利用重点实验室、果蔬采后处理关键技术及质量安全2011协同创新中心——果蔬微生物源保鲜剂研发与应用创新子平台。
  (四)教学改革
  课题组对课程群内课程进行了大量教学改革研究,并取得了较好的成效。通过对微生物学课程双语教学的探究,魏赛金等提出双语教学对于生物技术专业微生物学课程教学起着重要作用,总结了双语教学中存在的问题。并从微生物双语教学的课程目标、教材选用、教学手段、教学方法以及考核办法等方面进行了较为深入地剖析,提出了适宜的教学模式[6]。应碧等初步研究和探讨了如何在高等农业院校生物工程教学中转变教学观念、优化教学环境、优化课堂教学、发挥实验教学作用、全面深入开展课外实践活动及生产实习等方面来进行创业素质教育,以达到培养农学生物学类学生的自我创业能力和高尚品格的目的[7]。张庆华等针对发酵工程课程应用性广、实践性强、学习难度大等特点,为了使学生更好地掌握发酵工程的基础知识、提高学生的创新思维能力和专业技能,根据农林院校工科类专业自身的特殊性,对发酵工程课程从教学内容、教学方法手段、实践教学以及考核评价模式等多个方面进行有效改革和探索,取得良好的效果[8]。
  另外,在课程考核评价方式上,我们也进行了较好的改革探索。院于2014-2015學年下学期在《现代工业发酵调控学》、《普通微生物学》等课程进行了考试改革试点,将一次性的期末考试分为多次考试和考核(表1),并取得了良好的效果。现已面向全院教师所承担的理论教学课程铺开进行考试改革,以期促进大学生学习方式的转变以及专业素质的提高。
  (五)课程群应用效果
  教学受益面大,人才培养成效显著,学生竞争优势明显。微生物学类课程是生物科学与工程学院专业中占比最大的主干课;贯穿人才培养全周期,教学受益面大。连续20年的实践,共计10个专业5万余名本科生受益。学生取得的成绩受到各界广泛认可。从2014年至今,201名学生被美国南佛罗里达大学、昆士兰大学、悉尼大学、中国科学院、中山大学、暨南大学等海内外知名院校录取为研究生。2011年以来,学生在各类竞赛项目中共获得奖项55项,获批国家级创新创业项目立项3项、省级1项、校级16项。国内外知名学者也对我院师生及教学给予高度评价,毕业生得到用人单位和业界的广泛赞誉。
  成果辐射广泛,产生良好的改革示范作用。培养创新创业人才的微生物类课程集群建设模式探索与实践是江西农业大学生物科学与工程学院生物类示范性课程的起步,可有利推进学院四个专业生物类课程的改革。课程集群的教学模式,打破了国内农业院校教学改革难有创新性突破的壁垒,其成功示范和全面推广,带动了国内生物类专业主干课程相互间的教学互动。《微生物学》课程获评为江西省精品课程,2014年获江西省“本科教学质量工程”项目资助,建设精品资源共享课程。
  强力支撑学科专业建设,提高学校办学水平。我院生物工程专业以发酵工程为依托,坚持走“农”与“微生物”相结合的特色发展之路,在微生物课程群建设的支撑下,2018年获批为江西省优势专业。
  四、结束语
  本项目的微生物课程群建设属于中、微观层面的课程建设,是针对我校生物科学类相关专业学生,将内容相关的微生物学类课程进行整合,从人员组织到课程内容等多方面进行重新组合,删除重复过时内容,增加增强学生创新创业能力的新内容,以提高教学效率,实现课程建设的规模效益,具有很强的操作性和实用性。我校的课程群建设模式对地方农林院校具有一定的借鉴意义。由于课程群的建设涉及到人员的重新整合,必须从学校层面加以推动,才能更好地发挥其效果。
  参考文献:
  [1]马明.人体肠道微生物组学与大健康产业[J].科学,2018,70(6):23-28.
  [2]邱峥辉,郑纪勇,蔺存国,等.海底沉积物型微生物燃料电池研究进展[J].材料开发与应用,2018,33(06):115-121.
  [3]吴凌彦,陈昢圳,郑向群.农村生活污水处理微生物强化技术研究进展[J].科技导报,2018,36(23):47-56.
  [4]郭必裕.课程群建设与课程体系建设的对比分析[J].现代教育科学,2005(07):114-116.
  [5]叶亚新,邵爱华,姚雪梅,等.生物科学类本科专业基础课程群建设现状与发展[J].科技创新导报,2010(32):164.
  [6]魏赛金,李昆太,吴晓玉.生物技术专业微生物学双语教学模式探索[J].大学教育,2013(16):53-55.
  [7]应碧,周通,钟平安,等.高等农业院校生物工程教学中创业素质教育初步研究[J].大学教育,2015(01):37-39.
  [8]张庆华,朱向东,张宝.农林院校发酵工程课程教学改革与探索[J].轻工科技,2014,30(01):162-163+165.
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