关于环境微生物学教学改革的探索与思考
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作者: 魏明宝 魏丽芳 郑先君
摘 要：环境微生物学是环境工程专业的必修专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程。文章结合环境微生物学的教学特点及教学过程中出现的问题，对该课程的教学内容、教学方法做了一些设想和改革，以期提高实验教学质量和学生的综合素质。
关键词：教学改革 环境微生物学
一、环境微生物学课程定位
环境微生物学是微生物学的知识和原理在环境工程方面应用的一门新兴的边缘学科，同时又是环境工程专业重要的专业基础课之一。它涉及面广，发展迅速，是一门具有很强实验性和应用性的学科。环境微生物学实验教学在理论联系实际，培养学生的观察能力、自学能力、探究和解决问题的能力，培养高素质的应用型人才方面具有重要作用。现阶段如何加强环境微生物教学，如何提高教学质量及把握改革的方向是摆在我们面前的严峻问题。笔者结合我校实际及教学经历，对该门课程的教学改革进行了初步设想。
二、教学过程存在的主要问题
1. 内容抽象、不易理解。
微生物学不像其它课程那样，其在学生头脑中没有直观的印象，微生物个体比较微小，看不见摸不着，在日常生活中也没有直观的印象。细菌个体微小，肉眼只能看到群体的菌落特征，很难把个体拿出来在实验室课堂上演示，只能借助工具来观察，操作性难度大。由于细菌个体微生物较小，用显微镜要放大很多倍才能看到，所以有时候很难区别一些相似的菌种(如各种霉菌)，对于辨认其形态结构也比较困难，不易理解。
2. 课程内容繁琐、知识点多，教学课时不足。
环境微生物学的内容主要微生物学基本原理、微生物生态、环境工程中微生物的作用和微生物学实验等部分组成。当前，我国很多高校为了培养创新型人才，大力压缩基础课课时，增开热门的应用课程。我校环境微生物总学时数56学时，其中理论学时数40学时，实验学时16学时。教学内容过于集中在微生物形态、生长代谢等基础内容，使得人工生态系统等介绍篇幅压缩，微生物在卫生检测及污染治理方面的应用等内容不够学时介绍，只能一带而过。因此要使学生对该门课有深刻理解和掌握，并能熟练地将理论应用于实践，按照现有的课时数，难度是比较大的。
3.学生基础知识薄弱，理论联系实际能力差。
当前，我国的中等教育正由应试教育转向素质教育，但转变过程又必须紧跟高考的指挥棒。这就造成环境工程专业的学生在接触环境微生物学课程之前，微生物学知识非常少，有些学生高中根本就没接触过微生物学。而越来越激烈的就业竞争和压力使得学生对基础课学习的兴趣下降，越专业越实用，则越感兴趣，这样，教与学之间的互动显得尤为重要。
4.实验室条件不足。
实验室条件不足是当前存在的一个主要问题之一。目前我院环境工程专业实验室面积较小，微生物教学器材偏少，灭菌锅和生物显微镜都只有2台，很难满足正常实验需要。
三、课程教学方法的改革和途径
1.开好头，激发学生的兴趣。
在绪论的讲授中，授课教师须讲明本课程在学科领域中的地位，特别是在社会经济发展中的地位与作用，尤其是目前环境微生物学在环境保护污染治理、资源利用、友好材料、清洁生产等领域的应用及研究热点、难点，指出近期科学工作者在环境微生物学研究的贡献，激发学生为科学献身的精神。
2.提高教师的自身素质，丰富教学内容。
教师对教学的态度、业务水平、敬业精神、教学方法和手段都会影响着教学效果。一方面，教师需要不断充实教学内容，联系当前社会热点问题，应用到课堂教学。例如在讲病毒时，补充讲SARS病毒、艾滋病毒及疯牛病毒的结构。另一方面，在学校的各项工作中，教学是基础，科研是主导，任何教师决不能脱离科学研究而单纯地搞教学工作。只有长期参加科研实践的教师，才能使自己讲课的内容更加具有前沿性、独创性和启发性。教师应多参与工程实际，找到理论与实践的结合点，并在教学中用工程中生动的例子讲述概念，例如在讲细胞工程和微生物在环境工程中应用时，教师结合自己的科研和工程实例进行讲解，这样贴近实际，通俗易懂，可大大激发学生的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力。
3.运用多媒体技术，增强教学效果。
多媒体技术是20世纪末发展起来的主要的电化教育手段，是未来微生物学课堂教学的主要方向。与其它生物相比，微生物有着看不见、摸不着的独特之处。如果教学方法不好，常常会造成很多错觉。传统的微生物教学手段可视化差，对微观世界的动态变化显得无能为力，众多的图表、照片无法展示，缺少生动形象的直观教学效果，教学信息量小。而在环境微生物教学中，借助多媒体进行教学，可以向学生们展示许多精美的微生物图片和微生物工程应用。例如，在讲噬菌体侵染细菌时，采用多媒体技术，用动画描述噬菌体吸附、入侵、复制、释放过程；在讲污泥膨胀时，运用多媒体技术，比较膨胀污泥与正常污泥的形态结构，增加认识；也可以通过网络收集的信息，向学生们介绍微生物某方面应用的最新进展，激发学生们对环境微生物的兴趣。
4.开展启发式教学，培养学生创新能力。
环境微生物学作为一门新兴的边缘学科，它的发展应随着生物学、微生物学及环境科学的发展而不断呈现出新的内容。以往那种以教师为中心，学生上课记笔记、考前背笔记的教学模式及学习方式已不能适应对该学科的学习要求。教师在授课时，应注重提高信息的密度和质量，尽量使之图象化、表格化，这样可将原来多而杂的信息整理为少而精的信息，使之相互联系紧密、主线突出、层次清晰，成为学生易懂、易记的新信息。在教学方法上，要改变单一的注入式教学方法，采取讲解式、提问式、启发式、自学式等多种多样的教学方法。对于基础性知识，以讲解式为主，并在讲课时启发学生思维；课前准备一些问题，讲课过程中随时向先生提问，在提高学生听课精神的同时，激发学生思维，活跃课题气氛；在讲课过程中，经常联系最新研究进展，以作业的形式，让学生通过网络了解信息，培养学生的科技创新思想和能力，为今后的科研打下基础。
5.改革实验教学，调动学生积极性。
实验教学在微生物理论教学中占很大比重，它可以培养学生独立分析、解决问题的能力和动手能力。为此，要求学生每次实验前必须预习，并写出预习报告，上课时指导教师要检查预习报告，了解预习情况，做到有的放矢，实验课上注意基本操作技能的训练，根据各实验的具体要求，严格把关，认真指导。严格要求，规范操作，强化基本操作训练，发现问题，耐心引导，力争使学生自己找出问题并加以改正；课后适当增加开放性实验，通过这些措施，端正学生的实验态度。规范操作，写好实验报告，练好基本功，实验报告中的分析与讨论是很重要的内容，通过对实验问题和结果的分析、讨论，可加强学生对理论知识的理解，大大提高学生分析问题和解决问题的能力。
环境微生物实验目前有16学时，归并到环境工程专业实验A中，由于实验学时和实验条件的限制，我们目前只安排了培养基的配制与灭菌、细菌的分离与无菌操作技术、光学显微镜的使用、细菌形态观察和细菌数量的测定五个实验，每个实验前后关联，连续性强。实验安排上尽量依据实验室现有条件，少量多次安排实验。在目前操作性和验证性实验的基础上，我们计划开出环境工程专业综合性实验，计划学时10学时，拟利用现有氧化沟设备对污水生物降解，综合环境微生物、环境监测和水污染控制工程实验内容。形式安排上，采用开放实验形式，该实验所需时间较长，于是实验室全天对学生开放，学生们都是自己安排时间，在课余时间来实验室做实验，实验指导教师随时进行指导。通过“综合大实验”，学生不仅可以掌握各个实验的方法，也巩固了以前所学的基本操作技术，更重要的是提高了学生的主动性、自觉性和实验动手能力，把所学各门知识系统地贯穿起来用于实际工作中。
四、结语
环境微生物学在环境工程领域的应用越来越广泛，对其教学的改革也是一个长期的、艰巨的任务。而社会对人才的要求越来越注重独立工作能力、综合能力以及创新精神，因此，环境微生物教学必须按照这一要求，不断寻找适合的内容，培养出综合型、设计型、高素质的人才，实现教学改革的目标。
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基金项目：郑州轻工业学院教学改革项目资助
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