環境工程微生物學實驗教學改革思考

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摘要:針對環境工程專業微生物學實驗教學存在的問題，從教學模式、教學內容、成績考核等方面進行改革和探索，以培養在新時代背景下具備實踐操作能力、創新能力、科研能力的復合型人才。

關鍵詞:微生物學實驗;環境工程專業;教學改革

環境微生物學是環境學與微生物學相結合的一門新興科學［1－2］。微生物的生存依賴周邊環境，而周邊環境也會隨著微生物活動的變化而變化，環境微生物學是研究環境與微生物相互作用、相互影響的科學，微生物學實驗則可以用來驗證微生物與環境之間相互影響、相互作用的關系。微生物學作為環境工程專業的基礎實驗，不僅能夠提高學生的認知能力、實踐操作能力、創新能力，還能培養學生的科研思維能力，為學生將來能夠更好地適應社會以及從事相應科研工作奠定了堅實基礎。因此，為了培養具備基本操作技能、實踐創新能力、科研思維能力的復合型人才［3］，必須對中原工學院現行的微生物實驗教學工作進行初步探索和深化改革。

一、微生物學實驗教學現狀及存在的問題

目前我校微生物實驗不是一門單獨開設的課程，而是一門依附于理論教學、驗證理論教學的輔助教學課程。目前，我校微生物實驗教學采取“理論課程學習—實驗前撰寫預習報告—課上實驗—課后提交實驗報告—教師批閱”的教學模式。該實驗教學模式不利于提高學生的操作技能，也限制了學生創新思維能力的發揮。在實驗教學方法上，我校多采用講授法、演示法，即由理論課教師向學生傳授理論知識，然后由實驗老師演示、學生模仿的機械學習方式。這種方式難以調動學生的主動性，限制了學生獨立思考的空間，從而導致總體實驗教學效率不高。另外，由于實驗條件不足，現階段我校環境工程專業微生物實驗多采用分組操作的方式，很難保證每個學生都有動手操作的機會。這在某種程度上會影響學生的學習興趣以及動手操作的積極性。再者，我校微生物實驗成績的考核與評定納入到理論課程的考核體系中，實驗成績的考核與評定過多依賴于實驗報告，與學生的實際操作技能脫鉤，從而導致不參與或者很少參與實踐操作的學生的成績反而比認真操作、專心實踐的學生更優秀。這種通過撰寫完美實驗報告就能獲得優異成績的現象顯然與實驗教學的本質背道而馳。綜上所述，現有實驗教學方式、方法已不能滿足現代化社會對復合型人才日益更新的需要。

二、微生物學實驗教學改革的思考

(一)實現教學模式科學化，教學手段多樣化

1．改革實驗教學模式，實現微生物學實驗教學的科學化

對于現階段的大學生來說，成績與各種獎勵、評優評先掛鉤，學生只有從心理上重視，才能認真對待課程學習。因此，有必要將微生物學實驗教學作為一門獨立的課程，單獨對其進行考核和評定。在實現單獨考核評定的基礎上，為了獲得更好的教學效果，必須針對教師講解原理和注意事項、做示范指導學生進行實驗操作的傳統教學模式進行改革和適當創新。首先，在實驗準備上，我校實驗用的各項儀器設備以及器皿都是實驗老師在實驗課之前進行調試準備，學生沒有參與到實驗準備工作中。因此，學生沒有時間認識和學習實驗課上所涉及的儀器和設備，導致儀器設備的學習與熟悉占據了大量的實驗課時。所以，有必要讓有興趣的學生積極參與到實驗課程的準備工作中。其次，在實驗預習上，我校多采取撰寫預習報告的方式來實現學生的預習，這種方式對認真學習的同學不失為一種有效的學習方式，但對于只是簡單抄寫實驗指導書的同學，難以調動他們學習的積極性。針對上述情況，課堂提問環節的設置可以有效督促他們積極參與到實驗課程的預習工作中［4］。最后，在實驗課的具體操作過程上，由于實驗課時受限，往往采取教師演示、學生模仿的方法，該方法效果不明顯，學生無獨立思考的空間。針對以上問題，可以將整個課堂教學模式調整為“學生預講—交流討論—學生預做—教師糾錯—教師指導—學生操作”的模式來進行。學生預講是指由每個小組推薦一名學生，對本次實驗內容進行簡單地講解，讓其他學生對本次實驗有大致的概念。交流討論則是每組再推選一名代表與老師進行討論交流，主要是對本次實驗的步驟以及具體操作環節進行更深入的了解和認識。在熟悉實驗步驟和操作之后，可由老師指定學生對實驗進行預操作，其余學生同老師一起在觀看預操作的過程中，對不正確、不規范的操作進行糾錯和適當的指導，最后由學生分組進行實驗操作。這種模式在實驗課程中增設了學生預講、學生預操作的環節，因此可充分調動學生的學習興趣和積極性。

2．充分運用科技的力量，實現多手段教學

隨著科技的發展，新的教學方法和教學工具越來越廣泛應用于實驗教學中。多媒體教學不僅可以向學生展示直觀形象的圖片，還可以通過動畫或者實際操作視頻來幫助學生學習標準的操作方法。在傳統的實驗室配備多媒體設備，通過操作視頻對比，可以規范學生的基本操作方法，便于學生及時糾正;也可以通過數據采集將實驗結果直接導入多媒體中，便于學生進行交流和討論［5－6］。此外，除配備多媒體設備外，還可以在微生物實驗室配置攝像監控、錄像系統，以便指導老師觀察每位學生的操作情況，從而便于客觀地評定學生實驗成績。最后，在實驗室引入顯微數碼互動系統［7］。顯微鏡在微生物實驗中使用頻率較高，但是受到實驗課時以及顯微鏡臺套數的限制，指導老師很難全面掌握每位學生的實驗完成情況，有必要在微生物實驗室引入顯微數碼互動系統。顯微數碼系統是一種新型教學工具，它由4部分組成:數碼一體化顯微鏡系統、圖像處理系統、語音系統以及軟件系統。顯微數碼系統能夠真正實現實驗課堂師生之間的對講模式，讓學生與老師的顯微鏡觀察結果轉換為圖像，通過軟件及時呈現給每位學生，實驗教學工作更加便捷和有效［8］。

(二)調整優化教學內容，改革完善考評制度

1．優化實驗內容，培養復合型人才

目前我校環境工程專業的微生物學實驗多為基礎操作實驗，學生思考和創新的空間受限。另外，實驗內容較單一，與環境工程專業本身的結合比較少，難以體現環境工程專業微生物學的專業特色。為了獲得較理想的教學效果，有必要對現行的微生物學實驗內容進行調整優化。目前環境工程專業的環境微生物學實驗有6個，在保持總學時不變的基礎上，如何整合優化實驗內容，將成為提高教學水平的關鍵。顯微鏡的使用貫穿于整個微生物學實驗過程，不再單獨設置學時進行學習。將顯微鏡的學習和使用穿插在具體的實驗操作以后，便于學生寓學于用，及時鞏固和掌握。經過整合和優化，綜合型和應用型實驗是對基礎操作進一步的強化和復習，在培養學生綜合思考能力的同時也能夠強化學生的操作技能。在學生基本掌握微生物學實驗所涉及的操作后，接下來的綜合性實驗則由學生獨立設計，獨立操作，獨立完成，最后由指導老師進行點評講解。優化后的實驗教學內容，在以基本操作技能為基礎的同時，兼顧學生創新能力、綜合素質的培養。

2．改革、完善考評制度

為了客觀真實地評價學生對基本操作技能的熟練程度以及對綜合實驗的創新能力，有必要進一步規范微生物學實驗的考核標準。對微生物學實驗進行單獨考核可以讓學生在思想上加以重視。在單獨考核的基礎上，將微生物學實驗的成績考核評定分為:平時成績(10%)、實驗報告成績(20%)、期末考試成績(50%)、綜合實驗設計成績(20%)。平時成績主要用來考查學生的出勤情況以及實驗課堂表現。實驗報告成績主要包括預習報告、實驗報告兩部分，可以用來考查學生預習情況以及對實驗整體把握(通過課堂提問環節的設置來實現)。期末考試成績則包括實驗基礎理論、基本操作技能、實驗室相關安全知識。另外，期末考試分為兩種形式:一種是筆試，用來考核學生對實驗基本理論、基本知識的掌握情況;一種則是實際操作形式，用來考察學生的基本操作水平。綜合實驗設計則主要考察學生的綜合能力，包括創新能力、多知識點的綜合應用能力。

三、結語

微生物學實驗教學的特性決定其教學方式的多樣化、教學內容的豐富化以及考核方式的客觀化。通過教學模式的改變、教學內容的優化、考評制度的完善，讓學生由被動變主動，讓教學由教條變生動，讓考核由機械變客觀。新的實驗教學模式、教學方法以及考核制度更加注重學生綜合素質和總體技能的培養，以適應現代社會對人才的需求。

參考文獻:

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［2］梁國斌，劉維平．“環境工程微生物”教學模式的構建與實踐［J］．江蘇技術師范學院學報，2011，17(2):68－71．

［3］鄧永平，劉曉蘭，艾瑞波，等．高校微生物學實驗教學改革探索［J］．教育探索，2013(12):48－49．

［4］顏守保，王順昌，仝倩倩，等．微生物學實驗教學改革和實踐研究［J］．安徽農業科學，2014，42(13):4156－4157．

［5］馮建成，羅素蘭．本科微生物學實驗教學改革初探［J］．微生物學雜志，2007，24(4):66－67．

［6］孔芳，高勇，薛正蓮，等．環境工程專業《微生物學》實驗教學改革與探索［J］．安徽農學通報，2013，19(4):145－147．

［7］張莉，咸洪泉．微生物學實驗教學新模式———顯微數碼互動系統的應用［J］．價值工程，2011(10):208－209．

［8］賈震虎．特色專業背景下微生物實驗教學改革探索［J］．實驗室科學，2011，14(6):25－27．

作者：陳俊華1 劉磊1 王艷1 李紅2 張蓉3 王金濤4 單位：1.中原工學院 能源與環境學院 2.鄭州職業技術學院建筑工程系 3.西部機場集團青海機場有限公司 4.鄭州市軌道交通有限公司