武秀琴　李印霞　張慶甫

河南工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院　河南鄭州　451191

環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

武秀琴李印霞張慶甫

河南工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院河南鄭州451191

根據(jù)目前環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在的問(wèn)題，從增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 、穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍、調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、完善考核方式等方面進(jìn)行改革，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

環(huán)境工程微生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革探索

環(huán)境工程微生物學(xué)是把微生物學(xué)的基本原理、技術(shù)和方法應(yīng)用于環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、環(huán)境污染治理及環(huán)境保護(hù)等方面，同時(shí)是與工業(yè)微生物、農(nóng)業(yè)微生物及醫(yī)學(xué)微生物等學(xué)科既相互滲透交叉又彼此獨(dú)立的一門綜合性較強(qiáng)的邊緣學(xué)科。環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是課程理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用的紐帶，是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用環(huán)境微生物學(xué)的理論和技術(shù)探索和解決環(huán)境問(wèn)題的有效手段[1]。環(huán)境工程微生物學(xué)一直是環(huán)境工程、環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理、環(huán)境科學(xué)等環(huán)境類專業(yè)的基礎(chǔ)核心課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程的重要組成部分。由于環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性及應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，其獨(dú)特的研究方法和手段已廣泛地滲透到現(xiàn)代生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域[2]。因此，很多高校都將實(shí)驗(yàn)課程作為一門重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)開(kāi)設(shè)。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，很多從事環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同行，從師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等諸方面進(jìn)行了一系列的探索和嘗試，并取得了一定的成果。本文根據(jù)我校環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)的日常教學(xué)體會(huì)，總結(jié)了目前環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革進(jìn)行了一些探索和嘗試，最終目標(biāo)是提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果。

1　環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1擴(kuò)招后學(xué)生人數(shù)迅速增加教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)

河南工程學(xué)院前身為鄭州經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院及河南省紡織高等?？茖W(xué)校，自2001年開(kāi)始招收環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)?？粕?，從2007年合并升本后開(kāi)始招收環(huán)境工程專業(yè)本科生，從2011年開(kāi)始招收資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生，作為坐落于人口大省省會(huì)的一所高校，學(xué)生的生源始終還不錯(cuò)。從2007年開(kāi)始，每年本科招5～6個(gè)自然班，其中資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)2個(gè)班，環(huán)境工程專業(yè)3～4個(gè)班，同時(shí)還有環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)?？瓢嗉皣?guó)外合作辦學(xué)班，擴(kuò)招后學(xué)生人數(shù)的劇增，每年至少有250人同時(shí)開(kāi)設(shè)環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課，但是由于目前學(xué)生總體素質(zhì)下降，采用大班教學(xué)直接影響教學(xué)效果。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)生認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)課程與其他實(shí)驗(yàn)課存在不小差別，難度較大，出現(xiàn)部分學(xué)生不認(rèn)真操作、敷衍了事等不良現(xiàn)象。因此，環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。

1.2實(shí)踐教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)有限教師隊(duì)伍不穩(wěn)定

我校環(huán)境工程微生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)數(shù)?？萍碍h(huán)境工程本科專業(yè)為16學(xué)時(shí)，資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)為32學(xué)時(shí)。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，完成環(huán)境工程微生物學(xué)課程要求學(xué)生掌握的全部實(shí)驗(yàn)技能對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目確實(shí)存在很大困難。

另外，長(zhǎng)期以來(lái)，由于種種原因，實(shí)驗(yàn)室人員普遍學(xué)歷較低，專業(yè)性不強(qiáng)，而且實(shí)驗(yàn)人員隊(duì)伍不穩(wěn)定，缺少專職實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，只能開(kāi)展一些基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加之人員流動(dòng)性大，在一定程度影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

1.3實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容相對(duì)陳舊

作為一門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往以單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主[3]。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)陳舊或存在重復(fù)現(xiàn)象[4]，例如傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把顯微鏡的使用單獨(dú)作為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)，現(xiàn)在的情況是很多學(xué)生在中學(xué)課程的學(xué)習(xí)中已經(jīng)基本掌握了普通光學(xué)顯微鏡的使用方法與維護(hù)[5]。同時(shí)還有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也明顯過(guò)時(shí)，如在傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中，要求學(xué)生必須掌握棉塞的制作、移液管和三角瓶玻璃儀器的包扎等基本技術(shù)，而現(xiàn)在一般都用乳膠塞代替了棉塞、用微量注射器代替移液管等。因此，應(yīng)根據(jù)本學(xué)科實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)展及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和項(xiàng)目。

2　環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)措施

2.1采用小班教學(xué)增加實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)數(shù)

針對(duì)擴(kuò)招后人數(shù)劇增的狀況，我們犧牲自己的休息時(shí)間，以學(xué)生的課余時(shí)間為依據(jù)，充分利用中午和晚上、甚至周末時(shí)間開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)采用小班教學(xué)，每組2～3人，確保每個(gè)學(xué)生都能親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果不因人數(shù)增加而降低。

自2011級(jí)起，我們將環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課單列，課時(shí)增加為32課時(shí)，開(kāi)設(shè)了本課程要求學(xué)生掌握的顯微技術(shù)(包括個(gè)體形態(tài)觀察、大小測(cè)量、顯微直接計(jì)數(shù)等項(xiàng)目)、微生物染色技術(shù)、無(wú)菌操作技術(shù)、培養(yǎng)基的配制及滅菌技術(shù)、純種分離及培養(yǎng)技術(shù)、菌種保藏技術(shù)等全部單元操作；同時(shí)，對(duì)資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)增加為時(shí)2周的課程實(shí)習(xí)，集中時(shí)間開(kāi)設(shè)比較費(fèi)時(shí)的綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括大腸桿菌生長(zhǎng)曲線的制作、水體大腸菌群的檢測(cè)、微生物菌種鑒定常用的生理生化實(shí)驗(yàn)、化學(xué)消毒防腐劑最佳作用條件的研究、有機(jī)污染物降解菌的分離與篩選及降解條件的優(yōu)化等。經(jīng)過(guò)調(diào)整，學(xué)生普遍反映可以系統(tǒng)地掌握微生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技能，為以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及畢業(yè)論文的順利進(jìn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2打造穩(wěn)定、高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍

從2006年開(kāi)始實(shí)行專門從事理論教學(xué)的教師與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師每學(xué)期換崗輪流教學(xué)，這樣有利于理論和實(shí)驗(yàn)教師之間的充分的學(xué)術(shù)交流，的確是一種“多、快、好、省”提高實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍素質(zhì)的方法[6]。同時(shí)，我們鼓勵(lì)引導(dǎo)新入職的博士、碩士首先進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室工作3～5年，從職稱評(píng)定、培訓(xùn)進(jìn)修等方面上提高實(shí)驗(yàn)人員的福利待遇水平，打造一支高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。有的碩士博士5年結(jié)束后主動(dòng)要求留在實(shí)驗(yàn)室工作，這樣不但穩(wěn)定了教師隊(duì)伍，還可以使學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，全面提高了學(xué)生的動(dòng)手能力及科研素質(zhì)，從畢業(yè)后考取研究生的學(xué)校反饋的信息顯示改進(jìn)后的培養(yǎng)的學(xué)生科研素質(zhì)在同類高校中相對(duì)較好，受到導(dǎo)師及學(xué)生的普遍好評(píng)。

2.3根據(jù)學(xué)科發(fā)展情況調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，我們力爭(zhēng)與時(shí)俱進(jìn)，根據(jù)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容。隨著分子生物學(xué)技術(shù)在環(huán)境工程微生物中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[7]，在原先的基礎(chǔ)上減少了已經(jīng)明顯落伍的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，及時(shí)補(bǔ)充了土壤中DNA的提取、微生物的菌種鑒定、分離篩選高效降解菌等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，被學(xué)生普遍認(rèn)可。

2.4提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性與主動(dòng)性

首先，我們打破傳統(tǒng)教學(xué)教師做主角，學(xué)生被動(dòng)參與的現(xiàn)狀。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考。例如：在進(jìn)行微生物生長(zhǎng)測(cè)定時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)是將細(xì)胞大小的測(cè)定及數(shù)目測(cè)定作為2個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成，經(jīng)過(guò)教師引導(dǎo)學(xué)生將2個(gè)實(shí)驗(yàn)融為一個(gè)，提出在測(cè)定微生物數(shù)目時(shí)可以同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞大小的測(cè)定，由于血球計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室每一個(gè)小方格的邊長(zhǎng)是已知的，因此可以粗略的測(cè)定細(xì)胞的大小，再與測(cè)微尺測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證，學(xué)生很有成就感。其次，我們堅(jiān)持將日常生活與環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)聯(lián)系起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生興趣。例如，在進(jìn)行無(wú)菌器材的準(zhǔn)備時(shí)啟發(fā)學(xué)生思考如何對(duì)手機(jī)、鍵盤、餐具、宿舍環(huán)境等日常用品進(jìn)行消毒；在檢測(cè)空氣、水中菌落總數(shù)時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)經(jīng)常飲用的礦泉水、飲料及學(xué)生卡、鑰匙、紙幣等也進(jìn)行檢測(cè)，還可以直接檢測(cè)口腔中的細(xì)菌等。最后，我們還充分利用手機(jī)改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。允許學(xué)生上課攜帶手機(jī)，在使用顯微鏡觀察微生物形態(tài)時(shí)，改變傳統(tǒng)教學(xué)中現(xiàn)場(chǎng)手工繪制生物圖的方式，允許學(xué)生將看到的影像用手機(jī)拍下來(lái)，可以進(jìn)一步放大，看得更清晰，也方便繪圖；在微生物生長(zhǎng)測(cè)定時(shí)，將校正及測(cè)定結(jié)果先用手機(jī)拍攝下來(lái)，再讀數(shù)，可節(jié)約課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間，學(xué)生興致很高，還在朋友圈分享自己的圖片，掀起了“比學(xué)趕超”的熱潮，也充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

2.5建立完善的實(shí)驗(yàn)考核模式客觀學(xué)生評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果

教學(xué)考核不是最終目的，只是檢驗(yàn)教學(xué)效果的一種手段，當(dāng)然也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的延續(xù)[8]?？茖W(xué)合理的考核方式可以明顯提高教學(xué)質(zhì)量[9]。在環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一堂課，向?qū)W生說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)課的考核辦法、內(nèi)容以及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生清楚考核只是一種學(xué)習(xí)方式。特別是規(guī)定實(shí)驗(yàn)課不及格者不能補(bǔ)考，只能重修，一定程度上打消了個(gè)別學(xué)生實(shí)驗(yàn)課混學(xué)分的想法。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課高度重視，幾乎沒(méi)出現(xiàn)遲到、早退、曠課現(xiàn)象。

在這種模式下，學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作技能，還要養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。在多層面征求意見(jiàn)和廣泛研究的基礎(chǔ)上，采取多方面、多角度、多層次的考核進(jìn)行綜合評(píng)分的考核方式。細(xì)化考核操作要點(diǎn)及評(píng)分細(xì)則。將實(shí)驗(yàn)出勤情況、預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫、筆試成績(jī)等方面都納入考核內(nèi)容。各部分所占比例分別是實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)情況及出勤情況占15%，實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫占35%，筆試成績(jī)占20%。通過(guò)這種方式可以客觀、公正、全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的理解、操作方法的掌握及其他綜合素質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要部分[10]，在環(huán)境工程微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告。我們非常重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫，實(shí)驗(yàn)報(bào)告所占比例最大。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)展之前，要求學(xué)生完成預(yù)習(xí)報(bào)告，否則不允許進(jìn)如實(shí)驗(yàn)室，本次課按曠課處理。促使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解?shí)驗(yàn)原理、熟悉實(shí)驗(yàn)的操作步驟及可能遇到的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中教師重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生及時(shí)書(shū)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，認(rèn)真完成思考題，總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的不足、收獲、意見(jiàn)及建議。尤其對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象及結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真分析，查找原因。鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)救。從而有效地鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，大大提高了教學(xué)效果。

3　結(jié)束語(yǔ)

在學(xué)院向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型之際，我校環(huán)境工程本科專業(yè)被河南省教育廳列為重點(diǎn)專業(yè)改革試點(diǎn)，資源環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)作為河南工程學(xué)院的重點(diǎn)扶持專業(yè)，環(huán)境工程微生物學(xué)課程作為學(xué)院的重點(diǎn)建設(shè)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索任重而道遠(yuǎn)。我們將繼續(xù)努力，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，全面提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，為培養(yǎng)優(yōu)秀的高層次的環(huán)境類應(yīng)用型人才，服務(wù)于地方級(jí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出自己的貢獻(xiàn)。

[1] 梁璐怡,胡寶蘭,朱亮.環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,29(9):126-129.

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Exploration on Environmental Microbiology Experimental Teaching Reform

Wu Xiuqin, Li Yinxia, Zhang Qingfu
College of resources and environment, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou, 451191, China

According to the current environmental engineering microbiology experiment teaching are widespread problems, from increasing experimental classes, stability experiment team, adjusting the experiment content, to improve students' study enthusiasm, perfecting examination methods etc to reform, improve experiment teaching effect, cultivating applied talents.

environmental engineering microbiology; experimental teaching; reform and exploration

2016-05-11

武秀琴，碩士，副教授。

2015年度河南工程學(xué)院環(huán)境工程微生物學(xué)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(編號(hào)：2015-2016)。