閻春蘭 ， 程國(guó)軍， 裴國(guó)鳳， 李曉華， 何冬蘭

(中南民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430074)

微生物學(xué)課程是大學(xué)生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)以及師范、農(nóng)、林、藥、醫(yī)、食品、環(huán)境等專(zhuān)業(yè)的必修課程，理論性、實(shí)踐性和實(shí)用性均很強(qiáng)，該課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量直接影響到后續(xù)其他生物課程的學(xué)習(xí)。中南民族大學(xué)正在進(jìn)行本科專(zhuān)業(yè)課程模塊化教學(xué)改革，力圖改變目前以“知識(shí)點(diǎn)講授”、以單一的教材為依托的傳統(tǒng)課程組成形式，實(shí)現(xiàn)以“專(zhuān)業(yè)能力提升需求”、以“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提升為目標(biāo)設(shè)置模塊化課程，激發(fā)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣和積極性”，促進(jìn)學(xué)生更好的將專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)際結(jié)合，提升專(zhuān)業(yè)運(yùn)用能力、專(zhuān)業(yè)判斷能力和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)理論分析和解決問(wèn)題的能力。改革設(shè)計(jì)了“三融入”(即融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念、融入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法、融入科研項(xiàng)目研究)式的“前沿導(dǎo)讀+專(zhuān)題研討+項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)”課程模塊化教學(xué)改革模式，其中，前沿導(dǎo)讀模塊主要闡明專(zhuān)業(yè)課程在學(xué)科領(lǐng)域中的地位及其發(fā)展動(dòng)態(tài)；專(zhuān)題研討模塊在反思傳統(tǒng)課程實(shí)施的取向基礎(chǔ)上，探討專(zhuān)題式課程資源的呈現(xiàn)，促進(jìn)多種教學(xué)方式的融合；而項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊主要探討項(xiàng)目主題的選擇、項(xiàng)目展開(kāi)的過(guò)程。全校共有包括微生物學(xué)課程在內(nèi)的十余門(mén)課程參與其中。本文以《微生物學(xué)》課程為例，分析探討前沿導(dǎo)讀模塊在該門(mén)課程中的應(yīng)用，試圖提供一些思路和借鑒，旨在達(dá)到與同行共同探討本科專(zhuān)業(yè)課程模塊化教學(xué)改革的方式、途徑，以達(dá)到交流本科教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)的目的。

1 課程中引入前沿導(dǎo)讀模塊的意義

1.1 有利于推進(jìn)教學(xué)改革

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，專(zhuān)業(yè)知識(shí)不斷更新。有資料表明，上個(gè)世紀(jì)末學(xué)科知識(shí)的更新周期在5年左右，而在21世紀(jì)，很多領(lǐng)域的知識(shí)更新周期在3年左右。因此，教師不斷更新授課內(nèi)容，將學(xué)科的前沿知識(shí)和最新的科學(xué)研究成果應(yīng)用于課堂教學(xué)勢(shì)在必行，也是高校教學(xué)改革的趨勢(shì)與重點(diǎn)[1]。

1.2 有利于激發(fā)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣和學(xué)習(xí)積極性

對(duì)于初學(xué)者而言，一門(mén)課程的第一印象非常重要，前沿導(dǎo)讀模塊就起到了第一印象的作用。學(xué)生在了解學(xué)科的性質(zhì)與內(nèi)容、發(fā)展歷史以及學(xué)習(xí)目的與任務(wù)的基礎(chǔ)上，一方面要理清該課程在整個(gè)學(xué)科體系中的位置，以及與其他專(zhuān)業(yè)必修課程、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)選修課程的關(guān)系；另一方面還能接觸到微生物學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)思想、最新的理論知識(shí)、科技成果、先進(jìn)技術(shù)等，從而激發(fā)他們對(duì)該課程的專(zhuān)業(yè)興趣和求知欲，促進(jìn)其站在整個(gè)學(xué)科的高度拓寬思路，啟迪思想，調(diào)動(dòng)其積極性與主觀(guān)能動(dòng)性，樹(shù)立學(xué)好微生物學(xué)課程的決心和信心[2-5]。

1.3 有利于提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

通過(guò)前沿導(dǎo)讀，將微生物學(xué)領(lǐng)域，包括細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)甚至醫(yī)學(xué)微生物學(xué)等領(lǐng)域的研究成果、最新的理念和先進(jìn)技術(shù)等介紹給學(xué)生，讓學(xué)生了解、掌握學(xué)科最新研究動(dòng)態(tài)，接觸學(xué)科前沿知識(shí)，有利于拓寬學(xué)生學(xué)術(shù)視野；通過(guò)適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，將學(xué)生培養(yǎng)成具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的復(fù)合型人才[6-8]。

1.4 有利于學(xué)生就業(yè)

21世紀(jì)是生物的世紀(jì)，但是以中南民族大學(xué)生物學(xué)專(zhuān)業(yè)的就業(yè)形勢(shì)來(lái)看，除去考研進(jìn)一步深造的學(xué)生之外，本科畢業(yè)后直接從事本專(zhuān)業(yè)的就業(yè)情況并不理想，究其原因，與課本知識(shí)滯后于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)、動(dòng)手能力不強(qiáng)等因素有關(guān)。因此在教學(xué)中融入前沿導(dǎo)讀，將最新的學(xué)科前沿滲透其中，調(diào)整學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，拓寬其視野，無(wú)論是考研還是就業(yè)都將大有助益[9]。

2 前沿導(dǎo)讀模塊的實(shí)施

前沿導(dǎo)讀模塊是本科專(zhuān)業(yè)課程模塊化教學(xué)改革中的第一大塊，在課程開(kāi)始的時(shí)候即呈現(xiàn)給學(xué)生。該模塊的實(shí)施尤其需要注意以下幾部分內(nèi)容：學(xué)科專(zhuān)業(yè)思想(家)的前沿，學(xué)科邏輯體系的前沿以及學(xué)科專(zhuān)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與前瞻性問(wèn)題前沿等。

2.1 學(xué)科專(zhuān)業(yè)思想(家)的前沿

縱觀(guān)現(xiàn)代微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史，人類(lèi)對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)與研究經(jīng)歷了由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)、由宏觀(guān)到微觀(guān)的發(fā)展歷程。在微生物學(xué)創(chuàng)建之前，人類(lèi)曾經(jīng)長(zhǎng)期處于“身在菌中不知菌”或“微生物知識(shí)盲(即微盲)”的無(wú)知狀態(tài)，表現(xiàn)為“視而不見(jiàn)，嗅而不聞，觸而不覺(jué)，食而不查，得其益而不感其恩，受其害而不知其惡”的愚昧狀態(tài)，直到發(fā)明顯微鏡之后，才觀(guān)察到微生物細(xì)胞的存在，隨后發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的微生物種類(lèi)，微生物學(xué)作為一門(mén)學(xué)科開(kāi)始形成；接著將微生物與具體的生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)入到生理水平研究的階段，證明發(fā)酵是微生物活動(dòng)的結(jié)果，解決了啤酒變酸的問(wèn)題；證明傳染病的發(fā)生是微生物在體內(nèi)活動(dòng)的結(jié)果；研制了減緩傳染病的疫苗；純培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)明，細(xì)菌染色法等都是這一階段的成果；酵母無(wú)細(xì)胞壓榨汁中的“酒化酶”發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生酒精和青霉素的發(fā)現(xiàn)將微生物的研究深入到生化水平，使得微生物的研究熱點(diǎn)開(kāi)始趨向于尋找“有益的微生物代謝產(chǎn)物”。以DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)為首的一系列分子水平的研究成果則將微生物的研究推向了分子生物學(xué)水平，從分子水平闡明微生物活動(dòng)、代謝的機(jī)理。感性認(rèn)識(shí)時(shí)期→形態(tài)描述時(shí)期→生理水平研究→生化水平研究→分子水平研究，這不僅是微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史，也是人類(lèi)認(rèn)識(shí)與研究微生物的必經(jīng)過(guò)程，對(duì)于啟發(fā)學(xué)生的科研想法，以及將來(lái)從事科學(xué)研究有很大的幫助。

在微生物的發(fā)展簡(jiǎn)史中，尤其要關(guān)注的還有各個(gè)階段做出杰出貢獻(xiàn)的微生物學(xué)家們，是他們推動(dòng)了微生物學(xué)科及其專(zhuān)業(yè)思想的發(fā)展[10-11]。從用自制的顯微鏡觀(guān)察到細(xì)菌的三種形態(tài)的商人列文·虎克，到微生物學(xué)的奠基人巴斯德 (Louis Pasteur) 和細(xì)菌學(xué)之父科赫 (Robert Koch)，再到發(fā)現(xiàn)無(wú)細(xì)胞酵母菌酒精發(fā)酵過(guò)程這一酶促反應(yīng)的布赫納 (Edward Buchner)和青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊明(Alexander Fleming)，以及DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者沃森 (James D. Watson) 和克里克 (Francis Crick) 等。在介紹這些微生物學(xué)家的時(shí)候，不僅要說(shuō)到他們?cè)谖⑸飳W(xué)領(lǐng)域所取得的成就，更要提及他們的工作環(huán)境和生活背景，是他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、周密的科研思維、執(zhí)著和不放棄細(xì)節(jié)的科研精神才使得他們?nèi)〉眠@些成就。我國(guó)微生物學(xué)家們也為微生物學(xué)科的發(fā)展做出了很多的貢獻(xiàn)，如湯飛凡首次分離得到沙眼衣原體，打破沙眼的“細(xì)菌病原說(shuō)”；田波院士在20世紀(jì)80年代初用病毒RNA來(lái)防治植物病毒獲得成功；說(shuō)到青霉素，也應(yīng)該提到青蒿素的發(fā)現(xiàn)者—中國(guó)學(xué)者屠呦呦等。通過(guò)這些中外科學(xué)家們的事跡、成就，將科學(xué)研究手段、科研思路和學(xué)術(shù)思想在潛移默化中傳授給學(xué)生，啟發(fā)感染他們，激勵(lì)他們樹(shù)立學(xué)好微生物學(xué)的信心和決心[12]。

2.2 學(xué)科邏輯體系的前沿

建立良好的學(xué)科邏輯體系對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)將起到事半功倍的效果，能夠幫助學(xué)生把握住學(xué)科內(nèi)各組成部分的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，將一個(gè)一個(gè)的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，不再是一盤(pán)散沙[13]。微生物學(xué)是從分子、細(xì)胞或者群體水平上研究微生物生命活動(dòng)基本規(guī)律的學(xué)科，微生物的生命活動(dòng)包括微生物的形態(tài)構(gòu)造、微生物的營(yíng)養(yǎng)、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類(lèi)進(jìn)化等內(nèi)容[14]。微生物的形態(tài)，根據(jù)微生物三大種類(lèi)的不同各有不同；認(rèn)識(shí)了微生物的形態(tài)，想要人工培養(yǎng)它們，需要了解微生物的營(yíng)養(yǎng)；而人類(lèi)培養(yǎng)微生物是想將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，那么首先需要了解的是微生物的生理代謝和生長(zhǎng)等過(guò)程；在這個(gè)過(guò)程中，必然涉及到微生物的育種；如何從環(huán)境中篩選更多有益的微生物，則涉及到微生物的生態(tài)分布、分類(lèi)等內(nèi)容。經(jīng)過(guò)這樣的聯(lián)系，可以將該學(xué)科的各個(gè)部分有機(jī)地緊密結(jié)合在一起，既方便合理組織教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容更具有系統(tǒng)性和連續(xù)性，也更利于學(xué)生理解。

在理清學(xué)科內(nèi)在邏輯體系的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)置一些與生活實(shí)際相關(guān)，或者學(xué)生自己感興趣的問(wèn)題[7,15]，結(jié)合學(xué)科的發(fā)展歷程和學(xué)科內(nèi)在邏輯聯(lián)系，讓學(xué)生思索可能的解決方案，為后面的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊做準(zhǔn)備。

2.3 學(xué)科專(zhuān)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與前瞻性問(wèn)題前沿

微生物學(xué)已經(jīng)為人類(lèi)文明的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，仍在發(fā)展的微生物學(xué)必將在推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步中繼續(xù)發(fā)揮自己的重大作用。根據(jù)微生物學(xué)的最新學(xué)科前沿可以看出，微生物學(xué)今后的發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在醫(yī)療保健、工業(yè)發(fā)酵、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、國(guó)防建設(shè)以及生命科學(xué)基本理論研究等領(lǐng)域。在講解時(shí)，針對(duì)每一個(gè)領(lǐng)域列舉具體的事例進(jìn)行案例教學(xué)[9,13,16]，并嵌合最新的科技前沿知識(shí)[17]。比如在醫(yī)療保健領(lǐng)域，目前發(fā)現(xiàn)糖尿病和肥胖癥等疾病的發(fā)生與腸道微生物密切相關(guān)，可將腸道微生物用于這些疾病的治療與預(yù)防，以及該如何解決日益嚴(yán)重的微生物對(duì)抗生素耐藥性的問(wèn)題；在工業(yè)發(fā)酵領(lǐng)域，微生物在各種代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)上獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，如甘油、乙酸、檸檬酸、水楊酸等，微生物也可用于生物能源的生產(chǎn)，如乙醇、生物柴油等，在解決世界能源危機(jī)方面貢獻(xiàn)很大；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，以菌治蟲(chóng)、治植病的生物防治技術(shù)，以菌增肥、促生長(zhǎng)的微生物增產(chǎn)技術(shù)以及以菌產(chǎn)沼氣的沼氣發(fā)酵技術(shù)等都是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的閃光點(diǎn)；在環(huán)境保護(hù)方面，石油、塑料等的降解，污水治理和有機(jī)廢物處理等都離不開(kāi)微生物的作用；在生命科學(xué)基本理論研究方面，不可培養(yǎng)微生物以及隨之而產(chǎn)生的宏基因組學(xué)和代謝基因組學(xué)必將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的新的微生物種群和新的基因或基因簇，從而克隆和篩選出新的生理活性物質(zhì)。

通過(guò)將微生物學(xué)領(lǐng)域的最新理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，有針對(duì)性地與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，就會(huì)使學(xué)生對(duì)微生物的巨大應(yīng)用前景留下深刻的印象，進(jìn)而產(chǎn)生濃厚的興趣與求知欲，投入到后續(xù)的微生物課程學(xué)習(xí)中去[18]。

3 結(jié) 語(yǔ)

微生物學(xué)作為生物學(xué)中最活躍的學(xué)科之一，其研究領(lǐng)域不斷延伸，新技術(shù)和新方法的應(yīng)用，以及與其他學(xué)科的交叉融合，會(huì)不斷孕育和形成新的學(xué)科。微生物學(xué)課程作為中南民族大學(xué)第一批實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)與改革的專(zhuān)業(yè)課程，前沿導(dǎo)讀模塊的應(yīng)用被列為本課程改革的重點(diǎn)之一。在學(xué)生對(duì)本學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)具有一個(gè)整體的理解和把握的基礎(chǔ)上，將微生物學(xué)領(lǐng)域的最新理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)等前沿知識(shí)融入到現(xiàn)有的教材中，并與之進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，能在很大程度上激發(fā)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣和學(xué)習(xí)積極性，提升了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力和創(chuàng)新能力，也為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和其他課程模塊的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

作為模塊化教學(xué)改革中的第一大模塊，前沿導(dǎo)讀模塊如何與后續(xù)的專(zhuān)題研討和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是今后的改革中需要解決的問(wèn)題。將學(xué)科的科技前沿信息，邊緣學(xué)科知識(shí)，最新的微生物學(xué)技術(shù)等融入到專(zhuān)題研討和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中，必將進(jìn)一步深化課程模塊化改革的力度與深度，提高微生物學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，只有這樣，才能有效提高教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生更好地將專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)際結(jié)合，提升他們專(zhuān)業(yè)運(yùn)用能力、專(zhuān)業(yè)判斷能力和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)理論分析和解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型、綜合性的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

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