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摘要：環境工程微生物學是環境工程專業重要的專業基礎課程，內容抽象、工程實踐性強，重視實踐創新型人才的培養。如何激發學生學習熱情，夯實教學效果，培育專業的環保人才，是環保教育工作者的責任和使命。本文結合湖南農業大學環境工程微生物學的教學實踐，探索教學模式、教學內容和考核模式等對教學質量的影響，以期為環境工程微生物學課程的教學改革提供參考。

關鍵詞：環境工程微生物學；教學改革；實踐教學；考核方式

引言

微生物在環境污染治理和生態修復方面起著不可替代的作用，如何充分發揮微生物在生態環境保護中的效能是環境工程專業人才培養的重要內容。環境工程微生物學是在研究微生物的生長、代謝和繁殖基礎之上，重點探討微生物與環境的關系、微生物對污染物質的分解轉化以及微生物在環境污染治理中的應用。環境工程微生物學為交叉學科，知識結構復雜、涉及面廣、實踐性強、應用創新要求高，授課難度大。[1-2]環境工程微生物學的教學一般以講授為主，輔以少量實踐課程。但是由于環境工程微生物學基礎理論較深、內容抽象、實踐課不足等問題，學生興趣不高、學習意愿不強，整體教學效果欠佳。[3-5]同時，課程以期末閉卷考試方式考核，學生期末突擊復習亦能達成考試目標，無法準確評估學生對專業知識的理解程度。此外，隨著專業擴招，教師維護課堂秩序的時間和精力成本增加，課堂秩序和課堂質量相應降低；實踐課程中生均可用資源減少，相互干擾的成分被放大，明顯干擾教師實驗示范。為解決上述問題，針對環境工程微生物學課程的教學改革勢在必行。本文以湖南農業大學環境工程專業教學實踐中面臨的教學難點為著眼點，針對性提出改善教學效果、鞏固教學成效的策略，以期為新形勢下環境工程專業人才的培養提供參考。

1教學中存在的問題

（1）課程理論涉及多學科交叉，教學難度高，但學時分配不足、課程安排不合理。環境工程微生物學課程涉及多學科交叉，理論面廣而深。環境工程微生物學的理論包括微生物學基礎和微生物治理環境污染兩部分，相關內容涉及有機化學、生物化學、流體力學、環境工程學、生態學和微生物學等學科的理論，同時還涵蓋了微生物在土壤修復和“三廢”處理處置等方面的應用及作用機理。[6]但是，環境工程微生物學一般先于或同步于上述基礎課程授課，不同課程之間銜接不夠緊密，導致該門課程授課時的延伸和拓展困難，學生對知識點的消化吸收難度較高。另外，環境工程微生物學的知識點多，內容遷移性強，但教學課時僅有32學時，略顯不足，導致部分內容只能依靠學生自覺學習，教學質量無法保證。（2）學生基礎知識薄弱，學習動機不強。環境工程微生物學是工程應用性學科，要求學生具備相應的專業基礎。但環境工程微生物學的教學多與其他相關學科，如水污染控制、大氣污染控制、土壤修復等課程的授課同步進行，學生消化吸收難度高。對于環境工程專業的學生而言，微生物學基礎知識薄弱，相關知識架構尚處于高中水平，讓其直接跨越至微生物在環境治理中的應用很困難。在實踐教學上，微生物實驗趣味性不足，學生參與熱情有限，部分表現出抗拒性和拖延性。同時，許多同學對專業基礎課程的價值認識不足，對此類課程在未來職業發展中的作用缺乏概念框架，學習欲望不足。另外，環境工程微生物學是不斷發展的學科，尤其是近年來發展尤為迅猛，成熟教材與生產實際中的差距愈發明顯，過時的技術和方法無法喚起學生的學習熱情，同時也無法達成以社會需求為導向的專業人才培養目標。（3）內容抽象、難理解。由于微生物形態各異、種類繁多、肉眼不可見，相關內容抽象，授課中課堂直接演示不切實際，需借助顯微鏡、多媒體等方式輔助教學，學生缺乏直觀感知經驗，相關內容的記憶和理解效果較差。同時，不同形態大小的細菌觀察需放大不同倍數，難以在同一放大視角下區分不同細菌的形態結構。另外，細菌的增殖、運動、代謝及其作用于環境污染治理和修復的過程均無法直接觀察，學生抽象理解的難度較高。（4）實踐內容缺乏系統性，考核方式欠全面。微生物實踐教學一般為驗證性實驗，實驗方案和器材均由老師提前準備，學生課上依據教師示范，機械的完成相關操作即完成課程學習。部分學生甚至直接套用他人的實驗結果，無法真正達到實驗課程的教學目的，不能培養學生的邏輯思維和科研動手能力。部分實驗內容單調、簡單（如細菌的革蘭氏染色、培養基的配制和滅菌等），內容上與環境工程專業方向直接關聯度較低，無法真正起到專業人才培養的目的。此外，實踐課程的考核通常以實驗報告的完成度作為評判標準，部分學生編造實驗數據、篡改實驗結論或是抄襲他人的實驗報告，不利于培養學生自主、嚴謹、鉆研的學習素養。（5）實驗條件不足，學生安全意識不強。目前，湖南農業大學有一間環境工程教學實驗室，需承擔本部、東方學院和國際學院環境工程專業本科生的實驗教學，教學空間有限，且不允許分班授課，人均教學資源緊張。與微生物相關的教學器材較少，滅菌鍋和超凈工作臺僅有2套，學生需要以大團隊的形式開展實驗，無法滿足正常的實驗需求，部分學生無法親自動手操作或是濫竽充數直接享受團隊成果，實踐效果得不到保障。另外，微生物實驗涉及到高壓滅菌鍋和超凈工作臺的使用，部分學生違規操作，造成一定的安全隱患。

2教學方法的改革與探索

2.1改變理論授課模式，增強學生學習興趣

（1）引入研究型教學模式。環境工程微生物學課程以應用為導向，課程的內在特征與研究型教學的特點契合。研究型教學以培養學生的實踐創新能力為導向，[7]以教師的科研項目為基礎，將教師的科研工作與教學相結合，用科研反哺教學，充分利用教師的科研平臺，讓學生在項目中學習，啟發學生思維，拓展學生視界。此外，鼓勵學生積極參與大學生創新實驗項目，培養學生主動思考、勇于探索的思維習慣，將嚴謹求實的科研理念引入到教學中，夯實學生對專業理論知識的理解。近三年湖南農業大學環境工程專業大學生創新項目申報立項20余項。通過大學創新型實驗項目的培養，學生可以通過自主學習獲取一些學科前沿知識，不僅有助于教學質量的提升，也極大增強了學生對新知識的欲望，有利于實踐創新人才的培養。將研究型教學模式用于環境工程微生物學的教學，契合以成果為導向的人才培養目標。（2）激發學生學習動機及興趣。學習動機是學習的內驅力，興趣是學習最好的導師和最佳動機。由于環境工程微生物學內容的抽象性和學生的認知局限性，學生學習熱情有限。充分激發學習興趣，調動學生積極性和想象力，對于保障教學效果尤為重要。緒論是一門課程的高度濃縮和整合，具體闡述了課程的目的、研究內容和學科在專業培養中的地位。[4]環境工程微生物學緒論系統闡述了微生物學的發展歷程，人類、環境與微生物之間的聯系。我們在針對緒論授課時，為了讓學生充分認識到微生物在環境污染治理中的作用、微生物治污領域的熱點和發展趨勢，充分采用貼近生活案例的描述，讓學生充分理解環境微生物學在實際生活中的應用，經典的案例如酸奶的制作和青霉素的發現、生活污水的處理、農業禽畜糞便的堆肥等，激發學生的學習興趣，開啟學生的求知欲。同時，通過在緒論中設置相關問題，讓學生在未來的學習中帶著問題和思考學習。如微生物是怎樣實現六價鉻的還原？怎么馴化鉻還原菌？怎么提高鉻還原菌的效率？（3）豐富教學內容，調整授課方式。教師的教學態度、業務水平、敬業精神、教學方法和手段是影響教學效果的關鍵。[5]微生物學是不斷發展的學科，其應用隨著科學技術的發展亦是不斷的拓展和延伸。因而，我們在針對環境工程微生物學進行教學時，及時更新授課內容，適時根據國際社會關注的熱點問題補充一些前沿的新技術，將科技創新的最新成果和人民群眾熱切關注的問題帶入課堂，培養學生的學習興趣，激發學生的社會責任感和使命感。我們在教學中經常跟學生分享一些科研工作中的心得體會，用切身經歷培育學生學習的信心和探索精神。為了充分發揮學生的主觀能動性，我們在教學中更加注重學生的反饋，通過增強與學生的互動，活躍課堂氣氛，引導學生自主學習。鼓勵學生課下搜集課程的相關資料，包括視頻、微課和文獻等，課上各抒己見充分參與討論，在討論中加深對知識點的理解，同時亦可培養學生的膽量和自主學習的自信。同時，通過學生的反饋，及時掌握學生對相關知識點的掌握程度，適時調整課堂節奏，確保每一個學生都能跟上教學節奏。（4）建立完備的知識框架，難點突破。環境工程微生物學課程知識點多、概念多、易混淆、理解難度高，[6]教學中以培養目標為主線，層次分明，夯實基礎，突破難點。教學設計應講究層次，先講什么是微生物，微生物的生長和代謝，再結合污染物的性質，講解微生物在污染治理和環境修復中的效能。另外，環境工程微生物的許多基礎理論與其他課程密切相關，在講解過程中要抓住其內在的聯系，突出重點。比如，講授微生物在“三廢”處理處置中的應用時，我們以實際應用為著眼點，重點論述微生物治污的機理，避免與其他課程內容重復。

2.2強調實踐教學，豐富實驗課類型

環境工程微生物學以往開設的多為基礎性實驗，如顯微鏡的使用、菌體菌絲的觀察、平板計數、平板劃線等，未能體現微生物在環境工程中的應用。我們在教學中以自身的科研經歷為基礎，增設微生物治污的綜合性實驗。如我們根據實際的實驗條件，增設鐵錳氧化菌的篩選、馴化和擴培實驗。此外，我們一改以往的包辦式實驗模式，強調學生在實驗中的主體地位，讓學生以小組的形式完成全套的實驗過程，包括資料查閱、方案制定、實驗操作、數據處理和報告分析等。通過綜合性實驗課程的開設，學生更加深刻的理解到微生物在污染治理中的應用，充分熟悉了實驗的操作和相關環節，培養了學生的團隊意識、責任感、分析問題和解決問題的能力。

2.3豐富考核方式，提高學生專業素養

課程成績以往多以期末考試成績、出勤考核及實驗報告三部分組成。但這種成績評定方式會使部分學生鉆空子，如期末突擊記憶相關知識點、借閱和抄襲他人的實驗報告等，無法真正了解學生的掌握情況，因而需對考核方式進行調整。實踐中，我們將基礎理論和實驗課程設置為同等比重，各占50%。基礎理論考核成績由試卷成績（70%）和課程綜合匯報組成（30%）。課程綜合匯報在期中進行，提前布置選題，充分發揮學生主動學習的能力，查閱資料形成報告，并進行PPT展示和答辯，綜合報告和答辯情況打分。實踐課程成績由實驗設計（70%）和實驗報告（30%）組成。實驗設計部分依據學生的選題、方案和操作規范等環節綜合打分；實驗報告根據實驗設計報告、實驗結果、報告規范性和數據分析深度進行整體把握和評估。相關考核可避免學生考前突擊死記硬背，夯實學生對知識點的掌握和理解，著力學生實踐能力和創新能力的培養。

2.4合理配置資源，充分利用教師科研平臺

為緩解教學資源不足的問題，在實踐中我們鼓勵學生以大學生創新實驗的形式參與到教師的科研工作當中。采用此種方式，鍛煉了學生的專業素養，培育了學生的科研熱情，近三年環境專業學生第一作者發表SCI論文30余篇。另外，在實際授課中，通過與其他課程老師的溝通，合理安排授課進度，避免類似知識點的重復教學，同時亦可在其他課程的基礎之上針對重要的知識點做更加深刻的闡述和延伸，保障教學效果。

3結語

環境工程微生物學課程與其他眾多課程交叉，知識面廣、知識結構體系復雜、強調實踐性，在教學中存在諸多難點。同時，隨著專業擴招，人均教學資源相對匱乏，亦成為環境工程微生物課程教學的重大挑戰。在此背景之下，針對環境工程微生物學課程的教學改革勢在必行。在教學中以學生為本，充分調動學生學習的積極性，發揮學生的主觀能動性，以教師自身的科研經驗和教訓培育學生學好專業知識的信心，訓練學生嚴謹求實的學習態度。教師實時更新專業領域的最新進展，融入到日常的教學中，培養學生的專業認同感和學習興趣。通過增強實踐教學環節的投入和充分利用教師的科研平臺，培養學生分析問題、解決問題的能力，重視學生團隊意識和專業能力的培養。最后，完善考核方式，重視過程訓練，著力實踐創新型人才的培養。

參考文獻

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[7]何興兵,林永慧.環境科學專業《環境微生物學》課程研究型教學模式探索.教育教學論壇,2012(37B):239-241.

作者：謝先德 張嘉超 單位：湖南農業大學資源環境學院