普通工科院校《环境微生物学》实验教学优化和改革

2022-09-11

《环境微生物学》是高等院校环境类专业的重要基础课之一。随着现代环境生物技术的不断发展, 其教学内容日益扩展。为了适应课程发展的需要, 广大学者从不同角度出发对课程的教学内容、教学方法、实验教学、考核方法等方面进行了多方面的改革和实践[1,2]。针对环境微生物学实验教学提出了建立由验证性实验、综合性实验、研究性实验和生产实践及应用性实验构成的新实验教学体系[3];改革考试形式, 调整理论和实验分数比例, 开展形成性评价[4];集中实验教学时间, 加强各实验间知识点的联系, 增加综合设计性实验, 实现多媒体实验教学, 全面开放实验室, 制定实验课程考核评价体系[5]等具体措施, 并取得了较好的效果。

然而, 由于我国各地区的教育发展水平不一致, 不同院校的建设思路和发展历程差异较大, 不同层次和性质的高等院校在进行课程改革时所面临的具体情况不一而同, 因此, 课程教学的改革和优化还需要与各院校、专业的实际情况结合。

此外, 由于实验教学课程改革涉及学生、教师、实验室管理、实验设备等各方面因素, 其过程可能比理论课程改革更为复杂。在此, 结合我校“以工为主, 文、理、工、管相结合”的办学实际与《环境微生物学》课程的特点, 认为在普通工科院校进行《环境微生物学》实验教学改革应该注重以下几方面的改革和建设。

1 突出工科特色

在我国, 环境微生物学被普遍认为是高校环境专业的一门重要专业基础课。然而, 对于不同的大学, 由于其办学的特色不同和对学生的要求不同, 对专业课程的安排也不同, 因此, 环境微生物学在整个课程体系中所占据的位置也会有所差异。

我校办学以工科为主, 逐步向文、理、工、管相结合发展, 是一所地方性普通工科院校。环境工程专业课程的设置偏重于环境工程方面的课程, 强调重工程、重实践的专业特色。水污染控制工程、固体废物处理工程、大气污染控制工程等专业主干课程的教学, 充分围绕教学队伍的科研及实习单位的生产展开, 注重培养学生的工程实践能力。作为这些专业主干课程的重要基础课, 环境微生物学不仅要使学生掌握其中的微生物学原理, 还要通过实验的教学使学生掌握特定的实验技能, 如微生物的分离和纯化、菌种的驯化和培养等, 以满足后续学习或工作的需要。因此, 环境微生物学课程实验教学体系的优化和改革, 更应注重突出工程性、实践性等工科特色。

2 教学内容的优化

验证、操作性实验相对较多, 设计性、综合性实验相对较少是目前实验课程教学中的突出问题[6]。与一般的验证性、综合性实验不同, 《环境微生物学》实验的目的不仅是要加深学生对理论知识的理解和对微生物个体的感性认识, 更重要的是要求学生掌握微生物学独特的实验技能, 如无菌操作、微生物的分离纯化。

目前, 对微生物学实验教学内容的优化主要采取减少演示性和验证性实验, 增加综合性实验[5,7]的方式。如罗明等在优化微生物学课程教学体系的实践中将培养基的制备、灭菌与消毒+微生物计数技术+微生物的分离与纯化+菌落形态观察+微生物个体形态观察设计成一个综合性实验[7], 使微生物无菌操作及接种技术、显微镜的使用与染色技术在实验过程中分别得到训练, 既达到了教学目的, 又增强了实验的连续性, 取得了良好的教学效果。

但是, 如前所说, 对于不同的大学, 即使是相同的专业, 其办学的特色也有所差异。普通工科院校, 环境微生物学实验教学内容应根据自身的办学特色, 从以下几方面进行调整和充实。首先, 可在教学中增加对实验内容在工程或生产中的应用现状介绍, 提高学生的兴趣;其次, 可通过开设综合设计性实验, 让学生根据给定的工程或生产实际情况, 自行设计实验方案并实施, 培养学生实践能力和分析问题、解决问题的能力;此外, 还可增设一些选做性的实验, 让学生在完成基本实验内容的基础上, 根据自己的兴趣选做, 提高学生参与实验的积极性, 同时达到优化教学内容的目的。

3 教学方法的改进

随着科学技术的不断发展, 微生物学实验的教学立法已不再局限于教师准备、讲授、示范和学生操作撰写实验报告的传统模式, 而是有目的的引入了多媒体教学的方法, 以增加实验教学的直观性、重复性和趣味性, 并在一定程度上弥补教学经费紧张、教学课时数少、实验设备陈旧不足等的缺陷[5]。同时, 采用多媒体进行实验教学, 具有形象、生动、信息量大的优点, 能合理减少教师在实验过程中占用的讲授和示范的时间, 给学生预留更大的操作空间, 因此应该加强多媒体在环境微生物学实验教学中的应用。

结合教学工作中发现, 工科院校的教师和学生在计算机应用及软件的开发上, 具有一定的优势, 因此对《环境微生物学》实验教学方法的改进可通过以下途径实施, 如开发新的教学软件, 以视频的形式向学生展示实验的基本过程;以短片的形式对相关实验技术的发展及其在生产或科研中的应用加以介绍;开设网上虚拟实验, 让学生可以利用课余的时间, 通过上网完成部分实验等。

作为高等院校环境类专业的重要基础课之一, 环境微生物学是各种污染控制技术的理论基础。同时, 它又是一门理论与实验并重的学科, 有着与其它学科不同的实验规程和操作技巧, 如严格的无菌操作技术、各种微生物的分离和培养技术、消毒灭菌技术等, 这些实验技术已在环境领域各项研究被广泛应用, 为了适应课程发展的需要, 还需要我们进行不断的探索和改革。

摘要：《环境微生物学》是高等院校环境类专业的重要基础课之一, 也是一门理论与实验并重的课程。本文结合普通工科院校的办学实际与《环境微生物学》课程的特点, 指出在普通工科院校进行《环境微生物学》实验教学改革应该注重突出工科特色、教学内容优化和教学方法改进。

关键词：普通工科院校,环境微生物学,实验教学