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

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摘要:針對環(huán)境工程專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、成績考核等方面進(jìn)行改革和探索，以培養(yǎng)在新時代背景下具備實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新能力、科研能力的復(fù)合型人才。

關(guān)鍵詞:微生物學(xué)實(shí)驗(yàn);環(huán)境工程專業(yè);教學(xué)改革

環(huán)境微生物學(xué)是環(huán)境學(xué)與微生物學(xué)相結(jié)合的一門新興科學(xué)［1－2］。微生物的生存依賴周邊環(huán)境，而周邊環(huán)境也會隨著微生物活動的變化而變化，環(huán)境微生物學(xué)是研究環(huán)境與微生物相互作用、相互影響的科學(xué)，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)則可以用來驗(yàn)證微生物與環(huán)境之間相互影響、相互作用的關(guān)系。微生物學(xué)作為環(huán)境工程專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，不僅能夠提高學(xué)生的認(rèn)知能力、實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的科研思維能力，為學(xué)生將來能夠更好地適應(yīng)社會以及從事相應(yīng)科研工作奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。因此，為了培養(yǎng)具備基本操作技能、實(shí)踐創(chuàng)新能力、科研思維能力的復(fù)合型人才［3］，必須對中原工學(xué)院現(xiàn)行的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作進(jìn)行初步探索和深化改革。

一、微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

目前我校微生物實(shí)驗(yàn)不是一門單獨(dú)開設(shè)的課程，而是一門依附于理論教學(xué)、驗(yàn)證理論教學(xué)的輔助教學(xué)課程。目前，我校微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取“理論課程學(xué)習(xí)—實(shí)驗(yàn)前撰寫預(yù)習(xí)報告—課上實(shí)驗(yàn)—課后提交實(shí)驗(yàn)報告—教師批閱”的教學(xué)模式。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不利于提高學(xué)生的操作技能，也限制了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)揮。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，我校多采用講授法、演示法，即由理論課教師向?qū)W生傳授理論知識，然后由實(shí)驗(yàn)老師演示、學(xué)生模仿的機(jī)械學(xué)習(xí)方式。這種方式難以調(diào)動學(xué)生的主動性，限制了學(xué)生獨(dú)立思考的空間，從而導(dǎo)致總體實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率不高。另外，由于實(shí)驗(yàn)條件不足，現(xiàn)階段我校環(huán)境工程專業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)多采用分組操作的方式，很難保證每個學(xué)生都有動手操作的機(jī)會。這在某種程度上會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及動手操作的積極性。再者，我校微生物實(shí)驗(yàn)成績的考核與評定納入到理論課程的考核體系中，實(shí)驗(yàn)成績的考核與評定過多依賴于實(shí)驗(yàn)報告，與學(xué)生的實(shí)際操作技能脫鉤，從而導(dǎo)致不參與或者很少參與實(shí)踐操作的學(xué)生的成績反而比認(rèn)真操作、專心實(shí)踐的學(xué)生更優(yōu)秀。這種通過撰寫完美實(shí)驗(yàn)報告就能獲得優(yōu)異成績的現(xiàn)象顯然與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)背道而馳。綜上所述，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、方法已不能滿足現(xiàn)代化社會對復(fù)合型人才日益更新的需要。

二、微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考

(一)實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式科學(xué)化，教學(xué)手段多樣化

1．改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)化

對于現(xiàn)階段的大學(xué)生來說，成績與各種獎勵、評優(yōu)評先掛鉤，學(xué)生只有從心理上重視，才能認(rèn)真對待課程學(xué)習(xí)。因此，有必要將微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一門獨(dú)立的課程，單獨(dú)對其進(jìn)行考核和評定。在實(shí)現(xiàn)單獨(dú)考核評定的基礎(chǔ)上，為了獲得更好的教學(xué)效果，必須針對教師講解原理和注意事項、做示范指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革和適當(dāng)創(chuàng)新。首先，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備上，我校實(shí)驗(yàn)用的各項儀器設(shè)備以及器皿都是實(shí)驗(yàn)老師在實(shí)驗(yàn)課之前進(jìn)行調(diào)試準(zhǔn)備，學(xué)生沒有參與到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中。因此，學(xué)生沒有時間認(rèn)識和學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課上所涉及的儀器和設(shè)備，導(dǎo)致儀器設(shè)備的學(xué)習(xí)與熟悉占據(jù)了大量的實(shí)驗(yàn)課時。所以，有必要讓有興趣的學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)課程的準(zhǔn)備工作中。其次，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)上，我校多采取撰寫預(yù)習(xí)報告的方式來實(shí)現(xiàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)，這種方式對認(rèn)真學(xué)習(xí)的同學(xué)不失為一種有效的學(xué)習(xí)方式，但對于只是簡單抄寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的同學(xué)，難以調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性。針對上述情況，課堂提問環(huán)節(jié)的設(shè)置可以有效督促他們積極參與到實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)工作中［4］。最后，在實(shí)驗(yàn)課的具體操作過程上，由于實(shí)驗(yàn)課時受限，往往采取教師演示、學(xué)生模仿的方法，該方法效果不明顯，學(xué)生無獨(dú)立思考的空間。針對以上問題，可以將整個課堂教學(xué)模式調(diào)整為“學(xué)生預(yù)講—交流討論—學(xué)生預(yù)做—教師糾錯—教師指導(dǎo)—學(xué)生操作”的模式來進(jìn)行。學(xué)生預(yù)講是指由每個小組推薦一名學(xué)生，對本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行簡單地講解，讓其他學(xué)生對本次實(shí)驗(yàn)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(jìn)行討論交流，主要是對本次實(shí)驗(yàn)的步驟以及具體操作環(huán)節(jié)進(jìn)行更深入的了解和認(rèn)識。在熟悉實(shí)驗(yàn)步驟和操作之后，可由老師指定學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)操作，其余學(xué)生同老師一起在觀看預(yù)操作的過程中，對不正確、不規(guī)范的操作進(jìn)行糾錯和適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，最后由學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這種模式在實(shí)驗(yàn)課程中增設(shè)了學(xué)生預(yù)講、學(xué)生預(yù)操作的環(huán)節(jié)，因此可充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

2．充分運(yùn)用科技的力量，實(shí)現(xiàn)多手段教學(xué)

隨著科技的發(fā)展，新的教學(xué)方法和教學(xué)工具越來越廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。多媒體教學(xué)不僅可以向?qū)W生展示直觀形象的圖片，還可以通過動畫或者實(shí)際操作視頻來幫助學(xué)生學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)的操作方法。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室配備多媒體設(shè)備，通過操作視頻對比，可以規(guī)范學(xué)生的基本操作方法，便于學(xué)生及時糾正;也可以通過數(shù)據(jù)采集將實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接導(dǎo)入多媒體中，便于學(xué)生進(jìn)行交流和討論［5－6］。此外，除配備多媒體設(shè)備外，還可以在微生物實(shí)驗(yàn)室配置攝像監(jiān)控、錄像系統(tǒng)，以便指導(dǎo)老師觀察每位學(xué)生的操作情況，從而便于客觀地評定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績。最后，在實(shí)驗(yàn)室引入顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)［7］。顯微鏡在微生物實(shí)驗(yàn)中使用頻率較高，但是受到實(shí)驗(yàn)課時以及顯微鏡臺套數(shù)的限制，指導(dǎo)老師很難全面掌握每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成情況，有必要在微生物實(shí)驗(yàn)室引入顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)。顯微數(shù)碼系統(tǒng)是一種新型教學(xué)工具，它由4部分組成:數(shù)碼一體化顯微鏡系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、語音系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)。顯微數(shù)碼系統(tǒng)能夠真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課堂師生之間的對講模式，讓學(xué)生與老師的顯微鏡觀察結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖像，通過軟件及時呈現(xiàn)給每位學(xué)生，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作更加便捷和有效［8］。

(二)調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革完善考評制度

1．優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)復(fù)合型人才

目前我校環(huán)境工程專業(yè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)多為基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)，學(xué)生思考和創(chuàng)新的空間受限。另外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較單一，與環(huán)境工程專業(yè)本身的結(jié)合比較少，難以體現(xiàn)環(huán)境工程專業(yè)微生物學(xué)的專業(yè)特色。為了獲得較理想的教學(xué)效果，有必要對現(xiàn)行的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。目前環(huán)境工程專業(yè)的環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)有6個，在保持總學(xué)時不變的基礎(chǔ)上，如何整合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將成為提高教學(xué)水平的關(guān)鍵。顯微鏡的使用貫穿于整個微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，不再單獨(dú)設(shè)置學(xué)時進(jìn)行學(xué)習(xí)。將顯微鏡的學(xué)習(xí)和使用穿插在具體的實(shí)驗(yàn)操作以后，便于學(xué)生寓學(xué)于用，及時鞏固和掌握。經(jīng)過整合和優(yōu)化，綜合型和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)是對基礎(chǔ)操作進(jìn)一步的強(qiáng)化和復(fù)習(xí)，在培養(yǎng)學(xué)生綜合思考能力的同時也能夠強(qiáng)化學(xué)生的操作技能。在學(xué)生基本掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的操作后，接下來的綜合性實(shí)驗(yàn)則由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計，獨(dú)立操作，獨(dú)立完成，最后由指導(dǎo)老師進(jìn)行點(diǎn)評講解。優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在以基本操作技能為基礎(chǔ)的同時，兼顧學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

2．改革、完善考評制度

為了客觀真實(shí)地評價學(xué)生對基本操作技能的熟練程度以及對綜合實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力，有必要進(jìn)一步規(guī)范微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核標(biāo)準(zhǔn)。對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行單獨(dú)考核可以讓學(xué)生在思想上加以重視。在單獨(dú)考核的基礎(chǔ)上，將微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的成績考核評定分為:平時成績(10%)、實(shí)驗(yàn)報告成績(20%)、期末考試成績(50%)、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計成績(20%)。平時成績主要用來考查學(xué)生的出勤情況以及實(shí)驗(yàn)課堂表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)報告成績主要包括預(yù)習(xí)報告、實(shí)驗(yàn)報告兩部分，可以用來考查學(xué)生預(yù)習(xí)情況以及對實(shí)驗(yàn)整體把握(通過課堂提問環(huán)節(jié)的設(shè)置來實(shí)現(xiàn))。期末考試成績則包括實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論、基本操作技能、實(shí)驗(yàn)室相關(guān)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(xué)生對實(shí)驗(yàn)基本理論、基本知識的掌握情況;一種則是實(shí)際操作形式，用來考察學(xué)生的基本操作水平。綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計則主要考察學(xué)生的綜合能力，包括創(chuàng)新能力、多知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力。

三、結(jié)語

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特性決定其教學(xué)方式的多樣化、教學(xué)內(nèi)容的豐富化以及考核方式的客觀化。通過教學(xué)模式的改變、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、考評制度的完善，讓學(xué)生由被動變主動，讓教學(xué)由教條變生動，讓考核由機(jī)械變客觀。新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、教學(xué)方法以及考核制度更加注重學(xué)生綜合素質(zhì)和總體技能的培養(yǎng)，以適應(yīng)現(xiàn)代社會對人才的需求。

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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(xué)院 能源與環(huán)境學(xué)院 2.鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系 3.西部機(jī)場集團(tuán)青海機(jī)場有限公司 4.鄭州市軌道交通有限公司