環(huán)境工程微生物學實驗教學評價

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摘要:以培養(yǎng)環(huán)境科學與工程專業(yè)學生解決實際生產(chǎn)問題的能力和實現(xiàn)課堂主體地位，在環(huán)境工程微生物學實驗中實施線上線下相結(jié)合的實驗教學方法及過程考核評價和結(jié)果考核評價雙重考核體系。將實驗內(nèi)容整合優(yōu)化后進行實驗項目模塊化教學，在實驗設計和實驗操作及實驗疑難問題解決的過程中，培養(yǎng)學生主動學習能力、協(xié)作和創(chuàng)新能力及應用專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的能力，教學效果顯著優(yōu)于傳統(tǒng)實驗教學。為應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)奠定了實踐教學基礎。

關鍵詞:環(huán)境工程微生物學實驗;教學改革;線上線下

環(huán)境工程微生物學是我校環(huán)境科學與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎課之一，是后續(xù)水污染控制工程、大氣污染控制工程和固體廢物處理與處置等專業(yè)課的前期基礎課程。環(huán)境工程微生物學實驗作為理論課非常重要的實踐課程，不僅是熟練掌握微生物基本操作，包括顯微鏡的使用、微生物形態(tài)的觀察、微生物的計數(shù)及測量、微生物的染色、培養(yǎng)基的制備、滅菌、微生物的純種分離及菌落觀察與鑒別等訓練環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)環(huán)境專業(yè)類學生觀察能力、鑒別能力、動手能力、協(xié)作能力、運用能力等的重要途徑［1］。應用型人才培養(yǎng)目標更加注重培養(yǎng)學生用專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的能力［2］。本文根據(jù)應用型人才培養(yǎng)目標的要求，在環(huán)境工程微生物學實驗教學中，采用線上線下相結(jié)合的教學方法，增加綜合性與設計實驗，來達到培養(yǎng)學生應用專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的能力，為應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)做出貢獻。

1實驗教學現(xiàn)狀

目前，我校環(huán)境工程微生物學實驗(16學時)，與環(huán)境工程微生物學理論課(32學時)在第二學期同時開設，主要實驗項目為顯微鏡的使用及微生物形態(tài)觀察、微生物的計數(shù)及測量、培養(yǎng)基的制備、革蘭氏染色、純種分離與菌落觀察，均為基礎性和驗證性實驗項目，使學生在實驗預習、實驗操作、實驗報告撰寫過程中達到了鞏固環(huán)境工程微生物學基本理論的目的。由于學時和實驗條件的限制，采用傳統(tǒng)的教學方法進行分組(2人/組)授課，課前，學生根據(jù)實驗項目進行實驗原理、實驗目的及實驗步驟的預習;課上，教師根據(jù)學生預習情況，詳細講解實驗操作步驟，并進行實驗操作演示，然后，學生按照教師的講解和演示進行實驗操作，教師隨時指導、糾正學生不準確或錯誤的操作，回答學生提出的疑難問題;課后，學生進行實驗數(shù)據(jù)整理、分析，完成實驗報告。實驗成績主要依據(jù)實驗預習(20%)、實驗操作(40%)及實驗報告(40%)三項進行綜合評定。由于微生物學實驗耗時都比較長，因此，實驗所需器皿、材料和細菌懸液等都由實驗員準備。教師始終處于核心地位，占用了大部分課堂時間，學生僅在較短的時間，被動地照著做，實驗課只是完成了一個驗證性的環(huán)節(jié)，大部分學生在實驗過程中忘記了思考，忘記了所學理論知識在實驗操作中的應用［3］。此外，環(huán)境工程微生物學實驗是實踐操作性和應用型很強的課程，如無菌操作、純種分離、菌落觀察與鑒別等很多實驗操作，學生很難一次性熟練掌握。由于學時的限制，學生只有一次實操機會，很難達到應用型人才培養(yǎng)目標的要求。

2實驗教學改革與實踐

2．1實驗內(nèi)容整合與優(yōu)化

根據(jù)環(huán)境工程微生物學實驗細節(jié)多、操作性強、耗時長，需要反復訓練才能熟練掌握操作技能的特點，實驗項目分為兩個模塊，模塊一為基礎性、驗證性實驗模塊，為顯微鏡的使用及微生物形態(tài)觀察，微生物的計數(shù)與測量，培養(yǎng)基的制備、滅菌及純種分離3個實驗，共計8學時。這3個實驗主要目的是讓學生熟悉和掌握顯微鏡的使用及維護、血球計數(shù)板的使用、培養(yǎng)基的制備原則、高壓蒸汽滅菌鍋的使用、玻璃器皿的包扎、平板劃線等純種分離技術(shù)及無菌操作理念的建立等基本實驗操作技能，為后續(xù)的綜合性和設計性實驗打下堅實的理論和操作基礎。模塊二為綜合性和設計性實驗模塊，為水樣中大腸菌群的檢驗與菌落觀察與鑒別，共計8學時。實驗涵蓋了3個基礎性實驗的全部實驗操作，同時增加了新的實驗內(nèi)容，如微生物的染色、細菌懸液的梯度稀釋、水樣中大腸桿菌的檢驗及菌落鑒別，目的是使學生鞏固環(huán)境工程微生物學的基本實驗操作技能的同時，培養(yǎng)學生獨立思考及分析問題、解決問題的能力，如實驗方案的設計，實驗材料的準備(包括水樣的自由選取)，大腸桿菌的菌落觀察及鑒別等。

2．2線上線下相結(jié)合教學改革與實踐

針對環(huán)境工程微生物學實驗學時有限，實驗內(nèi)容較多的問題，教師將線上線下相結(jié)合的教學模式用于實驗教學中。

2．2．1基礎性、驗證性實驗模塊課前，教師將3個基礎性實驗的實驗原理、實驗目和實驗中的注意事項錄制成微課或小視頻，將3個基礎性實驗所涉及到的實驗基本操作以真人實況錄像的方式進行演示，并上傳至慕課資源平臺。學生根據(jù)實驗任務點和任務目標，在線上觀看微課、視頻和錄像進行預習，完成預習報告，將預習中發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來，可以在慕課平臺上進行線上交流，教師會及時整理實驗預習過程中出現(xiàn)的理論及操作問題，記錄共性問題。課上，教師會以提問的方式檢查學生任務目標的完成情況，重點講解共性問題，并進行必要的操作示范外，課上大部分時間交給學生，每個學生要獨立完成全部實驗操作，記錄實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)。教師在課上起著指導和監(jiān)督作用，及時指正實驗操作不規(guī)范或操作錯誤、回答學生在實驗中遇到的問題，同時會根據(jù)情境拓展理論知識和實際生產(chǎn)問題的關聯(lián)度。學生在實驗過程中也可以反復觀看實驗操作錄像等線上資源。課下，學生整理、分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)和歸納實驗中遇到的問題，完成實驗報告。同樣，可以在慕課平臺上與教師、同學進行交流疑難問題，教師會及時解答。

2．2．2綜合性、設計性實驗模塊由于大腸菌群是生活飲用水、再生水回用及生活污水處理廠排水的必檢項目，是一個具有趣味性、生活性和知識性的實驗項目。課前，教師將實驗項目有關的輔助與拓展資料、生活飲用水衛(wèi)生標準、再生水回用水質(zhì)標準等相關資料，分組情況(包括組員和組長)、任務點及任務目標等上傳至慕課資源平臺。學生根據(jù)實驗題目，閱讀文獻、查閱實驗方法和相關水質(zhì)標準，分組討論并設計實驗方案(包括實驗目的、實驗原理、實驗方法、實驗材料和實驗步驟)上傳至慕課資源平臺，教師要對每組的實驗方案進行嚴格審核，學生小組多次修改，實驗方案合格后方能進入實驗室準備實驗所需器皿及藥品。課上，學生是課堂的主體，每個小組成員都要認真參與到實驗中來，要集體討論與標準實驗方法中描述的實驗現(xiàn)象不一致的原因及解決方法。教師僅充當輔助者和引導者的角色，記錄每組同學的表現(xiàn)，包括無菌操作理念的執(zhí)行情況、器皿的滅菌情況、細菌的純種分離、革蘭氏染色、細菌懸液梯度稀釋、菌落培養(yǎng)與觀察等實操細節(jié)，對操作不規(guī)范或錯誤的學生及時引導和糾正。同時也需要關注文獻閱讀能力、實驗參與度、實操能力、創(chuàng)新能力和思辨能力等在實驗操作過程中的體現(xiàn)。課下，每個小組成員認真整理實驗記錄、分析實驗數(shù)據(jù)，對實驗過程中出現(xiàn)的技術(shù)與理論問題做出詳細回答，完成一份高質(zhì)量的綜合實驗報告論文。

2．3實驗考核方法改革與評價

線上線下相結(jié)合的教學方法，學生處于實驗教學的主體地位，每個實驗要經(jīng)過線上－線下－線上的混合式的學習，才能完成實驗教學任務。因此，實驗教學的評價也要關注線上線下整個過程，實驗考核包括過程評價考核和結(jié)果評價考核兩部分，而且基礎性實驗和綜合性評價所占權(quán)重也不一樣，具體考核指標見表1。這種實驗考核評價體系，學生可以根據(jù)自己的線上線下的表現(xiàn)情況知道自己的綜合得分，使學生在每個環(huán)節(jié)都明確知道學習任務和學習目標，可以充分調(diào)動學生學習的能動性和主動性，實驗成績綜合評價優(yōu)良率達到80%以上，顯著提高了實驗教學效果，為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習起到了積極作用。

3結(jié)束語

對環(huán)境工程微生物學實驗課程實施線上線下相結(jié)合的教學方法與過程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的考核方法改革，旨在將學生在實驗教學中的被動地位向主動地位轉(zhuǎn)變，由機械地服從操作向主動地執(zhí)行操作轉(zhuǎn)變，使學生變?yōu)閷嶒炚n堂的中心，尤其是綜合性、設計性實驗完成過程中，使學生閱讀文獻、發(fā)現(xiàn)問題與解決實際問題的能力得到了提高，同時也培養(yǎng)了學生的協(xié)作精神和創(chuàng)新能力，為應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)奠定了基礎，也為其他實驗教學提供參考。

參考文獻

［1］姚佳，徐文，李薇．綜合性評價在微生物學與免疫學實驗教學改革中的應用［J］．中國免疫學，2020，36(10):1256－1261．

［2］孫如軍，李澤，孟德華．新工科背景下應用型人才培養(yǎng)模式研究［J］．黑龍江教育，2021(3):51－53．

［3］張穎，耿莉，劉佩勇．微生物學實驗教學改革與探索［J］．高教學刊，2020(18):143－146．

作者：單鳳君 張婷婷 王蕊 單位：遼寧工業(yè)大學