李 爽, 李 聰

(遼寧石油化工大學(xué) 化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧 撫順 113001)

環(huán)境微生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)中的重要分支，重點研究污染環(huán)境中的微生物，主要以微生物學(xué)的理論與技術(shù)為基礎(chǔ)，研究相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境現(xiàn)象及環(huán)境問題[1]，在闡明微生物、污染物與環(huán)境三者間的相互關(guān)系與作用規(guī)律的研究中起到至關(guān)重要的作用。環(huán)境微生物學(xué)實驗是該課程實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是連接理論知識與實踐應(yīng)用的橋梁。因此加強實驗教學(xué)可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[2]，培養(yǎng)學(xué)生自立自強的品格，提升創(chuàng)新意識，增強創(chuàng)新能力[3-4]，建立團隊協(xié)作意識[5]，進而提高學(xué)生的核心競爭力。為體現(xiàn)工科院校“以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為主旨，突出實踐實驗教學(xué)”的辦學(xué)特點，對環(huán)境微生物實驗教學(xué)進行了初步的改革與實踐。

1 環(huán)境微生物實驗課程設(shè)置改革

1.1 增加環(huán)境微生物實驗學(xué)時

環(huán)境微生物實驗是微生物教學(xué)的重要一環(huán)，在改革前只有16學(xué)時，導(dǎo)致學(xué)生通過實驗對微生物的了解僅停留在表面，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗熱情，降低了實驗的積極性，甚至影響對微生物理論課程的學(xué)習(xí)。改革后學(xué)時增加到了32學(xué)時，增加了微生物的生理特征觀察、大腸埃希菌的生長曲線測定、水質(zhì)的細菌學(xué)檢測等實驗項目，微生物實驗體系更為完整，涵蓋了菌種的活化、培養(yǎng)基的配制、接種、染色觀察、分離計數(shù)和形態(tài)鑒定等過程，整個實驗環(huán)節(jié)更為明晰連貫[6]，學(xué)生對微生物的認(rèn)識更為整體和直觀。

1.2 將環(huán)境微生物實驗改為獨立設(shè)課實驗

目前我國高等教育體系中，學(xué)校往往過于強調(diào)理論教學(xué)的作用，而忽視了實驗教學(xué)對學(xué)生的影響[7]。改革前環(huán)境微生物實驗屬于非獨立設(shè)課實驗，沒有相關(guān)的考核程序，不單獨占學(xué)分，只作為理論課的一部分，最終實驗成績只占總成績的10%～20%。因此，學(xué)生對微生物實驗不會給予足夠重視。改革后，環(huán)境微生物實驗作為獨立設(shè)課實驗占1學(xué)分。學(xué)生充分認(rèn)識到環(huán)境微生物實驗的重要性，實驗教學(xué)效果得到了很大提高。

1.3 提高綜合性和設(shè)計性實驗的比例

在我校傳統(tǒng)的環(huán)境微生物實驗課程設(shè)置中，綜合性和設(shè)計性實驗約占總實驗課程的30%，驗證性實驗導(dǎo)致學(xué)生過于依賴教師和實驗講義，極大影響了學(xué)生開拓性、創(chuàng)新性思維的形成。改革后，綜合性和設(shè)計性實驗的總比例提高到了60%以上，學(xué)生主觀能動性得到了充分發(fā)揮。綜合性、設(shè)計性實驗介于基礎(chǔ)實驗與科學(xué)研究實驗之間，是具有模擬科研實驗性質(zhì)的課題研究[8]。與傳統(tǒng)驗證性實驗相比，其實驗?zāi)康呐c實驗內(nèi)容層次更高，探索性更強，與科研的聯(lián)系更為密切[9]。綜合性、設(shè)計性實驗需要學(xué)生按照所選題目查閱大量文獻，制定相應(yīng)的實驗流程，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考完成實驗的能力，拓展學(xué)生創(chuàng)新思維，為學(xué)生進一步深造或走上工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。

2 環(huán)境微生物實驗內(nèi)容改革

2.1 學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備工作

環(huán)境微生物實驗的準(zhǔn)備工作是一個相當(dāng)繁瑣及復(fù)雜的過程，包括活化菌種、制備培養(yǎng)基、對實驗器材進行滅菌等工作，改革前這一工作全部由實驗教師完成。改革后，學(xué)生參與到整個實驗的準(zhǔn)備過程當(dāng)中，更透徹地理解微生物學(xué)的理論知識，更熟練地掌握高壓滅菌器、超凈工作臺等實驗設(shè)備的使用方法及工作原理。

2.2 使實驗內(nèi)容更貼近環(huán)境工程專業(yè)方向

改革前環(huán)境微生物實驗內(nèi)容更偏向于生物工程專業(yè)方向，改革增加了更貼近于環(huán)境工程專業(yè)理論課內(nèi)容的實驗項目，例如實驗室環(huán)境和人體表面微生物檢查，不同水質(zhì)的細菌學(xué)檢測，有機污染物質(zhì)的生物學(xué)降解等，使環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生加深理解了微生物學(xué)在整個環(huán)境工程中的重要性，更重視對微生物學(xué)及實驗的學(xué)習(xí)。

3 環(huán)境微生物實驗教學(xué)方式改革

3.1 引入多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式

傳統(tǒng)的板書教學(xué)形式較為單一，重點部分無法更多地引起學(xué)生關(guān)注。多媒體實驗教學(xué)更為直觀、生動地將實驗相關(guān)的文本、圖片、聲音、影像等素材結(jié)合起來[10]，能突出實驗重點，增加學(xué)生實驗興趣，加強了學(xué)生實驗的積極性，提高了教學(xué)效率，使單向式教學(xué)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)作、探究式雙向互動教學(xué)模式[11]。同時，多媒體實驗教學(xué)也增大了實驗課容量，激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，增強了求知欲和自信心。

3.2 以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生主動實驗

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)更注重教師的“教”，而忽視了學(xué)生的“學(xué)”，學(xué)生很多時候只是被動地接受教師所教授的內(nèi)容，并沒有動腦思考實驗內(nèi)容。實驗改革應(yīng)以學(xué)生為本，引導(dǎo)學(xué)生主動參與到實驗中來[12]。對于設(shè)計性實驗，學(xué)生可以選擇感興趣的課題，并自由分組討論設(shè)計方案，制定實驗內(nèi)容，實驗完成后將實驗的設(shè)計思路、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析等內(nèi)容整理制作成PPT，每組派代表將實驗結(jié)果向老師及同學(xué)匯報。這種方式顯著提高了學(xué)生實驗?zāi)芰?，增強了學(xué)生的團隊合作精神，鍛煉學(xué)生動手、動腦能力的同時也鍛煉了學(xué)生的表達能力，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。另外，根據(jù)學(xué)校石化特色加強學(xué)生與企業(yè)、科研機構(gòu)的聯(lián)系，例如“活性污泥的生物相觀察”實驗，帶領(lǐng)學(xué)生到污水處理廠取樣，讓學(xué)生了解活性污泥的培養(yǎng)過程，及其在污水處理中的作用[13]。真正做到了以學(xué)生為主體，讓學(xué)生更深刻地意識到微生物學(xué)及實驗在整個環(huán)境工程體系中的重要作用，從而積極主動地投入到實驗中。

3.3 開放實驗室，為學(xué)生提供實驗平臺

為進一步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，增強學(xué)生創(chuàng)新意識，通過改革完善了實驗室管理制度，建立開放的公共實驗室，提供設(shè)計性實驗項目，讓學(xué)生自主選擇項目進行研究。學(xué)生可以通過網(wǎng)上平臺預(yù)約實驗，合理安排實驗時間，使實驗室資源得到充分利用。鼓勵學(xué)生根據(jù)自己感興趣的課題進行實驗設(shè)計，撰寫實驗設(shè)計方案，教師與學(xué)生一起探討實驗的可行性，得到批準(zhǔn)后，學(xué)生可以在遵守實驗室規(guī)章制度的前提下，自主進行實驗。實驗平臺的開放，加強了學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，促進了學(xué)生科研興趣的提高[14]。

4 生物工程專業(yè)實驗考核方式改革

考核是實驗教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，是檢驗教學(xué)效果，評定學(xué)生實驗成績，提升學(xué)生綜合素質(zhì)的重要手段[15]。傳統(tǒng)的考核方式中，實驗報告和學(xué)生出勤率占了很大比重，導(dǎo)致學(xué)生更注重報告的書寫而忽視了實驗操作[16]，改革后實驗考核分五個部分：實驗預(yù)習(xí)、實驗態(tài)度、實驗操作、實驗報告和期末考核。很多學(xué)生沒有良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣，往往在實驗時臨時抱佛腳，基于這種情況對實驗預(yù)習(xí)進行量化考核，實驗前，學(xué)生需在網(wǎng)上回答相關(guān)問題，教師根據(jù)答題情況給出成績，預(yù)習(xí)成績占總成績的10%。學(xué)生實驗態(tài)度占總成績的10%，實驗操作技能占30%，這兩項考核要求實驗教師隨堂評分，方式更為及時和透明，并且能起到督促學(xué)生端正實驗態(tài)度，認(rèn)真進行實驗操作的作用。實驗報告是檢驗學(xué)生實驗結(jié)果是否正確及評判學(xué)生分析能力的標(biāo)準(zhǔn)，占實驗考核體系的20%。改革增加了微生物實驗的期末考試，主要考核學(xué)生的實驗操作技能，學(xué)生在考試前抽簽決定所操作的實驗項目，由實驗監(jiān)考教師觀察學(xué)生操作后，進行評分，該成績占總實驗成績的30%。實驗考核方式改革后，學(xué)生實驗的積極性明顯提高，動手能力和分析、解決問題的能力都進一步加強。

5 結(jié) 語

經(jīng)過幾年的探索和實踐，實驗教學(xué)質(zhì)量大大提升，學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)造創(chuàng)新能力顯著提高。在環(huán)境微生物實驗的教學(xué)改革過程中，也遇到了一些問題和挑戰(zhàn)，例如實驗室開放后，實驗房間及儀器設(shè)備相對不足，實驗所需耗材增加，實驗教師工作量增大，導(dǎo)致有些學(xué)生的設(shè)計實驗無法順利進行。另外，環(huán)境微生物實驗開設(shè)在環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生大二下學(xué)期，在此期間，學(xué)生所學(xué)課程過多，實驗課的安排既要考慮學(xué)生的時間又要確保實驗的連貫性是我們面臨的一大難題。將進一步貫徹以學(xué)生為主體的原則，注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，提升學(xué)生科研能力，優(yōu)化課程設(shè)置，加大教改力度，制定行之有效的開放實驗室管理方法及執(zhí)行措施，使環(huán)境微生物實驗教學(xué)更符合環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。