邢佳佳 黃程鵬 秦華

摘要 微生物學(xué)課程是農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的重要必修課之一，該課程旨在讓學(xué)生掌握微生物及其在農(nóng)業(yè)環(huán)境中的角色與特性，并掌握相關(guān)的無菌培養(yǎng)、篩菌等專業(yè)技能。為了滿足對(duì)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，本文從教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)方法改進(jìn)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化等方面，對(duì)微生物學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明，微生物學(xué)的課程教學(xué)改革將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提升了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力，激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有效提升了課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 微生物學(xué)；農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境

中圖分類號(hào) S-0；G642.0? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2024）08-0124-04

Teaching reform and practice of Microbiology course under the background of

new agricultural science

XING Jiajia? ? HUANG Chengpeng? ? QIN Hua

（Zhejiang A&F University， Hangzhou 311300， China）

Abstract Microbiology is an important compulsory course for agricultural resources and environment majors， This course aims to erable students to master the microorganisms and their roles and characteristics in the agricultural environment， as well as the skills such as aseptic cultivation and screening. In order to meet the requirements of personnel training majoring in agricultural resources and environment， carried out teaching reform and practiced on the Microbiology course from the aspects of updating teaching content， improved teaching methods， and optimized experimental teaching. The results indicated that the reform of microbiology curriculum teaching combined theoretical teaching with experimental teaching， enhanced students practical application ability of theoretical knowledge， stimulated their subjective initiative， and effectively improved the teaching quality of the course.

Keywords Microbiology; agricultural experimental teaching; agricultural resources and environment

微生物學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)課程之一，該課程介紹了微生物基因、個(gè)體、種群以及生態(tài)系統(tǒng)之間的區(qū)別與聯(lián)系，從微觀和宏觀的角度闡釋了微生物學(xué)的本質(zhì)與特征。微生物學(xué)是高等院校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)系統(tǒng)性和實(shí)踐性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)繁多，技能較為多樣化，以理論教學(xué)為主的教學(xué)體系難以增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于激發(fā)學(xué)生對(duì)微生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，微生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室裝備以及專業(yè)訓(xùn)練，其實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法是現(xiàn)代生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)[1]。目前，相關(guān)微生物學(xué)研究集中在食品、醫(yī)藥、環(huán)境以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，開設(shè)該課程可提高涉農(nóng)專業(yè)學(xué)生對(duì)微生物在自然界的分布、種群關(guān)系以及微生物在環(huán)境中的功能與應(yīng)用等知識(shí)的理解與掌握程度。

為提高課堂教學(xué)質(zhì)量，部分院校對(duì)該課程的教學(xué)方式進(jìn)行改革探索。例如，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式、基于問題學(xué)習(xí)的教學(xué)方式等，使學(xué)生由被動(dòng)接受成為課堂主動(dòng)參與者。也有研究者提出微生物學(xué)教學(xué)走進(jìn)農(nóng)場(chǎng)、野外尋找土壤微生物等實(shí)踐教學(xué)方式，以增進(jìn)學(xué)生對(duì)自然界中微生物的了解等[2]。本文從教學(xué)內(nèi)容更新、實(shí)驗(yàn)課程優(yōu)化等方面對(duì)微生物學(xué)課程進(jìn)行改革與實(shí)踐，采用理論課堂結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，使學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，掌握相關(guān)的無菌培養(yǎng)、篩菌等實(shí)驗(yàn)技能，為微生物學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的提高提供參考。

1 教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)

1.1 更新教學(xué)內(nèi)容

教材對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)過程中的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)及作業(yè)訓(xùn)練起著直接的引導(dǎo)作用，選取合適的教材有助于提高學(xué)生知識(shí)的積累程度以及教學(xué)質(zhì)量[3]。根據(jù)近年來出版的微生物學(xué)教材內(nèi)容的特點(diǎn)，并結(jié)合學(xué)生的專業(yè)實(shí)際水平與基礎(chǔ)[4]，本課程選擇王家玲編著的《環(huán)境微生物學(xué)》（第2版）和李阜棣等編著的《微生物學(xué)》（第6版）作為主要教材，同時(shí)選取Willey等編著的Prescotts Microbiology（第10版）作為參考輔助教材以及相關(guān)教學(xué)資源，以更加貼合高等院校環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等專業(yè)的方向規(guī)劃[5]。以上教學(xué)資源理論知識(shí)全面、講解詳細(xì)，將農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)相關(guān)的微生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行了有機(jī)糅合，提高了專業(yè)知識(shí)教育的前沿性，在部分高等院校使用。此外，組織多所院校相關(guān)專業(yè)的資深教師，共同編著《土壤微生物學(xué)》，將農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)知識(shí)與微生物學(xué)知識(shí)相結(jié)合，羅列重難點(diǎn)知識(shí)，并附上大量實(shí)際案例，以幫助農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生更好地理解和掌握與本專業(yè)密切相關(guān)的微生物學(xué)知識(shí)。

在教學(xué)內(nèi)容方面，微生物學(xué)課程教學(xué)設(shè)置32個(gè)理論課程學(xué)時(shí)，16個(gè)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)，結(jié)合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)基礎(chǔ)及前沿發(fā)展現(xiàn)狀等對(duì)相關(guān)理論課內(nèi)容進(jìn)行篩選。部分高校的學(xué)生在學(xué)習(xí)微生物學(xué)課程之前，已基本理解并掌握了微生物學(xué)相關(guān)的部分基礎(chǔ)名詞與內(nèi)容，如基因、個(gè)體、種群和生態(tài)系統(tǒng)等。因此，在教學(xué)過程中，可適當(dāng)減少對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的介紹，突出與專業(yè)實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)，如土壤微生物與土壤肥力、土壤功能與作物生長(zhǎng)之間的相關(guān)關(guān)系等，使學(xué)生對(duì)本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前沿動(dòng)態(tài)有更為深刻的了解，如講授土壤微生物抵抗土傳病害、保護(hù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要功能等實(shí)際應(yīng)用知識(shí)。土壤微生物與植物生產(chǎn)的關(guān)系密切，因此，本課程將課本內(nèi)容與實(shí)時(shí)研究進(jìn)展與科研最新成果結(jié)合對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展（表1），并設(shè)置定時(shí)討論環(huán)節(jié)，以增加學(xué)生對(duì)微生物學(xué)知識(shí)實(shí)用性的了解，并激發(fā)其對(duì)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)發(fā)展前景及職業(yè)規(guī)劃的興趣與熱情。

1.2 改進(jìn)教學(xué)方法

微生物體積微小，無法用肉眼直接觀察，部分課堂教學(xué)過程中采用直接講授的方式，內(nèi)容較為抽象，學(xué)生難以直觀理解?，F(xiàn)代教育技術(shù)在高等院?；A(chǔ)課程教學(xué)中應(yīng)用廣泛，基于新技術(shù)的教學(xué)課件可增加課堂教學(xué)的趣味性，并幫助學(xué)生理解知識(shí)[6]。

首先，課程開始前，提前搜集與本節(jié)課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的照片、視頻等素材，并結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及課程所需對(duì)課件進(jìn)行更新與改進(jìn)，使教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)有趣[7]。例如，在講解微生物學(xué)的分子手段與方法時(shí)，可提前錄制實(shí)驗(yàn)室中土壤總DNA提取以及PCR擴(kuò)增技術(shù)的實(shí)際操作流程，并在課堂上對(duì)PCR擴(kuò)增技術(shù)的原理和擴(kuò)增過程進(jìn)行分步驟講解，結(jié)合操作視頻有針對(duì)性地講解相應(yīng)理論知識(shí)的重難點(diǎn)，以激發(fā)學(xué)生更大的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到更好的教學(xué)效果。針對(duì)課堂教學(xué)上部分學(xué)生可能存在注意力不夠集中、課后復(fù)習(xí)效果不夠理想等情況，采用線下課堂教學(xué)與線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相融合的方式，便于學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，通過建設(shè)微生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，將各項(xiàng)教學(xué)資料上傳至相應(yīng)的教學(xué)模塊，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與教師的在線溝通答疑，做到因材施教，提高教學(xué)效果。

其次，部分教學(xué)方法可能是以教師為主體，學(xué)生被動(dòng)接受課程知識(shí)，主觀能動(dòng)性有待進(jìn)一步增強(qiáng)，課堂上與教師的互動(dòng)與溝通有待進(jìn)一步提升，這樣可能會(huì)降低學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的興趣與熱情。因此，本課程擬在課堂教學(xué)中設(shè)置“課堂討論”“課堂匯報(bào)”等環(huán)節(jié)，針對(duì)重難點(diǎn)，讓學(xué)生分組查找資料，并結(jié)合相關(guān)實(shí)際應(yīng)用，在小組討論后進(jìn)行課堂匯報(bào)。例如，結(jié)合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的特點(diǎn)，提出“目前土壤微生物對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響有哪些方面”“長(zhǎng)期施用化學(xué)肥料對(duì)土壤微生物及其生態(tài)功能有哪些影響”等問題。同時(shí)，教師要積極參與到學(xué)生的討論過程中，并及時(shí)補(bǔ)充討論過程中可能遺漏的知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題的能力。此外，小組討論完成后由1名學(xué)生上臺(tái)分享討論成果，以激發(fā)學(xué)生對(duì)“新教師”和“新知識(shí)”的好奇心，大大增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

部分微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是基礎(chǔ)性及驗(yàn)證性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，涉及的內(nèi)容多為微生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)。受教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)的限制，部分實(shí)驗(yàn)課的授課時(shí)間可能是不連續(xù)的，導(dǎo)致學(xué)生可能無法將理論課與實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容聯(lián)系起來[8]。部分微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)材料及用具均由教師提前備好，學(xué)生機(jī)械性地重復(fù)教師的操作步驟，學(xué)習(xí)的主動(dòng)積極性有待進(jìn)一步增強(qiáng)，可能造成學(xué)生知道該微生物實(shí)驗(yàn)的做法，但不完全理解實(shí)驗(yàn)的操作原理，理論與實(shí)踐的貫通性有待進(jìn)一步提升。因此，本課程對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分進(jìn)行改革優(yōu)化，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論課內(nèi)容結(jié)合得更為緊密，如表2所示。改革優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容增加了與專業(yè)相關(guān)的微生物應(yīng)用實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，為學(xué)生未來的學(xué)業(yè)晉升和專業(yè)技能提升奠定基礎(chǔ)。優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)設(shè)置偏向?qū)嶋H應(yīng)用，通過安排學(xué)生分組自主討論與設(shè)計(jì)，分別進(jìn)行與環(huán)境相關(guān)的功能微生物篩選及相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定，大大提高了課堂的趣味性。自主設(shè)計(jì)的分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分，每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能不一致，具有一定的不確定性，有助于避免實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡(jiǎn)單重復(fù)的現(xiàn)象出現(xiàn)，提高微生物實(shí)驗(yàn)課程的趣味性與靈活性，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

微生物實(shí)驗(yàn)課程需要重點(diǎn)把握實(shí)驗(yàn)過程，本次課程教學(xué)改革將加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課管理與一對(duì)一指導(dǎo)。首先，由教師提前對(duì)相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行回顧，并進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作演示；其次，實(shí)驗(yàn)過程中，配備研究生輔助教師對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一指導(dǎo)與糾錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后，組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與總結(jié)[9]。通過課堂現(xiàn)場(chǎng)糾錯(cuò)與實(shí)時(shí)討論總結(jié)，提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中的參與度，并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

2 教學(xué)改革成效評(píng)價(jià)

2.1 完善考核制度

傳統(tǒng)微生物學(xué)理論課程主要考核方式為平時(shí)成績(jī)（30%）+期末成績(jī)（70%），部分學(xué)生可能更注重考試前突擊學(xué)習(xí)，而忽視平時(shí)對(duì)知識(shí)的積累[10]。對(duì)此，本次改革將課堂提問、線上課程小測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)課自主設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等均納入考核范圍，將每次的平時(shí)成績(jī)記錄在冊(cè)，并將考核比例調(diào)整為平時(shí)成績(jī)（50%）+期末成績(jī)（50%）。改革后的微生物學(xué)課程體系將理論課程內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生在理解理論課知識(shí)的基礎(chǔ)上能夠迅速掌握實(shí)驗(yàn)課的操作技能，進(jìn)一步促使學(xué)生學(xué)以致用。

2.2 評(píng)價(jià)教學(xué)效果

本次教學(xué)改革組織學(xué)生自行繪制課程知識(shí)大綱，分小組討論并進(jìn)行匯報(bào)，以反饋學(xué)生對(duì)課程重難點(diǎn)的掌握情況；實(shí)驗(yàn)課程組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，以反饋學(xué)生對(duì)微生物實(shí)驗(yàn)操作的掌握情況；課后，向?qū)W生發(fā)布對(duì)“教學(xué)新方案”評(píng)價(jià)的調(diào)查問卷，從學(xué)生感受、課程知識(shí)內(nèi)容建議、教學(xué)節(jié)奏與效率等角度出發(fā)，對(duì)所反映的教學(xué)問題進(jìn)行整合分析，并于下次課堂進(jìn)行改進(jìn)，以評(píng)價(jià)此次理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果。

3 結(jié)語

微生物學(xué)是一門與生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)的課程。如何將微生物學(xué)知識(shí)與土壤健康培育等專業(yè)發(fā)展方向結(jié)合是新的挑戰(zhàn)。本文以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度以及增強(qiáng)其實(shí)踐能力為目的，從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化以及考核制度的完善等角度出發(fā)，對(duì)微生物學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革。高等院校的專業(yè)課程教學(xué)改革需要進(jìn)行長(zhǎng)期探索，以提高教學(xué)效率，以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)理論結(jié)合實(shí)際、應(yīng)用能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才。

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（責(zé)編：楊 歡）

基金項(xiàng)目 浙江農(nóng)林大學(xué)校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JG2022012）。

作者簡(jiǎn)介 邢佳佳（1994—），女，安徽馬鞍山人，博士，副教授，從事土壤微生物教學(xué)與研究。

收稿日期 2023-11-21