环境工程微生物学实验教学的改革实践

王士芬　施鼎方　唐贤春　周群英

摘要：根据课程知识要点和实验教学的特点，进行实验项目资源建设，精心设计实验项目，增加综合性设计性实验，加强实践教学环节和技能训练，重视教材建设，不断提高实验教学质量，积极培养具有创新能力的人才。

关键词：实验教学；技能训练；创新能力

实验教学对学生的创新能力和实践能力的培养具有极为重要的作用。创新能力主要体现在学生具有发现问题、描述问题以及能找到解决问题的方法，即表现在科学与知识的创新层面。实验教学为学生提供了一个相对能自由发挥的平台和空间，学生在实验室可以感受发现问题、解决问题的过程，有利于形成创新思维的良好习惯，有助于提高实验技能和创新能力。

一、重视实验课程建设精心设计实验项目

在教学中，根据课程知识要点和实验教学的特点，进行实验项目资源建设，其目的是不断推动实验教学的研究和开发，探索实验课程与实验内容的改革，开展实验内容与方法、实验技术与方法的研究。环境工程微生物学实验课程属于环境科学和环境工程等专业的专业基础课(独立设课)。针对实验特点和实验资源的实际情况，以学科发展为背景，以学生能力培养为核心，以教学理论为指导，根据实验的系统性、层次性(复合性)和综合性等原则，去完成实验项目的设置和内容的不断更新。将相关的实验技术整合，开设综合性设计性实验，这样，可以使实验的连贯性和复杂性让学生进入研究性实验状态，虽然感到有难度甚至压力，但随之而来的是一种前所未有的学习动力，从而达到提高学生的创新精神和创造能力的目的，推进综合素质教育。

教学方法与手段服务于教学内容。实验项目的建立、实施和改进，一方面根据教学大纲的要求去调整或更新，同时也离不开与学生的交流与沟通。在师生共同参与的前提下，改革、实施各项实验教学环节，并经常开展教学研究活动，探索实验教学与学生学习的内在规律，不断更新、补充实验内容(教材建设)，积极建设、制定实验项目，充分发挥实验教学环节在培养大学生创新精神和开拓能力中的作用。从而使教师更加明确地认识到岗位责任的重要：教师必须教会学生掌握学科必备的基本知识和实践能力；指导学生综合应用所学的知识去解决实际问题；引领学生去大胆探索，具备良好的科学素养。

二、加强智能与技能训练

现代科技发展的一个显著趋势就是高度综合化和整体化。实验过程由简单实验过渡到综合性训练。整个过程以培养学生的创新精神和实践能力为重点，对学生进行较全面的智能与技能训练。实验将基础理论、技能训练与环境实践相结合，对于提高实验教学水平、探求实践教学方法等方面具有重要意义。

1、优化实验内容适应创新要求

实验中，通过对学科前沿知识的介绍，引入能够反映环境领域的现代科技成果的实验技术和方法，激发学生探究知识的兴趣。综合性实验的目的是探索未知，其过程是从理论一实验一发现问题一描述问题一分析(解决)问题，其结果是不确定的。需要学生主动去探索、去观察和研究，以达到多样性的学习方式，提高学习素质和综合能力。2007年春夏之际，太湖、巢湖等发生了水体富营养化，我们将该水样作为实验材料结合在了实验中，丰富了实验内容，并将教学实验与环境实践的结合落实到了实处。尤其对学生来说，得到了较全面的智能与技能训练，加深了对造成水体富营养化的原因以及危害性的了解，既是一种知识的积淀，更能认识到所学专业的重要性和肩负的责任，可以从中得到教益和成长。

教学中，将“API 20E细菌鉴定系统”组合在微生物的分离培养实验中。API细菌鉴定系统(API System)的建立对原有的实验内容是一次更新和提高，并能使学生接触到环境中必须解决的实际问题。该实验的设计实际上也依赖于环境治理对该项目的需求，因为在环境治理中经常会涉及到微生物(主要是细菌)集群等有关问题，API 20E细菌鉴定实验可以使学生在学到新的实验技术的同时，也能让学生了解该知识领域的动向。并为学生的后续课程和从事科研、实践提供必要的基础。实验增加了密度和难度，实验提高了教学效率和水平。

2、强化实践环节提高综合能力

环境工程微生物学实验项目中涉及到生物相的观察项目，与环境生态有密切的关系。实验中学生凭借已有的知识去发现以前来曾接触过的环境问题。对一个特定的没有现成答案的水样(实验材料)进行分析、提出见解乃至解决方案。此过程需要具备丰富的想象力、好奇心与良好的知识迁移能力，需要较强的创新意识和思维能力。这项实验很好地将基础知识与实验、实践联系起来，相互渗透，在实验中取得了显著的效果。如遇到突发事件，也可用以上方法去了解水体中的微生物组成，去分析说明问题，并提出建议或提供解决实际问题的方法，此过程简单、直观，又能说明问题。但要完成这项实验，必须具备环境微生物学的基础知识，尤其是熟悉和掌握环境微生物形态学方面的有关信息，才能比较准确地观察和识别不同类群的微生物种类，然后作出判析、得出结论。这是通过实践培养其设计实验、组织实验、运用知识的能力的体现。通过多层次的实验教学，帮助学生将知识融会贯通，学生从中亲自感受、理解知识产生和发展的过程，对培养、形成创新思维的能力和习惯大有帮助。可进一步提高观察能力和分析问题的能力，提高理论联系实际的开拓能力。

三、打造精品教材不断提高和完善实验教学体系

《环境工程微生物学》教材历经40多年，经过几代人的努力，完成了从原先的讲义到高等教育出版社出版的一、二、三版的过渡，2008年出版的第三版教材在第二版(面向21世纪课程教材)的基础上，作者根据长期的教学成果的积累，结合学科发展，并汲取国内外环境工程微生物学的科研成果、教学经验，进一步完善和发展，实现教学和实验内容与学科发展水平一致。此教材被评为2008年度精品教材。

教材强调在继承基础知识和基本理论的前提下，保持环境工程微生物学领域传统内容基本不变，将微生物学新的科技理论、应用技术等纳入教材中。这对系统的学习和从事相关的研究具有重要的指导意义。尤其对于实现综合化教学，可以很好地将基础知识与实验、实践联系起来，在教学中取得了显著的效果。实验教学是理论结合实际的重要途径，也是一种模拟环境对于理论知识的应用。教材内容与环境实际、科学研究融会贯通，大大提高了学生的学习兴趣和实验积极性，在这过程中，还要尽可能使学生接触到最新的科学技术，了解发展趋势及动态，增强学生适应社会发展和科技进步的要求。所以对教材内容优化、组合，拓宽基础知识外延，引入能够反映现代科技成果的理论、实验技术和方法，这无论是对于知识的综合性还是拓宽专业口径都是至关重要的。通过教学实践，真正实现以学生为主体、教师为主导的新型教学形式。体现出以知识和基本技能为基础性内容、创新能力培养为中心内容的实验教学体系。

责任编辑：文和平