水处理微生物学课程的教学改革实践与探讨

□ 河北科技大学 郭建博 国 洁 刘 春 廉 静 李再兴 杨景亮

水处理微生物学课程的教学改革实践与探讨

□ 河北科技大学 郭建博 国 洁 刘 春 廉 静 李再兴 杨景亮

水处理微生物学是给水排水工程专业必修的专业基础课程。根据笔者的教学体会，结合给水排水工程专业的学科特点和专业需要，进行了水处理微生物学教学内容改革，建立了课堂教学“1＋n”模式，构建了“1－2－3”实践教学模式以及网络课程模块化改革，并取得了良好效果。

水处理微生物学；“1＋n”模式；教学改革；实践教学

水处理微生物学是高等学校给水排水工程专业学生必修的专业基础课程之一。课程针对水处理工程和环境水体水质净化过程中所涉及的微生物学问题，搭建基础理论与专业知识桥梁，将理论知识与实践应用紧密结合。其主要内容包括微生物种类的形态结构特征、生理特性及水处理领域的生物技术基本原理和实践案例等。课程学习目的是让学生对微生物的基本概念、基本理论、实验方法以及在给水排水工程中的实际应用方面的知识进行综合理解和掌握，准确把握微生物学领域的最新发展趋势和应用前景，提升学生综合素质和创新能力，培养学生的创新意识，锻炼学生理论联系实际的能力，为今后从事城市给水排水工程、工业水处理工程、环境治理和管理等方面的工作奠定坚实的基础。

近20年来，由于微生物学知识快速更新，内容日益丰富，而水处理微生物课程教学时数却不断缩减，加上工科学生生物学知识参差不齐，现行的水处理微生物教学内容和教学模式已不能适应教学需求，这为高等学校微生物学教学的调整、转型和内容更新提出了新的机遇和挑战［1，2］。笔者结合多年的教学经验，对水处理微生物学的教学内容、教学方法和手段以及实验教学等进行了改革，并取得初步成效。现将一些做法简要加以总结，希望对提高水处理微生物课程教学质量有所帮助。

一、加强师资队伍建设，提高水处理微生物学教学水平

高水平学者、专家型的教师梯队是课程建设的关键，青年教师在教学实践中锻炼成长是课程可持续发展的重要环节。为了培养应用型、创新型的人才，要求必须加强教师队伍的建设，通过学术交流等途径，促进青年教师教学水平和科研能力的快速提高，增强教师队伍的整体实力，进而提高教学水平和教学质量。为此，制定了青年教师教学能力培养和科研能力培养计划，其中，为了提高教师的教学能力，专门设立了培训制度、导师制度、助课制度、听课制度和教研制度；针对科研能力的培养，建立科研帮扶制度、工程训练制度和学术交流制度。实践证明，各项制度的建立和实施，为提高水处理微生物学的教学质量夯实了基础。目前，不仅有两项国家自然科学基金课题由青年教师担纲主持，而且有多项校内外教学、科研成果出自青年教师之手，他们的敬业精神和业务水平有了很大的提高。

在加强教师队伍建设的过程中，课程组还积极引进人才和鼓励教师进修，目前，该课程的5名授课教师中，具有副高级以上职称的3名，博士3名，在读博士1名。通过加强教学队伍建设，已逐步形成一支主讲教师负责、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果良好的师资队伍。

二、改革教学内容，调动学生的积极性和主动性

水处理微生物学与生理学、微生物遗传学、微生物生态学、生物化学、分子生物学、有机化学和水质工程学等多门学科有着非常紧密的联系，具有较强的广度与深度。而教学内容较微观、抽象，并且多学科交叉，内容零散［3，4］。如果调动不起学生的学习兴趣，那么，这些琐碎、繁杂的内容往往会使学生感到索然无味。为此，我们探索将课程中的经典理论、工程技术和前沿科技发展有机地融合在一起，力求让学生在有限的学时内系统掌握本门课程的基础理论与实验操作技能。实践中的具体做法是：通过上网检索的办法，广泛收集有关外文教材和教辅资料，从中取其精华，加以借鉴。以此同时，注重吸收国内重点大学在相关课程上的先进教学经验，定期召开课程组教学研讨会、集思广益、互相启发。经过几年来的教学实践，逐步确定了合理的教学内容，重新修订的教学大纲将课程内容分为3大模块：理论教学模块、实验教学模块和课程实习模块。每个知识模块内容相互独立同时又相互联系，使教学内容更加完整系统。理论教学模块深入透彻地讲解了水处理微生物的基本原理，它是课程内容的基础和核心。实验教学模块突出训练学生的创造力和动手能力，为学生向研究型人才发展奠定基础。课程实习模块在以上两个模块的基础上，使学生对具体的水处理微生物能够有一个直观的印象。改革后的教学内容，条理清晰、目的明确，可以很好地锻炼学生从事给排水工程生物单元的设计、运行管理和科学研究的能力。

三、改革教学方法和手段，提高课程教学效果

1.改进课堂教学方法

课程组注重教学方法的改革，课堂教学灵活生动，改变了过去传统单一的“传授式”教学模式，建立了课堂教学“1＋n”模式，即课堂教学以“多媒体和板书相结合”为主，充分发挥多媒体CAI课件、电子教案等信息量大、直观、生动的优势；辅以“启发式”、“讨论式”、“请进来，走出去”等灵活生动的教学方法，再加之重大科研课题介绍、典型实验案例分析、典型成果示例、工程图片、Flash动画、DV视频、CAD工程图纸链接、工程设计原理思考题等。这种多元化的教学内容表达方式和教学方法，使学生形成了知识点多层次解析、立体多维渗透的效果。

2.构建实践教学模式

在实践教学中，课程组构建了“1－2－3”实践教学模式，即以培养学生实践能力和创新精神培养为目标，构建“校内（实验教学中心、科技平台）”和“校外（实践教学基地）”实践教育平台，开展“实验教学”、“课程实习”和“科研创新”等三个教学内容。该实践教学模式集学生的实践能力和创新精神培养于一体，贯穿整个课程教学过程，丰富了课程教学的内涵。使学生从基本实验能力的形成，专业知识的拓展，实践过程的锻炼出发，逐步完成了由理论到实践的过渡，促进其知识、能力、素质的全面发展。

3.积极建设网络课堂

学校有覆盖全校园的Blackboard网络教学平台，能满足全院师生的课堂网络教学、文献资料检索查询等需要。服务器由学校统一提供，能保证全天候开通。

课程组积充分利用该平台建立了网络课堂。网络课程设有 “课堂教学”、“实践教学”、“自主学习”、“交互学习”四大模块，能支持多种多媒体文件格式，既为学生提供了课后互动学习的平台，也大大促进了学生主动学习的自觉性。目前，本课程网络教学可实现如下功能：教师网上授课、实验演示、电子教案下载、答疑论坛、在线模拟试题、参考网址链接等。

网站的课程素材库和公共素材库，提供了课程教学大纲、参考文献资料清单和典型科研案例，链接了相关联的课题图片、动画、视频、CAD工程图纸等图像材料和课后学习思考题、工程设计思考题等学习资料，并能根据教学需要及时对网络课程内容进行相应修改或调整。网络课堂将“多媒体教学、实验教学、课程设计、仿真教学”等手段与网络教学有机结合，使学生随时随地都可以进行本课程的学习。由于充分利用了网络资源，使得教与学通过网络互动，极大地扩展了学生的知识面。

4.改革考试内容和方式

考试是评价教师教学质量和学生对知识掌握情况最重要的依据。以往的考试标准不统一、出题难度不稳定和内容偏重对单一知识点的考核，往往不能客观地反映教学情况的现状。为使课程的考核标准化、系统化、综合化，我们积极进行了考试内容和方法的改革，采用了闭卷考试（70%）与实验操作考试（30%）相结合的办法。闭卷考试不仅严格执行A、B卷，严肃考场纪律，并逐步建立了较完备的习题、试题库，使考试题目能够随机抽取，而且在考试内容中，增加了考察学生对知识综合应用能力的考题。此外，根据课堂表现、实验、作业和出勤等确定平时成绩（平时成绩占课程成绩的30%），使得对学生的考核贯穿于课程的整个教学过程。改革后的历年考试成绩均呈正态分布，更加完善、准确地反映了教学情况，有利于教学质量的提高。

四、加强教学管理，保证课程建设可持续发展

有效的教学管理是保证课程建设可持续发展的前提。多年来，我们始终高度重视教学管理制度的建设，由课程负责人统一管理课程的各项工作，如制定教学计划、修改教学内容、修订教学大纲、规范教案、选取教材等。为保证课程内容随着科技的发展不断地更新与改革，主讲教师按照所制订的教研计划，定期参加教学方法和经验交流会，讨论课程发展方向、学科前沿、新的教学手段和方法，取得了较好的效果。为了逐步实现对课程教学管理的规范化，我们将授课内容、教案、教学安排以及教师本学期所承担的教学工作量等，录入计算机软件系统内，可以随时查询相关信息，以便于对教学情况进行监督检查，并随时提出修改措施。为保障课程建设这一延续性强的工作的资助经费投入，课程组申请了专项配套经费，并积极参加学校的精品课建设，努力提高课程的质量，为“水处理微生物学”课程可持续发展奠定了良好基础。

本课程经过多年的学科建设和教学实践积累，不断地改进和优化了课程的教学思想、教学内容和教学方法，逐步建设成为知识体系完善、内容丰富而紧追前沿，教学手段多样现代、方法创新、教学效果良好、具有鲜明特色的课程。通过本课程的学习，学生不仅掌握了水处理微生物学的基本理论和基本技能，锻炼其发现问题、分析问题和解决问题的能力和创新意识，而且认识到了掌握水处理微生物学对城市给水排水工程、工业水处理工程、环境治理和管理、促进经济社会的可持续发展的重要性，既可以满足地方对人才培养的需要，同时，也使学生能够了解该领域的国际发展动态。目前，该课程建设的成果与经验，已被国内多所同类高校所借鉴。

[1]杨朝晖,曾光明,刘云国,杨霞.环境工程微生物学教学改革的探索与实践[J].大学教育科学，2003（4）：45－47.

[2]金云霄,吴长航.水处理微生物学教学改革的探索[J].科技创新导报，2009（28）：20－21.

[3]顾夏声，李献文，竺建荣.水处理微生物学[M].北京:中国建筑工业出版社，2000.

[4]周群英，王士芬.环境工程微生物学[M].北京:高等教育出版社，2008.

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