环境工程微生物实验教学改革与探索

聂文杰 潘昊 宋世杰

摘 要：环境工程微生物学是环境工程专业的一门专业基础课，具有很强的实践性和应用性，但是由于种种传统的原因，其实验教学方面存在明显的问题。结合环境工程微生物学的实验教学特征，以培养学生的动手能力和创新思维为目标，通过优化实验教学内容，改进教学方法，实行全过程质量管理等对实验教学进行改革与探索，以便进一步提高实验教学质量。

关键词：环境工程微生物学;实验教学;改革;探索

中图分类号：X172   文献标志码：A   文章编号：1002-2589（2015）26-0142-02

当前环保事业成为经济发展新的增长点，同时亦推动了环境工程及相关技术的快速发展，社会急需具有工程应用能力、创新能力，且短时间内能够担当起治理环境污染重任的高级专业人才。近年来我国环境工程专业教育迅速发展，且《环境工程微生物学》是环境工程专业的一门核心专业基础课[1]。该课程要求学生将理论与实践相结合，需要大量的实验来巩固和加深学生对基本知识和基本技能的掌握与理解，但实验教学的内容过于偏重基础，缺乏专业特点。因此，近年来我们对实验教学进行改革与探索，重点放在培养学生独立思考、观察、分析和解决问题的能力，以提高学生的实验水平，树立实事求是的科学态度和工作作风。

一、实验教学改革的方法

（一）转变思想观念，提高微生物学实验在教学体系中的地位

1.教师引导学生重视实验教学

高校学生综合素质的提高需要理论教学和实验教学相结合，离开了实验的教学，学生的素质不可能得到全面发展。要想提高实验教学质量，就需要教师从根本上转变传统的教学观念，对于《环境工程微生物学》这类实验性及应用性很强的学科，在教学过程中教师要深刻认识到实验教学对于工科学生的重要性，把实验教学和理论教学摆在同等重要的位置上。在实验过程中教师要对学生认真负责，严格要求，同时也要引导学生重视实验课程，使学生认识到实验教学在提高自己实验操作水平、创新能力以及综合素质等方面具有非常重要的作用[2]。

2.学生自我重视实验教学并能培养兴趣

随着人类不断增长的物质、文化和健康的需要，对环境的要求也越来越高，微生物技术作为环境保护、污染治理和保持生态平衡的一种重要手段，有着举足轻重的作用。环境工程微生物学是在环境科学的基础上发展起来的一门边缘性学科，它为学生提供了广泛的微生物学基础知识和实验操作技能[3]。所以学生应该培养对微生物学实验课程的兴趣，重视微生物实验课程，熟练地掌握必要的实验技能，加深微生物技术在环境污染防治中的重要作用，养成理论联系实际的作风和独立工作的能力，提高自身的专业素质，为将来从事环境工程的研究工作打下坚实的基础。

（二）实验教学内容的改革

1.在学生掌握基础性实验的前提下，增加一些创新性、综合性较强的实验

目前，环境工程微生物学课程的实验仍以基础性试验为主，例如细菌形态的观察、光学显微镜的操作、微生物的染色、细胞的计数、培养基的制备及灭菌等。因此，可以增加一些创新性和综合性的实验项目。例如，对我们日常生活中的饮用水可以进行水中细菌菌落总数的测定，来检验是否符合饮用水卫生标准。这样可以将理论与实际结合，在保证基本教学内容的前提下，使得学生对所学内容融会贯通并加以活学活用，从而使实验教学达到培养学生的实际操作能力和创新能力的效果。

2.针对专业特点，最大程度地实现实验内容多样化

传统的环境工程微生物学实验在教学内容上比较单一，这在很大程度上抑制了学生的学习兴趣。针对这一特点，必须在最大程度上丰富实验内容，以提高学生的积极性。如：首先制备各类培养基，然后采取不同的环境样品接种培养，通过观察菌落和个体形态，纯化细菌，放线菌和霉菌，之后学生自己分离，将自己分离纯化的菌种为材料进行后续实验[2]。结合环境工程专业中处理废水的设备和构筑物，也可以进行微生物实验来研究微生物资源处理的方法。

3.建立开放实验室，拓展实验内容

由于课堂时间的限制，环境工程微生物学实验课主要进行的是基础实验的训练。但是仅仅掌握基本的实验技能根本满足不了社会对环境工程专业人士的要求。因此，在不影响教学的情况下，建设开放型实验，对学生进行专业技能就显得非常必要[4]。没有实验教学内容和学时的限制，学生根据自己的兴趣自主设计实验内容，不仅可以使学生巩固基本知识和基本技能，还可以提高他们的创新能力和综合素质。

（三）教学方法的改进

1.注重实验前准备工作

传统实验课教学的教学形式大部分都是学生使用教师课前准备好的实验仪器及试剂，根据实验指导书上的实验步骤以及实验注意事项等进行实验，最后对实验结果简单处理就构成了实验报告，在整个实验教学过程中学生不需要很多的思考[5]。在这种教学模式下，学生不能发挥主观能动性，对实验方法和内容没有深刻的印象，使学生逐渐养成了学习的惰性。针对这种情况，老师必须要求学生写出预习报告及实验方案（包括实验目的，原理，仪器，材料，方法，步骤）并且每个小组要能够大致讲解实验目的，原理，方法步骤及注意事项等。注重实验前的准备工作可以帮助学生养成一个好的习惯，也有助于实验有效地完成。

2.重视应用多媒体教学

微生物个体微小，肉眼难以看清，传统实验室没有配备多媒体设备，老师在实验课中的口头讲解，很难给学生留下深刻的感性认识[5]。大多数学生完全按照授课老师的讲述与操作演示依葫芦画瓢，这样学生仅仅是机械被动地接受知识。这种教学形式完全没有考虑学生的学习主观能动性，不能加深学生对微生物的實验操作规程的理解和实验技巧的掌握。而多媒体课件教学具有很多优点，如信息量大、直观形象且生动、易于理解等，从而在教学中发挥重要作用。因此在环境工程微生物学实验教学中，部分采用多媒体教学的方式，使微生物实验的观察和操作更加直观、生动，从而使微生物学实验课变得更有趣味性，激发学生思维[6]。

3.将理论知识用于实际中

环境工程微生物学是环境工程专业的专业基础课，在保证学生掌握相关基础实验理论知识的同时，应该将理论知识用于实践。例如，可以对学校周边三里河的污水进行检测和分析来确定自己周边环境的质量水平，也可以对我们平时的生活饮用水进行细菌菌落总数的测定，来判断其是否符合饮用水卫生标准。这样对所学内容的拓展和综合运用，能够满足学生的研究热情和创新欲望，把环境工程微生物学理论知识与实际相结合，提高学生应用环境工程微生物学理论知识来分析和解决环境问题的能力。

（四）注重全过程管理，规范考核标准

在实践教学过程中，全过程管理也是直接决定实验成败的关键[7]。在实验过程中，学生根据选题进行文献查阅，然后通过小组讨论确定本组最终的实验方案。要求在实验方案中写清实验的技术路线，实验方法以及需要的仪器、药品及其相关的数量。指导老师依据实验室的实验条件进行审核每一个小组的实验方案，只要是条件允许的实验就可以完全按学生的方案进行。这样学生对每一步实验能做到心中有数，也迫切希望看到自己设计的实验能够有一个完美的结果[7]。这一举措极大促进了学生进行实验的积极性，同时也培养了学生的独立分析解决问题能力和同学之间互相协作意识;在实验过程中，教师全程指导，遇到错误的实验操作可以及时纠正，有问题及时解决，保证实践过程的顺利进行;同时通过整个过程的指导，老师对每位同学的实验态度充分了解，这样进行成绩考核时可以做到有据可依，公平公正。最后总结报告的撰写环节要求学生按照给定的模板进行规范撰写，使学生初步了解研究性论文的撰写方法，为后续其他的实践环节及毕业论文的撰写打下坚实的基础[7]。传统实验课程考核方式注重实验结果和实验报告的准确性，而不注重实验细节及具体操作步骤，这种考核方式严重打击了认真动手操作学生的积极性，同时助长了学生抄袭实验结果的陋习。对实验教学环节进行过程考核和结果考核，既能够对学生实验动手的技能、对实验原理的理解以及对实验疑难问题解析进行检查，又能够帮助老师发现实验教学中的不足从而加以改进，提高教学质量。在考核过程中不仅能够加强学生的实验技能，还可以使学生养成科学严谨的态度[8]。

二、改革预期效果分析

通过对环境工程微生物课程综合实践环节的改革，提高了实验课程效率及综合实践课程的效果，可以得到学生们的普遍支持与认可。新实践课程体系中，学生自己实际动手操作实验的每一个步骤，教师仅起检查和辅导示范的作用，能够使每一位学生明白每一步实验如何操作，培养了学生整体的实验观念和细心操作的习惯。新实践课程体系的建立及学生主体地位的充分体现，很大程度上激发了学生的学习兴趣和学习热情，使学生学习的积极性、主动性得到了提高。特别是实验内容的优化和实验方法的改进，夯实了学生的基本实验技能，加深了学生对专业知识的理解，并且可以将实验操作结合到应用性试验中，提高综合运用知识、分析和解决问题的能力。总之，经过大胆的改革，打破传统的实验教学模式，提高环境工程微生物学实验教学效果，培养具备理论知识扎实，动手能力强的新世纪创新人才。

三、结语

环境工程微生物学实验教学改革与探索的方向仍然要以提高学生自主设计、创新和综合能力的培养为主，要打破传统的教学模式，充分调动学生的积极性，主动性，使学生能够认真对待每一次实验，掌握基本的实验操作技巧，提高教学质量和效率，培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的高层次人才。

参考文献：

[1]刘宏，吳春笃，黄勇强.环境工程特色专业建设与思考[J].中国科教创新导刊，2007（5）：56-57.

[2]张大全，郑红艾.环境工程微生物学实验教学改革的探索[J].中国科教创新导刊，2001（28）：1-2.

[3]周群英，王士芬.环境工程微生物学[M].北京：高等教育出版社，2008：1-9.

[4]聂文杰.高校开放式实验室建设探索[J].技术与创新管理，2011（32）：423-425.

[5]邵继海，魏祥东，周细红，等.“质量工程”背景下的环境工程微生物学实验教学改革探索[J].生物学杂志，2010，3（27）：106-109.

[6]陈向东，唐兵，彭珍荣，等.充分利用现代化手段提高微生物学教学水平[J].中国大学教学，2002，2（3）：51-52.

[7]杨莹.环境工程微生物实践教学改革探讨及效果分析[J].课程教育研究，2013（6）：264.

[8]尹军霞，张建龙.普通微生物学实验教学改革探讨[J].内蒙古师范大学学报：教育科学版，2002，15（5）：94-96.