开展《环境微生物学》课外活动的探索

夏爽 李开 刘涛 裴国凤

摘要：为提高学生理论联系实际的实践能力，我们开展了《环境微生物学》的分小组课外活动。结果显示，课外活动提高了学生的学习积极性，促进了知识的融会贯通，训练了动手能力，提升了综合素质。

关键词：环境微生物学；课外活动；学习积极性；实践能力；综合素质

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0094-03

大学生课外活动是指高校在课堂教学以外对学生进行的有目的、有计划、有组织的教育活动[1]。大学生课外活动既是课堂教学的延伸，又是一种重要的社会实践活动，对于提高课堂教学质量，培养学生正确的人生观、价值观和世界观，全面提高学生综合素质具有非常重要的作用[2]。另一方面，大学生相对较多的课余时间，为开展课外活动创造了有利条件[3]。

大学的理工科教学过程常常出现理论与实践脱节的问题，导致学生难以做到理论联系实际，将所学知识技能应用于实践。鉴于此，一些教师在许多学科开展了课外活动，并取得良好的效果，证明课外活动在扩宽学生知识面、培养学生创新能力、加深知识理解、培养社会责任感和人际交往能力等方面有积极促进作用[4-8]。但是也存在活动类型单一、管理机制不健全、参与面不广泛、专业特色不突出等问题[9]。

《环境微生物学》是环境工程和环境科学等专业的专业核心基础课程，是一门理论性和实践性并重的交叉学科，涉及有机化学、生物化学，微生物学，遗传学等学科的基本理论，又与一系列环境专业课程（水污染控制工程、给水与废水处理系统、固体废物处理、环境生物技术、环境监测等）中的工程原理紧密相关，在学科知识体系中起到承上启下的关键作用[10]。

在多年《环境微生物学》教学过程中，我们发现一些存在的问题。第一，由于课程内容涉及的生物学基础知识广泛、抽象，而多数环境专业学生的生物学基础知识相对薄弱，容易使学生觉得深奥、枯燥，从而学习积极性受挫。第二，课程内容既涉及生物学基本原理，又包含许多处理环境污染的工艺流程，知识点分散，系统性不强，学生难以将知识融会贯通，理论联系实际。第三，课程考核多以笔试为主要形式，引导学生盲目的死记硬背教材上的理论知识，而忽视了对实际动手能力的培养。第四，配套的实验课程内容多为若干基础性的微生物学实验，未突出课程的环境专业特色，学生学习兴趣不高，在实验课上常常只是按照讲义上的操作流程应付任务，对实验的原理及应用价值不甚理解。以上这些问题造成学生不能将微生物学基础理论与环境工程领域的实际应用相联系，未能充分满足学生对环境专业相关知识技能的需求，专业培训不足，以致毕业后未达到相关专业工作岗位的要求。

针对以上问题，以及学生对专业知识技能的需求，我们以学生就业为导向，探索了《环境微生物学》课外兴趣小组活动方式，以期为相关学科开展课外活动提供参考。

一、课外活动的组织和实施

为确保课外实践小组的顺利开展，首先对学生进行宣传、引导，使他们明确课外实践小组的意义，自愿报名。每组6～8人，组员自由组合。以环境工程和环境科学专业的学生为主，可跨班级跨专业跨年级组合，并适当吸收生物、化学等其他专业学生加入。在不影响其他课程学习的原则下，学生利用课余时间在教师的指导下开展活动。

在兴趣小组活动内容的选择上，考虑到《环境微生物学》的课程特点和教学大纲的要求，相应地扩展课程实践的范围，增添课程实践的趣味性、应用性。在多年教学过程中，我们发现环境相关专业的学生对实际应用的专业知识技能很感兴趣。因此，课外兴趣小组的活动内容应贴近环境相关专业的实际应用，以使学生能够应用基础知识技能解决实际问题，达到环境专业相关工作岗位的需求。课外兴趣小组的主要活动内容包括：环境质量调查、实验设计、实验操作、学术资料收集整理、科研论文撰写等。在充分考虑本学院的教学、科研条件后，我们设计了以下八项活动项目：

（一）微生物区系调查

在校园内以及周边环境的土壤、水体、建筑物及树木表面、各种食品表面、各种场所空气中采集微生物样品，于实验室内用培养基平板进行分离、纯化、培养，通过观察菌落及细胞形态，PCR扩增DNA片段测序，以及一系列生理生化实验等鉴定物种，归纳各环境中的微生物种类区系和时空分布特征。

（二）微生物资源探寻

在校园内以及周边环境的土壤、水体中采集微生物样品，于实验室内用培养基平板进行混合培养，进行蛋白质、脂类等分解实验，挑出能降解特定有机物的菌落进行鉴定，扩大培养后再测试其降解能力。

（三）水体富营养化调研

于校园内池塘及校园周边的湖泊采集水样，监测浮游植物群落结构、测定细菌总数、大肠菌群数、水体氮、磷浓度等指标。比较各水体数据，判断水体营养状况，分析水体富营养化的成因，预测可能的危害，并最终提出治理措施。

（四）活性污泥驯化及有机废水处理

于校园内池塘及校园周边的湖泊，水渠等水体采集底泥，于实验室内观察，纯化，用由低到高浓度的生活污水进行驯化培养，并测试其降解生活污水中有机物的能力。

（五）堆肥发酵处理有机固废

搜集校园内以及周边环境的生活垃圾中的有机固废，分拣、调配后采用厌氧和好氧堆肥方式，降解复杂有机物，制成腐殖质肥料。

（六）大型可食用真菌栽培

以棉籽壳、杂木屑为基质，配制真菌培养基，接种平菇、金针菇、双孢蘑菇等可食用菌类，定期观察菌丝生长情况、形态特征。长出大型子实体后测定真菌多糖、蛋白质等活性成分。

（七）致突变物检测

用Ames致突变实验、发光细菌毒性实验等方法，测定市售食品、饮料、调味品、化妆品、涂料以及实验室废水的致突变性。

（八）环保意识形态调查与宣传

在校园内的学生及校园周边群众间开展关于环保意识形态的问卷调查；开展若干环保宣传活动，包括编写、散发环保宣传册，开展环保讲座和知识竞赛等。

二、课外兴趣小组的效果评价

在为期1年多的课外实践兴趣小组活动中，各项目小组均取得了一定成果，以数据或产品的形式整理并汇总至指导老师。其中，水体富营养化项目小组完成学术论文一篇。同学们均为通过自身努力取得的成果感到高兴。

（一）提高学习积极性

课外活动与理论课上的知识讲解和实验课上的按部就班实验操作不同，学生需要应用所学知识技能，发挥创造力去解决实际问题，具有较高挑战性，从实际应用角度激发学生去学习相关知识。而且，让他们自己动手去解决问题，比起听从教师讲解知识和实验步骤更接近这些90后学生的个性，他们对所做课外活动项目充满兴趣，能自发去查阅相关资料，自主学习。另外，通过课外活动，学生们亲身体会了专业知识技能在实践中的应用，对本专业的认可度提高，对将来走上专业相关工作岗位的信心得到提升。他们认识到，目前好好学习知识技能，对自己的将来发展有好处，所以提高了自主学习的积极性。

（二）促进知识的融会贯通

本学科涉及知识面广，涉及许多抽象的概念，而许多环境专业的学生的生物学基础知识较为薄弱，觉得书本中许多概念难以通过教师的讲解完全领悟，而实验课的课时有限，很难照顾到所有知识点。在课外活动中，书本中抽象的概念转变成了看得见、摸得着的感官体验。例如，在课堂上讲解“水体富营养化的概念”，就算辅以水华现场照片、视频，也比不上学生亲身去水华现场观察水体颜色，嗅嗅水体味道，用手感受水华的触感，观察周围环境，思考水华发生的可能原因等等。学生将水样带回实验室在显微镜下观察，就能清楚的理解水华到底是什么概念。再如，课堂上，许多学生反映对于活性污泥为什么能够降解污染物不太理解，在课外活动中，学生自己动手驯化污泥，用于降解有机污染，对于活性污泥的性质、作用原理就掌握的更加充分。课外活动中，学生应用亲身体验进行知识内化，促进了知识的理解和掌握。

（三）提高动手能力

长期以来，以笔试为主要形式的课程考试引导学生的学习以书本知识的记忆为主。而本课程实践性较强，需要培养学生理论联系实际，应用所学知识技能解决实际问题的能力。实验课上按照讲义上的操作步骤进行实验难以真正提高学生动手能力。在课外活动中，学生自主的应用知识技能解决实际问题，自发探索解决问题的方法，进行专业技能训练，在教师的辅导和纠正下，更好的掌握和熟练专业技能。比如微生物学中常用的无菌操作技术，在本次课外活动中，学生在教师指导下练习数次，已能规范的进行操作。

（四）提高综合素质

通过课外活动，增进了学生对本专业的了解，在专业训练中培养了敬业精神、逻辑思维能力，同时，也发展了学生的团队协作和沟通能力，语言表达能力，社会责任感。本专业具有较强的科研性质，学生通过课外活动中的科研项目训练，开拓了视野，培养了严谨的治学态度和创新精神。更为重要的是，本专业工作较为艰苦，在实践活动中培养了学生吃苦耐劳、克服困难的意志品质。课外活动培养了学生诸多方面的综合素质，为将来走上社会工作岗位奠定了坚实的人格基础。

三、开展课外活动的经验

学生兴趣小组的活动项目最好与教师的科研项目相关，以利于学生学习教师在专业领域最为先进和熟练掌握的知识技能，最大限度提高学术水平，开拓视野；学生实验成果也可启发教师学术思想、补充教师的科研项目，教学相长；且可利用现成的科研平台。

由于学生大三下学期和大四需要准备找工作、实习和考研，时间较为紧张，而大一的学生多数尚未学习专业课程，专业知识尚缺，故学生最好在大二参加兴趣小组，大三期间结束活动。

学生阅历尚浅，在室外及实验室内，一定提醒学生注意安全。在校外不要擅自离开团队，在实验室内注意各种化学试剂、及用电用火安全。

学生的学习基础不一，性格不同，各有特长，在专业领域的兴趣点也不一样。在课外活动中，需要因材施教，给各个学生安排不同的活动任务。比如有些学生性格文静，适合静下心来专研文献资料；有些学生活泼好动，适合动手实验；有些学生性格开朗外向，适合做些沟通、宣传之类的工作。对于学习基础好，悟性强的同学，不但要求其对整个活动涉及的专业知识技能熟练掌握，还需要培养其科研精神，创造力，以为社会培养更高层次的专业人才。

在课外活动项目的设计过程中，需要考虑学校及周边环境的特点，因地制宜。比如中南民族大学周边湖泊众多，人口稠密，适合开展水体富营养化的研究。

四、存在问题与改进措施

我们的课外小组活动，建立在学生兴趣的基础上，学生自发报名参加。参与面并未覆盖整个专业班级。为了更全面的提升教学质量，在学校层面，可采取一些更为有效的激励机制，比如制定相关政策，将参与课外活动纳入学科培养体系，学生参加课外活动并考核通过可获得学分。东南大学在这方面做了有益尝试，并取得良好成绩[11]。

我们组织的课外活动，无学校政策支持，处于“散兵游勇”状态。为了营造学生课外活动氛围，提高师生参与率，学校还需提高组织管理水平。为此，主管学生科技活动工作的团委、教务处、学工处等部门，需要重视制度化建设，以健全的规章制度增强组织管理的科学化、规范化水平。在学生课外活动的组织管理工作方面，重点抓活动申报、过程指导、成果展示三个环节[12]。有效地促进学生课外活动正常开展，对推动学生课外活动经常化、制度化奠定有力基础。

我们的课外活动经费主要来自教师的教学研究项目。随着课外活动在学生中广受好评，参与课外活动的学生人数大幅增加，活动金费紧张就成为了制约开展课外活动的主要因素之一。因此，需要拓宽资金来源渠道。学校的教务处、科技处、学生工作处等部分可以制定相关政策，定向支持学生的课外活动项目，形成各部门通力支持的良好局面。另外，还可走出校园，寻求企业合作、争取社会赞助等方式增加投入经费总量，以保证课外活动广泛深入开展。

五、结语

为了提高环境专业学生的实践能力，我们探索了课外活动的开展方式，取得良好的效果。在课外活动中，通过让学生应用所学专业知识技能，解决实际问题，提高了学生的学习积极性，促进了知识的融会贯通，提高了动手能力，培养了综合素质。然而，课外活动的组织、开展还有许多需要改进之处，以进一步提升教学质量，提高学生专业水平和综合素质，为社会培养优秀的环境专业人才。

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