《动物微生物》教学中科学素养培养初探

2018-04-15湖南环境生物职业技术学院421005

当代畜禽养殖业 2018年10期

湖南环境生物职业技术学院 421005

第九次中国公民科学素质调查显示，2015年我国公民具备科学素质的比例为6.20%[1]，而美国早在2007年的数据为25%[2]，由此看出，我国公民科学素质的培养任重道远。为此国办发〔2016〕10号文件《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016-2020年）》中特别强调，应大力推进高等教育的科技教育工作，提高在校大学生的科学素养。高职教育是高等教育的重要组成部分，本文将探讨在《动物微生物》教学过程中如何提升高职学生的科学素养问题。

《动物微生物》是高职宠物、畜牧和兽医等专业的重要基础课程，本着高职学生“必须、够用”的基本原则，着重培养学生对微生物基础知识的掌握，但这是“授人予鱼”，更应该“授人予渔”，注重在教学过程中对学生科学素养的培养。“科学素养”最早是由美国学者赫德于1958年提出，主要指人们理解科学及其在应用这个过程中所表现出来的基本素质[3]，可划分为三个维度，即科学知识维度、科学方法维度和科学意识维度[4]。下面本文从这三个维度探讨如何运用在《动物微生物》教学过程中提升学生的科学素养。

1 科学知识

（1）科学术语。科学知识即拥有更多的科学术语和概念[4]。在《动物微生物》的教学计划中，理论课仅26学时，这需要教师在较短的课时内遴选出最重要的概念和专业名词，详尽、准确地介绍给同学们。而科学术语是枯燥的、刻板的，因此高职的同学们对某些术语的理解不深刻、不彻底。如基础培养基、营养培养基、选择培养基和鉴别培养基这几个术语，尤其是选择培养基和鉴别培养基，在理解和运用时同学们往往容易混淆，此时我会告诉同学们，选择即设定条件，达到这个条件能被选上。如高考即是一种选拔赛，高于某一个分数可以进入大学，接受国家的高等教育。麦康凯琼脂培养基就是一种选择培养基，大肠菌群和肠道致病菌能选择性生长在此培养基上。鉴别则是一种鉴定，如亲子鉴定。培养基与所培养细菌之间有特定关系，如伊红美蓝培养基。大肠杆菌通过培养后，会产生绿色金属光泽，因为大肠杆菌分解乳糖产酸时带正电荷而被染成红色，再与美蓝结合形成紫黑色。

（2）科学知识的基本观点。欧美科学家如鲁巴和安德森提出科学知识具有非道德性、创造性、发展性、简约性、可验证性和同一性等基本观点[5]。在初等教育阶段同学们为备战高考，认为所有知识是绝对正确的。其实科学知识是发展的，可以被修改，甚至被推翻。于2018年全国卷1化学试题中一道选择题所描述的信息“酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质”，这个观点在高中的教科书中被视为正确，但是随着科学发展，发现某些酶的化学性质不是蛋白质，如核酸类酶。1908年的诺贝尔奖获得者Elie Metchnikoff 100多年前发现酸奶中乳酸杆菌可让人长寿，但是最近的科学证实酸奶的功能没有想象中强大。这是因为科学知识具有发现性，这需要教师在课堂上灌输科学知识的基本观点，同学们可以学习科学知识、利用知识。

2 科学方法

（1）科学试验代替验证实验，以提升学生的科学方法认知。在高等教育中的高职层次，教科书后的实验是以验证性实验为主，其目的在于增强学生的动手能力，培养严谨规范的态度，但是缺失科学方法的训练。在试验课堂上，教师可以通过改进验证性实验，增加其可行性，对学生而言受益不浅。例如在革兰氏染色的实验教学过程中，实训指导书中强调“酒精脱色”这一步骤是关键，但是学生并不能深刻体会。因此本人上课时，根据脱色时间设计梯度对比实验来直观揭示这一关键因素对结果判定的影响。思路如下：将学生分为4组，用同一种细菌做实验，革兰氏染色，其余步骤按照教科书所述执行。但第一组酒精脱色时间改为5秒，第二组为30秒，第三组为60秒，第4组为120秒，观察实验结果，得出革兰氏阳性菌脱色时间对结果判定至关重要的结论[6]。

（2）课外科技活动提升学生的科学素养。高职生科学素养的培育需要合理利用和开展课外科技活动，营造良好的氛围，提高学生主动增强科学素养的积极性,进而使学生的科学素养得以全面提升[7]。课外科技活动又称为第二课堂，主要有三种形式展开，即个人活动、小组活动和集体活动。单独开展科研活动对于高职的学生而言有难度，但是教师可以带领学生进行小组活动。比如笔者带领对微生物感兴趣的同学监测校园自来水、桶装水和湖水等的细菌总数及大肠杆菌数的项目，通过测定，小组同学对微生物兴趣盎然。集体活动如报告会和科学知识专题讲座等也能够有效加强学生的科学素养。

（3）指导学生参加科技创新比赛以加强学生的科学方法技能。科技创新比赛能加强学生的科学方法。比赛获奖不是最终目的，提升和检测学生的科学方法是重点，尤其在评比嘉奖的过程中，应着眼于学生创新成果的未来，分析其存在的优势和不足，以便其针对性地改进，并实现可持续性发展，这对学生提升科学方法有积极作用[8]。

3 科学意识

（1）捋顺微生物科学史。微生物学经历了发现微生物、认识发酵现象、逐步建立医学微生物学、开创化学治疗方法和发现磺胺类药物、青霉素、维生素，再到微生物与生理学、生物化学、遗传学、分子生物学的相互融合等阶段，最终形成现代微生物学。捋顺微生物科学史可以预见动物微生物的发展方向，提高同学们的科学意识[9]。

（2）再现经典科学事件。根据微生物学的教学目的和要求，挖掘一系列内容完整、情节具体和具有代表性的历史典故，通过讲解、分析、讨论和交流等，使学生对抽象的微生物学现象有一个系统、深入的了解，强化对现象本质联系的认识。如Hooke发明了显微镜，并且观察到微小的物体，让同学们感受到认真钻研的力量；Jenner医生开创了接种牛痘预防天花的研究，提高了同学们认识问题、分析问题和解决问题的能力；巴斯德发明“巴氏灭菌法”并沿用至今的典故给学生提供了更多的思考和想象的空间[10-11]。典故的讲述能够增加学生课堂的参与度，激发学习兴趣，拓宽学生的知识面。

（3）引领科学前沿与热点。近年来微生物学研究突飞猛进，教师需要简明扼要地把一些高深的理论用形象、易懂的语言传递给学生。首先，老师应当对国内外的科技前沿进行挖掘，然后有选择性地介绍给学生，以拓展知识面，启发学生的好奇心。如在讲解抗体相关知识时，可引用最近《Science》期刊上发表的关于艾滋病病毒(HIV)抗体的相关研究成果[12]。追逐社会热点亦是培养科学意识的重要途径，对于动物微生物而言，2006年猪链球菌病、2007年的繁殖与呼吸综合征、2015年的小反刍兽疫和2018年的非洲猪瘟等热点问题也是纳入当年的课堂，使微生物的教学与生活更加紧密地联系。