应用型人才培养背景下“微生物学”的教学实践与探索

刘玉玲，彭仁海

（安阳工学院，河南安阳 455000）

微生物学是生命科学的重要组成部分，主要研究微生物的形态、结构、生理生化、生命活动规律及与人类和自然界的密切关系[1]。21 世纪被认为是生命科学的世纪。微生物学的发展正在影响着人类生活的方方面面。微生物学实验技术和方法也广泛地渗透到现代生命科学的各分支领域，不断发挥着它的独特作用。“微生物学”课程一直是生物工程专业的一门专业必修基础课，开设在普通“生物学”“生物化学”等专业课之后，为后续的专业基础课和专业课学习奠定理论基础与实验基础。然而，该课程内容繁杂，知识点多且琐碎，研究对象微观抽象，很容易导致学生学习兴趣下降，为应付课程考核对知识点死记硬背、不能够活学活用。因此，如何设置教学内容、采用什么样的教学模式实现课程教学目标，是高校“微生物学”教学的头等大事。作为地方应用型本科院校，适应应用型人才培养的办学定位，生物工程专业旨在培养掌握生物学相关基础理论、实践能力和创新精神较强、适应地方经济发展的高素质应用型技术技能人才。因此，课程教学活动的开展需要以应用型和能力培养为主线。2019 年10 月24 日，教育部在印发的《关于一流本科课程建设的实施意见》中提出一流本科课程建设的“两性一度”，即提升高阶性、突出创新性、增加挑战度，打造“金课”。

对标应用型人才培养目标和“金课”标准，在课程教学过程中，尝试对“微生物学”课程教学大纲和实验教学大纲进行修订和完善，突出应用性特点；对教学模式进行改革，加大学生对课程学习的时间投入，给学生“增负”，提高教学效果，以适应生物工程应用型人才培养的需要，实现课程教学目标。

一、对标应用型人才的培养要求，修订和完善教学大纲

《生物工程专业规范》中指出，生物工程专业侧重培养应用型工程技术人员[2]，因此教学过程中不仅要求学生掌握扎实的微生物学基础理论，而且要以学生的技能培养作为重要的教学目标，提高教育教学质量。为此，对标生物工程专业人才培养目标，根据目标要求，凝练课程与专业培养目标的对应关系，进一步完善“微生物学”课程教学大纲，使课程设计中的知识模块能够与人才培养方案中的指标点形成对接，支撑应用型人才培养目标的完成。支撑关系如图1 所示。

图1 课程目标与专业人才培养目标的支撑关系

“微生物学”课程与生活和生产实践息息相关，主要从微生物的形态、结构、营养代谢、生长、遗传、生态、分类等方面让学生了解这些微小生物，从而更好地研究利用和控制它们。通过课程学习，掌握微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布等基本知识，掌握微生物学实验的基本技术原理。能力培养方面，使学生系统掌握和运用微生物菌种分离、选育、保藏，以及有害微生物控制技术；在利用微生物进行的生产实践中能将基础理论与生产实践紧密结合，培养解决复杂问题的能力；具备设计和完成微生物相关的科学实验能力。思想素质方面，结合专业人才培养目标，挖掘课程思政元素，激发学生的专业自豪感和认同感，培养学生的辩证思维能力、严谨的科学态度、生物安全意识和社会责任感。从知识、能力、做人方面实现高校育人的宗旨。

二、多元化教学手段并举，提高教学效果

（一）混合式教学设计提高学生的自主性与参与度

后疫情时代，线上线下相结合的教学模式在高校中得到广泛的应用。基于泛雅网络教学平台建设了“微生物学”线上课程，开展以学生为中心的教学设计，根据课程教学目标要求，预设教学达成效果，以此来组织设计整个教学过程，围绕教学目标有效开展教学活动。课前，借助课程平台自主学习；课中，引入雨课堂智慧教学手段，教师讲授，师生互动；课后，深化提高，通过作业、测试等方式来评价学生的目标达成情况，进一步巩固提高。

（二）案例式教学提高课堂教学趣味性

教学过程中引入案例，通过代入式使学生进入问题场景，让理论知识在解决实际问题的过程中得到升华。教师是问题的提出者，并负责引导学生利用课堂知识对问题进行分析和解决。例如，在学习细菌细胞壁的结构与组成时，讲到肽聚糖的聚糖骨架是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1 和4 糖苷键相连接而形成的，而溶菌酶可以作用于β-1 和4 糖苷键，造成键的断裂，导致聚糖骨架散开，造成细菌死亡。此时，作者把日常生活中的一个细节提出来，即老人带孩子时，孩子不小心擦伤，应急处理时通常会用口水涂抹消毒。随后抛出问题：这样的做法可不可取，依据是什么？接到问题之后，学生反应兴奋，大部分学生认可这种做法，表示自己经历过这样的场景，如在运动或其他活动中手受伤时会用嘴巴吸一吸。进一步解释原理的时候，大家也都能从口水中含有溶菌酶着手，结合溶菌酶的作用位点，给生活细节找到科学解释，实现了“学以致用”。

借助恰当的案例教学可以提高课堂的趣味性，充分激发学生的参与积极性，提高学生利用理论知识分析和解决问题的能力，提升教学效果[3]。

（三）根据应用型人才培养要求，优化课程教学内容

“微生物学”作为生物工程专业的核心课程，具有很强的理论性、实践性和应用性[4]。适应应用型人才培养要求，课程教学需要系统化理论知识，突出实践性，向应用性倾斜。“微生物学”课程内容较多，涵盖细菌、真菌、病毒、生理生化、遗传、生态等多学科内容[5]，知识点琐碎。为达成课程教学目标，作者在教学设计时尝试了模块化教学，按照教学内容整合高关联度的知识点，形成知识模块，这些知识模块之间根据课程结构进行关联（图2）。理论教学方面，实现了教学内容按照一定规则分解之后的有机结合，使课程教学设计与学科的发展相适应，同时便于学生的掌握和理解，克服了碎片化知识枯燥且难以掌握的缺陷。实验教学方面，实现了实验项目的分层递进，既能达到课程目标中对理论基础和基本实验技能的掌握，也实现了对学生探究能力和创新能力的培养。

图2 “微生物学”模块化教学设计

（四）坚持全面多元的课程评价方式

坚持科学合理、全面评价学生学习效果。转变传统课程考核“一考定成绩”的弊端，让学生在学习过程中“忙起来”。在“微生物学”课程评价改革中重新对考核指标进行分配，把过程学习、课堂参与度、课程学习效果纳入总评成绩。具体的考核内容与指标包括：30%的平时成绩（线上课程学习过程、课堂互动与学习考核）、30%的实验成绩（基本操作能力，实验设计能力，对实验结果的分析判断、梳理总结能力）、40%的期末卷面成绩（基本概念、基础知识掌握情况，知识点综合运用情况，对实际问题的分析解决能力）。

三、教学实践效果分析

应用型人才培养旨在“以能力培养为中心”。通过实施基于应用型人才培养目标和“金课”标准的一系列微生物学课程改革，发现学生对课程的认可度、兴趣度有很大提高。对2019 级生物工程专业41 名学生进行了课程满意度、个人学习效果满意度调查，结果显示：71%的学生对课程的满意度为“非常满意”，20%的学生表示“满意”；个人学习效果方面，73%的学生表示“非常满意”，20%的学生表示“满意”。

兴趣驱动使学生的自主学习能力得到有效提升，课前能够主动完成线上学习任务、课中积极参与互动、课下能够认真完成促进课程内容巩固提高的拓展内容。为了比较课程改革实践前后学生的课程学习效果，分析了改革前后学生的期末综合考核成绩（图3），结果显示：课程考核合格率由0.68 提升到0.95，优良率由0.17 提升到0.54。课程改革与多元化考核方式的实施，使课程的综合考核优秀率和良好率得到了明显提升，改革成效显著。

图3 实践前后学生期末考试成绩分布分析

作为生物工程专业一门重要的专业基础课程，“微生物学”兼具理论的重要性和生产生活实践的高度相关性。基于学校定位与专业地位，“微生物学”课程把应用型人才培养的理念贯穿教学全过程。完善课程教学大纲，使课程教学目标紧紧围绕专业的人才培养目标，实现引领和支撑关系。优化课程教学内容，体现循序渐进的课程梯度，奠定坚实的理论基础，实现由理论向实践能力和创新能力的培养的递进，达成应用型人才培养的目标。多元化教学手段并举，培养学生的自主学习能力，提高学生课堂参与度，提高教学效果。通过课程教学过程的探索与实践，“微生物学”课程教学持续改进，促进了应用型人才培养目标的达成。