“环境微生物学”课程教学改革的初步尝试与探讨

王华斌 梁承月 尹芳 刘莹 徐锐

摘要 环境微生物及其系列课程是环境类专业的基础课程，为了提高其教学质量，文章着眼于目前的课程困境，基于笔者多年来的授课经验，采用最新的教育理论手段，体现以学生为中心、成果为导向、持续改进的教改思路，着手改进教学方法，提升教学内容，优化考核体系，并进行了相关的部分教学实践与尝试。

关键词 环境微生物学课程；教学方法；改革与实践

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.6.043

环境微生物学是研究微生物在环境领域中应用的学科，是充分利用有益微生物为人类造福，消除、防止、控制有害微生物生理活动的研究学科[1]。学科本身和生物学、化学、环境科学、生态学等多门学科内容上相互交叉融合，也是笔者所在云南师范大学能源与环境科学学院的专业选修课（以下简称“本课程”），对于微生物在能源以及其他环境体系中的存在形式、运用场景、机理机制以及优化改性等，进行全面的讲解和传授。但是，目前的环境微生物课程授课过程当中，遇到多种难题，主要体现在授课模式传统、教材内容陈旧、考核方式单一等方面，从而导致学生学习兴趣不高、教学质量难以提升等问题[2]。

近年来，学科建设、教学改革等内容引发了教育学者的广泛关注，如何在新的教育改革理念下进行环境微生物学课程的教学实践和改革尝试，笔者将从以下几方面提出思考。

1环境微生物学的当前教学困境

1.1教学与网络相分割，欠缺先进思想引领

在“互联网+”背景下，本课程当前仍以传统的授课形式为主，仍停留在传统的幻灯片播放为主，再辅以教师讲授的授课方式，这样的授课方式对学生吸引力较低、课堂创新度欠缺，不能够及时调动学生的学习积极性和主观能动性。目前主流的教学研究集中于互联网、大数据、远程教育等教学形式的优化改良方面，而本课程相较于流行的教改研究仍有一定的隔阂，导致了目前的教学困境。

1.2教学与思政相分割，缺乏思想政治教育

當前，本课程的授课教材为袁红莉老师等编写的《农业微生物学及实验教程》，为2008年编写的教材，从原核微生物、真核微生物等微生物结构，再到微生物的营养、代谢、生长、遗传、变异、诱变育种等方面进行了阐述。该教材是农建专业的经典教材之一，目前的传授过程中，多以照本宣科的讲解为主，较少融入生态文明建设、生态多样性保护等社会时政和思想宣传，导致课程全程育人体现不足。

1.3教学与实践相分离，难以体现寓教于乐

环境微生物学相较于其他分子生物学、生物化学等课程，有着较强的环境应用属性，但是，目前的教学过程中，对其应用特色的表现仍然停留在介绍层面，缺乏相关的实践过程。本课程根据教学大纲，仅有48学时的课程量，考虑到环境微生物课程较多的授课内容、复杂的学科背景体系，较难完成相关实践部分的教学内容，存在实践不够的教学困境。

1.4教学与考核相分离，尚未做到全面客观评价

本课程考核采用“平时出勤+期中考试+结课考试”的传统形式，以结课考试为主，占学生最终分数的60%（另外20%为学生的平时成绩，以到课率和课堂参与程度为主要评价指标；20%为期中考试的成绩占比），这导致学生多在考前进行突击，以通过考试为目标，而不是以知识学习和思维能力的训练为主要目标，这样的评价方式也不利于学生能力的培养和成长。

2环境微生物学的教改思路

2.1以学生为中心的课程设计思路

基于以上问题，本课程采用以下的教改思路。针对课程模式传统、对学生吸引能力有限的问题，应以学生为中心进行授课模式改革工作，结合对分课堂、翻转课堂等新的课程设计理念，对环境微生物学课程教学进行改革。授课老师应该从课程的讲授者向引导者转变，而学生应从被动的接受者向主导者转变，做自己学习的主人。教学时可采用更多的网络资源和设备平台，结合虚拟仿真、动画动图等手段，对于微生物的相关反应过程进行更为全面的演示，增强学生的课堂参与感。通过MOOC等平台先让学生进行网络学习，然后老师通过小组讨论的方式对学生学习的重点和难点进行讲解。

2.2以三全育人为目标的思政融入

习近平总书记指出：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”[3]因此，在环境微生物课程的教学过程中，应充分发挥环境微生物学相较于其他课程的特色之处，注重微生物在环境当中的应用以及所扮演的角色，从多维度多层面在授课过程中融入思想政治元素，结合国家政策方针，融合地方发展定位，充分发挥本课程在人才培养过程中全程全方位的思政教育作用。

2.3以成果为导向的人才培养架构

以人才培养方案中的培养目标为导向，突出以成果为导向的培育架构，体现OBE教学理念。根据人才培养方案，本学科需要培养的是具备现代设施农业工程、可再生能源工程、生物环境工程等方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在可再生能源开发利用和高效设施农业系统等相关领域从事工程设计与管理、技术装备研究与开发、教学与科研等方面的高级工程技术人才。因此，具体到微生物学，应体现知行合一的教学理念，强调学生在实际工程项目当中的解决问题的能力，可增加教学实践环节和参观学习，让学生对于工程实际有相对直观的感受[4]。基于此，本课程应设置相关的实验操作部分，例如对于细菌菌落的观察、真菌的种植，还有沼气发酵过程中微生物的群落变化分析等。部分课程由于时间、精力、物质方面的局限，可以通过虚拟仿真等形式开展教学工作。总之，在课程的设置和讲授过程中应充分结合毕业生的实际需求进行贯彻。

2.4以过程性评价为手段的评价考核机制

目前的授课过程中并没有体现出教学和考核相分离的思路，最终仍以试卷作为主要考核方式，也难以实现对于学生较好的价值导向。因此，在后续的改革实践中，应突出以学生课程学习的全过程表现作为评分的考核办法，在传统的结课考试的基础上，通过网课学习打卡、发帖参与讨论、实验操作、课程展示等手段，对学生的课程表现进行全方位的评价，激发学生的参与感和创新性[5]。课程考核作为评价学生学习效果的重要手段和方式，试卷命题应由多位授课老师共同完成，授课老师原则上不作为命题老师，实现教考分离，更加合理地完成对于学生学习效果的评价工作。

3环境微生物学的部分改革实践

3.1采用先进的教学理念和课程模式

根据以上的改革思路，笔者将从以下几方面对于授课内容进行改进和探索。在授课内容方面，从以下三方面进行优化：其一是将部分授课内容进行事先录制，并将视频提前上传至慕课平台MOOC、学校教学资源平台以及云端网盘等共享平台，可供学生下载学习；其二是选择部分章节进行翻转课堂、对分课堂等新型课堂形式的实践，体现以学生为中心的课程设计思路；其三是在一些实验操作难以完成的情况下，开展相关虚拟仿真课程的学习，例如，在微生物厭氧发酵以及沼气工程等课程部分，可采用虚拟仿真平台技术，配合农业工程、生物质能工程等实践性较强的课程进行交叉融合，提升学生学习参与感和获得感，提高课堂教学质量。通过以上三方面的实践和尝试，实现课程授课的优化提升。

3.2结合多角度的思政教育

尝试从以下方面结合课程的思想政治教育：①将课程与传统技艺相结合，例如，将粮食酿制成美酒，在我国已经有上千年的历史，增加学生的爱国情怀和民族自豪感；②将课程与辩证思维观念相结合，例如，在有些时候我们要避免食物被微生物污染腐坏变质，但是在酸奶等食品的制作过程中，我们则需要微生物进行发酵，这从一定程度上传递出辩证思维，从而增强学生的理性认知。通过以上各种形式的结合，并在其中提炼思想政治元素结合点，对于学生进行“浸润式”培养；③将课程与生态文明建设等国家战略方针结合起来，例如，环境微生物能够对重金属和有机物污染的土壤进行原位修复，从而实现以较低的成本完成污染物的固化稳定化，把上述科学研究内容融入环境微生物的新陈代谢、呼吸作用、有机物分解机理等授课章节，从而实现思政教育的无声融入。

3.3采用成果为导向的人才培养目标

首先对课程内容进行凝练浓缩，在有限的课时当中，针对传统的农业微生物教材，应进行授课内容的筛选，针对本专业培养的生物环境工程、生物质能工程、可再生能源工程等工程型人才，突出体现与理论性人才的区别，体现环境微生物学的应用属性；其次对于实际运用中存在的问题，应采用虚拟仿真等手段，对学生该方面的能力进行训练；最后是积极鼓励学生参与社会实践，培养出与实际接轨的工程技术人才。落实到具体措施层面，主要有三个步骤，首先是授课内容，需要增加实验操作课的比重，让学生从高温灭菌、到菌落的生成和观察、再到真菌的种植等，让学生在校的时候学习农业生产中的环境微生物运用实例；其次可以在课程讲授团队中加入校外导师，可以是设计院、科学院，或者事业单位工程师等，针对实际工作当中所遇到的问题和解决思路，给学生进行深入浅出的讲解，让学生对于毕业之后的实际工作问题有更深的理解，也更加充分地认识到书本上的知识与实际工程运用之间的差距；最后是社会实践，以本学院为例，通常是大三上学期进行专业实践，环境微生物的老师可以加入实践过程中，进一步讲解在实习过程中遇到的课堂内容相关的问题，加深学生对课程的印象和对关键知识的掌握。

3.4采用全过程的考核评价方式

在学生的评价方式上，参考部分课程所采用的灵活多样的考核方式，包括课堂展示（Presentation），日常作业（Assignment）和笔试测验（Quiz）相结合的方法[6]。课程开始，就让学生3至4人一组，从多个项目题目中选择感兴趣的方向进行课堂展示的准备，这些项目包括但不限于：酿酒工艺、酸奶生产、酱油的历史、消灭鼠疫等，课程的展示以及各位学生在其中的贡献度将作为评分的重要依据。通过以上项目化的小组学习表现作为考核评价的重要组成部分，辅以结课考试等手段，激发学生的自主性和积极性，获得较好的学习效果。除此之外，注重学生的课堂反馈与评价，在课程结束之后通过匿名问卷等形式收集学生对于本课程的意见建议和相关想法，作为下学期授课的改进方向，充分尊重学生意愿，学生与老师在学与教的道路上均能共同成长。

4结语

本文结合笔者的相关课堂经验，针对环境微生物学这一课程，从为何改（当前教学困境），到如何改（课程教改思路），再到具体操作实例（部分改革实践）三个维度，对于本课程的教学内容和教学考核评价方法等进行了探讨。通过以上教改尝试和具体实践，希望能够对环境微生物学及其他相近学科教学质量的提升提供参考和借鉴。

*通讯作者：徐锐

基金项目：云南省研究生优质课程建设项目（YH2020-B07）；云南师范大学《生物质能工程》课程思政项目（2022KCSZ-122227）云南师范大学科研启动项目（XJ2021103322）。

参考文献

[1]郭光，田芳，王慧雅，等.项目化教学在“环境微生物学”课程中的应用[J].广东化工，2021，48（1）：235.

[2]谢先德，张嘉超.环境工程微生物学教学改革探索与实践[J].科教导刊（下旬刊），2020（10）：24-25，28.

[3]杨红茹，郎玉苗，薛红妹，等.《卫生微生物学》课程融入“思政”元素的探索[J].高教学刊，2020（27）：186-188.

[4]胡熙.基于OBE理念的环境微生物学实验教学探索与实践[J].黄河.黄土.黄种人，2020（17）：53-54.

[5]胡熙.环境微生物学教学改革与学生创新能力的培养[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2020（9）：60-62.

[6]李凯.基于体验式学习方法的环境微生物教学革新研究[J].农家参谋，2020（21）：235-236.