民族院校环境微生物学教学改革与学生专业实践能力培养

摘 要：环境微生物学是高校环境科学专业的专业必修课，课程知识点和内容较多。为提高教学效果、培养民族地区应用型专业人才，本文从教学内-容、教学方法等几方面进行探讨，为该课程的教学改革提供参考。

关键词：环境微生物学 教学改革 教学方法 专业实践能力

我国西部地区是经济欠发达、需要加强开发的地区，也是我国少数民族聚集的地区。民族院校是党和国家为解决我国国内民族问题而建立的综合性普通高等院校，经过几十年的实践和探索，民族院校已成为培养少数民族高素质人才、研究我国民族理论和民族政策、传承和弘扬各民族优秀文化的重要基地。西部民族院校迄今为止共有5所，与中东部地区民族院校相比，基础办学条件落后，实验室建设滞后，极大地影响了教学过程和培养目标的实现。以贵州民族大学为例，如何在国家新一轮西部大开发、贵州省工业强省战略的指导下积极调整学科专业，适应地方经济发展转变和产业结构转型，改进人才培养模式，增强学生实践能力、创造能力和就业、创业能力，成为新形势下课程教学改革的新要求。[1]

环境微生物学是环境科学、环境科学与工程专业的重要专业基础课，该课程知识点多且繁杂，涉及多学科交叉，内容极为抽象，学生对其缺乏感性认识，理解难度加大。在课程教学中我们尝试了一些改革，着力激发学生本课程的学习兴趣，加强专业实践能力，本文就此谈几点体会，与同行探讨。

一、创新思路，优化教学内容。

教学改革的重点之一是教学内容的改革。环境微生物学主要以微生物学学科理论与技术为基础，重点研究污染环境中的微生物，整个教学课程原理多、概念多、实践性强，涉及有机化学、生物化学、遗传学、生态学、水污染控制、大气污染控制、固废处理处置、污染物环境中的降解等方面的原理和机理，内容极为抽象，而西部地区学生知识基础相对东西部地区学生薄弱，加之教学实验条件有限，学生到污水处理厂、垃圾填埋场、环保机构及与微生物相关的企业、工厂实习、参观的机会少，学生对本课程缺乏感性认识，理解难度大，上课时往往听得清但易混淆，记不牢。因此，必须根据本课程特点、人才培养目标和区域特点改革课程内容，确保教学效果，达到预期教学目的。

为增强课程的知识性和趣味性，提升学生学习兴趣，有必要在教材内容的基础上适当地增加一些本课程相关的前沿知识和技术方法，适时调整实验教学模式， 增列最新的、有价值的课外读物（教材、各种专业网站的研究报告和综述等），突出专业基础课的特点，逐步提高教学效果。例如，课间通过多媒体播放Discovery探索频道―搜索微生物世界、自然科学十大发现第九名―微生物等视频短片，在课间休息中了解微生物世界;通过嗜酸菌“吃矿石、吐黄金”将废矿、贫矿变废为宝的的微生物冶金技术引出古细菌的讲述;通过展示辽宁大连的“荧光海”图片引出藻类的讲述;通过介绍脱水污泥生物产电的最新研究成果引入微生物与废物资源化的讲解;结合民族地区的特色和优势资源，向学生介绍微生物在民族药学和民族医药资源研究中的巨大作用，课余时间集中参观民族药学实验室，鼓励学生课后与药学专业学生相互交流;介绍一些与环境保护与治理、微生物相关的网站，利用学校图书馆网络资源，知道学生上网查询相关资料，扩大知识面和信息量。

二、科学设计，改革教学方法

1.上好第一课，帮助学生理清课程思路

绪论课是每一门学科的第一课，是学生对一门新课程的第一印象，绪论课的成功与否直接影响到学生在今后学习中对该课程是否产生兴趣，影响到学生对该课程的掌握程度。我们通过“3W”（what，why，how）中的what帮助学生明确微生物学和环境微生物学的相互关系、学科性质、研究对象、研究目的，引入学科定义并形成定义模式，应用于其他学科的学科定义;通过why的问法明确学科的学习、研究价值，帮助学生形成正确的教育观念，掌握规律，构建专业素养;通过how的提问在第一课时引导学生思考如何学好本门课程，自己有哪些方面的想法，有何预期，在学期课程结束时再引导学生反思是否达到了自己的预期目标，并向教授反馈自己的意见及想法，培养能独立思考的专业人才。[2]

2. 采用启发式教学，激发学生学习兴趣

启发式教学可以强化学生对所学知识的记忆，使学生处于主动学习的过程。例如，在讲述核酸是遗传物质基础时介绍1928年Griffith的肺炎球菌转化试验， 启发学生思考小鼠注射活R菌或死S菌存活、注射活S菌死亡、注射活R菌和热死S菌死亡心血中可分离出活S菌的原因;再介绍1944年Avery等的转化试验，启发学生思考并回答为何活R菌加S菌DNA或加S菌DNA及S菌DNA以外的酶长出S菌，而加S菌DNA和S菌DNA酶长出R菌，引导学生逐步得出DNA是遗传物质的基础。

3. 采用直观式教学，增强学生对课程的理解

现代教育技术的可以将文字、网络图片、视频等直接展示给学生，具有直观性，方便学生理解抽象复杂、枯燥乏味的理论知识。例如，通过多媒体教学将网络下载的污水处理厂3D模型视频展示给学生，让学生观看其整个工艺流程和配置，将已有的水处理知识与环境微生物学中的活性污泥法、生物膜法、生物去氮去磷等知识点结合起来，系统性地回顾和学习;又如，利用动画展示微生物对营养物质吸收的四种方式，简要明了地理解单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位之间的联系和区别;再如，利用动态图片展示DNA与RNA的碱基互补配对、信使RNA在细胞中的合成及蛋白质的合成过程，使学生看一次就能理解该内容。

4. 采用辅助式教学，提升学生获取专业信息的能力

现代社会是信息化社会，贵州新兴的大数据产业也为我们提供了新的教学教育视角，指导学生课后利用校内数字资源平台查询国内专业动态和相关资料，扩大知识面，收集有用信息，思考在前人的研究基础和学院现有条件下我们还可以做的或者创新的东西，提高专业素养;推荐学生利用Endnote文献管理软件、SPSS统计软件、MATLAB软件等科学合理地管理文献、分析处理数据，培养专业文献查阅和数据处理能力;利用QQ群共享专业资料、专业网站链接、环保活动信息等，指导学生共同学习和相互讨论等。

三、更新理念，加强专业实践能力培养

1.调动学习积极性，提高学生动手能力

实验课程是培养学生动手能力、理论联系实际的重要课程。部分高校在环境微生物学的实验教学中采用PBL教学法[1] [2]，我们根据实际情况，除基础实验外增设了课外自发实验、综合实验和创新实验。

1.1基础实验。按照实验大纲，学生在实验课上完成显微镜的操作、微生物的染色观察、培养基的配置和灭菌、无菌操作、空气中的微生物检测等基础性实验。

1.2自发实验。教师向学生发放“家用双歧杆菌菌粉”、“乳酸杆菌菌粉”等微生物制剂，引导学生课后进行自制酸奶和保存菌种等自发实验，提升学习积极性和动手能力。

1.3综合实验。利用与环保公司的培养协议、学院“喀斯特湿地生态监测实验室平台”等资源，发展学生参与生态环境治理中的实际课题。例如应用污染环境中的生态修复知识参与污染土壤中微生物碳源源利用实验，通过微生物对一些典型碳源（如糖类、氨基酸、羧酸类等）的不同利用模式来表征基质利用的动力学特征[3]和微生物群落差异[4] 等，使学生能将课本知识与实际应用统一起来，达到能力提高与素质培养相统一、内容构建模块化、产学研相结合的高素质人才的培养目标。

1.4创新性实验。依托学生本科毕业论文和校级科研课题，由学生根据自身兴趣与要求提出实验方案，学院老师指导完成，学生可以自主完成项目设计、项目申请、实验过程及数据分析，提升文献搜集和整理、分析问题、解决问题的能力和专业论文撰写能力。

2. 改革实验教学内容，提高专业实践能力

传统的实验教学基本依靠实验指导书籍，由教师制定实验大纲并讲解，学生按部就班地操作，课后撰写实验报告。在我们的教学过程中发现学生有主动、深入研究实验结果的需求，我们认为，作为高校的一门重要的专业基础课，环境微生物学要适应地方经济发展转变和产业结构转型，改进人才培养模式，注重增强学生实践能力、创造能力和就业、创业能力。以贵州民族大学为例，“十二五”期间学校依托中央财政专项资金、中央及省级财政资金为“贵州少数民族医药资源开发与利用重点实验室”（国家民委在建重点实验室，2011年）新购梯度PCR仪、DGGE变性梯度凝胶电泳、荧光倒置显微镜、全自动分析荧光化学发光凝胶成像系统等仪器设备，这些分子生物学设备可应用于环境微生物监测;因此，在讲解微生物监测技术的新发展时，我们可直接给学生展示这部分设备和研究成果，并系统讲解PCR-DGGE技术的原理和操作步骤、16S rRNA的特点等，鼓励学生参与到教师的科研课题尤其是校地、校企联合项目中去，在实际问题中锻炼专业实践能力。

结语

随着气候和环境问题的进一步凸显，环境保护和可持续发展成为全世界关注的热点和焦点。国家的西部大开发、区域的经济发展都离不开环境开发利用和保护，培养环境科学与工程专业人才可向民族地区环保产业的研究与开发输送新鲜血液。在今后的教学中，我们将继续学习、探索并不断总结经验，为培养民族地区高素质环境专业人才而努力。

参考文献

[1]曹媛媛， 等. PBL教学法在微生物学教学中的应用[J]. 生物学杂志， 2013.

[2]刘佳明， 等. P-BL教学法在《环境微生物学》实验教学中探索与实践[-J]. 中国微生态学杂志， 2013.

作者简介：

彭艳（1983―），女，四川南充人，贵州民族大学化学与环境科学学院副教授，博士，从事环境规划和环境科学研究。