摘要針對環境微生物學傳統實驗課程教學存在的問題和社會需要，分析從構建環境微生物學實驗課體系、貼近現實生活、關注前沿、開設綜合性實驗和靈活考核機制等方面進行改革，以提高學生的興趣，培養學生的科研能力和創新能力。 關鍵詞環境工程微生物學;實驗課程教學;改革 AbstractAccording to the problems of environmental microbiology in traditional experiment teaching and social needs，a set of reforms had been explored and practiced，which included construction environmental microbiology knowledge system，concerning reality，using advanced technology，comprehensive experiments and flexible forms of examination，in order to improve students’ interest，research capacity and innovative ability. Key wordsenvironmental microbiology;experimental teaching;reform 環境工程微生物學作為環境科學和環境工程專業重要的專業基礎課程，是一門實驗性和應用性很強的學科，是多學科相互交叉滲透而高速發展的前沿研究領域。其基本原理、研究技術已滲透到所有分支學科，是推動微生物技術發展和解決環境工程問題不可或缺的力量。實驗課程是聯系理論和實踐的紐帶，有助于加深學生對理論知識的理解，培養學生動手能力，開拓學生視野，提高學生創新思維和科研能力。在以往的實驗課教學體系運行下，學生只能做一些類似“標準答案”的驗證性實驗，興趣不高，缺乏思考。如何利用有限的的學時將環境工程微生物學實驗技術和前沿進展傳授給學生，使學生系統地掌握環境微生物學的知識體系，并靈活地運用知識解決實際問題，是21世紀綜合型人才培養的關鍵。近年來，在環境工程微生物學實驗課程教學過程中，本課題組以周群英、王士芬主編的《環境工程微生物學》(第3版)為主要教材(包含理論和實驗課)，并參考黃秀莉、辛明秀主編的《微生物學實驗》和王蘭主編的《環境微生物學實驗方法與技術》等多種實驗課教材，進行了一系列改革和嘗試，力求構建環境工程微生物實驗課程新體系，以取得更好的教學效果[1-4]。 1環境微生物學實驗課程改革的必要性 環境工程微生物學是西華師范大學生命科學學院開設環境工程專業以來的一門重要專業基礎課，實驗課教學體系參照生物科學專業的微生物學實驗，增加了部分與環境工程相關的內容。首先，以驗證性實驗為主，不能充分鍛煉學生的思維能力和創新能力。如細菌芽孢染色實驗，利用細菌芽孢壁厚和細胞質濃厚而不易著色的特點，采用著色力強的染色劑和用加熱等手段促使芽孢著色，并利用復染的方法對比原細菌菌體和芽孢，這只是簡單的驗證了理論知識，類似的實驗還包括革蘭氏染色、莢膜染色等。其次，各實驗之間沒有必然的聯系。整個學期實驗課結束以后，特別是畢業論文時，學生往往記不住以前做過的實驗名稱、藥品和操作步驟，更不用說應用整體思維去思考。 實驗課程的教學方法是按照設定的教學計劃，由實驗教師幫助學生完成很大一部分準備工作，學生在課堂上則只須花費很少的時間，按照教師講解以及實驗手冊上的步驟和注意事項進行操作。學生一般是到了教室才關注實驗的內容，對實驗原理、研究背景和其他相關知識知之甚少。在整個實驗進行過程中，學生被動聽課和操作，幾乎沒有時間去思考該實驗過程的來龍去脈。因此，傳統的教學方法雖然在一定程度上能讓學生學到一定的實驗技能，鞏固部分理論知識，但容易造成學生對實驗原理理解不透徹，實驗操作按部就班，對實驗一知半解。 實驗結束后大多數學生往往書寫幾近統一的實驗報告，有的學生不忠實于真實的實驗結果，無論實驗成功還是失敗都不太注重原因的分析。實驗的考核也僅憑一紙實驗報告。因此，容易忽略對學生真實的實驗能力包括整體思維、實驗態度、實驗技能和創新能力的考核。 由此可見，這種教學方法難以培養學生對實驗的興趣，無法調動學生的主動性和積極性，不能真正培養學生的創造精神和創造能力。在課時逐漸減少，知識不斷更新，環境問題日益突出和生物技術不斷發展的今天，如何巧妙的安排實驗課程，以提高學生實驗的主動性和積極性，激發學生開放性思維，培養學生靈活運用知識分析問題和解決問題的能力，是非常值得思考的問題。圍繞這個問題，筆者基于環境工程微生物學理論課和實驗課教學，對當前環境工程微生物學實驗課改革進行了一些探討，以期達到提高實驗課教學效果的目的。 2環境微生物學實驗課教學改革的新舉措 2.1優化實驗內容，構建環境微生物學實驗課程知識體系 環境工程微生物學涵蓋的實驗內容豐富，大綱要求具有一定的深度和廣度，由于環境工程微生物學和其他的課程存在交叉重疊，有的內容和其他的課程有所重復，所以必須在內容的選擇上有所取舍[5]。微生物學的基礎操作，能驗證一些重要的理論知識，所以要讓學生牢固掌握這方面的技能，包括培養基的制備、微生物的接種、培養和保存、微生物的染色實驗和微生物的觀察實驗。還要讓學生明白，這些技能服務于所有實驗，貫穿于整個實驗體系。綜合性實驗包括環境微生物生態學的實驗方法和技術、環境微生物的監測與評價、污染物的微生物處理技術和方法，比如環境因素對環境微生物生長和死亡的影響、富營養化湖泊中微生物的多樣性的監測、污染物的微生物降解等。在這些綜合性試驗中，學生能夠不斷強化微生物的基礎知識，融會貫通，加深對學科前沿發展狀況的了解，培養科研意識，并開拓視野。 2.2貼近生活，激發學生的興趣 環境工程微生物學和實際生活聯系非常緊密，在教學過程中注意縮小理論和實際的差距，培養學生應用知識關注現實和改善環境問題的能力，做到學以致用。在課程中通過白色污染、水體污染、大氣污染、重金屬污染、固體廢棄物污染、甲型H1N1流感病毒和能源危機等現實社會環境問題的講解，讓學生意識到專業的重要性和肩負的責任;讓學生了解生活中污染環境的微生物，比如學校食堂廚余中的微生物類群，酸奶里的微生物種類，發生霉變的食物中主要的微生物種類，腐敗水果蔬菜中微生物種類，校園人工湖的微生態系統，教室和醫院微生物菌群等，使知識融入到生活中，讓生活中的現象點燃學生學習和探索知識的激情。

2.3關注前沿科技，培養學生對尖端技術的操作能力 隨著物理、化學和工程技術的發展，大大推動了生物科技的發展，新成就如雨后春筍，層出不窮。在微觀方面，生物學已經從細胞水平進入到分子水平去探索生命的本質。以分子生物學為基礎的生物技術促進了環境保護、農業、生態學和醫學等各個領域的迅猛發展。在當代環境科學領域，DGGE和RFLP等技術已經成為研究環境中不可培養微生物有力的手段。可將一個班的同學分成4～6個小組，在老師的指導下，讓各組同學獨立設計，應用PCR-DGGE的方法研究污染河流不同河段的微生物區系，使學生接觸前沿科學技術，并應用到解決環境問題中，能進一步把握微生物技術在環境工程領域發展的方向。這樣的安排不僅使學生能掌握一些尖端技術的操作方法，也能增加學生的信息量，開拓學生的眼界，增加學習的興趣。 2.4開設綜合性實驗，提高學生創新能力 環境工程微生物學實驗課程的目的還在于學生能夠利用自己掌握的基本實驗技術，對于自己感興趣的領域和課題獨立自主地進行分析和研究，進一步提高學生的學習能力和科研能力。比如在綜合實驗階段，本課題組開設極具環保和經濟價值的“蟋蟀蟲生真菌的分離鑒定和生長特性研究”綜合性實驗，學生試圖通過學習的微生物分離鑒定技術去認識和研究這種真菌，從而為生物農藥的開發奠定基礎。這就使得學生在課后多做功課，查閱文獻，展開調查研究，制定并提交實驗方案。上課時學生分小組討論，然后提出小組實驗方案。教師可以使用提問的方法檢查學生的方案，糾正錯誤。這種方法不僅能夠大大提高學生做實驗的積極性，而且能夠讓學生變成自主的研究型學習。通過學生查閱文獻，在相互討論和交流的過程中，學生除了提高文化知識，還能促進團隊合作，促進溝通能力和創新能力的形成。另外，這種互動也能促進教師更加積極的備課。因而形成一種師生共同進步的良性循環。 2.5靈活制定考核機制，做好實驗現場指導 實驗課程的分數比重應該增大到30%，這樣可以避免學生只會死記硬背，而不注重動手能力的培養。在實驗過程中，進行現場指導，當場考核，不僅要看實驗報告，更要依據出勤、現場實驗操作和實驗結果綜合考核。比如除指導教師外，應有專門實驗人員發放實驗器材，進行出勤登記并納入考核，占實驗課成績的10%。從制度上引起學生對實驗課的重視。實驗過程中，規范的操作和可靠的結果是考核的重點，各占實驗課成績的30%。對于實驗報告，占實驗課成績的30%。應要求學生對實驗過程和結果進行詳細記錄和分析，比如哪些操作步驟沒有做好，或者在實驗過程中容易出現什么問題，如何避免等，從而讓學生養成一個善于分析問題和總結問題的好習慣。對于實驗報告中的結果，要實事求是，嚴格杜絕相互抄襲現象。 在實驗指導現場，對態度認真、操作規范的學生及時表揚，并號召其他學生觀摩或欣賞，起到模范帶頭作用。有些操作較為繁瑣的實驗，個別學生總是失誤，會產生厭煩心理，比如芽孢染色，要加以啟發性的引導，幫助其順利完成實驗。由于學生經驗不足，實驗過程難免會有失誤，實驗結果有時不盡相同甚至會大相徑庭。在這種情況下，不要急于批評學生，而要分析問題，找到原因。比如做細菌接種練習，一個班上總有1～2個學生平板上什么都沒有長出來，這時候要鼓勵學生勇于承認實驗失誤，還要讓其回憶，實驗失敗是由于沒有劃線還是接了菌種以后再在火焰上灼燒而將微生物燒死。這樣學生有深刻的印象，以后的操作也就不容易出現類似錯誤。有時候學生的失誤，可能會出現一些意想不到的結果，這時候更要進行分析，幫助學生拓展思維。 3實施改革后取得的效果與思考 這些改革措施的實施，使學生做實驗更加主動和用心，大大減少了盲目操作的現象，提高了綜合運用知識、分析和解決問題的能力，培養了嚴謹、鉆研、科學的學風。在新的課程改革實施后，95%以上的學生認為微生物學和生活聯系非常緊密。部分本科生已經參與到一些教師的科學研究中去，有的學生還能夠設計完整的實驗進程，或通過合作完成一些小型課題。同時，實驗課程改革也對實驗課教師提出了新的要求，使教師不斷學習新的實驗課程管理理念，不斷開發新的研究課題，同環境工程微生物學的發展同步。在以后的教學過程中，還要不斷探索，以取得更好的成效。 4