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1教學(xué)內(nèi)容的改革

1.1教材和參考書的選擇

我們選擇普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材—周群英和王士芬主編的《環(huán)境工程微生物學(xué)》作為主要的教學(xué)依據(jù)。為了使學(xué)生更多地了解環(huán)境微生物學(xué)的發(fā)展，我們向?qū)W生推薦多本相關(guān)的參考書，比如王家玲主編的《環(huán)境微生物學(xué)》、沈萍著的《微生物學(xué)》、張?zhí)m英等編著的《現(xiàn)代環(huán)境微生物技術(shù)》、常學(xué)秀等編著的《環(huán)境污染微生物學(xué)》，周少奇編著的《環(huán)境生物技術(shù)》。此外，補(bǔ)充一些相關(guān)的國(guó)內(nèi)外期刊文獻(xiàn)，讓學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)和拓展相關(guān)知識(shí)。

1.2優(yōu)化和更新教學(xué)內(nèi)容

環(huán)境工程微生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容包括兩方面：一是基礎(chǔ)微生物學(xué)的知識(shí)(微生物的特點(diǎn)、營(yíng)養(yǎng)、代謝和生長(zhǎng)繁殖、遺傳和變異等)，二是微生物在物質(zhì)循環(huán)和環(huán)境污染控制中的作用和微生物新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。前者是后者的理論基礎(chǔ)，后者則是前者的工程應(yīng)用。但是，本課程和環(huán)境污染問題和污染控制工程密切相關(guān)，其其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn)需要強(qiáng)化微生物生態(tài)學(xué)、極端環(huán)境中的微生物、污染物的生物降解、廢水生物處理等微生物原理。教師的講解應(yīng)強(qiáng)調(diào)微生物細(xì)胞、生理、遺傳方面的獨(dú)特性，并對(duì)這些特性在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用展開詳細(xì)介紹，同時(shí)需要注意各知識(shí)單元的邏輯銜接。例如，教學(xué)工程中，我們將“原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物”與“污染水體的微生物生態(tài)”和“污水生物處理中的生態(tài)系統(tǒng)”、“微生物與微生物之間的關(guān)系”與“活性污泥和氧化膜中微生物”和“氧化塘處理廢水的微生物原理”、“微生物的厭氧呼吸”與“廢水的厭氧處理”有機(jī)地銜接。當(dāng)今，日新月異的分子生物學(xué)技術(shù)不斷滲透到在環(huán)境工程中的應(yīng)用。為了讓學(xué)生了解悉學(xué)科前沿性，為他們將來開展科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。例如，課本上主要介紹了各種培養(yǎng)方法測(cè)定環(huán)境樣品中微生物總數(shù)，然而環(huán)境樣品中的絕大多數(shù)微生物是不可培養(yǎng)的。因此，我們補(bǔ)充介紹微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù)方法在的環(huán)境樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性中的應(yīng)用；在講解細(xì)菌的遺傳物質(zhì)時(shí)，介紹質(zhì)粒在環(huán)境工程中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀與展望。

1.3科研項(xiàng)目與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合

在教學(xué)過程中，我們將我系老師的相關(guān)科研課題融入到教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生了解我系老師的研究項(xiàng)目，激發(fā)他們的聽課興趣；同時(shí)也將科研的思想、方法、成果和先進(jìn)的技術(shù)理論融入教學(xué)中。例如，筆者在講授“土壤生物修復(fù)”結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“內(nèi)生細(xì)菌強(qiáng)化植物修復(fù)重金屬污染土壤”、“微生物與氮循環(huán)的關(guān)系”結(jié)合廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“黑臭底泥原位氧化過程氮的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其微生物學(xué)機(jī)制”和國(guó)家青年科學(xué)基金項(xiàng)目“城市河道原位修復(fù)過程中泥水界面限氧脫氮的過程機(jī)理及功能強(qiáng)化”。

1.4優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

長(zhǎng)期以來，環(huán)境工程微生物學(xué)的試驗(yàn)內(nèi)容都是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如“培養(yǎng)基的配制與滅菌”、“微生物的革蘭氏染色”、“細(xì)菌的純種分離培養(yǎng)”等。由于學(xué)生只是照著實(shí)驗(yàn)步驟一步一步機(jī)械地做下來，試驗(yàn)過程中很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，他們也只是初步熟悉了一些微生物實(shí)驗(yàn)的基本操作，無法將實(shí)驗(yàn)的原理和操作應(yīng)用到實(shí)際問題中。為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力，我們開設(shè)“土壤/池塘/河涌底泥/污泥中的抗Cu細(xì)菌的分離、純化及其菌落觀察”綜合試驗(yàn)。要求學(xué)生首先自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，具體做法是：

(1)老師在第一節(jié)課給出實(shí)驗(yàn)題目，每5~6個(gè)學(xué)生組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組；

(2)學(xué)生自主查找文獻(xiàn)資料，撰寫實(shí)驗(yàn)方案(包括試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)原理、培養(yǎng)基配方、藥品、儀器、培養(yǎng)條件、實(shí)驗(yàn)步驟等)；

(3)老師審閱試驗(yàn)方案，學(xué)生進(jìn)一步修改；

(4)學(xué)生實(shí)施實(shí)驗(yàn)；

(5)學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)資料、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這個(gè)環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，學(xué)生的獨(dú)立思考、分析和解決問題、團(tuán)結(jié)協(xié)作等能力得到了鍛煉和提高。

2教學(xué)方法的改革

2.1采用多種教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們?cè)诮虒W(xué)過程中積極探索啟發(fā)式、討論式等多種的教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生的興趣。教師主要講解重點(diǎn)和難點(diǎn)的內(nèi)容，其他內(nèi)容以學(xué)生自學(xué)為主，通過做練習(xí)題和回答問題的方式加以鞏固。例如，對(duì)于第一篇微生物基礎(chǔ)，教師重點(diǎn)講述細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其次是原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物；而對(duì)于病毒、衣原體、支原體等內(nèi)容，則讓學(xué)生自學(xué)和完成練習(xí)題的方式；對(duì)于藍(lán)藻和真核藻類、主要讓學(xué)生歸納總結(jié)引起湖泊“水華”和海洋“赤潮”的主要藻類等。在第二篇微生物應(yīng)用，教師詳細(xì)講解氨化作用、硝化作用、反硝化作用等反應(yīng)過程、參與微生物及其影響因素；學(xué)習(xí)廢水的生物脫氮原理時(shí)，采取了“學(xué)生自學(xué)為主，教師組織討論和總結(jié)”的教學(xué)方式。這種教學(xué)方式既節(jié)省了課時(shí)，同時(shí)又鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力、認(rèn)識(shí)能力和分析能力。另外，我們也采用問題式導(dǎo)入式教學(xué)方法。例如，為了解釋原生動(dòng)物與微型后生動(dòng)物在污水生物處理中的指示作用，教師首先依次讓學(xué)生觀看“城市污水處理廠—瀑氣池－活性污泥－原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物”的圖片，讓大家對(duì)原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。然后拋出問題：“這些動(dòng)物在城市污水處理系統(tǒng)中扮演什么角色？不同的原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物在活性污泥中的出現(xiàn)又預(yù)示著什么？”問題的提出強(qiáng)烈地吸引了學(xué)生的注意力和激起了學(xué)生的興趣，教師趁機(jī)從原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物的形態(tài)、分類、營(yíng)養(yǎng)、生活習(xí)性等來解釋了為什么在城市污水處理廠的不同運(yùn)行狀況時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同的原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物，從而給學(xué)生留下了深刻的印象。為了讓學(xué)生深入了解當(dāng)前環(huán)境微生物的前言研究，教師設(shè)置討論專題題目，如石油烴土壤的微生物修復(fù)、藻類與水體富營(yíng)養(yǎng)化、重金屬?gòu)U水的生物吸附等，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。讓學(xué)生課后大量查閱文獻(xiàn)，對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行拓展。

2.2不斷完善多媒體課件，提高教學(xué)效果

微生物形體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、種類繁多，肉眼無法直接觀察，需要借助顯微鏡才能觀察其細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)，學(xué)生對(duì)它們?nèi)狈Ω行哉J(rèn)識(shí)，客觀上造成微生物學(xué)知識(shí)紛繁雜亂。在教學(xué)中通過展現(xiàn)大量生動(dòng)形象的微生物照片，可以使學(xué)生容易認(rèn)識(shí)和區(qū)分種類繁多的微生物，印象深刻，易于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如，在講授緒論章中微生物的“分布廣”時(shí)，教師配以美國(guó)黃石國(guó)家森林公園的高溫溫泉水、硫鐵礦礦坑水、污水處理廠活性污泥等的顯微照片加以形象說明，從而幫助學(xué)生理解和加深印象。在講述細(xì)菌的形態(tài)時(shí)，用圖片來顯示球菌、桿菌、絲狀菌的形態(tài)；在講述病毒的復(fù)制過程中，采用動(dòng)畫來形象的演示從病毒吸附到裂解宿主細(xì)胞的全過程。

2.3認(rèn)真編寫練習(xí)題，督促學(xué)生課后及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固

以興趣作為動(dòng)力，以平時(shí)作業(yè)和打分施加壓力，從而激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在第一節(jié)課，教師把考核標(biāo)準(zhǔn)告知學(xué)生，最終成績(jī)由平時(shí)考勤(10%)、課程作業(yè)(15%)、試驗(yàn)方案和試驗(yàn)報(bào)告(15%)和期末考試(60%)四部分組成。筆者結(jié)合課程內(nèi)容和參考相關(guān)院校的考研題目，認(rèn)真編寫每一章的練習(xí)題，題型包括填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題和論述題等。練習(xí)題的內(nèi)容以課堂講述過的問題或書本上的知識(shí)為主，目的是督促學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固已學(xué)內(nèi)容；同時(shí)，布置1~2題有關(guān)微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用或者當(dāng)前環(huán)境微生物研究熱點(diǎn)或難點(diǎn)問題，學(xué)生需要通過查閱資料、思考和歸納才能完成。學(xué)生在完成作業(yè)的過程中會(huì)會(huì)產(chǎn)生一些新問題，在下次上課的時(shí)候，學(xué)生可以就作業(yè)中的問題向教師提出疑問，教師對(duì)此進(jìn)行解答。這樣，作業(yè)不單豐富了學(xué)生的知識(shí)，更是師生間互相了解和互相溝通的渠道。

作者：龍新憲種云霄陳嫻單位：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院