环境微生物学教学方法探讨
时间：2021-01-29 08:02:34 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：如何培养大批具有较高综合素质、熟练职业能力和较强社会适应能力的环保专业人才，是环境科学与工程本科教育工作者面临的最大机遇和挑战。面对环境微生物学课程内容多、抽象，要求理论与实践相结合的特点，文章从教学方法、教学手段等方面进行了探讨，并取得了一定成效。
关键词：环境微生物学；教学方法；教学手段
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0153-02
一、引言
作为国家“985”重点高校，上海交通大学在本科生培养方面注重实施通才教育，强调人本教育的综合素质提高而非职业教育。然而，环境科学与工程是一个应用性较强的专业，如何培养大批具有较高综合素质、熟练职业能力和较强社会适应能力的环保专业人才，是环境科学与工程专业教育工作者面临的重大挑战。高技能人才的培养是一项系统工程，实现这一目标必须提高教育质量，对传统以传授知识为主体的教育观念、教育模式、教学内容和教学方法等进行全面改革，提升思维模式及相关文化内涵的构建。教学是联系宏观的教育理论与微观的教育实践的纽带，无论什么样的教育观念、教育思想、教育理论和培养目标，最终都必须借助教学才能实现。我们通过“环境微生物学”的教学方法与教学手段的改进，取得了一定的成效。本文就此谈几点体会，供同行参考。
二、采用科学的教学方法
传统课堂教学模式是一种以教师为中心、书本为中心和课堂为中心的教学模式，其实质是一种教师单向灌输、学生被动接受的模式。这种模式往往把学生当作知识的被动接受者，而不是学习过程的积极参与者，它必须假设所有的学生都具备同样的基础，以同样的速度学习，并且能够达到同样层次的理解，而且不适合于讲授复杂的、具体的、抽象的知识。因此，必须采用适合于环境微生物学学科特点的教学方法，才能更有效地实现教学目标，完成教学任务。
（一）采用渗透式教学，注重教学的科学性、实用性和整体性
在教学过程中，教师要做到重视对学生特点的把握，做到在规定的时间内让学生接受最有价值的信息，就必须认真研究教材和学生，精选素材，精心设计教学过程，恰当地控制教学容量、教学密度与教学节奏，同时也要注重教学的科学性、实用性和整体性。
例如，在讲述微生物呼吸与能量代谢部分时，除了介绍糖酵解、葡萄糖有氧氧化外，同时告诉学生葡萄糖既是微生物的速效碳源，在污水处理反应器中也常用它作为COD；糖酵解产物乙醇也是COD，但它们降解的难易程度却不同；乙醇作为电子供体，在无氧条件下，可通过硝酸盐还原菌将硝酸盐还原——反硝化作用，也可通过产甲烷菌将二氧化碳还原——产甲烷。通过渗透式教学将各知识点连接在一起，使理论紧密结合于实践，使学生在宽松愉快的氛围下对信息产生兴趣，主动接纳有用信息。
（二）通过问题式教学，培养学生自主学习能力
基于问题的学习（problem-based learning，PBL）是由美国神经病学教授霍华德·巴罗斯（Howard Barows）于1969年创立的一种自主学习模式[1]。这种学习方法是以学生为中心，以问题为导向，强调把学习设置于复杂的有意义的问题情境中，让学生通过合作交流探索解决问题，培养学生自学能力、创新能力和团队合作精神[2]。在组织实施问题式教学之前，由教师提出问题，为学生创设情境，并以该问题为中心，组织学生调查研究[3]。例如，在讲述“微生物突变特点”章节时，布置学生查阅“变量试验”、“涂布试验”和“影印试验”的相关文献，课堂上就上述试验的试验目的、试验原理、试验方法、试验方法、试验结果及结论等进行分组讨论；然后小组代表课堂发言，阐述小组讨论结果；最后教师总结出“微生物突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系”。在介绍一些新知识、新技术的同时，强调正在学习的环境微生物学的最基本技术和方法，这样不仅培养了学生自主学习的能力，同时也使他们开阔了视野。
（三）结合热点问题讨论，激发学生的兴趣
教学过程不仅是一个知识讲授交流的过程，也是一个情感的沟通过程。在课堂上，教师可以精心设计一些与环境微生物有关的热点问题让学生回答或者进行讨论，以激发他们的学习热情和学习兴趣。
教师平时应注意收集与微生物有关的事例，帮助学生解除疑惑，同时又达到启发学生的目的。例如，在总结原核微生物与真核微生物特点时，介绍诺贝尔生理或医学奖获得者伊丽莎白·布莱克本（Elizabeth H. Blackburn）等人关于“端粒和端粒酶是如何保护染色体”的研究，同时提出“原核细胞也有寿命吗？细菌分裂后的两个细胞寿命相同吗？如果分裂后的两个细胞有不同，不同在什么地方？哪一个死掉了？为什么死掉的是这个细胞，而不是另一个？是什么造成了这种不同？这种不同除了影响寿命外还有什么后果？如何证明死掉的会是这些细胞？”等等一系列问题，让学生进行课堂讨论，使学生懂得如何提出问题、分析问题和解决问题。教师在向学生传授知识的同时，既要设法提高学生的学习兴趣，又要教会学生驾驭知识的方法，为以后的学习打下良好的基础。
三、采用先进的教学手段
环境微生物学课程为环境科学与工程专业的主干课程，内容多且比较抽象，要求理论与实践相结合，是一门难教且难学的课程。对于环境微生物学这门课程，以往学生集中反映出以下几个问题：（1）环境微生物学是一门涉及微生物、生物化学及有机化学相关知识的综合课程，没有生物化学基础，学生很难快速融入课程学习。（2）对于综合型课程，学生需要在学习过程中将各方面知识融会贯通才能更好的理解环境条件下的微生物活动对于环境污染及生态的影响，而传统的“教师讲、学生听”的教学方法更多是从具体的知识点展开，学生很难从整体上加以把握，导致学生学习起来较吃力。（3）环境中的微生物过程往往是通过一些宏观指标反映出来的，如水体COD、氨氮等的变化、有机污染物的降解等，对其中涉及的具体微生物作用机理很难直接观察到，也很难分析其中涉及的微生物生化过程。
这些问题极大的影响了学生们的学习热情，造成了学习过程中的畏难情绪。为此，需要转变传统的环境微生物学课程教学手段，从原理、定义等知识点的传授转变为在解析环境微生物过程中理解相关原理及定义。
在环境生物学课程的教学中，理论知识通常被认为抽象复杂、枯燥乏味，给教师授课和学生学习带来一定的难度。特别是这些微生物给学生的感觉是“看不见、摸不着”，抽象、难记，直接影响了学生的学习兴趣产生。在传统的教学中要借助挂图、模型，同时要求充分发挥空间想象力才能够帮助学生理解它。
随着网络技术的快速发展，教师通过互联网获取微生物在光学显微镜和电子显微镜下的高清晰图片或视频，通过文本框、流程图等平面或立体的图形突出重点，这样就避免了在传统教学中所遇到的部分认知问题[4]。
教师还可以通过多媒体技术将文字、图像、动画、声音、视频等融为一体，声色并茂地传播了比传统教学方式大的多的信息量，在有限的学时范围内，帮助学生强化微生物的形态结构、分立于培养、物质与能量代谢、物质转化与微生物的关系、合成物的生物降解等直接与环境和工程处理相关的基础理论。
例如，微生物鞭毛运动的动画、噬菌体感染细菌的动画等网络资源，均可下载或在线观看；再如，基因工程技术中的任何一个实验都要几天才能完成，要想让学生学到更多的知识，就必须通过多媒体教学来完成。多媒体可以使学生既观察到标准的实验操作和应产生的实验结果，又加深了理论的学习，也节省了不必要的时间花费[5]。在课堂教学中充分利用这些网络资源，可以增进课堂教学的新颖性、启发性和直观性，能够使学生听而不烦，学而不厌，提高学生的学习兴趣和积极性，从而取得良好的教学效果。
随着信息时代的到来，多媒体在教学中的作用已显得越来越重要。它不但更新了传统的以听觉为主的接收信息的模式，也极大地增强了课堂教学的表现力和感染力。它既是知识传播的基本媒介，也是教学的主要手段，因此深受教师和学生的欢迎。
四、结语
为了促进教学质量及学生综合素质的提高，我们结合环境微生物学课程特点，对教学方法及教学手段进行了改进，取得了较好的效果。学生对环境微生物课程的学习兴趣得到激发，学习积极性及主动性也有所提高。环境微生物学也是深受环境科学与工程学院学生欢迎和喜爱的课程之一。在今后的教学实践中，我们还会不断学习探索，不断总结经验，不断改进和完善，为培养合格的高素质环境人才而努力。
参考文献：
[1]Neufeld V R，Barrows H S. The“McMaster philosophy”：an approach to medical education[J].Medical Education，1974，（49）：1040-1050.
[2]Schmidt H G，Rotgans J I，Yew E H J. The process of problem-based learning：What works and why[J]. Medical Education，2011，（45）：792-806.
[3]Barrows H S. Inquiry：the pedagogical importance of a skill central to clinical practice[J]. Medical Education，1990，（24）：3-5.
[4]方祥，钟士清，郭丽琼，等.微生物网络资源在多媒体教学中的应用[J].微生物学通报，2005，32（5）：164-167.
[5]杨超，杨传秀.多媒体教育技术在微生物教学中的应用[J].生物学杂志，2009，26（1）：87-88.
