水處理微生物學(xué)課程的教學(xué)改革實踐與探討

□ 河北科技大學(xué) 郭建博 國 潔 劉 春 廉 靜 李再興 楊景亮

水處理微生物學(xué)課程的教學(xué)改革實踐與探討

□ 河北科技大學(xué) 郭建博 國 潔 劉 春 廉 靜 李再興 楊景亮

水處理微生物學(xué)是給水排水工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。根據(jù)筆者的教學(xué)體會，結(jié)合給水排水工程專業(yè)的學(xué)科特點和專業(yè)需要，進行了水處理微生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革，建立了課堂教學(xué)“1＋n”模式，構(gòu)建了“1－2－3”實踐教學(xué)模式以及網(wǎng)絡(luò)課程模塊化改革，并取得了良好效果。

水處理微生物學(xué)；“1＋n”模式；教學(xué)改革；實踐教學(xué)

水處理微生物學(xué)是高等學(xué)校給水排水工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。課程針對水處理工程和環(huán)境水體水質(zhì)凈化過程中所涉及的微生物學(xué)問題，搭建基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識橋梁，將理論知識與實踐應(yīng)用緊密結(jié)合。其主要內(nèi)容包括微生物種類的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、生理特性及水處理領(lǐng)域的生物技術(shù)基本原理和實踐案例等。課程學(xué)習(xí)目的是讓學(xué)生對微生物的基本概念、基本理論、實驗方法以及在給水排水工程中的實際應(yīng)用方面的知識進行綜合理解和掌握，準(zhǔn)確把握微生物學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，提升學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，為今后從事城市給水排水工程、工業(yè)水處理工程、環(huán)境治理和管理等方面的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

近20年來，由于微生物學(xué)知識快速更新，內(nèi)容日益豐富，而水處理微生物課程教學(xué)時數(shù)卻不斷縮減，加上工科學(xué)生生物學(xué)知識參差不齊，現(xiàn)行的水處理微生物教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式已不能適應(yīng)教學(xué)需求，這為高等學(xué)校微生物學(xué)教學(xué)的調(diào)整、轉(zhuǎn)型和內(nèi)容更新提出了新的機遇和挑戰(zhàn)［1，2］。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗，對水處理微生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及實驗教學(xué)等進行了改革，并取得初步成效?，F(xiàn)將一些做法簡要加以總結(jié)，希望對提高水處理微生物課程教學(xué)質(zhì)量有所幫助。

一、加強師資隊伍建設(shè)，提高水處理微生物學(xué)教學(xué)水平

高水平學(xué)者、專家型的教師梯隊是課程建設(shè)的關(guān)鍵，青年教師在教學(xué)實踐中鍛煉成長是課程可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型的人才，要求必須加強教師隊伍的建設(shè)，通過學(xué)術(shù)交流等途徑，促進青年教師教學(xué)水平和科研能力的快速提高，增強教師隊伍的整體實力，進而提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。為此，制定了青年教師教學(xué)能力培養(yǎng)和科研能力培養(yǎng)計劃，其中，為了提高教師的教學(xué)能力，專門設(shè)立了培訓(xùn)制度、導(dǎo)師制度、助課制度、聽課制度和教研制度；針對科研能力的培養(yǎng)，建立科研幫扶制度、工程訓(xùn)練制度和學(xué)術(shù)交流制度。實踐證明，各項制度的建立和實施，為提高水處理微生物學(xué)的教學(xué)質(zhì)量夯實了基礎(chǔ)。目前，不僅有兩項國家自然科學(xué)基金課題由青年教師擔(dān)綱主持，而且有多項校內(nèi)外教學(xué)、科研成果出自青年教師之手，他們的敬業(yè)精神和業(yè)務(wù)水平有了很大的提高。

在加強教師隊伍建設(shè)的過程中，課程組還積極引進人才和鼓勵教師進修，目前，該課程的5名授課教師中，具有副高級以上職稱的3名，博士3名，在讀博士1名。通過加強教學(xué)隊伍建設(shè)，已逐步形成一支主講教師負(fù)責(zé)、結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果良好的師資隊伍。

二、改革教學(xué)內(nèi)容，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性

水處理微生物學(xué)與生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、有機化學(xué)和水質(zhì)工程學(xué)等多門學(xué)科有著非常緊密的聯(lián)系，具有較強的廣度與深度。而教學(xué)內(nèi)容較微觀、抽象，并且多學(xué)科交叉，內(nèi)容零散［3，4］。如果調(diào)動不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，那么，這些瑣碎、繁雜的內(nèi)容往往會使學(xué)生感到索然無味。為此，我們探索將課程中的經(jīng)典理論、工程技術(shù)和前沿科技發(fā)展有機地融合在一起，力求讓學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)系統(tǒng)掌握本門課程的基礎(chǔ)理論與實驗操作技能。實踐中的具體做法是：通過上網(wǎng)檢索的辦法，廣泛收集有關(guān)外文教材和教輔資料，從中取其精華，加以借鑒。以此同時，注重吸收國內(nèi)重點大學(xué)在相關(guān)課程上的先進教學(xué)經(jīng)驗，定期召開課程組教學(xué)研討會、集思廣益、互相啟發(fā)。經(jīng)過幾年來的教學(xué)實踐，逐步確定了合理的教學(xué)內(nèi)容，重新修訂的教學(xué)大綱將課程內(nèi)容分為3大模塊：理論教學(xué)模塊、實驗教學(xué)模塊和課程實習(xí)模塊。每個知識模塊內(nèi)容相互獨立同時又相互聯(lián)系，使教學(xué)內(nèi)容更加完整系統(tǒng)。理論教學(xué)模塊深入透徹地講解了水處理微生物的基本原理，它是課程內(nèi)容的基礎(chǔ)和核心。實驗教學(xué)模塊突出訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造力和動手能力，為學(xué)生向研究型人才發(fā)展奠定基礎(chǔ)。課程實習(xí)模塊在以上兩個模塊的基礎(chǔ)上，使學(xué)生對具體的水處理微生物能夠有一個直觀的印象。改革后的教學(xué)內(nèi)容，條理清晰、目的明確，可以很好地鍛煉學(xué)生從事給排水工程生物單元的設(shè)計、運行管理和科學(xué)研究的能力。

三、改革教學(xué)方法和手段，提高課程教學(xué)效果

1.改進課堂教學(xué)方法

課程組注重教學(xué)方法的改革，課堂教學(xué)靈活生動，改變了過去傳統(tǒng)單一的“傳授式”教學(xué)模式，建立了課堂教學(xué)“1＋n”模式，即課堂教學(xué)以“多媒體和板書相結(jié)合”為主，充分發(fā)揮多媒體CAI課件、電子教案等信息量大、直觀、生動的優(yōu)勢；輔以“啟發(fā)式”、“討論式”、“請進來，走出去”等靈活生動的教學(xué)方法，再加之重大科研課題介紹、典型實驗案例分析、典型成果示例、工程圖片、Flash動畫、DV視頻、CAD工程圖紙鏈接、工程設(shè)計原理思考題等。這種多元化的教學(xué)內(nèi)容表達方式和教學(xué)方法，使學(xué)生形成了知識點多層次解析、立體多維滲透的效果。

2.構(gòu)建實踐教學(xué)模式

在實踐教學(xué)中，課程組構(gòu)建了“1－2－3”實踐教學(xué)模式，即以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)為目標(biāo)，構(gòu)建“校內(nèi)（實驗教學(xué)中心、科技平臺）”和“校外（實踐教學(xué)基地）”實踐教育平臺，開展“實驗教學(xué)”、“課程實習(xí)”和“科研創(chuàng)新”等三個教學(xué)內(nèi)容。該實踐教學(xué)模式集學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)于一體，貫穿整個課程教學(xué)過程，豐富了課程教學(xué)的內(nèi)涵。使學(xué)生從基本實驗?zāi)芰Φ男纬?，專業(yè)知識的拓展，實踐過程的鍛煉出發(fā)，逐步完成了由理論到實踐的過渡，促進其知識、能力、素質(zhì)的全面發(fā)展。

3.積極建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課堂

學(xué)校有覆蓋全校園的Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，能滿足全院師生的課堂網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、文獻資料檢索查詢等需要。服務(wù)器由學(xué)校統(tǒng)一提供，能保證全天候開通。

課程組積充分利用該平臺建立了網(wǎng)絡(luò)課堂。網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)有 “課堂教學(xué)”、“實踐教學(xué)”、“自主學(xué)習(xí)”、“交互學(xué)習(xí)”四大模塊，能支持多種多媒體文件格式，既為學(xué)生提供了課后互動學(xué)習(xí)的平臺，也大大促進了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的自覺性。目前，本課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可實現(xiàn)如下功能：教師網(wǎng)上授課、實驗演示、電子教案下載、答疑論壇、在線模擬試題、參考網(wǎng)址鏈接等。

網(wǎng)站的課程素材庫和公共素材庫，提供了課程教學(xué)大綱、參考文獻資料清單和典型科研案例，鏈接了相關(guān)聯(lián)的課題圖片、動畫、視頻、CAD工程圖紙等圖像材料和課后學(xué)習(xí)思考題、工程設(shè)計思考題等學(xué)習(xí)資料，并能根據(jù)教學(xué)需要及時對網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容進行相應(yīng)修改或調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)課堂將“多媒體教學(xué)、實驗教學(xué)、課程設(shè)計、仿真教學(xué)”等手段與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機結(jié)合，使學(xué)生隨時隨地都可以進行本課程的學(xué)習(xí)。由于充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源，使得教與學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)互動，極大地擴展了學(xué)生的知識面。

4.改革考試內(nèi)容和方式

考試是評價教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對知識掌握情況最重要的依據(jù)。以往的考試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、出題難度不穩(wěn)定和內(nèi)容偏重對單一知識點的考核，往往不能客觀地反映教學(xué)情況的現(xiàn)狀。為使課程的考核標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、綜合化，我們積極進行了考試內(nèi)容和方法的改革，采用了閉卷考試（70%）與實驗操作考試（30%）相結(jié)合的辦法。閉卷考試不僅嚴(yán)格執(zhí)行A、B卷，嚴(yán)肅考場紀(jì)律，并逐步建立了較完備的習(xí)題、試題庫，使考試題目能夠隨機抽取，而且在考試內(nèi)容中，增加了考察學(xué)生對知識綜合應(yīng)用能力的考題。此外，根據(jù)課堂表現(xiàn)、實驗、作業(yè)和出勤等確定平時成績（平時成績占課程成績的30%），使得對學(xué)生的考核貫穿于課程的整個教學(xué)過程。改革后的歷年考試成績均呈正態(tài)分布，更加完善、準(zhǔn)確地反映了教學(xué)情況，有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。

四、加強教學(xué)管理，保證課程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展

有效的教學(xué)管理是保證課程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的前提。多年來，我們始終高度重視教學(xué)管理制度的建設(shè)，由課程負(fù)責(zé)人統(tǒng)一管理課程的各項工作，如制定教學(xué)計劃、修改教學(xué)內(nèi)容、修訂教學(xué)大綱、規(guī)范教案、選取教材等。為保證課程內(nèi)容隨著科技的發(fā)展不斷地更新與改革，主講教師按照所制訂的教研計劃，定期參加教學(xué)方法和經(jīng)驗交流會，討論課程發(fā)展方向、學(xué)科前沿、新的教學(xué)手段和方法，取得了較好的效果。為了逐步實現(xiàn)對課程教學(xué)管理的規(guī)范化，我們將授課內(nèi)容、教案、教學(xué)安排以及教師本學(xué)期所承擔(dān)的教學(xué)工作量等，錄入計算機軟件系統(tǒng)內(nèi)，可以隨時查詢相關(guān)信息，以便于對教學(xué)情況進行監(jiān)督檢查，并隨時提出修改措施。為保障課程建設(shè)這一延續(xù)性強的工作的資助經(jīng)費投入，課程組申請了專項配套經(jīng)費，并積極參加學(xué)校的精品課建設(shè)，努力提高課程的質(zhì)量，為“水處理微生物學(xué)”課程可持續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

本課程經(jīng)過多年的學(xué)科建設(shè)和教學(xué)實踐積累，不斷地改進和優(yōu)化了課程的教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，逐步建設(shè)成為知識體系完善、內(nèi)容豐富而緊追前沿，教學(xué)手段多樣現(xiàn)代、方法創(chuàng)新、教學(xué)效果良好、具有鮮明特色的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅掌握了水處理微生物學(xué)的基本理論和基本技能，鍛煉其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力和創(chuàng)新意識，而且認(rèn)識到了掌握水處理微生物學(xué)對城市給水排水工程、工業(yè)水處理工程、環(huán)境治理和管理、促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展的重要性，既可以滿足地方對人才培養(yǎng)的需要，同時，也使學(xué)生能夠了解該領(lǐng)域的國際發(fā)展動態(tài)。目前，該課程建設(shè)的成果與經(jīng)驗，已被國內(nèi)多所同類高校所借鑒。

[1]楊朝暉,曾光明,劉云國,楊霞.環(huán)境工程微生物學(xué)教學(xué)改革的探索與實踐[J].大學(xué)教育科學(xué)，2003（4）：45－47.

[2]金云霄,吳長航.水處理微生物學(xué)教學(xué)改革的探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009（28）：20－21.

[3]顧夏聲，李獻文，竺建榮.水處理微生物學(xué)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[4]周群英，王士芬.環(huán)境工程微生物學(xué)[M].北京:高等教育出版社，2008.

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