海洋化學(xué)專業(yè)海洋微生物學(xué)教學(xué)改革探索

董宏坡

摘要：針對(duì)海洋化學(xué)專業(yè)學(xué)科特點(diǎn)，結(jié)合我?？蒲谢A(chǔ)和培養(yǎng)目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法幾個(gè)方面對(duì)海洋微生物學(xué)教學(xué)進(jìn)行了改革探索。注重教學(xué)、科研和實(shí)踐三者相結(jié)合，以科研帶動(dòng)教學(xué)，突出學(xué)生為主體，充分發(fā)揮其能動(dòng)性，培養(yǎng)適應(yīng)海洋科學(xué)發(fā)展的新型創(chuàng)新性人才。

關(guān)鍵詞：海洋化學(xué)專業(yè)；海洋微生物學(xué)；教學(xué)改革；能動(dòng)性

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）15-0079-02

當(dāng)前，各種新技術(shù)、新方法不斷應(yīng)用到海洋微生物領(lǐng)域，極大豐富了海洋微生物學(xué)的研究內(nèi)容。海洋微生物在海洋生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用不斷獲得新的認(rèn)識(shí)，由此帶動(dòng)了相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，這些領(lǐng)域包括海洋污染物的控制和修復(fù)、海洋天然產(chǎn)物的降解、海洋微生物藥物的開發(fā)、廢水的處理、海洋石油和天然氣的開發(fā)等等。海洋化學(xué)是研究海洋中物質(zhì)的化學(xué)組成、分布、化學(xué)性質(zhì)和過程的學(xué)科，主要內(nèi)容包括海洋水體、海洋生物體和海底沉積物的化學(xué)組成、分布和轉(zhuǎn)化以及其中的化學(xué)資源開發(fā)和利用。在海洋化學(xué)專業(yè)中開設(shè)海洋微生物學(xué)有利于學(xué)生深入理解海洋中各種元素分布的規(guī)律和轉(zhuǎn)化的過程，有助于學(xué)生從整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)角度認(rèn)識(shí)海洋中物質(zhì)和能量流動(dòng)，為學(xué)生未來走上工作崗位和繼續(xù)深造打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。對(duì)于海洋類高校海洋化學(xué)專業(yè)來說，筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)海洋化學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合未來學(xué)生的就業(yè)前景，提出了一些符合海洋化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)方法和措施，希望能借此完善學(xué)生的海洋知識(shí)體系，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

1.結(jié)合科學(xué)研究，突出重點(diǎn)，形成特色。我校海洋學(xué)院海洋化學(xué)專業(yè)創(chuàng)建時(shí)間僅3年，為了形成自己的特色，整合學(xué)院的力量，學(xué)院提出了將海洋生物地球化學(xué)循環(huán)與物理過程的耦合作為學(xué)院未來重點(diǎn)研究方向，以科研帶動(dòng)教學(xué)。2015年我校海洋科學(xué)入選廣東省高水平大學(xué)建設(shè)學(xué)科。借此機(jī)會(huì)，學(xué)院召集物理海洋、化學(xué)、地質(zhì)和生物團(tuán)隊(duì)對(duì)粵西近海進(jìn)行每月一次的海洋調(diào)查。這對(duì)全院教師和學(xué)生都是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì)。為了利用這個(gè)調(diào)查航次，我在課堂上對(duì)海洋微生物參與海洋元素的轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行了重點(diǎn)講解，特別對(duì)海洋微生物在碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)和磷循環(huán)中的關(guān)鍵作用進(jìn)行了分析。由于學(xué)院航次都安排在周末，因此我們可以有組織地派學(xué)生輪流參與航次調(diào)查，使學(xué)生在實(shí)踐中掌握了海洋水體和沉積物中微生物的采樣方法。同時(shí)，利用學(xué)生采集到的樣品，我們?cè)诒究粕鷦?chuàng)新實(shí)驗(yàn)課上，開展了一系列實(shí)驗(yàn)，如參與海洋主要元素循環(huán)微生物的富集培養(yǎng)、分離和純化；利用分子生物學(xué)技術(shù)檢測(cè)氮循環(huán)相關(guān)微生物的豐度和多樣性。學(xué)生在這種高度的參與中，學(xué)習(xí)熱情高漲，對(duì)海洋科學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚的興趣。

2.利用學(xué)校基礎(chǔ)，增加實(shí)踐性教學(xué)。海洋微生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，單純的理論教學(xué)容易讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。我校水產(chǎn)科學(xué)和食品科學(xué)專業(yè)歷史悠久，科研實(shí)力雄厚，這兩個(gè)學(xué)科都具有鮮明的海洋特色，水產(chǎn)科學(xué)重點(diǎn)研究海洋魚、蝦貝的養(yǎng)殖和病害治理，食品科學(xué)重點(diǎn)研究海產(chǎn)品的加工和相關(guān)的功能食品開發(fā)。借助這個(gè)基礎(chǔ)，我查閱了大量關(guān)于海洋微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖和海產(chǎn)品加工方面的文獻(xiàn)資料，在課程上有針對(duì)性地給學(xué)生講解微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中對(duì)池塘生態(tài)系統(tǒng)的影響，微生物和海洋生物病害之間的關(guān)系，以及微生物在海產(chǎn)品發(fā)酵中的作用。在理論教學(xué)的同時(shí)，組織學(xué)生參觀和考察了水產(chǎn)學(xué)院的東海島養(yǎng)殖基地、病害防治實(shí)驗(yàn)室以及食品學(xué)院的海產(chǎn)品加工實(shí)驗(yàn)室。通過這樣的考察，加深了學(xué)生對(duì)海洋微生物重要性的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了他們的專業(yè)認(rèn)同感。

3.引入最新科研成果，開闊學(xué)生視野。海洋微生物學(xué)是海洋科學(xué)中發(fā)展非常迅速的學(xué)科，生命和化學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)和方法不斷應(yīng)用到海洋微生物學(xué)中，使得人類對(duì)于極端環(huán)境海洋微生物多樣性和生存機(jī)制、海洋病原微生物的防控、海洋污染物的生物修復(fù)、海洋微生物代謝途徑等方面有了更深的認(rèn)識(shí)。近年來，由于認(rèn)識(shí)到95%左右的海洋微生物無法培養(yǎng)，許多分子生物學(xué)技術(shù)（基因組，轉(zhuǎn)錄組，蛋白質(zhì)組）被應(yīng)用于海洋微生物研究，在海洋微生物中發(fā)現(xiàn)了大量新基因和新功能，大大推動(dòng)了微生物分子生態(tài)學(xué)的發(fā)展。本課程以海洋微生物分子生態(tài)學(xué)為專題，從國際環(huán)境微生物主流期刊《The ISME Journal》、《Environmental Microbiology》和《Molecular Microbiology》上摘錄最新研究論文，通過歸類、總結(jié)，向?qū)W生介紹氮循環(huán)微生物的種類、時(shí)空分布以及影響因素，同時(shí)，結(jié)合全球變暖、海洋酸化以及深?？扇急_采，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)海洋微生物在吸收二氧化碳、甲烷產(chǎn)生過程的重要作用。

除了直接從文獻(xiàn)中摘取研究例子之外，我還布置一些最新文獻(xiàn)讓他們?cè)谏险n之前閱讀，告訴他們將不理解的地方記下來，并提出自己的問題，課堂上拿出來討論，通過這種以問題為導(dǎo)向的文獻(xiàn)閱讀，顯著調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和求知的愿望。通過對(duì)文獻(xiàn)的分析，使學(xué)生明白科學(xué)家是如何提出科學(xué)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果，并從結(jié)果中獲得問題的答案的。需要指出的是，對(duì)于海洋化學(xué)專業(yè)來說，分子生物學(xué)知識(shí)比較薄弱，因此，適當(dāng)推薦一些相關(guān)的書籍讓他們課下閱讀很有必要，便于學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)融會(huì)貫通。

二、課程教學(xué)方法的改革

1.以學(xué)生為主的課堂教學(xué)。由于微生物肉眼無法觀察，學(xué)生無直觀性的印象，因此充分利用多媒體、視頻進(jìn)行課堂教學(xué)很有必要。特別是在講解海洋微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，圖片和視頻增加了學(xué)生的記憶，培養(yǎng)了他們的興趣。同時(shí)，為了使學(xué)生印象更為深刻，提高他們的參與性，我們?cè)谡n前讓學(xué)生自己去搜索資料，制作幻燈片，每節(jié)安排若干個(gè)人在課堂上講解，隨后大家分組討論，最后我進(jìn)行總結(jié)發(fā)言。這種參與性教學(xué)大大增加了學(xué)生的能動(dòng)性，避免了教師的一言堂，學(xué)生低頭率高的現(xiàn)象。

此外，傳授學(xué)生知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生能力不能僅僅局限于理論課堂上，為此我們充分利用實(shí)驗(yàn)課來傳授知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。我們的具體措施有：增加實(shí)驗(yàn)課和實(shí)習(xí)課的內(nèi)容和次數(shù)；增添了實(shí)驗(yàn)員人數(shù)。特別是增加了一些有利于海洋化學(xué)專業(yè)學(xué)生未來發(fā)展的實(shí)驗(yàn)課程，如海水中特定微生物的富集培養(yǎng)（硝化細(xì)菌、海洋光能營養(yǎng)菌、海洋嗜鹽古菌）、海水和沉積物中微生物的熒光顯微鏡計(jì)數(shù)，利用流式細(xì)胞技術(shù)計(jì)數(shù)海水中微生物。為了提高學(xué)生的主動(dòng)性，每次實(shí)驗(yàn)前，要求學(xué)生提前到實(shí)驗(yàn)室與教師或?qū)嶒?yàn)員一道準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)樣品，讓學(xué)生充分了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的和過程，避免學(xué)生知其然，而不知其所以然。另外，為了加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合，我們?cè)诿看螌?shí)驗(yàn)課結(jié)束之前，帶領(lǐng)大家對(duì)這節(jié)實(shí)驗(yàn)課涉及的理論知識(shí)進(jìn)行了回顧并討論，讓學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，深化了對(duì)理論知識(shí)的理解。

2.考核方式的改革。海洋化學(xué)專業(yè)的學(xué)生大部分選擇繼續(xù)深造，如果單純采用以記憶知識(shí)點(diǎn)的卷面考試，則不利于培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)造能力，因此我們減少了試卷考試的權(quán)重，增加了專題討論、實(shí)踐實(shí)習(xí)和研究報(bào)告的比重。學(xué)生的試卷考試僅占50%，課堂專題討論占10%，實(shí)踐實(shí)習(xí)占20%，研究報(bào)告占20%。課堂討論根據(jù)學(xué)生發(fā)言的踴躍性、分析和回答問題的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)判；實(shí)踐實(shí)習(xí)根據(jù)學(xué)生的參與度、實(shí)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判。研究報(bào)告是我們專門精心設(shè)計(jì)的一種考核方式，報(bào)告內(nèi)容基于學(xué)生做過的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，參考科研項(xiàng)目撰寫方式，從研究意義、研究方案、研究方法和可行性等幾個(gè)方面進(jìn)行撰寫，最后做成幻燈片進(jìn)行答辯，教師根據(jù)研究報(bào)告的書面材料和答辯表現(xiàn)進(jìn)行綜合打分。通過這樣的考核，學(xué)生主動(dòng)查閱大量文獻(xiàn)，進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)，大大培養(yǎng)了他們的獨(dú)立思考和科研創(chuàng)新能力。

三、結(jié)束語

海洋科學(xué)本身就是一門多學(xué)科交叉的前言科學(xué)，內(nèi)容涉及海洋生態(tài)、海洋地質(zhì)、物理海洋、海洋化學(xué)等學(xué)科，作為海洋化學(xué)專業(yè)的學(xué)生，從宏觀角度了解和認(rèn)識(shí)海洋對(duì)于他們未來熱愛海洋事業(yè)非常重要。海洋微生物在世界大洋水團(tuán)的物質(zhì)和能量循環(huán)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在海洋化學(xué)專業(yè)中開設(shè)海洋微生物課程，使學(xué)生靈活運(yùn)用海洋微生物相關(guān)知識(shí)、掌握研究海洋微生物方面的實(shí)驗(yàn)技能對(duì)于培養(yǎng)合格的海洋化學(xué)高層次人才是必不可少的。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉玉香.環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2006，（24）：107-109.

[2]劉慧玲，楊世平.淺談微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革[J].教育現(xiàn)代化，2016，37（12）：30-32.

[3]楊金龍，許丹，呂利.海洋類高校海洋微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（8）：360-361.

[4]袁生.微生物學(xué)課堂教學(xué)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的嘗試[J].微生物學(xué)雜志，2008，28（2）：111-112.