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关键词:环境工程微生物学;教学案例库;工程硕士
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)48-0235-02
工程硕士专业学位自1997年首次设立以来发展迅速[1],在2011年,教育部提出了“服务国家特殊需求人才培养项目”,着重培养工程硕士专业人才。上海第二工业大学在2011年获批“服务国家特殊需求人才培养项目”,开展环境工程(电子废弃物资源化方向)硕士学位专业研究生的培养[2]。学校自2012年首次招收环境工程领域工程硕士,截至目前共招收143名学生,其中已有60名学生毕业。
环境工程微生物学作为一门以微生物技术处理环境问题的课程,以其技术的广泛性被纳入到环境工程领域工程硕士培养中。本文根据3年多来给工程硕士讲授环境工程微生物学这门课程的经历,以上海第二工业大学环境工程领域工程硕士培养为例,谈谈研究生课程环境工程微生物学教学案例库建设设计思路及其体会。
一、教学案例库的概述及类型
教学案例库是指教师为了更好的指导学生、实施案例教学而建立的用于存放所有案例的一个集合,其案例的来源及形式可以是多样的。对于本文提到的环境工程微生物学教学案例,可以选择微生物技术在土壤、水体环境中的应用。通过这些不同案例的分析,可以加深学生对基础知识的理解和提高运用知识解决实际问题的能力,还可以激发学生的学习热情,提高教学效率。
基于上海第二工业大学环境工程领域(电子废弃物资源化)工程硕士的培养目标,环境工程微生物学教学案例类型分为两类:一类是以研究生开展研究所需的思路模式,即选择已解决某一具体问题,从研究工作角度来说该项目已经完成;另一类是面向实际工程研发过程解析类的案例,选择采用本课程相关学科方向的技术,解决某个具体的工程问题,能说清楚从实验室基础研究到实际工程应用的全过程。
二、教学案例库中的实际案例
(一)微生物与电子废弃物方向
上海第二工业大学开展的环境工程硕士学位专业研究生培养的方向,本就是电子废弃物资源化方向,在微生物应用于电子废弃物中金属资源化方向有着较为深入的研究,其与广东惠州某公司合作开发的项目“微生物法回收废线路板中有价金属成套工艺与装备”已经完成半工业化试验。该项目可以很好的展示微生物技术从最初的实验室内菌种筛选、菌种驯化、浸出条件优化、工艺控制参数、进一步放大试验、工业化运行等阶段,因此将它纳入到环境工程微生物学教学案例库可以使得今后教师在该方向上的教学更加形象,并让学生了解微生物技术研发与应用相结合时如何走完一个从实验室内研究到工业应用的全过程。
(二)微生物与土壤污染方向
土壤中重金属和有机物污染越来越受到人们的关注,微生物技术以其广泛的适用性、经济性被应用于污染土壤的修复中,不管是重金属污染还是有机物污染,理论上总能找到一种或一类微生物迁移、转化或降解土壤中的这类污染。将这类微生物与土壤污染方向纳入到环境工程微生物学教学案例库中,可以形象地说明微生物是如何在实际工程应用中进行土壤污染治理的。此外,由于在电子废弃物拆解地会产生场地土壤污染,因此这也是上海第二工业大学“服务国家特殊需求人才培养项目”环境工程领域工程硕士研究生培养中必须要关注的内容。
(三)微生物与污水处理方向
与土壤污染一样,在电子废弃物拆解产地也会造成水体污染。以重金属铊为例,铊元素对人体的最小致死量为12mg/kg[3],因此污水中必须控制铊的含量,地方标准中含铊废水处理后铊浓度需低于5μg/L,对于类似超低痕量级的铊来说,很难利用纯粹的化学或物理法将污水中铊的含量降低至标准以内。实验室研究表明,利用微生物的代谢产物和配合一定量的化学试剂可以达到上述要求,将微生物与污水治理方向纳入到环境工程微生物学教学案例库中,对于该领域工程硕士的培养同样重要,它可以使学生在课堂上就能清晰了解到相关微生物技术在电子废弃物领域的全方位应用概况。
(四)微生物与现代生物技术方向
现代生物技术的发展使得人们可以随心所欲的改造微生物,以达到为人们服务的目的。在以电子废弃物资源化为主要方向的环境工程微生物学教学过程中,将微生物与现代生物技术方向纳入到环境工程微生物学教学案例库中,可以使学生及时掌握最新生物技术前沿及科学合理的研究方法。
三、教学案例库评估及运行效果
环境工程微生物学案例库是由学校和企业双方共同完成的,这可以充分利用学校的科研优势及企业的工业运行经验与实际工程,可以真正做到理论与实际相结合。教学案例库的评估是以先对研究生进行一段时间的案例教学,后以研究生的相关反馈意见,最后以学校和企业相关负责人依据研究生的反馈意见进行评估,标准是通过该系列功能完备的案例,让研究生在开展相关类型研发工作时从思路和模式上获得研究型与工程应用型两方面的启发,便于后续开展研究工作时少走弯路。目前,环境工程微生物学教学案例库教学获得了研究生的认可。在实际授课过程中,不仅可以激发研究生的学习热情,而且能提高教师的教学效率。
四、结论
环境工程微生物学教学案例库由研究生开展研究所需的思路模式类、面向实际工程研发过程解析类两种类型案例组成,具体包括微生物与电子废弃物方向、微生物与土壤污染方向、微生物与污水处理方向、微生物与现代生物技术方向。最终评估是由学校、企业、全体工程硕士研究生共同参与。该类型的教学案例库既可以激发研究生的学习热情,又可以提高教师的教学效率。
参考文献:
[1]李九天,唐国金.关于提高课程教学对工程硕士论文研究支撑作用的思考――以国防科学技术大学航天与材料工程学院航天工程领域的培养为例[C].湖南学位与研究生教育学会.湖南学位与研究生教育学会2005年学术年会论文集,2005:323.
关键词:教学改革 环境微生物学
一、环境微生物学课程定位
环境微生物学是微生物学的知识和原理在环境工程方面应用的一门新兴的边缘学科,同时又是环境工程专业重要的专业基础课之一。它涉及面广,发展迅速,是一门具有很强实验性和应用性的学科。环境微生物学实验教学在理论联系实际,培养学生的观察能力、自学能力、探究和解决问题的能力,培养高素质的应用型人才方面具有重要作用。现阶段如何加强环境微生物教学,如何提高教学质量及把握改革的方向是摆在我们面前的严峻问题。笔者结合我校实际及教学经历,对该门课程的教学改革进行了初步设想。
二、教学过程存在的主要问题
1. 内容抽象、不易理解。
微生物学不像其它课程那样,其在学生头脑中没有直观的印象,微生物个体比较微小,看不见摸不着,在日常生活中也没有直观的印象。细菌个体微小,肉眼只能看到群体的菌落特征,很难把个体拿出来在实验室课堂上演示,只能借助工具来观察,操作性难度大。由于细菌个体微生物较小,用显微镜要放大很多倍才能看到,所以有时候很难区别一些相似的菌种(如各种霉菌),对于辨认其形态结构也比较困难,不易理解。
2. 课程内容繁琐、知识点多,教学课时不足。
环境微生物学的内容主要微生物学基本原理、微生物生态、环境工程中微生物的作用和微生物学实验等部分组成。当前,我国很多高校为了培养创新型人才,大力压缩基础课课时,增开热门的应用课程。我校环境微生物总学时数56学时,其中理论学时数40学时,实验学时16学时。教学内容过于集中在微生物形态、生长代谢等基础内容,使得人工生态系统等介绍篇幅压缩,微生物在卫生检测及污染治理方面的应用等内容不够学时介绍,只能一带而过。因此要使学生对该门课有深刻理解和掌握,并能熟练地将理论应用于实践,按照现有的课时数,难度是比较大的。
3.学生基础知识薄弱,理论联系实际能力差。
当前,我国的中等教育正由应试教育转向素质教育,但转变过程又必须紧跟高考的指挥棒。这就造成环境工程专业的学生在接触环境微生物学课程之前,微生物学知识非常少,有些学生高中根本就没接触过微生物学。而越来越激烈的就业竞争和压力使得学生对基础课学习的兴趣下降,越专业越实用,则越感兴趣,这样,教与学之间的互动显得尤为重要。
4.实验室条件不足。
实验室条件不足是当前存在的一个主要问题之一。目前我院环境工程专业实验室面积较小,微生物教学器材偏少,灭菌锅和生物显微镜都只有2台,很难满足正常实验需要。
三、课程教学方法的改革和途径
1.开好头,激发学生的兴趣。
在绪论的讲授中,授课教师须讲明本课程在学科领域中的地位,特别是在社会经济发展中的地位与作用,尤其是目前环境微生物学在环境保护污染治理、资源利用、友好材料、清洁生产等领域的应用及研究热点、难点,指出近期科学工作者在环境微生物学研究的贡献,激发学生为科学献身的精神。
2.提高教师的自身素质,丰富教学内容。
教师对教学的态度、业务水平、敬业精神、教学方法和手段都会影响着教学效果。一方面,教师需要不断充实教学内容,联系当前社会热点问题,应用到课堂教学。例如在讲病毒时,补充讲SARS病毒、艾滋病毒及疯牛病毒的结构。另一方面,在学校的各项工作中,教学是基础,科研是主导,任何教师决不能脱离科学研究而单纯地搞教学工作。只有长期参加科研实践的教师,才能使自己讲课的内容更加具有前沿性、独创性和启发性。教师应多参与工程实际,找到理论与实践的结合点,并在教学中用工程中生动的例子讲述概念,例如在讲细胞工程和微生物在环境工程中应用时,教师结合自己的科研和工程实例进行讲解,这样贴近实际,通俗易懂,可大大激发学生的学习兴趣,培养学生解决实际问题的能力。
3.运用多媒体技术,增强教学效果。
多媒体技术是20世纪末发展起来的主要的电化教育手段,是未来微生物学课堂教学的主要方向。与其它生物相比,微生物有着看不见、摸不着的独特之处。如果教学方法不好,常常会造成很多错觉。传统的微生物教学手段可视化差,对微观世界的动态变化显得无能为力,众多的图表、照片无法展示,缺少生动形象的直观教学效果,教学信息量小。而在环境微生物教学中,借助多媒体进行教学,可以向学生们展示许多精美的微生物图片和微生物工程应用。例如,在讲噬菌体侵染细菌时,采用多媒体技术,用动画描述噬菌体吸附、入侵、复制、释放过程;在讲污泥膨胀时,运用多媒体技术,比较膨胀污泥与正常污泥的形态结构,增加认识;也可以通过网络收集的信息,向学生们介绍微生物某方面应用的最新进展,激发学生们对环境微生物的兴趣。
4.开展启发式教学,培养学生创新能力。
环境微生物学作为一门新兴的边缘学科,它的发展应随着生物学、微生物学及环境科学的发展而不断呈现出新的内容。以往那种以教师为中心,学生上课记笔记、考前背笔记的教学模式及学习方式已不能适应对该学科的学习要求。教师在授课时,应注重提高信息的密度和质量,尽量使之图象化、表格化,这样可将原来多而杂的信息整理为少而精的信息,使之相互联系紧密、主线突出、层次清晰,成为学生易懂、易记的新信息。在教学方法上,要改变单一的注入式教学方法,采取讲解式、提问式、启发式、自学式等多种多样的教学方法。对于基础性知识,以讲解式为主,并在讲课时启发学生思维;课前准备一些问题,讲课过程中随时向先生提问,在提高学生听课精神的同时,激发学生思维,活跃课题气氛;在讲课过程中,经常联系最新研究进展,以作业的形式,让学生通过网络了解信息,培养学生的科技创新思想和能力,为今后的科研打下基础。
5.改革实验教学,调动学生积极性。
实验教学在微生物理论教学中占很大比重,它可以培养学生独立分析、解决问题的能力和动手能力。为此,要求学生每次实验前必须预习,并写出预习报告,上课时指导教师要检查预习报告,了解预习情况,做到有的放矢,实验课上注意基本操作技能的训练,根据各实验的具体要求,严格把关,认真指导。严格要求,规范操作,强化基本操作训练,发现问题,耐心引导,力争使学生自己找出问题并加以改正;课后适当增加开放性实验,通过这些措施,端正学生的实验态度。规范操作,写好实验报告,练好基本功,实验报告中的分析与讨论是很重要的内容,通过对实验问题和结果的分析、讨论,可加强学生对理论知识的理解,大大提高学生分析问题和解决问题的能力。
环境微生物实验目前有16学时,归并到环境工程专业实验A中,由于实验学时和实验条件的限制,我们目前只安排了培养基的配制与灭菌、细菌的分离与无菌操作技术、光学显微镜的使用、细菌形态观察和细菌数量的测定五个实验,每个实验前后关联,连续性强。实验安排上尽量依据实验室现有条件,少量多次安排实验。在目前操作性和验证性实验的基础上,我们计划开出环境工程专业综合性实验,计划学时10学时,拟利用现有氧化沟设备对污水生物降解,综合环境微生物、环境监测和水污染控制工程实验内容。形式安排上,采用开放实验形式,该实验所需时间较长,于是实验室全天对学生开放,学生们都是自己安排时间,在课余时间来实验室做实验,实验指导教师随时进行指导。通过“综合大实验”,学生不仅可以掌握各个实验的方法,也巩固了以前所学的基本操作技术,更重要的是提高了学生的主动性、自觉性和实验动手能力,把所学各门知识系统地贯穿起来用于实际工作中。
四、结语
环境微生物学在环境工程领域的应用越来越广泛,对其教学的改革也是一个长期的、艰巨的任务。而社会对人才的要求越来越注重独立工作能力、综合能力以及创新精神,因此,环境微生物教学必须按照这一要求,不断寻找适合的内容,培养出综合型、设计型、高素质的人才,实现教学改革的目标。
参考文献:
[1]车芙蓉,岳喜庆.食品微生物课程教学改革探索[J].高等农业教育,2001,(2):76-78.
[2]杨文博.优化微生物学教学[J].微生物学通报,1996,(3):101-102.
[3]卫军,阮世敏,张鑫,陈春涛.食品微生物学实验课教学改革的初步探索[J].微生物学杂志,2003,(3):32-35.
[4]王国惠.环境工程微生物学实验教学改革研究[J].微生物学通报,2005,32(2):61-62.
[5]王士芬,施鼎方.浅析环境微生物学实验教学[J].实验技术与管理,2005,22(10):110-112.
关键词:微生物学 教学改革 技能 素质
微生物学传统的教学内容和方法存在许多弊端:在教学体系上重理论、重课堂、轻实践;在教学方法上满堂灌,忽视了学生的独立思考、分析和综合能力的培养,忽视了学生的动手能力和创新能力的培养。本着实践出真知、创新出人才的改革思想,微生物学教改中,始终贯彻“加强基础,强化实践,注重应用”的原则,在理论部分着重微生物学基础的阐述,实验部分着重基本技能的训练,为后续课程学习打下坚实的基础。
一、从实际出发挑选优秀教材
教材是体现教学内容和教学方向的知识载体,选好一本教材在某种意义上讲就等于请到了一位学识渊博、素质优秀的教师,正确选用教材是提高微生物学教学质量,达到培养目标的重要保障。近几年在教材多样化政策引导下,各种版本的微生物学教材层出不穷,从知识层次来说包括中专教材、高职高专教材、本科教材、研究生教材、教学参考教材等。在目前的就业形势下,高职学生是社会第一线的“应用型”人才,他们更多地需要与未来职业出路、工作方向联系在一起的实用性的学习,而不是虎头蛇尾式的“本科压缩版”或“截短型”的学习。课题组经过研究学生本身的特点,选用了教育部职业教育与成人教育司推荐的教材――张青、葛菁萍主编的《微生物学》。
二、优化微生物学的教学内容,减少重复、补充实例
微生物学院是我院生物技术应用专业二年级学生开设的专业基础课。在这之前学生已经学过细胞生物学、生物化学、遗传学等课程,所以对部分微生物的特性和形态已经有了一定的了解。因此对部分在其他课程讲述过的内容,教师则作重点提示或改为学生自学,如微生物形态、遗传与变异等章节,同学们在遗传学与细胞生物学等课程中已经学过,再详细给学生讲相当于炒剩饭,只会令学生感到枯燥乏味。总之要经常与相关课程的教师相互交流,倾听学生的反应,优化理论授课内容,突出本课程的特有内容。
三、教学方法、手段多样化
1.提问式教学
提问式教学有两种方法:①讲课前提问;②讲课中间提问。关键是如何巧妙设置问题,激发学生的兴趣,还要注意时机。一是要针对学生的不同水平有针对性地提问。二是提问后要留出足够的等待时间。三是提问要涵盖全体学生,避免挫伤学生自尊的做法。
2.比较式教学
微生物类群庞大多样,理论知识多而凌乱,有许多易混淆的知识点,增加了学习难度。对这些知识点的讲解,需要进行归纳、对比,引导学生利用列表的形式,对有关知识进行纵横综合比较,有助于学生系统掌握知识、降低学习中的难度。
3.讨论式教学
讨论式教学法强调在教师的准备和指导下,为实现教学目标,预先设计与组织,启发学生就特定问题发表自己的见解,培养学生的思考能力和创新精神。讨论式教学的环节大致包括:设计问题、提供资料、启发思路、得出结论。为了提高学生查阅资料、分析问题的能力,按照微生物学的授课计划, 对教学中的某个知识点或热点问题,要求学生查阅有关的文献书籍,写出科学小论文,让学生在课堂上宣读答辩,提出个人的见解,从而促进相互的学习。
4.问题导读
为了培养学生自学能力和建立有效学习习惯,在教学过程中通过给出指定章节的重点问题,引导学生在给定的时间内完成快速阅读、归纳概括出中心知识点,将技能训练和知识把握同步完成,较“满堂灌”而言,学生更喜欢这种方式。
5.多媒体组合教学
多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机组合,共同参与教学全过程,以多种媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果。以第二章《微生物类群及形态结构》为案例,先介绍原核微生物的特点,可以利用计算机和辅助显微镜等设备扫描真实微生物的图片,放入教学课件,这样真实地观察原核微生物的形态和结构,有利于学生理解,提高课堂效率。
四、微生物实验的教改
以往微生物学实践性教学的一般做法,是教师制定好实验计划,安排好实验的内容,准备好材料和仪器用品,制订好实验程序,然后学生按部就班完成规定的内容、写出实验报告。这种传统模式有其不足之处:一是每次实验的内容和操作都是教师规定的,学生积极性和主动性不能充分发挥出来;二是学生分析问题和解决问题的能力不能得到充分发展。有鉴于此,我们做了如下教学改革:
1.实验内容的重新配置与安排
以往我们学校的微生物学实验教学内容,依照“普通显微镜的使用――微生物的染色与形态结构的观察――微生物的大小和数量测定――培养基的制备与灭菌――微生物的纯培养”等顺序安排。各个实验之间看似有序,实质上相对独立无关联,不利于培养学生的综合实验能力。
因此,我们调整实验内容和教学安排,从实验教学目标和内容的顺序进行改革。我们提前安排了“培养基的制备”和“微生物的纯培养”这两个实验,其余依照常规安排。这样调整的目的,是先让学生学会微生物的分离,在得到四种常见微生物(细菌、放线菌、酵母菌和霉菌)的时候,并不知这些微生物的相关知识,为后续学习埋下伏笔。其后进行微生物染色制片、生理生化等实验,在要求学生完成教师提供的已知菌种的实验内容的同时,要求各小组或者个人对已分离的菌种进行类似实验,进而进行菌种的鉴定,拓展学习。
2.自主设计实验教学改革探索
根据高职院校培养高技能专门人才的需要,考虑我院微生物实验室条件的实际,结合微生物实验的特点,为激发学生的学习兴趣,培养他们的创新能力和动手能力,给他们充分展示能力的平台,让他们自主设计实验,延伸拓展课堂教学。以下是我们初步的探索过程。
首先,明确思想。在微生物学实验课的第一次课就把实验改革的总体思路告诉学生,让学生明确思想,做好准备。
然后,设计实验方案。将学生分成若干小组,每个小组4~5个人不等,推荐一名小组长。随着微生物学理论及实验的学习,学生对微生物已经有了一定的认识和实验技能。在安排的实验进行到一半、大约第9周时,可以让学生按个人的兴趣,用2周时间构思设计一个与微生物学有关的实验计划或方案,用于印证某个微生物学知识点或解决某个与微生物学有关的实际问题等。初步方案完成以后,教师根据实验室条件实际及实验方案的可行性,提出修改意见。大约第12周,确定最终方案。实验的实际操作从第13周开始,学生根据个人设计的方案,利用课余时间进行实验。教师应当负责实验室安全和管理,在第15~16周基本完成自主设计实验。
最后,在教师指导下完成实验论文,讨论、交流。
五、微生物学教改效果
微生物学教改提高了学生学习微生物学的兴趣;学生的提问更多了,问题意识更强,师生形成了良好的教学互动关系;增加了学生动手的机会,使他们的实验技能掌握得更好,团队意识更强,懂得了合作;学生分析问题、解决问题的能力增强了,综合素质提高了。微生物学课程教学改革研究,得到了学生的积极响应和配合,学生反应强烈。
基金项目:江西省高校教改课题(课题编号:JXJG-09-57-3)
参考文献:
[1]许燕滨,许巍. 环境生物技术微生物学课程教材分析与建设.广东工业大学学报,2006 (12):112~113
[2]张青.葛菁萍. 微生物学.北京:科技出版社,2006
关键词环境工程微生物学;实验课程教学;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
环境工程微生物学作为环境科学和环境工程专业重要的专业基础课程,是一门实验性和应用性很强的学科,是多学科相互交叉渗透而高速发展的前沿研究领域。其基本原理、研究技术已渗透到所有分支学科,是推动微生物技术发展和解决环境工程问题不可或缺的力量。实验课程是联系理论和实践的纽带,有助于加深学生对理论知识的理解,培养学生动手能力,开拓学生视野,提高学生创新思维和科研能力。在以往的实验课教学体系运行下,学生只能做一些类似“标准答案”的验证性实验,兴趣不高,缺乏思考。如何利用有限的的学时将环境工程微生物学实验技术和前沿进展传授给学生,使学生系统地掌握环境微生物学的知识体系,并灵活地运用知识解决实际问题,是21世纪综合型人才培养的关键。近年来,在环境工程微生物学实验课程教学过程中,本课题组以周群英、王士芬主编的《环境工程微生物学》(第3版)为主要教材(包含理论和实验课),并参考黄秀莉、辛明秀主编的《微生物学实验》和王兰主编的《环境微生物学实验方法与技术》等多种实验课教材,进行了一系列改革和尝试,力求构建环境工程微生物实验课程新体系,以取得更好的教学效果[1-4]。
1环境微生物学实验课程改革的必要性
环境工程微生物学是西华师范大学生命科学学院开设环境工程专业以来的一门重要专业基础课,实验课教学体系参照生物科学专业的微生物学实验,增加了部分与环境工程相关的内容。首先,以验证性实验为主,不能充分锻炼学生的思维能力和创新能力。如细菌芽孢染色实验,利用细菌芽孢壁厚和细胞质浓厚而不易着色的特点,采用着色力强的染色剂和用加热等手段促使芽孢着色,并利用复染的方法对比原细菌菌体和芽孢,这只是简单的验证了理论知识,类似的实验还包括革兰氏染色、荚膜染色等。其次,各实验之间没有必然的联系。整个学期实验课结束以后,特别是毕业论文时,学生往往记不住以前做过的实验名称、药品和操作步骤,更不用说应用整体思维去思考。
实验课程的教学方法是按照设定的教学计划,由实验教师帮助学生完成很大一部分准备工作,学生在课堂上则只须花费很少的时间,按照教师讲解以及实验手册上的步骤和注意事项进行操作。学生一般是到了教室才关注实验的内容,对实验原理、研究背景和其他相关知识知之甚少。在整个实验进行过程中,学生被动听课和操作,几乎没有时间去思考该实验过程的来龙去脉。因此,传统的教学方法虽然在一定程度上能让学生学到一定的实验技能,巩固部分理论知识,但容易造成学生对实验原理理解不透彻,实验操作按部就班,对实验一知半解。
实验结束后大多数学生往往书写几近统一的实验报告,有的学生不忠实于真实的实验结果,无论实验成功还是失败都不太注重原因的分析。实验的考核也仅凭一纸实验报告。因此,容易忽略对学生真实的实验能力包括整体思维、实验态度、实验技能和创新能力的考核。
由此可见,这种教学方法难以培养学生对实验的兴趣,无法调动学生的主动性和积极性,不能真正培养学生的创造精神和创造能力。在课时逐渐减少,知识不断更新,环境问题日益突出和生物技术不断发展的今天,如何巧妙的安排实验课程,以提高学生实验的主动性和积极性,激发学生开放性思维,培养学生灵活运用知识分析问题和解决问题的能力,是非常值得思考的问题。围绕这个问题,笔者基于环境工程微生物学理论课和实验课教学,对当前环境工程微生物学实验课改革进行了一些探讨,以期达到提高实验课教学效果的目的。
2环境微生物学实验课教学改革的新举措
2.1优化实验内容,构建环境微生物学实验课程知识体系
环境工程微生物学涵盖的实验内容丰富,大纲要求具有一定的深度和广度,由于环境工程微生物学和其他的课程存在交叉重叠,有的内容和其他的课程有所重复,所以必须在内容的选择上有所取舍[5]。微生物学的基础操作,能验证一些重要的理论知识,所以要让学生牢固掌握这方面的技能,包括培养基的制备、微生物的接种、培养和保存、微生物的染色实验和微生物的观察实验。还要让学生明白,这些技能服务于所有实验,贯穿于整个实验体系。综合性实验包括环境微生物生态学的实验方法和技术、环境微生物的监测与评价、污染物的微生物处理技术和方法,比如环境因素对环境微生物生长和死亡的影响、富营养化湖泊中微生物的多样性的监测、污染物的微生物降解等。在这些综合性试验中,学生能够不断强化微生物的基础知识,融会贯通,加深对学科前沿发展状况的了解,培养科研意识,并开拓视野。
2.2贴近生活,激发学生的兴趣
环境工程微生物学和实际生活联系非常紧密,在教学过程中注意缩小理论和实际的差距,培养学生应用知识关注现实和改善环境问题的能力,做到学以致用。在课程中通过白色污染、水体污染、大气污染、重金属污染、固体废弃物污染、甲型H1N1流感病毒和能源危机等现实社会环境问题的讲解,让学生意识到专业的重要性和肩负的责任;让学生了解生活中污染环境的微生物,比如学校食堂厨余中的微生物类群,酸奶里的微生物种类,发生霉变的食物中主要的微生物种类,腐败水果蔬菜中微生物种类,校园人工湖的微生态系统,教室和医院微生物菌群等,使知识融入到生活中,让生活中的现象点燃学生学习和探索知识的激情。
2.3关注前沿科技,培养学生对尖端技术的操作能力
随着物理、化学和工程技术的发展,大大推动了生物科技的发展,新成就如雨后春笋,层出不穷。在微观方面,生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质。以分子生物学为基础的生物技术促进了环境保护、农业、生态学和医学等各个领域的迅猛发展。在当代环境科学领域,DGGE和RFLP等技术已经成为研究环境中不可培养微生物有力的手段。可将一个班的同学分成4~6个小组,在老师的指导下,让各组同学独立设计,应用PCR-DGGE的方法研究污染河流不同河段的微生物区系,使学生接触前沿科学技术,并应用到解决环境问题中,能进一步把握微生物技术在环境工程领域发展的方向。这样的安排不仅使学生能掌握一些尖端技术的操作方法,也能增加学生的信息量,开拓学生的眼界,增加学习的兴趣。
2.4开设综合性实验,提高学生创新能力
环境工程微生物学实验课程的目的还在于学生能够利用自己掌握的基本实验技术,对于自己感兴趣的领域和课题独立自主地进行分析和研究,进一步提高学生的学习能力和科研能力。比如在综合实验阶段,本课题组开设极具环保和经济价值的“蟋蟀虫生真菌的分离鉴定和生长特性研究”综合性实验,学生试图通过学习的微生物分离鉴定技术去认识和研究这种真菌,从而为生物农药的开发奠定基础。这就使得学生在课后多做功课,查阅文献,展开调查研究,制定并提交实验方案。上课时学生分小组讨论,然后提出小组实验方案。教师可以使用提问的方法检查学生的方案,纠正错误。这种方法不仅能够大大提高学生做实验的积极性,而且能够让学生变成自主的研究型学习。通过学生查阅文献,在相互讨论和交流的过程中,学生除了提高文化知识,还能促进团队合作,促进沟通能力和创新能力的形成。另外,这种互动也能促进教师更加积极的备课。因而形成一种师生共同进步的良性循环。
2.5灵活制定考核机制,做好实验现场指导
实验课程的分数比重应该增大到30%,这样可以避免学生只会死记硬背,而不注重动手能力的培养。在实验过程中,进行现场指导,当场考核,不仅要看实验报告,更要依据出勤、现场实验操作和实验结果综合考核。比如除指导教师外,应有专门实验人员发放实验器材,进行出勤登记并纳入考核,占实验课成绩的10%。从制度上引起学生对实验课的重视。实验过程中,规范的操作和可靠的结果是考核的重点,各占实验课成绩的30%。对于实验报告,占实验课成绩的30%。应要求学生对实验过程和结果进行详细记录和分析,比如哪些操作步骤没有做好,或者在实验过程中容易出现什么问题,如何避免等,从而让学生养成一个善于分析问题和总结问题的好习惯。对于实验报告中的结果,要实事求是,严格杜绝相互抄袭现象。
在实验指导现场,对态度认真、操作规范的学生及时表扬,并号召其他学生观摩或欣赏,起到模范带头作用。有些操作较为繁琐的实验,个别学生总是失误,会产生厌烦心理,比如芽孢染色,要加以启发性的引导,帮助其顺利完成实验。由于学生经验不足,实验过程难免会有失误,实验结果有时不尽相同甚至会大相径庭。在这种情况下,不要急于批评学生,而要分析问题,找到原因。比如做细菌接种练习,一个班上总有1~2个学生平板上什么都没有长出来,这时候要鼓励学生勇于承认实验失误,还要让其回忆,实验失败是由于没有划线还是接了菌种以后再在火焰上灼烧而将微生物烧死。这样学生有深刻的印象,以后的操作也就不容易出现类似错误。有时候学生的失误,可能会出现一些意想不到的结果,这时候更要进行分析,帮助学生拓展思维。
3实施改革后取得的效果与思考
这些改革措施的实施,使学生做实验更加主动和用心,大大减少了盲目操作的现象,提高了综合运用知识、分析和解决问题的能力,培养了严谨、钻研、科学的学风。在新的课程改革实施后,95%以上的学生认为微生物学和生活联系非常紧密。部分本科生已经参与到一些教师的科学研究中去,有的学生还能够设计完整的实验进程,或通过合作完成一些小型课题。同时,实验课程改革也对实验课教师提出了新的要求,使教师不断学习新的实验课程管理理念,不断开发新的研究课题,同环境工程微生物学的发展同步。在以后的教学过程中,还要不断探索,以取得更好的成效。
4参考文献
[1] 解秋菊,张春云,闫培生. 微生物学实验课教学改革与实践[J].实验室科学,2009(1):54-56.
[2] 辜运富,陈强,张小平,等.强化基础,拓展应用,构建农业院校学课程新体系[J].微生物学通报,2009,36(11):1772-1776.
[3] 刘桂香,李冬霞.食品微生物检验实验课教学改革的研究及实践[J].农产品加工·学刊,2009(6):123-124.
关键词:微生物学;课堂教学;改革
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0180-02
微生物学是生物制药、生物工程和环境工程等许多专业的基础必修课[1,2],尤其是对生物工程专业的学生更是重中之重的课程。通过微生物学的教学,使学生掌握常见微生物(细菌为主)的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律,并为后续的发酵工程、环境生物工程等课程提供必要的知识基础。同时,微生物学也是一门综合性的课程,在本课程的学习中,学生也会继续复习和巩固生物化学、生理学、细胞生物学等知识,同时力求在专业英语、科技写作等科研能力上取得进步。
一、目前微生物课堂教学存在的问题
目前微生物学理论教学主要依靠多媒体进行教学,实验课主要在微生物实验室进行。教师主要借助于多媒体课件进行知识的讲授。使用多媒体教学具有能创造良好的直观效果、形象生动、增加信息量等好处[3,4],但也存在一定弊端,易产生以下问题[5]:
1.照本宣科,忽略了学生的主体地位。有的教师将教材内容拷贝到幻灯片上,然后照着读一遍,很少拓展,学生只能被动接受。课堂教学成了录像放映课,讲完就下课,使学生的主观能动性大大降低。尽管讲课的教师非常辛苦,讲得口干舌躁,但由于严重忽略了学生的主体的发挥,效果欠佳。
2.信息量不足。过于追求课件的包装形式,而忽视了课件的实质性内容。过多的图像、视频、音频做到课件里,生动性、形象性似乎提高了,但教学的主题却模糊了,重点难以体现[3]。有些教师整整一堂课在讲与教学目标无关的趣闻轶事,甚至大侃NBA、娱乐新闻等,学生听得津津有味,倍感愉悦,但学生没有学到有用的知识,在今后的毕业论文实验、考研、求职、工作中会遭遇挫折感。
3.师生互动性较差。多媒体课件的运用,虽相对传统教学方式有其特定的优势,但也受到了诸多条件的限制。首先是授课教师减少了在传统教学中展示人格魅力的机会。学生大部分时间都在被动接受知识,无法与教师进行很好地交流,缺少教师与学生之间的教学互动,即使有问题也只能课后再问或没有机会获得教师指导,就无法发挥学生的主动性、创造性。
4.课件套用、抄袭现象严重。教师由于对多媒体制作的不熟悉,而且工作量也比较大,干脆就直接从网下下载别人的多媒体课件,略加修改,甚至不加修改就直接套用,由于不同的教师在讲课风格、讲课思路、知识面等存在差异,致使套用课件授课效果往往不能保证。有些教师的教案、讲义和课件多年不换,不注意最新知识和信息的更新。
二、课堂教学组织改革措施
针对上述问题,应在课堂教学组织上下功夫,提高师生互动性,让学生有展示的机会;及时更新课件内容,适当增加有效信息量;借鉴其他课程,分组分层次学习,因材施教[6];提高学生的学习主动性和科研兴趣。具体改革措施如下:教学手段。主要为多媒体教学。结合板书[7]、教师讲解等。课堂教学组织。按照实施前进行的测验成绩划分为6个小组,指定组长,学习委员兼任一个小组的组长,理论课每次2节课,每节课教师讲授30min,小组讨论5min,学生展示10min。学生展示的材料在必要时,可以整理成科普文章投稿。作业也分组提交即可。采用竞赛制,选出优胜小组1~2个,给予一定的奖励,计入平时成绩。学习委员的职责是协助教师任命组长,协助教师完成各项任务;兼任一个小组的组长。组长的职责是搜集预习时的问题;整个学期至少推荐3~4个学生展示项目;推举参与科研训练的学生骨干1~2人;整理和提交需要以小组为单位提交的作业;在各项展示和参与中起带头表率作用等。教师职责是认真备课,尤其注意随时更新课件内容和追踪研究热点;讲授基本原理和知识点;在课堂上对学生的疑问给予详细解答;课下负责指导学生的PPT制作、科普论文的修改和投稿;建立课程QQ群[8,9],加强师生互动;对学生骨干,除认真带好实验课外,组织参与教师的科研项目,让其接受较系统的科研训练,科研软件的学习也非常重要[10],除实验方法外,还应加强科研软件的辅导,以使其科研能力得到迅速提升,从而有所突破。
课堂教学效果考核。考核是检验课堂教学效果的重要手段之一[11]。在考核方式上也要进行改革。考核可分为平时考核与期末考核两部分。平时考核包括课堂提问、自我展示等。期末考核包括教师考核,以抽查的方式对部分学生进行理论考核和期末理论考试。以及督导组或教务人员考核,即随机抽查20%左右的同学关于微生物学理论课大纲指定需掌握的内容。形式为笔试或现场提问。通过以上的课堂教学组织,会大大提高教学效果,从而为培养新型应用型人才奠定坚定的专业基础。
参考文献:
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关键词:高职教育 药物微生物学 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(b)-0038-01
药物微生物学不仅是生物制药技术专业的基础课程,也是主干课程。如何掌握好这门课程,为同学们日后走向药学事业创造契机,也是我们每一位教学工作者所面临的挑战。由于传统的教学方式和教学内容已不能适应新世纪对人才培养的要求。为突出高职教育特点,笔者结合多年的教学经验,对药物微生物学教学进行了初步的改革与探索,取得较好的效果。
1 选用合适的并且实用的课改教材
目前各种版本、各个出版社的药物微生物的课改教材,种类繁多,各有其特点,由于我校是高职院校,因此,在选用教材时要着实考虑到学生的学习基础和学习能力,以及企业对学生的能力要求来选定教材,合适的教材对提高学生的实践能力是非常有必要的。加强校企合作课程体系的开发,学校、企业与社会等多元合作,针对岗位需要,切合区域特点、融入行业标准,开发针对岗位能力的应用型教材。
2 密切结合生物制药技术专业的特点,优化教学内容
在知识传授过程中,我们始终贯彻从专业入手的教学指导思想,力求把本学科的知识内容与药学密切结合起来。高职教育的两个重要的特点就是降低基础理论的难度和密切与实践相联系。药物微生物学作为专业核心课程,学时数占生物制药技术专业课内总学时的15%左右。药物微生物学的教学,应自始至终贯彻基础知识―实验方法―实践应用这条主线,包括理论、实验及实训教学。通过这条主线,促进了学生对所学知识的前后联系,加深了学生对课程内容全面系统的理解和掌握。培养学生对药物微生物的研究、生产、开发的能力、基本理论与基本技能,并且能够系统地认识该领域涵盖的内容和发展方向。也学到了抗微生物药的临床应用,为后续课程的学习奠定了基础。
生物制药技术专业课程体系中,《药物微生物学》与《免疫学》《抗生素工艺学》《现酵技术》《生物制药工艺学》等多门课程相互渗透,相互联系。教师应该深刻研究所授教材的,注重学科间的交流,并能根据实际情况调整教学内容,以免造成重复教学,浪费人力物力。
3 大胆尝试教学方法,采用多元化教学手段
在对课程进行设置时,我们尽可能的采用多元化授课,并按建构主义教学的理念设置教学情景,实现了教师讲授、课堂讨论、学术讲座和学生自主学习这四者的有效结合,充分体现了教、学、做一体化。
结合生物制药技术专业的特点,根据教学目标,教学内容,将项目导向教学法、问题教学法、案例法、示范法等多种教学方法灵活运用。
教学方法与手段的形式因地因时有多种变化。常用的形式有:讨论式、启发式、演示式、合作式、体验式、提问式、创意式等。但随着教学改革的深入和现代化技术的普遍运用,又增添了观摩课教学、多媒体课件辅助教学、网络资料结合教学、现场优质课教学、互动创新式教学方式。
在课程学习中,以典型药物、核心技术为主线,实施课程教学,以生产过程、生产成果为评价标准,开展课程考核方法改革为核心的课程改革;还组织学生到企业参观,承担企业派发的外包任务,真实体验和参与生产。也可以结合学生将来的岗位职责,在实施教学时采用项目导向或行为导向进行教学。这就给我们提出了几点要求:学生的学,不能仅仅停留在知识的掌握上:教师的教,也不能仅仅局限于对知识的传授:教学的重点应该放在对学生实践动手能力的培养和职业素质的培养上。由此可知,教师的任务就不仅仅停留在“传道、解惑、授业”的层面上了。
4 强化实践教学环节,提高学生的综合素质
实践教学之目的是优化学生的素质结构、能力结构和知识结构,培养学生获取知识、应用知识和创新知识的能力。对于应用性和实践性很强的药用微生物学课程,实践教学环节显得尤为重要。
4.1 校内实训基地的建设
药物微生物学是一门实践性很强的学科,应该将理论与实践紧密的联系在一起。为了满足专业培养目标的要求,我们将药物微生物学课程的理论与实践教学的学时控制在几乎接近1∶1。药物微生物学实验室是实验设施比较完备。在实验课的讲授过程中,我们安排了大量的基本操作技能,如显微操作技术、染色技术、无菌操作技术、培养基配制及灭菌技术、分离和接种技术、培养技术等等。实训的教学过程中,重点是安排综合应用性比较强的实验,比如,口服药物中细菌、霉菌及酵母菌总数及大肠杆菌的检验。另外,我们的实验室也实施了对外开放的方法,配备专业教师进行指导,让学生在课余时间开展实验技能比赛。这一举措得到了学校和家长的认可,受到了学生普遍欢迎,切实增强了学生的实践操作能力。通过实践实训教学,增强了学生对基础理论知识的理解,培养了学生职业技能,为学生今后顺利就业奠定了技能基础。
4.2 校外实训基地的建设
学院还与多家企业建立了长期合作关系,在企业参与下,以提高学生的学习兴趣、主动性、积极性,培养学生掌握药物微生物学的实际动手能力、创新能力和社会适应能力为目的,构建以工作过程为导向的课程体系;推行任务驱动、项目导向的教学模式;借助企业,探索理论与实践一体化的实训教学模式。
通过校内和校外实训基地的结合,可以完善生物制药专业工学结合人才培养模式。培养从事药品行业、药品企业生产管理和药物产品营销、检验等职业岗位工作,具有良好职业道德和职业能力,心身健康和具有发展潜力的一线专门技术应用人才。
参考文献
关键词: 医学与生物类专业 微生物学教学 教学内容 教学方法
随着现代科学技术的迅速发展,微生物学与生产实践的关系日益密切,其基础理论和研究已广泛应用于工业、农业、医学、环境保护等领域。在生物类与医学类兼容的高等医学院校,微生物学是公共的基础课程,也是一门理论和实践相结合的主干课程。我们有必要根据各专业的特点,结合不同学科的发展趋势,将微生物学的教学内容进行优化重组,即针对不同专业的特点组织相关教学内容,优化教学体系,制定适合不同专业的教学大纲,建立系统而完善的教改体系对培养具有专业特色的优秀人才有重要的意义。
1.树立“以人为本”的教育理念
微生物学教学应紧跟时展的步伐,满足社会发展的需求,以科学发展观指导教学。科学发展观的核心是以人为本,因此“以人为本”的教育理念应是高等教育和谐发展的指导思想,坚持以学生为主体的原则,以学生的需求和人才发展方向作为教学工作的基本点,以培养出更多符合社会发展需求的创新型专业技术人才。
为打造契合课程建设的新教学模式,微生物学教学应遵循素质教育理念,注重发挥学生的自主性和能动性。“以学生为本”的观念要求教师确立新的教学方式、明确新的教学关系和教学内容,从而使教学活动富有创造性,实现“教师的教”是为了“学生的学”,培养学生的科研兴趣、创新意识、探索精神、合作态度、研究能力等多方面的素质,实现促进学生全面发展的目标[1]。
2.优化重组微生物教学内容
微生物学具有内容繁杂、容易混淆、比较枯燥的特点,不利于理解和记忆,如何提高学生的学习兴趣,让他们积极地参与到教学活动中,成为提高教学质量的首要问题。教师可以通过探讨学科与人类的关系,激发学生的探索欲。例如讲解SARS、艾滋病毒、甲型H1N1流感等案例;列举啤酒、白酒、葡萄酒等发酵饮用酒,金针菇、鸡腿菇、香菇和平菇等食用菌的营养价值,各类抗生素、疫苗等微生物制品,让学生感到利用好微生物这把“双刃剑”为人类造福的重要性[2]。
微生物学课程的调整要以专业设置的培养目标为准则,体现统一要求和个性发展相结合的原则,明确学生必须掌握的基本理论、基本知识和基本技能,将其作为各专业学生必须学习掌握的共同内容。如微生物基础部分,主讲其形态结构、生理、遗传与变异、感染与免疫等。同时介绍富有专业特色的微生物知识。如对生物类专业,应把生活、生产中与微生物有密切联系的实例引入课堂,如酿制和发酵产业等,同时将微生物学知识与目前领域前沿的技术和研究热点联系起来。对医学专业,可将临床病原学引入课堂讨论,变“以菌说病”为“以病说菌”。
根据不同专业的特色,实验课内容也要相应调整,传统的实验内容通常为基本操作技术。在此基础上,可以结合专业特点增加不同的设计性和综合性实验。对生物类专业,侧重理论与实践相结合,如酸奶和泡菜的制作,食用菌栽培管理等。对医学专业,侧重针对传染性病原微生物的快速诊断、病原体的消毒灭菌和疫情控制[3]。
通过对课程体系的优化重组,不同专业的学生能够掌握微生物学的基本理论,充分体现出微生物学基础课程的“专业化”特色。
3.改革教学方法
微生物学内容繁杂,知识量大,传统的“填鸭式”教学效果不理想,造成学生依赖性强,积极性不高等问题,为了提高教学质量,培养创新型人才,可采用课堂对比式、启发式、研讨式、角色转换式等教学方法。
(1)PBL(problem-based learning)教学
PBL教学法,即在课堂教学中推行以问题为基础的讨论式、启发式教学。例如,在讲授细菌遗传变异时,提出为什么肺炎链球菌在培养过程中会发生荚膜丢失的现象,继而引出可遗传性变异和非遗传性变异,阐述其分子机制[4]。这种提出问题的方式,会激活学生的思维,促使学生主动分析和思考问题,启发学生寻找知识间的内在联系。
(2)CAI课件组织教学
多媒体辅助教学(CAI)是一种新型的教学方式,能集图、文、声、像于一体,把知识内容形象、生动地展示给学生。微生物学这门课程是以肉眼看不到摸不着的微小生物为研究对象,其形态结构仅靠文字讲解非常抽象,学生难以理解,多媒体辅助教学能提供大量直观的图片,形象地显示各类微生物的超微形态结构,使学生对各类微生物有一个直观、感性的认识,增强记忆。如讲授“微生物形态、结构和功能”时,将细菌、放线菌、霉菌和酵母菌四种不同微生物在固体平板上的菌落形态做成图片并进行对比教学,让学生辨别它们的异同,加深学生对原核和真核微生物区别的理解和记忆,使课堂教学形象化,有助于提高教学效率。
(3)角色转换式教学
在微生物学常规教学中,多是老师讲、学生听,课堂上能真正消化知识的学生不多。针对某些章节,可采用角色转换式教学法,即学生上台讲,老师听课与纠正。如“常见的病原菌”讲解,把学生分成小组,每组同学承担一种类型的病原菌讲解,自制课件。在整个教学过程中,学生轻而易举地掌握了知识,还培养了互相交流与合作的团队精神。
(4)对比式教学
微生物学内容丰富、概念较多,研究对象类群庞大、形体微小,在教学过程中,教师要善于对易混淆的内容进行对比式讲解,使知识点层次清晰分明,加深学生理解与记忆。例如,通过“原核生物与真核生物结构对比”、“代谢类型对比”、“生理特性对比”等[2],有利于学生区分概念,抓住重点,使概念明晰化、理论广延化、点状知识连续化、平面知识立体化。
(5)案例教学
在讲授微生物基本原理和知识点的同时,要找出与临床学科与日常生活密切联系的实例应用。如针对医学专业,将病原微生物的致病性和诊防措施有机融合,提高学生临床个案分析能力。赵林静等[5]围绕大肠杆菌的教学内容,将毒黄瓜事件的有关资料进行选择和整合,系统性地将出血性大肠杆菌的生物学特性、防治原则等有机联系起来,以激发学生的求知欲,达到学以致用的目的。
4.理论联系实际
微生物学本身是一门应用性很强的课程,涉及抗生素、酶制剂、发酵食品与调味品的生产,以及垃圾处理等环保方面,所以我们要合理运用“产、学、研”教育模式,加强校际、校企、校所间的合作,充分利用各类资源,根据专业特点提供不同实习基地,组织学生亲自到工厂企业第一线,充分了解企业和工厂的需求及微生物产业化的趋势。可设置室外实验课,组织学生到食用菌生产基地参观学习,义务帮忙,通过亲身实践,巩固微生物知识。在学校附近进行预防流感、肝炎、艾滋病、肺结核等诊防的科普宣传;到制药厂了解微生物检测的流程,到药检所了解药物质量监督和管理。同时积极引导学生参与教师的科研活动,申报科研立项,参加大学生科技创新活动、全国大学生“挑战杯”课外学术竞赛等,激发学生自主学习的热情,提高学生的知识应用能力,做到理论与实践相结合。
5.结论
微生物学作为一门生命科学基础性课程,是生物研究技术人员必备的知识。理论知识的掌握和实验的探究是其学习的基本方法,理论和实验相辅相成,相互补充。为了激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,提高不同专业学生的整体素质,教师应该不断提高自身素质,了解最新研究热点,在理论和实验教学方面进行改革和创新,不断提高微生物学教学质量,使学生成为符合社会需求的创新型人才。
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[关键词] 大专生;医学微生物学;教学改革
[中图分类号] R-05 [文献标识码] B [文章编号] 1674-4721(2011)01(b)-115-02
Practice in the reform of medical microbiology to junior college students
DOU Huijuan, LIU Xinsheng, LI Linke, SUN Lianhai
(Luohe Medical College, Henan Province, Luohe462002,China)
[Abstract] To make the junior college students learn medical microbiology better, we reform in the learning content, methods and testing tactics. The result shows it really enhance the students' capacity to acquire knowledge and learning interesting. It also can lighten students' load burden on psychology.
[Key words] Junior college students; Medical microbiology; Reform in education
病原生物与免疫学是大专医学专业学生的一门专业基础课程,其中医学微生物学部分主要研究与医学相关的病原微生物的生物学性状、致病性与免疫性、微生物学检查等多个方面内容,因其研究范围广、发展速度快,并与多学科紧密联系,内容丰富,机制复杂,尤其对基础薄弱的大专学生而言,学起来相当吃力。再加上现在的课程体系改革,学时压缩,更增加了学生学习的难度[1],针对这种实情,教研室在2009~2010年度对该课程在教学内容、教学方法及考核方法上进行了改革,现对其改革内容、取得的成效及实施中出现的问题做一总结。
1改革方向
1.1优化教学内容
近年来,随着招生规模的扩大,专业不断增多[2](本校现有临床医学、护理学、医学检验、口腔医学、药学、康复治疗技术、医疗美容技术等),每个专业的具体培养目标不同。因此,按照学校的工作部署,教研室根据专业培养目标,优化了课程体系,对不同专业制定出不同的课程标准。任课教师在教学工作中,要参照课程标准调整相应的教学内容,这样更有利于培养具有专业特色的医学人才。
另外,医学微生物学发展很快,内容多、课时少的矛盾日益突出[3]。拿本校为例,病原生物与免疫学整个课时除临床专业为64学时外,护理、口腔医学、药学均为52学时,这就要求教师必须认真钻研教材,广泛阅读相关参考书,对教材内容进行精简,突出重点、难点, 精心组织教学,才能在规定时间内高质量完成教学内容。对于有疫苗预防的、不常发病的病原体要少讲或不讲,如脊髓灰质炎病毒、白喉杆菌、百日咳鲍特菌、埃博拉病毒等这些内容,而对于常见病、无疫苗可预防或预防效果不好、新发病的病原体要重点讲述[4],如病原性球菌、肠道杆菌、结核分枝杆菌、流感病毒、乙肝病毒等内容。
1.2 多种教学方法并用,注重学生学习能力的培养
医学微生物学内容被安排在新生入学后第二学期,大多数学生尚未掌握正确的大学课程学习方法,学会使用图书馆文献和网络资源的更是寥寥无几,从而极大影响了教学效果和学生对学科新进展的掌握。而且,学生“实用主义”思想严重,他们认为“有用”的知识才值得学习,这在一定程度上对传统的教学模式和教学思路提出了挑战。虽然该课程内容具有很强的实验性和应用性的特点,但因为内容点多面广、易懂不易记,加之传统教学法相对枯燥单一,极易造成学生学习兴趣下降,学习效果欠佳。所以,在医学微生物学总论部分授课时,除了多举例、多进行比较外,由于教学内容的限制,教师基本上还沿用传统的讲授式教学方法。而在各论部分授课时,由于和临床病例联系比较密切,教师改以前的“以菌说病”为“以病说菌”[5],以融合临床实景和多学科内容的临床病例为切入点,适度导入以问题为基础的PBL教学法,引导学生研究教材、分析病例,启发其思考,发动学生充分利用图书馆和网络资源,广泛进行病例讨论,探讨解决问题的方案,最后教师再进行总结点评。
另外,教师在整个教学过程中,也要注重教给学生一些合适的学习、记忆方法。如启发学生进行归纳总结,加强前后内容之间的联系,比较各种微生物之间的异同点。学完微生物各论后,可提问学生:引起化脓性感染的微生物有哪些?引起人畜共患病的微生物有哪些?引起性病的微生物有哪些?不进入血流的微生物有哪些?能产生芽胞的微生物有哪些?产生肠毒素的微生物有哪些?在讲到病毒时,要启发学生和前面学过的细菌的生物学形状、致病机制进行比较,这样才会使前后内容融会贯通,条理清楚,才不会学了后面忘了前面。
1.3考核方法
传统教学模式的特点,决定了在过去的考试中,大多采用期末一次考试的方法,而且内容侧重于理论知识的考核,很容易诱导学生死记硬背,导致学生仅简单地复习重、难点内容和提纲笔记等,而并没有真正掌握知识,更谈不上灵活运用知识,结果“考完就忘,学完就丢”的现象屡见不鲜,从根本上违背了课程教学的宗旨。为适应教学改革的需要,现在教研室重视学生能力考核,适度提高其所占比例。首先,在课堂讨论阶段,教师会根据学生小组讨论和班级辩论的情况,给出病例讨论成绩。其次,为了加强学生的素质培养,在期末考试中,在保证基本知识点考核的基础上,更加侧重于灵活多变的多项选择题和病例分析题。评价体系的多样性和机动性,提高了考核的可信度和区分度,避免了学生死读书和投机取巧的现象,在一定程度上促进了教学改革的实施,从而更加有力地推动了学生素质教育。
2 实施效果
2.1 学生的心理负担大大减轻
医学微生物学部分内容包括微生物学总论和各论,总论涉及微生物的大小、形态、结构、理化性状、生长繁殖、新陈代谢、遗传变异、致病性等内容,各论中囊括了所有致病性的细菌,章节很多,学生学起来心理负担较重,通过教师对内容的合理的选取,使学生卸下了心理包袱,能够以一种轻松的心理状态、有重点地学习。
2.2 学生学习的动力和兴趣大大提高
课程标准的制定和实施,使授课内容更贴近同学们的专业,使同学们感受到学有所用,自然就增加了学习的动力。另外,PBL教学方法使枯燥无味的理论讲授变成教师与学生共同参与的生动愉快的教学过程。改变了过去一贯以教师为中心的大量课堂灌输,使学生变被动接受为主动学习,大大提高了学生的学习兴趣。而且,一些较难记、较难理解的内容教师辅以学习方法,解决了学生学习上的困难,使有些学生摆脱了“想学学不会”的困境,自然就愿意学习。
2.3 学生学习能力得到了很大的提高
在各论内容学习中,PBL教学方法的使用,引导或迫使学生积极上网或去图书馆资料室查阅资料,同学之间相互讨论,通过创造良好的教学氛围去引导学生自己去发现问题、解决问题到主动完成学习。它不仅传授了基础理论知识,而且理解了应用实例,培养了学生分析问题和解决问题的能力。
3 目前存在问题
3.1 教师角色转换
PBL教学法的应用要求教师转换角色,即由领导者和“场内队长”,转变为组织者、促进者和引导者,即“场外教练”。这就要求教师在精通学科理论知识的同时,在教学思路和教学技巧上提高自身水平,改变传统教学过程中教师单向讲解的模式,与学生共同探讨和辩论,引导学生的讨论方向,控制学生的争论强度[6]。同时,教师还应该对整个教学活动进行有效的调控,使学生活动不偏离教学目标,并对活动进行评价。这点教师在刚开始实施PBL教学时可能还有不完善的地方,需要逐步提高。
3.2 学生以前未接触过临床相关问题
由于该课程的开课时间为第一学年第二学期,PBL教学工作中遇到的很多和临床相关的问题学生还没有接触到,自然给案例的选择和设计带来困难,教师要尽量挑选一些典型、学生容易接受的问题来给学生讨论。
3.3 教师考核主观性大
医学微生物学考试成绩直接关系着学生的奖学金和评优、评先事宜,所以学生非常关注考试结果。改革后教师考核的主观性大大增加,如果教师把握不好,很容易引起学生不满。这就要求教师一定要做到客观、公正。
[参考文献]
[1]郭娜.从青年教师角度谈高职学生医学微生物学教学的体会[J].医学信息,2009,22(8):1443-1444.
[2]杨春.对四个不同专业微生物学课程体系“专业化”的改革[J].医学教育探索,2009,8(6):619-621.
[3]侯小琼.浅谈如何提高医学微生物学的教学效果[J].广西医科大学学报,2006,23:93-94.
[4]文金生.医学微生物学与免疫学理论教学改革初探[J].检验医学教育,2008,15(4):31-32.
[5]刘丽.提高医学微生物学教学质量的几点尝试[J].中国伤残医学,2010, 18(1):142-144.
关键词 农业微生物学;实验教学;实验设计;实验考核;改革措施
中图分类号 G642.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)18-0291-01
Abstract Agricultural microbiology is an important specialized basic course for agronomy class students,which focused on the experimental practice and operation technology. According to students of different professional background,carry out innovation experiment teaching for improving the efficiency of experiment teaching and the quality is extremely essential. In the current study,reform of experimental teaching contents design and examination mode innovation were discussed,which will provide the necessary theoretical guidance for the agricultural microbiology experimental teaching.
Key words agriculture microbiology;experimental teaching;experimental design;experimental assessment;reform measures
农业微生物学是微生物学的一门分支学科,主要研究农业生产中常见的微生物种类、特征、研究方法及应用等内容,是黑龙江八一农垦大学农学院重要的专业基础课之一,通过讲授和实验课学习,使学生掌握农业微生物学的研究内容、基本理论知识和基本操作技术,让学生从学习和实验过程中理解微生物的特点、培养、分类、代谢、遗传、生理生态及其在农业科技领域的应用情况。农业微生物学是一门实验性较强的学科,它具有一套独特的实验方法和操作技术,其中显微镜观察、无菌操作、纯种分离和培养是该学科的4项基本技术[1-2]。农业微生物学实验是微生物学的重要组成部分,是培养学生理论联系实际、提高学生动手能力、创新意识和创新能力的重要实践环节[3]。传统的微生物学实验课虽一定程度上锻炼了学生的动手能力,但实验课程安排不连贯、验证性实验过多、学生进入实验室更多的是按实验步骤机械地重复操作,不能充分发挥学生在试验设计、试验创新等方面的积极性,不能很好地锻炼学生主动思考问题的能力[4]。
经过多年的教学实践,针对农业微生物学实验课程设计没有兼顾不同专业背景,没有充分挖掘学生提出问题、思考问题、解决问题的能力等问题,笔者提出了以重点培养学生设计实验、分析实验结果的综合实验能力为目标的基本教学改革思路,并以目标为导向,对现有实验教学内容及考察方式进行了改革。
1 实验内容设置改革
针对不同专业背景的人才培养计划和农业微生物学课程的教学大纲及重难点,灵活地进行各项内容设置及考察方式改革,具体做法如下。
1.1 实验内容的差异化
针对不同专业背景的学生,实验内容应尽可能贴近该专业学生的专业知识和专业需求,删除与专业需求不符合的实验内容,突出实验课程的针对性、实用性,这样有助于提升实验教学的效果,也有利于学生提高对实验内容的兴趣,更是为学生继续攻读硕士、博士学位打下坚实的专业操作基础。针对不同专业,实验内容的设计应该具备连续性,通过几个主题把该专业最常用的实验技术生动地传授给学生。如针对植物保护专业的学生,实验内容设置可从常规的微生物组织分离、稀释纯化、菌种保存等开始,教会学生几种常用的获得植物病原微生物的分离培养方法,同时获得的纯培养微生物可作为后续实验的实验材料,这一过程中可以借助显微镜让学生对微生物的基本特点有一个直观的认知。
1.2 实验课时间设置的灵活化
在现行的教学方案中,基本是在理论课时完成后才开始实验教学。其弊端在于理论与实践之间时间跨度过大,学生容易忘记相关的重要内容。如能在课堂教学的过程中,根据需要实时地进行实验实践学习,可最大程度地把理论知识点与实践相结合,获得更佳的学习效果。此外,理论学习是一个相对枯燥的记忆过程,虽然课堂上有多媒体课件等影像资料辅助,但远不及在掌握理论知识的同时进行相关的实践掌握得牢靠。
2 实验教学方法的改革
微生物学实验技术已涉及生命科学领域的各个研究方向,微生物学实验是一门实用性极强的学科。为使学生更好地掌握实验原理、实验方法及正确地解读实验结果,应该从以下几方面进行相应的加强。
2.1 注重实验原理的讲解
作为一门实践性极强的学科,微生物学实验过程中应该让学生充分理解实验每个步骤的原理及有可能出现的结果。如革兰氏染色实验中,教师在实验进行前应该再一次对革兰氏染色的技术原理进行解释,并在实验过程中及时讲解染色过程的变化及其原理,认真指导、帮助学生很好地分析自己实验结果的正确性,让学生尝试分析出现假阳性和假阴性的问题所在,并尝试让学生自己提出可能的解决方案,激发学生对实验结果的思考和兴趣。
2.2 培养学生设计实验的兴趣和能力
课堂理论学习时,如该部分内容是实验教学的重点,教师可以通过自己的科研实践或文献,重点讲解实验设计的来龙去脉,即从为什么要做该部分实验、怎样做实验以及怎样分析实验结果等方面进行剖析,并将学生分成若干小组,给每个小组布置实验设计作业,并在课堂上留出必要的时间对学生的实验设计予以点评。这样可最大程度地调动学生对实验的积极性,并在实验设计过程中锻炼学生的团队协作、文献查阅、问题归纳和问题解决能力,丰富课堂教学内容的同时也为实验教学打下了必要的前期基础。设计性实验中学生发挥的空间大,比较自由,这样可以提高学生学习兴趣,激发学生的主动性、积极性和创造性,有利于创新人才的培养[5]。
3 实验考核方式的改革
3.1 优化实验课的成绩组成
成绩由4个部分组成:一是实验课出勤及有无迟到、早退现象;二是实验方案设计(每个小组4~6人提交实验方案1份,并标注每个人在实验方案中的设计内容);三是实验成绩,包括动手能力、实验结果分析能力;四是实验表现,包括实验记录的规范性,是否存在玩手机、说话等与实验无关的现象等。
3.2 考察方式标准化
实验考察考核是实验教学工作的重要环节,是评价教师教学效果和学生学习效果的最直接方法。为适应实验内容和教学方法的改革,实验课程的考察方式也需要作出相应的调整。在满足出勤的情况下,重点考察学生在实验方案设计方面的能力。实验方案设计是实验教学的重点,也是难点,只有在实验设计完善、实验方法合理、技术方案可行的前提下,实验才能够顺利进行。因此,实验方案设计应占整个实验成绩的50%,并依据实验方案的可行性、查阅文献的权威性和实效性给予相应的得分依据,有得分点即可获得相应分数,避免主观评判对成绩的影响。
此外,除实验方案外,重点考察学生对实验结果的分析能力以及实验记录的规范性。生命科学相关实验,因实验对象的多样性及对环境条件要求的特殊性,其实验结果往往存在很多的不确定性,学生对于实验结果的分析能力是掌握微生物实验实践的关键。针对不同的实验结果,给出合理的解释,并可以通过查阅实验记录找到问题可能出现的原因,养成严谨的科学实验态度,该部分应占实验总成绩的40%。其余10%的成绩主要依据动手能力、课堂纪律等方面,动手能力占本部分的6%,因为动手能力强的情况下,学生不自觉地会沉浸到实验操作的乐趣中,课堂纪律自然也就无需过于关注。
4 结语
综上所述,为更好地将农业微生物学的相关理论知识和实践传授给学生,应该从学生不同的专业背景出发,有针对性地设置实验内容,在完成教学任务的前提下,为学生后续发展奠定基础。在实验内容差异化的背景下,应注重提升学生在实验方案设计、实验结果分析等方面的能力,培养学生查阅文献、分析文献并从文献中获得分析实验结果的能力,进而激发学生自主学习的热情和创造热情,最终培养他们的创新能力。
5 参考文献
[1] 邓百万,陈文强,彭浩,等.基于能力培养的微生物实验教学手段与方法的改革研究[J].实验技术与管理,2011,28(2):7-10.
[2] 赵斌,何绍江.微生物学实验[M].北京:科学出版社,2002:38-139.
[3] 施宠,黄炜,黄常福,等.《农业微生物学》教学改革探讨[J].课程教育研究,2014(8):223.