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關于環境工程微生物學實驗教學變革實踐的特性的論文

實驗教學是貫徹理論聯系實際教學原則的重要而有效的手段(教學方式)。實踐是認識的先導，又是檢驗認識的標準。通過實驗教學，使中學生更好地接受理論知識，并鞏固和加深對理論知識的理解和把握m。環境微生物學是一門技術性很強的實驗學科，其實驗技術在學科發展中搶占著突出的位置。作為環境工程專業的專業基礎選修課。“環境工程微生物學”是生命科學和環境科學與工程的交叉學科，具有極強的實踐性和應用性。環境工程微生物學實驗課是理論課的延展，實驗教學是加深中學生對理論知識的理解，培養中學生實踐技能，增強中學生獨立操作能力、分析問題和解決問題能力的—個重要環節。為此，強化環境工程微生物學實驗教學的變革研究，對中學生把握基本實驗技能，深刻理解微生物在污染整治中的作用，把握環境中微生物污染調查的技術和技巧，提升中學生的專業素養及培養創新人才等方面都具有十分重要的意義。

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我校自1998年開始面向全省招收環境工程專業的大專生，為了適應環境工程專業舉辦了環境微生物實驗課教學，近些年來我們對環境工程微生物的實驗教學進行了變革探求，目的是進一步提升環境工程微生物學實驗教學效率，培養具備理論知識扎實、動手能力強的學院結業生。

1實驗教學變革

l.1實驗課程的設置

環境工程微生物學實驗2001-2006年之間是環境工程微生物學課程(36學時)的一部份，占其中的4學時，實驗項目2個。實驗內容較少，教學方法單中學生缺少足夠的實驗訓練，不能充分把握實驗技能，在后續的實踐及科研中倍感比較費力。

為了進一步提升中學生的實驗技能，加深中學生對環境工程微生物學的認識，2007年開始將“環境工程微生物學實驗”獨立成為環境工程專業的一門專業選修課，共16學時，1學分。

1.2修訂教學內容

環境工程微生物學是微生物學的一個分支，具有突出的專業特性，實驗內容的選擇要做到既能培養中學生微生物學的基本操作技能，又要兼具微生物在環境工程實踐中的應用。諸如，培養基的制備、器皿及培養基的殺菌、顯微鏡的操作、微生物的染色及觀察、微生物的培養及分離等實驗內容是必不可少的，這種都是微生物實驗最基本的操作，中學生必須扎實把握，但在實驗微生物種類的選擇上也要照料到環境工程中的重要微生物，例如普通生物學中較少涉及環境工程微生物中比較重要的綠藻、原生植物和微型后生植物等，本人自2007年起，對環境工程微生物學實驗教學不斷建立，及時更新實驗教學內容，加強實驗知識和實驗技術的傳授，同時將班主任的科研項目引入實驗教學。將實驗項目拓展到8個，并出版校內課件《環境工程微生物學實驗技術》，作為實驗指導教材；2011年9月，將實驗教學內容進一步更改建立，出版了校內課件《環境工程微生物學實驗技術》（修訂版)，將環境工程微生物實驗項目降低到10個，并降低綜合性實驗項目；設計了“環境工程微生物學”實驗內容、實驗項目、學時數和實驗類別等。

1.3改變教學方法

改變往年簡單的中學生實驗、編寫報告的教學方式，將實驗教學貫串到實驗打算、實驗過程、編寫報告、實驗考試等全過程。

傳統的實驗課程教學方式是由實驗班主任幫助中學生完成很大一部份打算工作，中學生只是按班主任的講解和實驗指南的步驟進行操作。我們在環境工程微生物實驗教學中，要求中學生提早預習實驗指導書并寫出預習報告(包括實驗目的、原理、儀器、材料、步驟等)，做到對所做實驗心里有數。實驗過程中從打算實驗器材、配置試劑到實驗結束每一步都由中學生自己動手，班主任只起到輔助、監督和示范作用。每位實驗都設置有相關思索題，中學生帶著這種問題進行實驗，實驗課程中進行討論、驗證或課后進一步查找資料來解決這種疑惑。

1.4變革教學手段

微生物個體微小，中學生對它的感性認識不多，這使許多有關微生物的概念顯得具象、難以理解。在實驗教學中，有目的地引入視頻實驗教學等多媒體教學方式，可以降低實驗教學的'直觀性和趣味性。采用視頻教學短片，向中學生展示基本的實驗操作，以及相關實驗技術的發展及其在生產或科研中的應用，通過屏幕清晰形象確切地詮釋每一個步驟，如無菌操作技術，微生物的分離和培養技術，消毒殺菌技術，斜面、液體、平板接種培養方式等。采用多媒體進行實驗教學，具有形象、生動、信息量大的優點，結合班主任在實驗過程中的講授和示范，使中學生可以更好地把握實驗操作方法，實驗操作愈發規范。為此，我們構建了環境工程微生物學課程網站，制做了環境工程微生物實驗的多媒體教學講義，構建了環境工程微生物圖庫，完成了課程試卷庫建設，該網站成為適宜中學生自學的網路平臺。

1.5有效的考評和評價方法

構建了一套有效的考評方式。實驗課程考試方法是綜合考評(實驗+閉卷考試)，實驗主要考評項目有預習情況、操作情況、數據的記錄及處理、實驗報告的質量等，該部份占考評成績的70%。閉卷考試主要考評實驗涉及到的知識點及操作關鍵點，該部份占30%。

2環境工程微生物學實驗教學變革實踐的特征

2.1讓中學生參與實驗打算的全過程

實驗室的前期打算工作很重要，工作量要比實驗課程多許多。讓中學生參與到前期打算工作中，不但要認真預習實驗內容，還要打算實驗所需的材料。實驗課分組進行，每組實驗結束后，做好后續整理工作，例如微生物生長量的測定和生長曲線勾畫實驗，測試完畢要將實驗菌株和器材進行滅菌后清洗，之后每組分別打算出下一個實驗自己小組所需的器材，要對培養皿、試管、鑷子等消毒殺菌，配置各類試劑，這個過程使中學生學習到完整的微生物實驗操作技術。

2.2及時更新實驗教學內容

微生物學和環境科學知識的更新推進著環境工程微生物學不斷往前發展，實驗技術和技巧也在不斷改進。隨著生物工程技術的發展，現代生物技術如基因重組、PCR技術也在環境工程得到應用，然而傳統的實驗教學對這種實驗技術在環境工程中運用甚少涉及，為了緊隨時代和學科發展的腳步，讓中學生熟悉和把握學科前沿新的理論知識和操作技術，我們及時更新實驗內容，將分子生物學的部份內容寫進教材，如2011年進行實驗教材的改編時，將電泳、凝膠成像、PCR基因擴增等實驗引入到實驗教學中。

2.3提高不同實驗間的連貫性

過去實驗內容多為孤立、連貫性不強的項目，各實驗之間的內容重復較多，中學生無法系統地掌握微生物學實驗，對此，我們調整了實驗內容，將原先獨立設置的實驗內容整合到一起，產生具有一定連續性的實驗體系，例如培養基的配制和殺菌(實驗一)培養出的微生物可進行觀察病菌的形態結構和染色練習(實驗二)，微生物的分離和純化(實驗三)后的微生物進行數目和大小測定(實驗四)以及生長曲線的測定(實驗五)。在這個環環相扣的實驗體系中，有利于培養中學生嚴謹的學習心態和實事求是的工作作風，有利于培養中學生獨立思索、探索和發覺問題、分析問題以及解決問題的能力，也可以系統培養中學生的邏輯思維，并使之產生一種良好的思維慣性，對中學生在日后的學習或工作中的創造，都有著積極的作用。

2.4結合多媒體實驗教學、更直觀詮釋實驗內容

環境工程微生物學實驗中的各類微生物須要在光學顯微鏡甚至電子顯微鏡下放大就能看見。因為環境樣品中微生物的復雜性和多樣性，應用傳統的實驗教學方式不易于更好地展示微生物的形態結構、動態變化過程，針對這點我們在多媒體講義中倒入大量宏觀及微觀圖片，并完善了廢水處理指示性微生物圖庫，因而更直觀更豐富的反應微生物的形態特點，使中學生更好的把握實驗知識。

2.5降低創新性實驗項目，培養創造性思維能力

高等中學實驗室是“知識創新的源頭，人才培養的基地”。降低大專生科技創新實驗項目，是為了有效借助和挖掘實驗室資源條件，充分發揮實驗室在施行素養教育中的重要作用，吸引中學生借助閑暇時間到實驗室出席實驗，提供更多的實踐機會，活躍中學生的第二課堂，使中學生更好地把握和鞏固專業知識，提升其動手能力和創新實踐能力，培養中學生創新思維，為日后從事科學研究工作奠定較為堅實的基礎。創新性實驗項目把實驗的主動權交給中學生，中學生在班主任有限的啟發引導下，綜合運用所學知識，項目選題、實驗設計、項目施行、結果處理、項目報告評審等均由中學生解決。創新性實驗的目的是進一步培養設計實驗和創造性思維的能力，所以在實驗項目的安排原則上不做范圍的限制，只要是實驗室條件滿足就給以安排，創新性實驗結束后指導班主任和中學生一起總結實驗，找出成功或則不足之處，使中學生的創造性思維和剖析解決問題能力得到提升。如2013年我校的科技創新項目：微生物處理高氯絡合物的研究、利進餐廚垃圾發酵廢水培養產油微生物及其油脂提取技術的研究和餐廚垃圾與小麥秸軒混和濕式需氧發酵產沼氣工藝參數優化試驗研究等；2010年的科技創新項目：2-MIB降解菌的生理生化特點的研究、復合生物填料處理垃圾滲濾液的研究和體育館有害微生物研究。每位項目由3-5名大專生，1名指導班主任組成。中學生自由組織，編撰項目申請書，遞交申請，申請通過后實驗室提供場地和實驗材料，項目完成后進行答辯初驗，初驗由3-5名評委進行，優秀的項目可以獲得一定的獎勵。

2.6建立的考評手段

合理的考評方式對中學生的學習能起到積極的督促作用。相當一部份中學生存在對實驗技能不夠注重的傾向，她們在實驗中不認真操作，基本技能把握不好，但卻可以寫出挺好的實驗報告。為克服這些不良傾向，我們在本課程中構建了一套有效的考評手段微生物學排名，不僅實驗操作+實驗報告成績（占70%)，環境工程微生物學實驗還降低了閉卷考試(占30%)，將實驗中的重要內容或則操作的關鍵點靈活轉化為試卷的方式進一步進行考評，有利于加深中學生對實驗關鍵點的把握。

3實驗教學變革的成效

通過對實驗內容的不斷改進，實驗教學環節的優化以及考評評價體系的優化，降低了重復操作，豐富了實驗內容，提升了實驗效率，加深了中學生對專業的了解，擴寬了她們的視野，提升了中學生剖析問題和解決問題的能力及實驗技能，提高了科研意識及專業信心，通過實驗環節和考評形式的變革，培養了中學生嚴謹求實、一絲不茍的工作作風，為今后的工作打下了堅實的基礎。

從2007年至2012年，環境工程微生物學實驗教學變革探求進行了5年，取得了特別好的教學療效，連續3年來環境工程微生物學實驗教學在大專教學網評中排行前10%。2010-2011年，“環境工程微生物學”成為校第五批優秀課程建設項目，2012年11月，環境工程微生物學實驗教學變革項目被評為我校第十屆實驗技術成果獎二等獎。為了配合環境工程微生物學實驗教學變革微生物學排名，出版了2本配套課件和1本普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，分別是《環境工程微生物學實驗技術》(2007版和2011版，校內課件)和《環境工程微生物學》。

4結語

環境工程微生物學實驗教學已進行了多年，好多中學也進行了不少教學變革探求，目前國外文獻或大會報導的環境微生物學實驗教學變革有讓中學生盡量多的參與實驗打算過程、完善教學內容、增強實驗連貫性、增加綜合性實驗的比重、結合多媒體教學等。本論文的特征在于在環境工程微生物學教學變革中，降低了網上教學交流及多媒體教學的比重，采用了愈加建立的考評形式(實驗操作+閉卷考試)，將分子生物學的內容引入到環境工程微生物實驗教學中，進一步適應目前環境工程微生物技術的要求；本文的創新性在于降低了創新性實驗項目內容，極大地增強了中學生的科研能力。

通過對環境工程微生物學實驗教學的不斷變革及實踐，我們看見環境工程微生物學實驗的內容安排愈發合理、科學。中學生通過實驗熟練地把握了各項基本技能，同時推動了對環境工程微生物學理論知識的學習與理解，為她們從事后續環境工程專業課程的學習以及從事科研工作打下了挺好的基礎。

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