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關鍵詞:環境工程微生物學;教學案例庫;工程碩士
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)48-0235-02
工程碩士專業學位自1997年首次設立以來發展迅速[1],在2011年,教育部提出了“服務國家特殊需求人才培養項目”,著重培養工程碩士專業人才。上海第二工業大學在2011年獲批“服務國家特殊需求人才培養項目”,開展環境工程(電子廢棄物資源化方向)碩士學位專業研究生的培養[2]。學校自2012年首次招收環境工程領域工程碩士,截至目前共招收143名學生,其中已有60名學生畢業。
環境工程微生物學作為一門以微生物技術處理環境問題的課程,以其技術的廣泛性被納入到環境工程領域工程碩士培養中。本文根據3年多來給工程碩士講授環境工程微生物學這門課程的經歷,以上海第二工業大學環境工程領域工程碩士培養為例,談談研究生課程環境工程微生物學教學案例庫建設設計思路及其體會。
一、教學案例庫的概述及類型
教學案例庫是指教師為了更好的指導學生、實施案例教學而建立的用于存放所有案例的一個集合,其案例的來源及形式可以是多樣的。對于本文提到的環境工程微生物學教學案例,可以選擇微生物技術在土壤、水體環境中的應用。通過這些不同案例的分析,可以加深學生對基礎知識的理解和提高運用知識解決實際問題的能力,還可以激發學生的學習熱情,提高教學效率。
基于上海第二工業大學環境工程領域(電子廢棄物資源化)工程碩士的培養目標,環境工程微生物學教學案例類型分為兩類:一類是以研究生開展研究所需的思路模式,即選擇已解決某一具體問題,從研究工作角度來說該項目已經完成;另一類是面向實際工程研發過程解析類的案例,選擇采用本課程相關學科方向的技術,解決某個具體的工程問題,能說清楚從實驗室基礎研究到實際工程應用的全過程。
二、教學案例庫中的實際案例
(一)微生物與電子廢棄物方向
上海第二工業大學開展的環境工程碩士學位專業研究生培養的方向,本就是電子廢棄物資源化方向,在微生物應用于電子廢棄物中金屬資源化方向有著較為深入的研究,其與廣東惠州某公司合作開發的項目“微生物法回收廢線路板中有價金屬成套工藝與裝備”已經完成半工業化試驗。該項目可以很好的展示微生物技術從最初的實驗室內菌種篩選、菌種馴化、浸出條件優化、工藝控制參數、進一步放大試驗、工業化運行等階段,因此將它納入到環境工程微生物學教學案例庫可以使得今后教師在該方向上的教學更加形象,并讓學生了解微生物技術研發與應用相結合時如何走完一個從實驗室內研究到工業應用的全過程。
(二)微生物與土壤污染方向
土壤中重金屬和有機物污染越來越受到人們的關注,微生物技術以其廣泛的適用性、經濟性被應用于污染土壤的修復中,不管是重金屬污染還是有機物污染,理論上總能找到一種或一類微生物遷移、轉化或降解土壤中的這類污染。將這類微生物與土壤污染方向納入到環境工程微生物學教學案例庫中,可以形象地說明微生物是如何在實際工程應用中進行土壤污染治理的。此外,由于在電子廢棄物拆解地會產生場地土壤污染,因此這也是上海第二工業大學“服務國家特殊需求人才培養項目”環境工程領域工程碩士研究生培養中必須要關注的內容。
(三)微生物與污水處理方向
與土壤污染一樣,在電子廢棄物拆解產地也會造成水體污染。以重金屬鉈為例,鉈元素對人體的最小致死量為12mg/kg[3],因此污水中必須控制鉈的含量,地方標準中含鉈廢水處理后鉈濃度需低于5μg/L,對于類似超低痕量級的鉈來說,很難利用純粹的化學或物理法將污水中鉈的含量降低至標準以內。實驗室研究表明,利用微生物的代謝產物和配合一定量的化學試劑可以達到上述要求,將微生物與污水治理方向納入到環境工程微生物學教學案例庫中,對于該領域工程碩士的培養同樣重要,它可以使學生在課堂上就能清晰了解到相關微生物技術在電子廢棄物領域的全方位應用概況。
(四)微生物與現代生物技術方向
現代生物技術的發展使得人們可以隨心所欲的改造微生物,以達到為人們服務的目的。在以電子廢棄物資源化為主要方向的環境工程微生物學教學過程中,將微生物與現代生物技術方向納入到環境工程微生物學教學案例庫中,可以使學生及時掌握最新生物技術前沿及科學合理的研究方法。
三、教學案例庫評估及運行效果
環境工程微生物學案例庫是由學校和企業雙方共同完成的,這可以充分利用學校的科研優勢及企業的工業運行經驗與實際工程,可以真正做到理論與實際相結合。教學案例庫的評估是以先對研究生進行一段時間的案例教學,后以研究生的相關反饋意見,最后以學校和企業相關負責人依據研究生的反饋意見進行評估,標準是通過該系列功能完備的案例,讓研究生在開展相關類型研發工作時從思路和模式上獲得研究型與工程應用型兩方面的啟發,便于后續開展研究工作時少走彎路。目前,環境工程微生物學教學案例庫教學獲得了研究生的認可。在實際授課過程中,不僅可以激發研究生的學習熱情,而且能提高教師的教學效率。
四、結論
環境工程微生物學教學案例庫由研究生開展研究所需的思路模式類、面向實際工程研發過程解析類兩種類型案例組成,具體包括微生物與電子廢棄物方向、微生物與土壤污染方向、微生物與污水處理方向、微生物與現代生物技術方向。最終評估是由學校、企業、全體工程碩士研究生共同參與。該類型的教學案例庫既可以激發研究生的學習熱情,又可以提高教師的教學效率。
參考文獻:
[1]李九天,唐國金.關于提高課程教學對工程碩士論文研究支撐作用的思考――以國防科學技術大學航天與材料工程學院航天工程領域的培養為例[C].湖南學位與研究生教育學會.湖南學位與研究生教育學會2005年學術年會論文集,2005:323.
關鍵詞:教學改革 環境微生物學
一、環境微生物學課程定位
環境微生物學是微生物學的知識和原理在環境工程方面應用的一門新興的邊緣學科,同時又是環境工程專業重要的專業基礎課之一。它涉及面廣,發展迅速,是一門具有很強實驗性和應用性的學科。環境微生物學實驗教學在理論聯系實際,培養學生的觀察能力、自學能力、探究和解決問題的能力,培養高素質的應用型人才方面具有重要作用。現階段如何加強環境微生物教學,如何提高教學質量及把握改革的方向是擺在我們面前的嚴峻問題。筆者結合我校實際及教學經歷,對該門課程的教學改革進行了初步設想。
二、教學過程存在的主要問題
1. 內容抽象、不易理解。
微生物學不像其它課程那樣,其在學生頭腦中沒有直觀的印象,微生物個體比較微小,看不見摸不著,在日常生活中也沒有直觀的印象。細菌個體微小,肉眼只能看到群體的菌落特征,很難把個體拿出來在實驗室課堂上演示,只能借助工具來觀察,操作性難度大。由于細菌個體微生物較小,用顯微鏡要放大很多倍才能看到,所以有時候很難區別一些相似的菌種(如各種霉菌),對于辨認其形態結構也比較困難,不易理解。
2. 課程內容繁瑣、知識點多,教學課時不足。
環境微生物學的內容主要微生物學基本原理、微生物生態、環境工程中微生物的作用和微生物學實驗等部分組成。當前,我國很多高校為了培養創新型人才,大力壓縮基礎課課時,增開熱門的應用課程。我校環境微生物總學時數56學時,其中理論學時數40學時,實驗學時16學時。教學內容過于集中在微生物形態、生長代謝等基礎內容,使得人工生態系統等介紹篇幅壓縮,微生物在衛生檢測及污染治理方面的應用等內容不夠學時介紹,只能一帶而過。因此要使學生對該門課有深刻理解和掌握,并能熟練地將理論應用于實踐,按照現有的課時數,難度是比較大的。
3.學生基礎知識薄弱,理論聯系實際能力差。
當前,我國的中等教育正由應試教育轉向素質教育,但轉變過程又必須緊跟高考的指揮棒。這就造成環境工程專業的學生在接觸環境微生物學課程之前,微生物學知識非常少,有些學生高中根本就沒接觸過微生物學。而越來越激烈的就業競爭和壓力使得學生對基礎課學習的興趣下降,越專業越實用,則越感興趣,這樣,教與學之間的互動顯得尤為重要。
4.實驗室條件不足。
實驗室條件不足是當前存在的一個主要問題之一。目前我院環境工程專業實驗室面積較小,微生物教學器材偏少,滅菌鍋和生物顯微鏡都只有2臺,很難滿足正常實驗需要。
三、課程教學方法的改革和途徑
1.開好頭,激發學生的興趣。
在緒論的講授中,授課教師須講明本課程在學科領域中的地位,特別是在社會經濟發展中的地位與作用,尤其是目前環境微生物學在環境保護污染治理、資源利用、友好材料、清潔生產等領域的應用及研究熱點、難點,指出近期科學工作者在環境微生物學研究的貢獻,激發學生為科學獻身的精神。
2.提高教師的自身素質,豐富教學內容。
教師對教學的態度、業務水平、敬業精神、教學方法和手段都會影響著教學效果。一方面,教師需要不斷充實教學內容,聯系當前社會熱點問題,應用到課堂教學。例如在講病毒時,補充講SARS病毒、艾滋病毒及瘋牛病毒的結構。另一方面,在學校的各項工作中,教學是基礎,科研是主導,任何教師決不能脫離科學研究而單純地搞教學工作。只有長期參加科研實踐的教師,才能使自己講課的內容更加具有前沿性、獨創性和啟發性。教師應多參與工程實際,找到理論與實踐的結合點,并在教學中用工程中生動的例子講述概念,例如在講細胞工程和微生物在環境工程中應用時,教師結合自己的科研和工程實例進行講解,這樣貼近實際,通俗易懂,可大大激發學生的學習興趣,培養學生解決實際問題的能力。
3.運用多媒體技術,增強教學效果。
多媒體技術是20世紀末發展起來的主要的電化教育手段,是未來微生物學課堂教學的主要方向。與其它生物相比,微生物有著看不見、摸不著的獨特之處。如果教學方法不好,常常會造成很多錯覺。傳統的微生物教學手段可視化差,對微觀世界的動態變化顯得無能為力,眾多的圖表、照片無法展示,缺少生動形象的直觀教學效果,教學信息量小。而在環境微生物教學中,借助多媒體進行教學,可以向學生們展示許多精美的微生物圖片和微生物工程應用。例如,在講噬菌體侵染細菌時,采用多媒體技術,用動畫描述噬菌體吸附、入侵、復制、釋放過程;在講污泥膨脹時,運用多媒體技術,比較膨脹污泥與正常污泥的形態結構,增加認識;也可以通過網絡收集的信息,向學生們介紹微生物某方面應用的最新進展,激發學生們對環境微生物的興趣。
4.開展啟發式教學,培養學生創新能力。
環境微生物學作為一門新興的邊緣學科,它的發展應隨著生物學、微生物學及環境科學的發展而不斷呈現出新的內容。以往那種以教師為中心,學生上課記筆記、考前背筆記的教學模式及學習方式已不能適應對該學科的學習要求。教師在授課時,應注重提高信息的密度和質量,盡量使之圖象化、表格化,這樣可將原來多而雜的信息整理為少而精的信息,使之相互聯系緊密、主線突出、層次清晰,成為學生易懂、易記的新信息。在教學方法上,要改變單一的注入式教學方法,采取講解式、提問式、啟發式、自學式等多種多樣的教學方法。對于基礎性知識,以講解式為主,并在講課時啟發學生思維;課前準備一些問題,講課過程中隨時向先生提問,在提高學生聽課精神的同時,激發學生思維,活躍課題氣氛;在講課過程中,經常聯系最新研究進展,以作業的形式,讓學生通過網絡了解信息,培養學生的科技創新思想和能力,為今后的科研打下基礎。
5.改革實驗教學,調動學生積極性。
實驗教學在微生物理論教學中占很大比重,它可以培養學生獨立分析、解決問題的能力和動手能力。為此,要求學生每次實驗前必須預習,并寫出預習報告,上課時指導教師要檢查預習報告,了解預習情況,做到有的放矢,實驗課上注意基本操作技能的訓練,根據各實驗的具體要求,嚴格把關,認真指導。嚴格要求,規范操作,強化基本操作訓練,發現問題,耐心引導,力爭使學生自己找出問題并加以改正;課后適當增加開放性實驗,通過這些措施,端正學生的實驗態度。規范操作,寫好實驗報告,練好基本功,實驗報告中的分析與討論是很重要的內容,通過對實驗問題和結果的分析、討論,可加強學生對理論知識的理解,大大提高學生分析問題和解決問題的能力。
環境微生物實驗目前有16學時,歸并到環境工程專業實驗A中,由于實驗學時和實驗條件的限制,我們目前只安排了培養基的配制與滅菌、細菌的分離與無菌操作技術、光學顯微鏡的使用、細菌形態觀察和細菌數量的測定五個實驗,每個實驗前后關聯,連續性強。實驗安排上盡量依據實驗室現有條件,少量多次安排實驗。在目前操作性和驗證性實驗的基礎上,我們計劃開出環境工程專業綜合性實驗,計劃學時10學時,擬利用現有氧化溝設備對污水生物降解,綜合環境微生物、環境監測和水污染控制工程實驗內容。形式安排上,采用開放實驗形式,該實驗所需時間較長,于是實驗室全天對學生開放,學生們都是自己安排時間,在課余時間來實驗室做實驗,實驗指導教師隨時進行指導。通過“綜合大實驗”,學生不僅可以掌握各個實驗的方法,也鞏固了以前所學的基本操作技術,更重要的是提高了學生的主動性、自覺性和實驗動手能力,把所學各門知識系統地貫穿起來用于實際工作中。
四、結語
環境微生物學在環境工程領域的應用越來越廣泛,對其教學的改革也是一個長期的、艱巨的任務。而社會對人才的要求越來越注重獨立工作能力、綜合能力以及創新精神,因此,環境微生物教學必須按照這一要求,不斷尋找適合的內容,培養出綜合型、設計型、高素質的人才,實現教學改革的目標。
參考文獻:
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關鍵詞:微生物學 教學改革 技能 素質
微生物學傳統的教學內容和方法存在許多弊端:在教學體系上重理論、重課堂、輕實踐;在教學方法上滿堂灌,忽視了學生的獨立思考、分析和綜合能力的培養,忽視了學生的動手能力和創新能力的培養。本著實踐出真知、創新出人才的改革思想,微生物學教改中,始終貫徹“加強基礎,強化實踐,注重應用”的原則,在理論部分著重微生物學基礎的闡述,實驗部分著重基本技能的訓練,為后續課程學習打下堅實的基礎。
一、從實際出發挑選優秀教材
教材是體現教學內容和教學方向的知識載體,選好一本教材在某種意義上講就等于請到了一位學識淵博、素質優秀的教師,正確選用教材是提高微生物學教學質量,達到培養目標的重要保障。近幾年在教材多樣化政策引導下,各種版本的微生物學教材層出不窮,從知識層次來說包括中專教材、高職高專教材、本科教材、研究生教材、教學參考教材等。在目前的就業形勢下,高職學生是社會第一線的“應用型”人才,他們更多地需要與未來職業出路、工作方向聯系在一起的實用性的學習,而不是虎頭蛇尾式的“本科壓縮版”或“截短型”的學習。課題組經過研究學生本身的特點,選用了教育部職業教育與成人教育司推薦的教材――張青、葛菁萍主編的《微生物學》。
二、優化微生物學的教學內容,減少重復、補充實例
微生物學院是我院生物技術應用專業二年級學生開設的專業基礎課。在這之前學生已經學過細胞生物學、生物化學、遺傳學等課程,所以對部分微生物的特性和形態已經有了一定的了解。因此對部分在其他課程講述過的內容,教師則作重點提示或改為學生自學,如微生物形態、遺傳與變異等章節,同學們在遺傳學與細胞生物學等課程中已經學過,再詳細給學生講相當于炒剩飯,只會令學生感到枯燥乏味。總之要經常與相關課程的教師相互交流,傾聽學生的反應,優化理論授課內容,突出本課程的特有內容。
三、教學方法、手段多樣化
1.提問式教學
提問式教學有兩種方法:①講課前提問;②講課中間提問。關鍵是如何巧妙設置問題,激發學生的興趣,還要注意時機。一是要針對學生的不同水平有針對性地提問。二是提問后要留出足夠的等待時間。三是提問要涵蓋全體學生,避免挫傷學生自尊的做法。
2.比較式教學
微生物類群龐大多樣,理論知識多而凌亂,有許多易混淆的知識點,增加了學習難度。對這些知識點的講解,需要進行歸納、對比,引導學生利用列表的形式,對有關知識進行縱橫綜合比較,有助于學生系統掌握知識、降低學習中的難度。
3.討論式教學
討論式教學法強調在教師的準備和指導下,為實現教學目標,預先設計與組織,啟發學生就特定問題發表自己的見解,培養學生的思考能力和創新精神。討論式教學的環節大致包括:設計問題、提供資料、啟發思路、得出結論。為了提高學生查閱資料、分析問題的能力,按照微生物學的授課計劃, 對教學中的某個知識點或熱點問題,要求學生查閱有關的文獻書籍,寫出科學小論文,讓學生在課堂上宣讀答辯,提出個人的見解,從而促進相互的學習。
4.問題導讀
為了培養學生自學能力和建立有效學習習慣,在教學過程中通過給出指定章節的重點問題,引導學生在給定的時間內完成快速閱讀、歸納概括出中心知識點,將技能訓練和知識把握同步完成,較“滿堂灌”而言,學生更喜歡這種方式。
5.多媒體組合教學
多媒體教學是指在教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,通過教學設計,合理選擇和運用現代教學媒體,并與傳統教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程結構,達到最優化的教學效果。以第二章《微生物類群及形態結構》為案例,先介紹原核微生物的特點,可以利用計算機和輔助顯微鏡等設備掃描真實微生物的圖片,放入教學課件,這樣真實地觀察原核微生物的形態和結構,有利于學生理解,提高課堂效率。
四、微生物實驗的教改
以往微生物學實踐性教學的一般做法,是教師制定好實驗計劃,安排好實驗的內容,準備好材料和儀器用品,制訂好實驗程序,然后學生按部就班完成規定的內容、寫出實驗報告。這種傳統模式有其不足之處:一是每次實驗的內容和操作都是教師規定的,學生積極性和主動性不能充分發揮出來;二是學生分析問題和解決問題的能力不能得到充分發展。有鑒于此,我們做了如下教學改革:
1.實驗內容的重新配置與安排
以往我們學校的微生物學實驗教學內容,依照“普通顯微鏡的使用――微生物的染色與形態結構的觀察――微生物的大小和數量測定――培養基的制備與滅菌――微生物的純培養”等順序安排。各個實驗之間看似有序,實質上相對獨立無關聯,不利于培養學生的綜合實驗能力。
因此,我們調整實驗內容和教學安排,從實驗教學目標和內容的順序進行改革。我們提前安排了“培養基的制備”和“微生物的純培養”這兩個實驗,其余依照常規安排。這樣調整的目的,是先讓學生學會微生物的分離,在得到四種常見微生物(細菌、放線菌、酵母菌和霉菌)的時候,并不知這些微生物的相關知識,為后續學習埋下伏筆。其后進行微生物染色制片、生理生化等實驗,在要求學生完成教師提供的已知菌種的實驗內容的同時,要求各小組或者個人對已分離的菌種進行類似實驗,進而進行菌種的鑒定,拓展學習。
2.自主設計實驗教學改革探索
根據高職院校培養高技能專門人才的需要,考慮我院微生物實驗室條件的實際,結合微生物實驗的特點,為激發學生的學習興趣,培養他們的創新能力和動手能力,給他們充分展示能力的平臺,讓他們自主設計實驗,延伸拓展課堂教學。以下是我們初步的探索過程。
首先,明確思想。在微生物學實驗課的第一次課就把實驗改革的總體思路告訴學生,讓學生明確思想,做好準備。
然后,設計實驗方案。將學生分成若干小組,每個小組4~5個人不等,推薦一名小組長。隨著微生物學理論及實驗的學習,學生對微生物已經有了一定的認識和實驗技能。在安排的實驗進行到一半、大約第9周時,可以讓學生按個人的興趣,用2周時間構思設計一個與微生物學有關的實驗計劃或方案,用于印證某個微生物學知識點或解決某個與微生物學有關的實際問題等。初步方案完成以后,教師根據實驗室條件實際及實驗方案的可行性,提出修改意見。大約第12周,確定最終方案。實驗的實際操作從第13周開始,學生根據個人設計的方案,利用課余時間進行實驗。教師應當負責實驗室安全和管理,在第15~16周基本完成自主設計實驗。
最后,在教師指導下完成實驗論文,討論、交流。
五、微生物學教改效果
微生物學教改提高了學生學習微生物學的興趣;學生的提問更多了,問題意識更強,師生形成了良好的教學互動關系;增加了學生動手的機會,使他們的實驗技能掌握得更好,團隊意識更強,懂得了合作;學生分析問題、解決問題的能力增強了,綜合素質提高了。微生物學課程教學改革研究,得到了學生的積極響應和配合,學生反應強烈。
基金項目:江西省高校教改課題(課題編號:JXJG-09-57-3)
參考文獻:
[1]許燕濱,許巍. 環境生物技術微生物學課程教材分析與建設.廣東工業大學學報,2006 (12):112~113
[2]張青.葛菁萍. 微生物學.北京:科技出版社,2006
關鍵詞環境工程微生物學;實驗課程教學;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
環境工程微生物學作為環境科學和環境工程專業重要的專業基礎課程,是一門實驗性和應用性很強的學科,是多學科相互交叉滲透而高速發展的前沿研究領域。其基本原理、研究技術已滲透到所有分支學科,是推動微生物技術發展和解決環境工程問題不可或缺的力量。實驗課程是聯系理論和實踐的紐帶,有助于加深學生對理論知識的理解,培養學生動手能力,開拓學生視野,提高學生創新思維和科研能力。在以往的實驗課教學體系運行下,學生只能做一些類似“標準答案”的驗證性實驗,興趣不高,缺乏思考。如何利用有限的的學時將環境工程微生物學實驗技術和前沿進展傳授給學生,使學生系統地掌握環境微生物學的知識體系,并靈活地運用知識解決實際問題,是21世紀綜合型人才培養的關鍵。近年來,在環境工程微生物學實驗課程教學過程中,本課題組以周群英、王士芬主編的《環境工程微生物學》(第3版)為主要教材(包含理論和實驗課),并參考黃秀莉、辛明秀主編的《微生物學實驗》和王蘭主編的《環境微生物學實驗方法與技術》等多種實驗課教材,進行了一系列改革和嘗試,力求構建環境工程微生物實驗課程新體系,以取得更好的教學效果[1-4]。
1環境微生物學實驗課程改革的必要性
環境工程微生物學是西華師范大學生命科學學院開設環境工程專業以來的一門重要專業基礎課,實驗課教學體系參照生物科學專業的微生物學實驗,增加了部分與環境工程相關的內容。首先,以驗證性實驗為主,不能充分鍛煉學生的思維能力和創新能力。如細菌芽孢染色實驗,利用細菌芽孢壁厚和細胞質濃厚而不易著色的特點,采用著色力強的染色劑和用加熱等手段促使芽孢著色,并利用復染的方法對比原細菌菌體和芽孢,這只是簡單的驗證了理論知識,類似的實驗還包括革蘭氏染色、莢膜染色等。其次,各實驗之間沒有必然的聯系。整個學期實驗課結束以后,特別是畢業論文時,學生往往記不住以前做過的實驗名稱、藥品和操作步驟,更不用說應用整體思維去思考。
實驗課程的教學方法是按照設定的教學計劃,由實驗教師幫助學生完成很大一部分準備工作,學生在課堂上則只須花費很少的時間,按照教師講解以及實驗手冊上的步驟和注意事項進行操作。學生一般是到了教室才關注實驗的內容,對實驗原理、研究背景和其他相關知識知之甚少。在整個實驗進行過程中,學生被動聽課和操作,幾乎沒有時間去思考該實驗過程的來龍去脈。因此,傳統的教學方法雖然在一定程度上能讓學生學到一定的實驗技能,鞏固部分理論知識,但容易造成學生對實驗原理理解不透徹,實驗操作按部就班,對實驗一知半解。
實驗結束后大多數學生往往書寫幾近統一的實驗報告,有的學生不忠實于真實的實驗結果,無論實驗成功還是失敗都不太注重原因的分析。實驗的考核也僅憑一紙實驗報告。因此,容易忽略對學生真實的實驗能力包括整體思維、實驗態度、實驗技能和創新能力的考核。
由此可見,這種教學方法難以培養學生對實驗的興趣,無法調動學生的主動性和積極性,不能真正培養學生的創造精神和創造能力。在課時逐漸減少,知識不斷更新,環境問題日益突出和生物技術不斷發展的今天,如何巧妙的安排實驗課程,以提高學生實驗的主動性和積極性,激發學生開放性思維,培養學生靈活運用知識分析問題和解決問題的能力,是非常值得思考的問題。圍繞這個問題,筆者基于環境工程微生物學理論課和實驗課教學,對當前環境工程微生物學實驗課改革進行了一些探討,以期達到提高實驗課教學效果的目的。
2環境微生物學實驗課教學改革的新舉措
2.1優化實驗內容,構建環境微生物學實驗課程知識體系
環境工程微生物學涵蓋的實驗內容豐富,大綱要求具有一定的深度和廣度,由于環境工程微生物學和其他的課程存在交叉重疊,有的內容和其他的課程有所重復,所以必須在內容的選擇上有所取舍[5]。微生物學的基礎操作,能驗證一些重要的理論知識,所以要讓學生牢固掌握這方面的技能,包括培養基的制備、微生物的接種、培養和保存、微生物的染色實驗和微生物的觀察實驗。還要讓學生明白,這些技能服務于所有實驗,貫穿于整個實驗體系。綜合性實驗包括環境微生物生態學的實驗方法和技術、環境微生物的監測與評價、污染物的微生物處理技術和方法,比如環境因素對環境微生物生長和死亡的影響、富營養化湖泊中微生物的多樣性的監測、污染物的微生物降解等。在這些綜合性試驗中,學生能夠不斷強化微生物的基礎知識,融會貫通,加深對學科前沿發展狀況的了解,培養科研意識,并開拓視野。
2.2貼近生活,激發學生的興趣
環境工程微生物學和實際生活聯系非常緊密,在教學過程中注意縮小理論和實際的差距,培養學生應用知識關注現實和改善環境問題的能力,做到學以致用。在課程中通過白色污染、水體污染、大氣污染、重金屬污染、固體廢棄物污染、甲型H1N1流感病毒和能源危機等現實社會環境問題的講解,讓學生意識到專業的重要性和肩負的責任;讓學生了解生活中污染環境的微生物,比如學校食堂廚余中的微生物類群,酸奶里的微生物種類,發生霉變的食物中主要的微生物種類,腐敗水果蔬菜中微生物種類,校園人工湖的微生態系統,教室和醫院微生物菌群等,使知識融入到生活中,讓生活中的現象點燃學生學習和探索知識的激情。
2.3關注前沿科技,培養學生對尖端技術的操作能力
隨著物理、化學和工程技術的發展,大大推動了生物科技的發展,新成就如雨后春筍,層出不窮。在微觀方面,生物學已經從細胞水平進入到分子水平去探索生命的本質。以分子生物學為基礎的生物技術促進了環境保護、農業、生態學和醫學等各個領域的迅猛發展。在當代環境科學領域,DGGE和RFLP等技術已經成為研究環境中不可培養微生物有力的手段。可將一個班的同學分成4~6個小組,在老師的指導下,讓各組同學獨立設計,應用PCR-DGGE的方法研究污染河流不同河段的微生物區系,使學生接觸前沿科學技術,并應用到解決環境問題中,能進一步把握微生物技術在環境工程領域發展的方向。這樣的安排不僅使學生能掌握一些尖端技術的操作方法,也能增加學生的信息量,開拓學生的眼界,增加學習的興趣。
2.4開設綜合性實驗,提高學生創新能力
環境工程微生物學實驗課程的目的還在于學生能夠利用自己掌握的基本實驗技術,對于自己感興趣的領域和課題獨立自主地進行分析和研究,進一步提高學生的學習能力和科研能力。比如在綜合實驗階段,本課題組開設極具環保和經濟價值的“蟋蟀蟲生真菌的分離鑒定和生長特性研究”綜合性實驗,學生試圖通過學習的微生物分離鑒定技術去認識和研究這種真菌,從而為生物農藥的開發奠定基礎。這就使得學生在課后多做功課,查閱文獻,展開調查研究,制定并提交實驗方案。上課時學生分小組討論,然后提出小組實驗方案。教師可以使用提問的方法檢查學生的方案,糾正錯誤。這種方法不僅能夠大大提高學生做實驗的積極性,而且能夠讓學生變成自主的研究型學習。通過學生查閱文獻,在相互討論和交流的過程中,學生除了提高文化知識,還能促進團隊合作,促進溝通能力和創新能力的形成。另外,這種互動也能促進教師更加積極的備課。因而形成一種師生共同進步的良性循環。
2.5靈活制定考核機制,做好實驗現場指導
實驗課程的分數比重應該增大到30%,這樣可以避免學生只會死記硬背,而不注重動手能力的培養。在實驗過程中,進行現場指導,當場考核,不僅要看實驗報告,更要依據出勤、現場實驗操作和實驗結果綜合考核。比如除指導教師外,應有專門實驗人員發放實驗器材,進行出勤登記并納入考核,占實驗課成績的10%。從制度上引起學生對實驗課的重視。實驗過程中,規范的操作和可靠的結果是考核的重點,各占實驗課成績的30%。對于實驗報告,占實驗課成績的30%。應要求學生對實驗過程和結果進行詳細記錄和分析,比如哪些操作步驟沒有做好,或者在實驗過程中容易出現什么問題,如何避免等,從而讓學生養成一個善于分析問題和總結問題的好習慣。對于實驗報告中的結果,要實事求是,嚴格杜絕相互抄襲現象。
在實驗指導現場,對態度認真、操作規范的學生及時表揚,并號召其他學生觀摩或欣賞,起到模范帶頭作用。有些操作較為繁瑣的實驗,個別學生總是失誤,會產生厭煩心理,比如芽孢染色,要加以啟發性的引導,幫助其順利完成實驗。由于學生經驗不足,實驗過程難免會有失誤,實驗結果有時不盡相同甚至會大相徑庭。在這種情況下,不要急于批評學生,而要分析問題,找到原因。比如做細菌接種練習,一個班上總有1~2個學生平板上什么都沒有長出來,這時候要鼓勵學生勇于承認實驗失誤,還要讓其回憶,實驗失敗是由于沒有劃線還是接了菌種以后再在火焰上灼燒而將微生物燒死。這樣學生有深刻的印象,以后的操作也就不容易出現類似錯誤。有時候學生的失誤,可能會出現一些意想不到的結果,這時候更要進行分析,幫助學生拓展思維。
3實施改革后取得的效果與思考
這些改革措施的實施,使學生做實驗更加主動和用心,大大減少了盲目操作的現象,提高了綜合運用知識、分析和解決問題的能力,培養了嚴謹、鉆研、科學的學風。在新的課程改革實施后,95%以上的學生認為微生物學和生活聯系非常緊密。部分本科生已經參與到一些教師的科學研究中去,有的學生還能夠設計完整的實驗進程,或通過合作完成一些小型課題。同時,實驗課程改革也對實驗課教師提出了新的要求,使教師不斷學習新的實驗課程管理理念,不斷開發新的研究課題,同環境工程微生物學的發展同步。在以后的教學過程中,還要不斷探索,以取得更好的成效。
4參考文獻
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關鍵詞:微生物學;課堂教學;改革
中圖分類號:G642.0?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)46-0180-02
微生物學是生物制藥、生物工程和環境工程等許多專業的基礎必修課[1,2],尤其是對生物工程專業的學生更是重中之重的課程。通過微生物學的教學,使學生掌握常見微生物(細菌為主)的形態結構、生長繁殖、生理代謝、遺傳變異、生態分布和分類進化等生命活動的基本規律,并為后續的發酵工程、環境生物工程等課程提供必要的知識基礎。同時,微生物學也是一門綜合性的課程,在本課程的學習中,學生也會繼續復習和鞏固生物化學、生理學、細胞生物學等知識,同時力求在專業英語、科技寫作等科研能力上取得進步。
一、目前微生物課堂教學存在的問題
目前微生物學理論教學主要依靠多媒體進行教學,實驗課主要在微生物實驗室進行。教師主要借助于多媒體課件進行知識的講授。使用多媒體教學具有能創造良好的直觀效果、形象生動、增加信息量等好處[3,4],但也存在一定弊端,易產生以下問題[5]:
1.照本宣科,忽略了學生的主體地位。有的教師將教材內容拷貝到幻燈片上,然后照著讀一遍,很少拓展,學生只能被動接受。課堂教學成了錄像放映課,講完就下課,使學生的主觀能動性大大降低。盡管講課的教師非常辛苦,講得口干舌躁,但由于嚴重忽略了學生的主體的發揮,效果欠佳。
2.信息量不足。過于追求課件的包裝形式,而忽視了課件的實質性內容。過多的圖像、視頻、音頻做到課件里,生動性、形象性似乎提高了,但教學的主題卻模糊了,重點難以體現[3]。有些教師整整一堂課在講與教學目標無關的趣聞軼事,甚至大侃NBA、娛樂新聞等,學生聽得津津有味,倍感愉悅,但學生沒有學到有用的知識,在今后的畢業論文實驗、考研、求職、工作中會遭遇挫折感。
3.師生互動性較差。多媒體課件的運用,雖相對傳統教學方式有其特定的優勢,但也受到了諸多條件的限制。首先是授課教師減少了在傳統教學中展示人格魅力的機會。學生大部分時間都在被動接受知識,無法與教師進行很好地交流,缺少教師與學生之間的教學互動,即使有問題也只能課后再問或沒有機會獲得教師指導,就無法發揮學生的主動性、創造性。
4.課件套用、抄襲現象嚴重。教師由于對多媒體制作的不熟悉,而且工作量也比較大,干脆就直接從網下下載別人的多媒體課件,略加修改,甚至不加修改就直接套用,由于不同的教師在講課風格、講課思路、知識面等存在差異,致使套用課件授課效果往往不能保證。有些教師的教案、講義和課件多年不換,不注意最新知識和信息的更新。
二、課堂教學組織改革措施
針對上述問題,應在課堂教學組織上下功夫,提高師生互動性,讓學生有展示的機會;及時更新課件內容,適當增加有效信息量;借鑒其他課程,分組分層次學習,因材施教[6];提高學生的學習主動性和科研興趣。具體改革措施如下:教學手段。主要為多媒體教學。結合板書[7]、教師講解等。課堂教學組織。按照實施前進行的測驗成績劃分為6個小組,指定組長,學習委員兼任一個小組的組長,理論課每次2節課,每節課教師講授30min,小組討論5min,學生展示10min。學生展示的材料在必要時,可以整理成科普文章投稿。作業也分組提交即可。采用競賽制,選出優勝小組1~2個,給予一定的獎勵,計入平時成績。學習委員的職責是協助教師任命組長,協助教師完成各項任務;兼任一個小組的組長。組長的職責是搜集預習時的問題;整個學期至少推薦3~4個學生展示項目;推舉參與科研訓練的學生骨干1~2人;整理和提交需要以小組為單位提交的作業;在各項展示和參與中起帶頭表率作用等。教師職責是認真備課,尤其注意隨時更新課件內容和追蹤研究熱點;講授基本原理和知識點;在課堂上對學生的疑問給予詳細解答;課下負責指導學生的PPT制作、科普論文的修改和投稿;建立課程QQ群[8,9],加強師生互動;對學生骨干,除認真帶好實驗課外,組織參與教師的科研項目,讓其接受較系統的科研訓練,科研軟件的學習也非常重要[10],除實驗方法外,還應加強科研軟件的輔導,以使其科研能力得到迅速提升,從而有所突破。
課堂教學效果考核。考核是檢驗課堂教學效果的重要手段之一[11]。在考核方式上也要進行改革。考核可分為平時考核與期末考核兩部分。平時考核包括課堂提問、自我展示等。期末考核包括教師考核,以抽查的方式對部分學生進行理論考核和期末理論考試。以及督導組或教務人員考核,即隨機抽查20%左右的同學關于微生物學理論課大綱指定需掌握的內容。形式為筆試或現場提問。通過以上的課堂教學組織,會大大提高教學效果,從而為培養新型應用型人才奠定堅定的專業基礎。
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關鍵詞:高職教育 藥物微生物學 教學改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)03(b)-0038-01
藥物微生物學不僅是生物制藥技術專業的基礎課程,也是主干課程。如何掌握好這門課程,為同學們日后走向藥學事業創造契機,也是我們每一位教學工作者所面臨的挑戰。由于傳統的教學方式和教學內容已不能適應新世紀對人才培養的要求。為突出高職教育特點,筆者結合多年的教學經驗,對藥物微生物學教學進行了初步的改革與探索,取得較好的效果。
1 選用合適的并且實用的課改教材
目前各種版本、各個出版社的藥物微生物的課改教材,種類繁多,各有其特點,由于我校是高職院校,因此,在選用教材時要著實考慮到學生的學習基礎和學習能力,以及企業對學生的能力要求來選定教材,合適的教材對提高學生的實踐能力是非常有必要的。加強校企合作課程體系的開發,學校、企業與社會等多元合作,針對崗位需要,切合區域特點、融入行業標準,開發針對崗位能力的應用型教材。
2 密切結合生物制藥技術專業的特點,優化教學內容
在知識傳授過程中,我們始終貫徹從專業入手的教學指導思想,力求把本學科的知識內容與藥學密切結合起來。高職教育的兩個重要的特點就是降低基礎理論的難度和密切與實踐相聯系。藥物微生物學作為專業核心課程,學時數占生物制藥技術專業課內總學時的15%左右。藥物微生物學的教學,應自始至終貫徹基礎知識―實驗方法―實踐應用這條主線,包括理論、實驗及實訓教學。通過這條主線,促進了學生對所學知識的前后聯系,加深了學生對課程內容全面系統的理解和掌握。培養學生對藥物微生物的研究、生產、開發的能力、基本理論與基本技能,并且能夠系統地認識該領域涵蓋的內容和發展方向。也學到了抗微生物藥的臨床應用,為后續課程的學習奠定了基礎。
生物制藥技術專業課程體系中,《藥物微生物學》與《免疫學》《抗生素工藝學》《現酵技術》《生物制藥工藝學》等多門課程相互滲透,相互聯系。教師應該深刻研究所授教材的,注重學科間的交流,并能根據實際情況調整教學內容,以免造成重復教學,浪費人力物力。
3 大膽嘗試教學方法,采用多元化教學手段
在對課程進行設置時,我們盡可能的采用多元化授課,并按建構主義教學的理念設置教學情景,實現了教師講授、課堂討論、學術講座和學生自主學習這四者的有效結合,充分體現了教、學、做一體化。
結合生物制藥技術專業的特點,根據教學目標,教學內容,將項目導向教學法、問題教學法、案例法、示范法等多種教學方法靈活運用。
教學方法與手段的形式因地因時有多種變化。常用的形式有:討論式、啟發式、演示式、合作式、體驗式、提問式、創意式等。但隨著教學改革的深入和現代化技術的普遍運用,又增添了觀摩課教學、多媒體課件輔助教學、網絡資料結合教學、現場優質課教學、互動創新式教學方式。
在課程學習中,以典型藥物、核心技術為主線,實施課程教學,以生產過程、生產成果為評價標準,開展課程考核方法改革為核心的課程改革;還組織學生到企業參觀,承擔企業派發的外包任務,真實體驗和參與生產。也可以結合學生將來的崗位職責,在實施教學時采用項目導向或行為導向進行教學。這就給我們提出了幾點要求:學生的學,不能僅僅停留在知識的掌握上:教師的教,也不能僅僅局限于對知識的傳授:教學的重點應該放在對學生實踐動手能力的培養和職業素質的培養上。由此可知,教師的任務就不僅僅停留在“傳道、解惑、授業”的層面上了。
4 強化實踐教學環節,提高學生的綜合素質
實踐教學之目的是優化學生的素質結構、能力結構和知識結構,培養學生獲取知識、應用知識和創新知識的能力。對于應用性和實踐性很強的藥用微生物學課程,實踐教學環節顯得尤為重要。
4.1 校內實訓基地的建設
藥物微生物學是一門實踐性很強的學科,應該將理論與實踐緊密的聯系在一起。為了滿足專業培養目標的要求,我們將藥物微生物學課程的理論與實踐教學的學時控制在幾乎接近1∶1。藥物微生物學實驗室是實驗設施比較完備。在實驗課的講授過程中,我們安排了大量的基本操作技能,如顯微操作技術、染色技術、無菌操作技術、培養基配制及滅菌技術、分離和接種技術、培養技術等等。實訓的教學過程中,重點是安排綜合應用性比較強的實驗,比如,口服藥物中細菌、霉菌及酵母菌總數及大腸桿菌的檢驗。另外,我們的實驗室也實施了對外開放的方法,配備專業教師進行指導,讓學生在課余時間開展實驗技能比賽。這一舉措得到了學校和家長的認可,受到了學生普遍歡迎,切實增強了學生的實踐操作能力。通過實踐實訓教學,增強了學生對基礎理論知識的理解,培養了學生職業技能,為學生今后順利就業奠定了技能基礎。
4.2 校外實訓基地的建設
學院還與多家企業建立了長期合作關系,在企業參與下,以提高學生的學習興趣、主動性、積極性,培養學生掌握藥物微生物學的實際動手能力、創新能力和社會適應能力為目的,構建以工作過程為導向的課程體系;推行任務驅動、項目導向的教學模式;借助企業,探索理論與實踐一體化的實訓教學模式。
通過校內和校外實訓基地的結合,可以完善生物制藥專業工學結合人才培養模式。培養從事藥品行業、藥品企業生產管理和藥物產品營銷、檢驗等職業崗位工作,具有良好職業道德和職業能力,心身健康和具有發展潛力的一線專門技術應用人才。
參考文獻
關鍵詞: 醫學與生物類專業 微生物學教學 教學內容 教學方法
隨著現代科學技術的迅速發展,微生物學與生產實踐的關系日益密切,其基礎理論和研究已廣泛應用于工業、農業、醫學、環境保護等領域。在生物類與醫學類兼容的高等醫學院校,微生物學是公共的基礎課程,也是一門理論和實踐相結合的主干課程。我們有必要根據各專業的特點,結合不同學科的發展趨勢,將微生物學的教學內容進行優化重組,即針對不同專業的特點組織相關教學內容,優化教學體系,制定適合不同專業的教學大綱,建立系統而完善的教改體系對培養具有專業特色的優秀人才有重要的意義。
1.樹立“以人為本”的教育理念
微生物學教學應緊跟時展的步伐,滿足社會發展的需求,以科學發展觀指導教學。科學發展觀的核心是以人為本,因此“以人為本”的教育理念應是高等教育和諧發展的指導思想,堅持以學生為主體的原則,以學生的需求和人才發展方向作為教學工作的基本點,以培養出更多符合社會發展需求的創新型專業技術人才。
為打造契合課程建設的新教學模式,微生物學教學應遵循素質教育理念,注重發揮學生的自主性和能動性。“以學生為本”的觀念要求教師確立新的教學方式、明確新的教學關系和教學內容,從而使教學活動富有創造性,實現“教師的教”是為了“學生的學”,培養學生的科研興趣、創新意識、探索精神、合作態度、研究能力等多方面的素質,實現促進學生全面發展的目標[1]。
2.優化重組微生物教學內容
微生物學具有內容繁雜、容易混淆、比較枯燥的特點,不利于理解和記憶,如何提高學生的學習興趣,讓他們積極地參與到教學活動中,成為提高教學質量的首要問題。教師可以通過探討學科與人類的關系,激發學生的探索欲。例如講解SARS、艾滋病毒、甲型H1N1流感等案例;列舉啤酒、白酒、葡萄酒等發酵飲用酒,金針菇、雞腿菇、香菇和平菇等食用菌的營養價值,各類抗生素、疫苗等微生物制品,讓學生感到利用好微生物這把“雙刃劍”為人類造福的重要性[2]。
微生物學課程的調整要以專業設置的培養目標為準則,體現統一要求和個性發展相結合的原則,明確學生必須掌握的基本理論、基本知識和基本技能,將其作為各專業學生必須學習掌握的共同內容。如微生物基礎部分,主講其形態結構、生理、遺傳與變異、感染與免疫等。同時介紹富有專業特色的微生物知識。如對生物類專業,應把生活、生產中與微生物有密切聯系的實例引入課堂,如釀制和發酵產業等,同時將微生物學知識與目前領域前沿的技術和研究熱點聯系起來。對醫學專業,可將臨床病原學引入課堂討論,變“以菌說病”為“以病說菌”。
根據不同專業的特色,實驗課內容也要相應調整,傳統的實驗內容通常為基本操作技術。在此基礎上,可以結合專業特點增加不同的設計性和綜合性實驗。對生物類專業,側重理論與實踐相結合,如酸奶和泡菜的制作,食用菌栽培管理等。對醫學專業,側重針對傳染性病原微生物的快速診斷、病原體的消毒滅菌和疫情控制[3]。
通過對課程體系的優化重組,不同專業的學生能夠掌握微生物學的基本理論,充分體現出微生物學基礎課程的“專業化”特色。
3.改革教學方法
微生物學內容繁雜,知識量大,傳統的“填鴨式”教學效果不理想,造成學生依賴性強,積極性不高等問題,為了提高教學質量,培養創新型人才,可采用課堂對比式、啟發式、研討式、角色轉換式等教學方法。
(1)PBL(problem-based learning)教學
PBL教學法,即在課堂教學中推行以問題為基礎的討論式、啟發式教學。例如,在講授細菌遺傳變異時,提出為什么肺炎鏈球菌在培養過程中會發生莢膜丟失的現象,繼而引出可遺傳性變異和非遺傳性變異,闡述其分子機制[4]。這種提出問題的方式,會激活學生的思維,促使學生主動分析和思考問題,啟發學生尋找知識間的內在聯系。
(2)CAI課件組織教學
多媒體輔助教學(CAI)是一種新型的教學方式,能集圖、文、聲、像于一體,把知識內容形象、生動地展示給學生。微生物學這門課程是以肉眼看不到摸不著的微小生物為研究對象,其形態結構僅靠文字講解非常抽象,學生難以理解,多媒體輔助教學能提供大量直觀的圖片,形象地顯示各類微生物的超微形態結構,使學生對各類微生物有一個直觀、感性的認識,增強記憶。如講授“微生物形態、結構和功能”時,將細菌、放線菌、霉菌和酵母菌四種不同微生物在固體平板上的菌落形態做成圖片并進行對比教學,讓學生辨別它們的異同,加深學生對原核和真核微生物區別的理解和記憶,使課堂教學形象化,有助于提高教學效率。
(3)角色轉換式教學
在微生物學常規教學中,多是老師講、學生聽,課堂上能真正消化知識的學生不多。針對某些章節,可采用角色轉換式教學法,即學生上臺講,老師聽課與糾正。如“常見的病原菌”講解,把學生分成小組,每組同學承擔一種類型的病原菌講解,自制課件。在整個教學過程中,學生輕而易舉地掌握了知識,還培養了互相交流與合作的團隊精神。
(4)對比式教學
微生物學內容豐富、概念較多,研究對象類群龐大、形體微小,在教學過程中,教師要善于對易混淆的內容進行對比式講解,使知識點層次清晰分明,加深學生理解與記憶。例如,通過“原核生物與真核生物結構對比”、“代謝類型對比”、“生理特性對比”等[2],有利于學生區分概念,抓住重點,使概念明晰化、理論廣延化、點狀知識連續化、平面知識立體化。
(5)案例教學
在講授微生物基本原理和知識點的同時,要找出與臨床學科與日常生活密切聯系的實例應用。如針對醫學專業,將病原微生物的致病性和診防措施有機融合,提高學生臨床個案分析能力。趙林靜等[5]圍繞大腸桿菌的教學內容,將毒黃瓜事件的有關資料進行選擇和整合,系統性地將出血性大腸桿菌的生物學特性、防治原則等有機聯系起來,以激發學生的求知欲,達到學以致用的目的。
4.理論聯系實際
微生物學本身是一門應用性很強的課程,涉及抗生素、酶制劑、發酵食品與調味品的生產,以及垃圾處理等環保方面,所以我們要合理運用“產、學、研”教育模式,加強校際、校企、校所間的合作,充分利用各類資源,根據專業特點提供不同實習基地,組織學生親自到工廠企業第一線,充分了解企業和工廠的需求及微生物產業化的趨勢。可設置室外實驗課,組織學生到食用菌生產基地參觀學習,義務幫忙,通過親身實踐,鞏固微生物知識。在學校附近進行預防流感、肝炎、艾滋病、肺結核等診防的科普宣傳;到制藥廠了解微生物檢測的流程,到藥檢所了解藥物質量監督和管理。同時積極引導學生參與教師的科研活動,申報科研立項,參加大學生科技創新活動、全國大學生“挑戰杯”課外學術競賽等,激發學生自主學習的熱情,提高學生的知識應用能力,做到理論與實踐相結合。
5.結論
微生物學作為一門生命科學基礎性課程,是生物研究技術人員必備的知識。理論知識的掌握和實驗的探究是其學習的基本方法,理論和實驗相輔相成,相互補充。為了激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性,提高不同專業學生的整體素質,教師應該不斷提高自身素質,了解最新研究熱點,在理論和實驗教學方面進行改革和創新,不斷提高微生物學教學質量,使學生成為符合社會需求的創新型人才。
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[關鍵詞] 大專生;醫學微生物學;教學改革
[中圖分類號] R-05 [文獻標識碼] B [文章編號] 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
病原生物與免疫學是大專醫學專業學生的一門專業基礎課程,其中醫學微生物學部分主要研究與醫學相關的病原微生物的生物學性狀、致病性與免疫性、微生物學檢查等多個方面內容,因其研究范圍廣、發展速度快,并與多學科緊密聯系,內容豐富,機制復雜,尤其對基礎薄弱的大專學生而言,學起來相當吃力。再加上現在的課程體系改革,學時壓縮,更增加了學生學習的難度[1],針對這種實情,教研室在2009~2010年度對該課程在教學內容、教學方法及考核方法上進行了改革,現對其改革內容、取得的成效及實施中出現的問題做一總結。
1改革方向
1.1優化教學內容
近年來,隨著招生規模的擴大,專業不斷增多[2](本校現有臨床醫學、護理學、醫學檢驗、口腔醫學、藥學、康復治療技術、醫療美容技術等),每個專業的具體培養目標不同。因此,按照學校的工作部署,教研室根據專業培養目標,優化了課程體系,對不同專業制定出不同的課程標準。任課教師在教學工作中,要參照課程標準調整相應的教學內容,這樣更有利于培養具有專業特色的醫學人才。
另外,醫學微生物學發展很快,內容多、課時少的矛盾日益突出[3]。拿本校為例,病原生物與免疫學整個課時除臨床專業為64學時外,護理、口腔醫學、藥學均為52學時,這就要求教師必須認真鉆研教材,廣泛閱讀相關參考書,對教材內容進行精簡,突出重點、難點, 精心組織教學,才能在規定時間內高質量完成教學內容。對于有疫苗預防的、不常發病的病原體要少講或不講,如脊髓灰質炎病毒、白喉桿菌、百日咳鮑特菌、埃博拉病毒等這些內容,而對于常見病、無疫苗可預防或預防效果不好、新發病的病原體要重點講述[4],如病原性球菌、腸道桿菌、結核分枝桿菌、流感病毒、乙肝病毒等內容。
1.2 多種教學方法并用,注重學生學習能力的培養
醫學微生物學內容被安排在新生入學后第二學期,大多數學生尚未掌握正確的大學課程學習方法,學會使用圖書館文獻和網絡資源的更是寥寥無幾,從而極大影響了教學效果和學生對學科新進展的掌握。而且,學生“實用主義”思想嚴重,他們認為“有用”的知識才值得學習,這在一定程度上對傳統的教學模式和教學思路提出了挑戰。雖然該課程內容具有很強的實驗性和應用性的特點,但因為內容點多面廣、易懂不易記,加之傳統教學法相對枯燥單一,極易造成學生學習興趣下降,學習效果欠佳。所以,在醫學微生物學總論部分授課時,除了多舉例、多進行比較外,由于教學內容的限制,教師基本上還沿用傳統的講授式教學方法。而在各論部分授課時,由于和臨床病例聯系比較密切,教師改以前的“以菌說病”為“以病說菌”[5],以融合臨床實景和多學科內容的臨床病例為切入點,適度導入以問題為基礎的PBL教學法,引導學生研究教材、分析病例,啟發其思考,發動學生充分利用圖書館和網絡資源,廣泛進行病例討論,探討解決問題的方案,最后教師再進行總結點評。
另外,教師在整個教學過程中,也要注重教給學生一些合適的學習、記憶方法。如啟發學生進行歸納總結,加強前后內容之間的聯系,比較各種微生物之間的異同點。學完微生物各論后,可提問學生:引起化膿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?不進入血流的微生物有哪些?能產生芽胞的微生物有哪些?產生腸毒素的微生物有哪些?在講到病毒時,要啟發學生和前面學過的細菌的生物學形狀、致病機制進行比較,這樣才會使前后內容融會貫通,條理清楚,才不會學了后面忘了前面。
1.3考核方法
傳統教學模式的特點,決定了在過去的考試中,大多采用期末一次考試的方法,而且內容側重于理論知識的考核,很容易誘導學生死記硬背,導致學生僅簡單地復習重、難點內容和提綱筆記等,而并沒有真正掌握知識,更談不上靈活運用知識,結果“考完就忘,學完就丟”的現象屢見不鮮,從根本上違背了課程教學的宗旨。為適應教學改革的需要,現在教研室重視學生能力考核,適度提高其所占比例。首先,在課堂討論階段,教師會根據學生小組討論和班級辯論的情況,給出病例討論成績。其次,為了加強學生的素質培養,在期末考試中,在保證基本知識點考核的基礎上,更加側重于靈活多變的多項選擇題和病例分析題。評價體系的多樣性和機動性,提高了考核的可信度和區分度,避免了學生死讀書和投機取巧的現象,在一定程度上促進了教學改革的實施,從而更加有力地推動了學生素質教育。
2 實施效果
2.1 學生的心理負擔大大減輕
醫學微生物學部分內容包括微生物學總論和各論,總論涉及微生物的大小、形態、結構、理化性狀、生長繁殖、新陳代謝、遺傳變異、致病性等內容,各論中囊括了所有致病性的細菌,章節很多,學生學起來心理負擔較重,通過教師對內容的合理的選取,使學生卸下了心理包袱,能夠以一種輕松的心理狀態、有重點地學習。
2.2 學生學習的動力和興趣大大提高
課程標準的制定和實施,使授課內容更貼近同學們的專業,使同學們感受到學有所用,自然就增加了學習的動力。另外,PBL教學方法使枯燥無味的理論講授變成教師與學生共同參與的生動愉快的教學過程。改變了過去一貫以教師為中心的大量課堂灌輸,使學生變被動接受為主動學習,大大提高了學生的學習興趣。而且,一些較難記、較難理解的內容教師輔以學習方法,解決了學生學習上的困難,使有些學生擺脫了“想學學不會”的困境,自然就愿意學習。
2.3 學生學習能力得到了很大的提高
在各論內容學習中,PBL教學方法的使用,引導或迫使學生積極上網或去圖書館資料室查閱資料,同學之間相互討論,通過創造良好的教學氛圍去引導學生自己去發現問題、解決問題到主動完成學習。它不僅傳授了基礎理論知識,而且理解了應用實例,培養了學生分析問題和解決問題的能力。
3 目前存在問題
3.1 教師角色轉換
PBL教學法的應用要求教師轉換角色,即由領導者和“場內隊長”,轉變為組織者、促進者和引導者,即“場外教練”。這就要求教師在精通學科理論知識的同時,在教學思路和教學技巧上提高自身水平,改變傳統教學過程中教師單向講解的模式,與學生共同探討和辯論,引導學生的討論方向,控制學生的爭論強度[6]。同時,教師還應該對整個教學活動進行有效的調控,使學生活動不偏離教學目標,并對活動進行評價。這點教師在剛開始實施PBL教學時可能還有不完善的地方,需要逐步提高。
3.2 學生以前未接觸過臨床相關問題
由于該課程的開課時間為第一學年第二學期,PBL教學工作中遇到的很多和臨床相關的問題學生還沒有接觸到,自然給案例的選擇和設計帶來困難,教師要盡量挑選一些典型、學生容易接受的問題來給學生討論。
3.3 教師考核主觀性大
醫學微生物學考試成績直接關系著學生的獎學金和評優、評先事宜,所以學生非常關注考試結果。改革后教師考核的主觀性大大增加,如果教師把握不好,很容易引起學生不滿。這就要求教師一定要做到客觀、公正。
[參考文獻]
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[3]侯小瓊.淺談如何提高醫學微生物學的教學效果[J].廣西醫科大學學報,2006,23:93-94.
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[5]劉麗.提高醫學微生物學教學質量的幾點嘗試[J].中國傷殘醫學,2010, 18(1):142-144.
關鍵詞 農業微生物學;實驗教學;實驗設計;實驗考核;改革措施
中圖分類號 G642.4 文獻標識碼 A 文章編號 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
農業微生物學是微生物學的一門分支學科,主要研究農業生產中常見的微生物種類、特征、研究方法及應用等內容,是黑龍江八一農墾大學農學院重要的專業基礎課之一,通過講授和實驗課學習,使學生掌握農業微生物學的研究內容、基本理論知識和基本操作技術,讓學生從學習和實驗過程中理解微生物的特點、培養、分類、代謝、遺傳、生理生態及其在農業科技領域的應用情況。農業微生物學是一門實驗性較強的學科,它具有一套獨特的實驗方法和操作技術,其中顯微鏡觀察、無菌操作、純種分離和培養是該學科的4項基本技術[1-2]。農業微生物學實驗是微生物學的重要組成部分,是培養學生理論聯系實際、提高學生動手能力、創新意識和創新能力的重要實踐環節[3]。傳統的微生物學實驗課雖一定程度上鍛煉了學生的動手能力,但實驗課程安排不連貫、驗證性實驗過多、學生進入實驗室更多的是按實驗步驟機械地重復操作,不能充分發揮學生在試驗設計、試驗創新等方面的積極性,不能很好地鍛煉學生主動思考問題的能力[4]。
經過多年的教學實踐,針對農業微生物學實驗課程設計沒有兼顧不同專業背景,沒有充分挖掘學生提出問題、思考問題、解決問題的能力等問題,筆者提出了以重點培養學生設計實驗、分析實驗結果的綜合實驗能力為目標的基本教學改革思路,并以目標為導向,對現有實驗教學內容及考察方式進行了改革。
1 實驗內容設置改革
針對不同專業背景的人才培養計劃和農業微生物學課程的教學大綱及重難點,靈活地進行各項內容設置及考察方式改革,具體做法如下。
1.1 實驗內容的差異化
針對不同專業背景的學生,實驗內容應盡可能貼近該專業學生的專業知識和專業需求,刪除與專業需求不符合的實驗內容,突出實驗課程的針對性、實用性,這樣有助于提升實驗教學的效果,也有利于學生提高對實驗內容的興趣,更是為學生繼續攻讀碩士、博士學位打下堅實的專業操作基礎。針對不同專業,實驗內容的設計應該具備連續性,通過幾個主題把該專業最常用的實驗技術生動地傳授給學生。如針對植物保護專業的學生,實驗內容設置可從常規的微生物組織分離、稀釋純化、菌種保存等開始,教會學生幾種常用的獲得植物病原微生物的分離培養方法,同時獲得的純培養微生物可作為后續實驗的實驗材料,這一過程中可以借助顯微鏡讓學生對微生物的基本特點有一個直觀的認知。
1.2 實驗課時間設置的靈活化
在現行的教學方案中,基本是在理論課時完成后才開始實驗教學。其弊端在于理論與實踐之間時間跨度過大,學生容易忘記相關的重要內容。如能在課堂教學的過程中,根據需要實時地進行實驗實踐學習,可最大程度地把理論知識點與實踐相結合,獲得更佳的學習效果。此外,理論學習是一個相對枯燥的記憶過程,雖然課堂上有多媒體課件等影像資料輔助,但遠不及在掌握理論知識的同時進行相關的實踐掌握得牢靠。
2 實驗教學方法的改革
微生物學實驗技術已涉及生命科學領域的各個研究方向,微生物學實驗是一門實用性極強的學科。為使學生更好地掌握實驗原理、實驗方法及正確地解讀實驗結果,應該從以下幾方面進行相應的加強。
2.1 注重實驗原理的講解
作為一門實踐性極強的學科,微生物學實驗過程中應該讓學生充分理解實驗每個步驟的原理及有可能出現的結果。如革蘭氏染色實驗中,教師在實驗進行前應該再一次對革蘭氏染色的技術原理進行解釋,并在實驗過程中及時講解染色過程的變化及其原理,認真指導、幫助學生很好地分析自己實驗結果的正確性,讓學生嘗試分析出現假陽性和假陰性的問題所在,并嘗試讓學生自己提出可能的解決方案,激發學生對實驗結果的思考和興趣。
2.2 培養學生設計實驗的興趣和能力
課堂理論學習時,如該部分內容是實驗教學的重點,教師可以通過自己的科研實踐或文獻,重點講解實驗設計的來龍去脈,即從為什么要做該部分實驗、怎樣做實驗以及怎樣分析實驗結果等方面進行剖析,并將學生分成若干小組,給每個小組布置實驗設計作業,并在課堂上留出必要的時間對學生的實驗設計予以點評。這樣可最大程度地調動學生對實驗的積極性,并在實驗設計過程中鍛煉學生的團隊協作、文獻查閱、問題歸納和問題解決能力,豐富課堂教學內容的同時也為實驗教學打下了必要的前期基礎。設計性實驗中學生發揮的空間大,比較自由,這樣可以提高學生學習興趣,激發學生的主動性、積極性和創造性,有利于創新人才的培養[5]。
3 實驗考核方式的改革
3.1 優化實驗課的成績組成
成績由4個部分組成:一是實驗課出勤及有無遲到、早退現象;二是實驗方案設計(每個小組4~6人提交實驗方案1份,并標注每個人在實驗方案中的設計內容);三是實驗成績,包括動手能力、實驗結果分析能力;四是實驗表現,包括實驗記錄的規范性,是否存在玩手機、說話等與實驗無關的現象等。
3.2 考察方式標準化
實驗考察考核是實驗教學工作的重要環節,是評價教師教學效果和學生學習效果的最直接方法。為適應實驗內容和教學方法的改革,實驗課程的考察方式也需要作出相應的調整。在滿足出勤的情況下,重點考察學生在實驗方案設計方面的能力。實驗方案設計是實驗教學的重點,也是難點,只有在實驗設計完善、實驗方法合理、技術方案可行的前提下,實驗才能夠順利進行。因此,實驗方案設計應占整個實驗成績的50%,并依據實驗方案的可行性、查閱文獻的權威性和實效性給予相應的得分依據,有得分點即可獲得相應分數,避免主觀評判對成績的影響。
此外,除實驗方案外,重點考察學生對實驗結果的分析能力以及實驗記錄的規范性。生命科學相關實驗,因實驗對象的多樣性及對環境條件要求的特殊性,其實驗結果往往存在很多的不確定性,學生對于實驗結果的分析能力是掌握微生物實驗實踐的關鍵。針對不同的實驗結果,給出合理的解釋,并可以通過查閱實驗記錄找到問題可能出現的原因,養成嚴謹的科學實驗態度,該部分應占實驗總成績的40%。其余10%的成績主要依據動手能力、課堂紀律等方面,動手能力占本部分的6%,因為動手能力強的情況下,學生不自覺地會沉浸到實驗操作的樂趣中,課堂紀律自然也就無需過于關注。
4 結語
綜上所述,為更好地將農業微生物學的相關理論知識和實踐傳授給學生,應該從學生不同的專業背景出發,有針對性地設置實驗內容,在完成教學任務的前提下,為學生后續發展奠定基礎。在實驗內容差異化的背景下,應注重提升學生在實驗方案設計、實驗結果分析等方面的能力,培養學生查閱文獻、分析文獻并從文獻中獲得分析實驗結果的能力,進而激發學生自主學習的熱情和創造熱情,最終培養他們的創新能力。
5 參考文獻
[1] 鄧百萬,陳文強,彭浩,等.基于能力培養的微生物實驗教學手段與方法的改革研究[J].實驗技術與管理,2011,28(2):7-10.
[2] 趙斌,何紹江.微生物學實驗[M].北京:科學出版社,2002:38-139.
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