談環(huán)境工程微生物學(xué)實驗教學(xué)評價

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摘要:以培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生解決實際生產(chǎn)問題的能力和實現(xiàn)課堂主體地位，在環(huán)境工程微生物學(xué)實驗中實施線上線下相結(jié)合的實驗教學(xué)方法及過程考核評價和結(jié)果考核評價雙重考核體系。將實驗內(nèi)容整合優(yōu)化后進行實驗項目模塊化教學(xué)，在實驗設(shè)計和實驗操作及實驗疑難問題解決的過程中，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力、協(xié)作和創(chuàng)新能力及應(yīng)用專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的能力，教學(xué)效果顯著優(yōu)于傳統(tǒng)實驗教學(xué)。為應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)奠定了實踐教學(xué)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:環(huán)境工程微生物學(xué)實驗;教學(xué)改革;線上線下

環(huán)境工程微生物學(xué)是我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是后續(xù)水污染控制工程、大氣污染控制工程和固體廢物處理與處置等專業(yè)課的前期基礎(chǔ)課程。環(huán)境工程微生物學(xué)實驗作為理論課非常重要的實踐課程，不僅是熟練掌握微生物基本操作，包括顯微鏡的使用、微生物形態(tài)的觀察、微生物的計數(shù)及測量、微生物的染色、培養(yǎng)基的制備、滅菌、微生物的純種分離及菌落觀察與鑒別等訓(xùn)練環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)環(huán)境專業(yè)類學(xué)生觀察能力、鑒別能力、動手能力、協(xié)作能力、運用能力等的重要途徑［1］。應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標更加注重培養(yǎng)學(xué)生用專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的能力［2］。本文根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的要求，在環(huán)境工程微生物學(xué)實驗教學(xué)中，采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)方法，增加綜合性與設(shè)計實驗，來達到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的能力，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)做出貢獻。

1實驗教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我校環(huán)境工程微生物學(xué)實驗(16學(xué)時)，與環(huán)境工程微生物學(xué)理論課(32學(xué)時)在第二學(xué)期同時開設(shè)，主要實驗項目為顯微鏡的使用及微生物形態(tài)觀察、微生物的計數(shù)及測量、培養(yǎng)基的制備、革蘭氏染色、純種分離與菌落觀察，均為基礎(chǔ)性和驗證性實驗項目，使學(xué)生在實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、實驗報告撰寫過程中達到了鞏固環(huán)境工程微生物學(xué)基本理論的目的。由于學(xué)時和實驗條件的限制，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行分組(2人/組)授課，課前，學(xué)生根據(jù)實驗項目進行實驗原理、實驗?zāi)康募皩嶒灢襟E的預(yù)習(xí);課上，教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，詳細講解實驗操作步驟，并進行實驗操作演示，然后，學(xué)生按照教師的講解和演示進行實驗操作，教師隨時指導(dǎo)、糾正學(xué)生不準確或錯誤的操作，回答學(xué)生提出的疑難問題;課后，學(xué)生進行實驗數(shù)據(jù)整理、分析，完成實驗報告。實驗成績主要依據(jù)實驗預(yù)習(xí)(20%)、實驗操作(40%)及實驗報告(40%)三項進行綜合評定。由于微生物學(xué)實驗耗時都比較長，因此，實驗所需器皿、材料和細菌懸液等都由實驗員準備。教師始終處于核心地位，占用了大部分課堂時間，學(xué)生僅在較短的時間，被動地照著做，實驗課只是完成了一個驗證性的環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生在實驗過程中忘記了思考，忘記了所學(xué)理論知識在實驗操作中的應(yīng)用［3］。此外，環(huán)境工程微生物學(xué)實驗是實踐操作性和應(yīng)用型很強的課程，如無菌操作、純種分離、菌落觀察與鑒別等很多實驗操作，學(xué)生很難一次性熟練掌握。由于學(xué)時的限制，學(xué)生只有一次實操機會，很難達到應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的要求。

2實驗教學(xué)改革與實踐

2．1實驗內(nèi)容整合與優(yōu)化

根據(jù)環(huán)境工程微生物學(xué)實驗細節(jié)多、操作性強、耗時長，需要反復(fù)訓(xùn)練才能熟練掌握操作技能的特點，實驗項目分為兩個模塊，模塊一為基礎(chǔ)性、驗證性實驗?zāi)K，為顯微鏡的使用及微生物形態(tài)觀察，微生物的計數(shù)與測量，培養(yǎng)基的制備、滅菌及純種分離3個實驗，共計8學(xué)時。這3個實驗主要目的是讓學(xué)生熟悉和掌握顯微鏡的使用及維護、血球計數(shù)板的使用、培養(yǎng)基的制備原則、高壓蒸汽滅菌鍋的使用、玻璃器皿的包扎、平板劃線等純種分離技術(shù)及無菌操作理念的建立等基本實驗操作技能，為后續(xù)的綜合性和設(shè)計性實驗打下堅實的理論和操作基礎(chǔ)。模塊二為綜合性和設(shè)計性實驗?zāi)K，為水樣中大腸菌群的檢驗與菌落觀察與鑒別，共計8學(xué)時。實驗涵蓋了3個基礎(chǔ)性實驗的全部實驗操作，同時增加了新的實驗內(nèi)容，如微生物的染色、細菌懸液的梯度稀釋、水樣中大腸桿菌的檢驗及菌落鑒別，目的是使學(xué)生鞏固環(huán)境工程微生物學(xué)的基本實驗操作技能的同時，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考及分析問題、解決問題的能力，如實驗方案的設(shè)計，實驗材料的準備(包括水樣的自由選取)，大腸桿菌的菌落觀察及鑒別等。

2．2線上線下相結(jié)合教學(xué)改革與實踐

針對環(huán)境工程微生物學(xué)實驗學(xué)時有限，實驗內(nèi)容較多的問題，教師將線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式用于實驗教學(xué)中。

2．2．1基礎(chǔ)性、驗證性實驗?zāi)K課前，教師將3個基礎(chǔ)性實驗的實驗原理、實驗?zāi)亢蛯嶒炛械淖⒁馐马椾浿瞥晌⒄n或小視頻，將3個基礎(chǔ)性實驗所涉及到的實驗基本操作以真人實況錄像的方式進行演示，并上傳至慕課資源平臺。學(xué)生根據(jù)實驗任務(wù)點和任務(wù)目標，在線上觀看微課、視頻和錄像進行預(yù)習(xí)，完成預(yù)習(xí)報告，將預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來，可以在慕課平臺上進行線上交流，教師會及時整理實驗預(yù)習(xí)過程中出現(xiàn)的理論及操作問題，記錄共性問題。課上，教師會以提問的方式檢查學(xué)生任務(wù)目標的完成情況，重點講解共性問題，并進行必要的操作示范外，課上大部分時間交給學(xué)生，每個學(xué)生要獨立完成全部實驗操作，記錄實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)。教師在課上起著指導(dǎo)和監(jiān)督作用，及時指正實驗操作不規(guī)范或操作錯誤、回答學(xué)生在實驗中遇到的問題，同時會根據(jù)情境拓展理論知識和實際生產(chǎn)問題的關(guān)聯(lián)度。學(xué)生在實驗過程中也可以反復(fù)觀看實驗操作錄像等線上資源。課下，學(xué)生整理、分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)和歸納實驗中遇到的問題，完成實驗報告。同樣，可以在慕課平臺上與教師、同學(xué)進行交流疑難問題，教師會及時解答。

2．2．2綜合性、設(shè)計性實驗?zāi)K由于大腸菌群是生活飲用水、再生水回用及生活污水處理廠排水的必檢項目，是一個具有趣味性、生活性和知識性的實驗項目。課前，教師將實驗項目有關(guān)的輔助與拓展資料、生活飲用水衛(wèi)生標準、再生水回用水質(zhì)標準等相關(guān)資料，分組情況(包括組員和組長)、任務(wù)點及任務(wù)目標等上傳至慕課資源平臺。學(xué)生根據(jù)實驗題目，閱讀文獻、查閱實驗方法和相關(guān)水質(zhì)標準，分組討論并設(shè)計實驗方案(包括實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗方法、實驗材料和實驗步驟)上傳至慕課資源平臺，教師要對每組的實驗方案進行嚴格審核，學(xué)生小組多次修改，實驗方案合格后方能進入實驗室準備實驗所需器皿及藥品。課上，學(xué)生是課堂的主體，每個小組成員都要認真參與到實驗中來，要集體討論與標準實驗方法中描述的實驗現(xiàn)象不一致的原因及解決方法。教師僅充當(dāng)輔助者和引導(dǎo)者的角色，記錄每組同學(xué)的表現(xiàn)，包括無菌操作理念的執(zhí)行情況、器皿的滅菌情況、細菌的純種分離、革蘭氏染色、細菌懸液梯度稀釋、菌落培養(yǎng)與觀察等實操細節(jié)，對操作不規(guī)范或錯誤的學(xué)生及時引導(dǎo)和糾正。同時也需要關(guān)注文獻閱讀能力、實驗參與度、實操能力、創(chuàng)新能力和思辨能力等在實驗操作過程中的體現(xiàn)。課下，每個小組成員認真整理實驗記錄、分析實驗數(shù)據(jù)，對實驗過程中出現(xiàn)的技術(shù)與理論問題做出詳細回答，完成一份高質(zhì)量的綜合實驗報告論文。

2．3實驗考核方法改革與評價

線上線下相結(jié)合的教學(xué)方法，學(xué)生處于實驗教學(xué)的主體地位，每個實驗要經(jīng)過線上－線下－線上的混合式的學(xué)習(xí)，才能完成實驗教學(xué)任務(wù)。因此，實驗教學(xué)的評價也要關(guān)注線上線下整個過程，實驗考核包括過程評價考核和結(jié)果評價考核兩部分，而且基礎(chǔ)性實驗和綜合性評價所占權(quán)重也不一樣，具體考核指標見表1。這種實驗考核評價體系，學(xué)生可以根據(jù)自己的線上線下的表現(xiàn)情況知道自己的綜合得分，使學(xué)生在每個環(huán)節(jié)都明確知道學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性和主動性，實驗成績綜合評價優(yōu)良率達到80%以上，顯著提高了實驗教學(xué)效果，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到了積極作用。

3結(jié)束語

對環(huán)境工程微生物學(xué)實驗課程實施線上線下相結(jié)合的教學(xué)方法與過程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的考核方法改革，旨在將學(xué)生在實驗教學(xué)中的被動地位向主動地位轉(zhuǎn)變，由機械地服從操作向主動地執(zhí)行操作轉(zhuǎn)變，使學(xué)生變?yōu)閷嶒炚n堂的中心，尤其是綜合性、設(shè)計性實驗完成過程中，使學(xué)生閱讀文獻、發(fā)現(xiàn)問題與解決實際問題的能力得到了提高，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作精神和創(chuàng)新能力，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，也為其他實驗教學(xué)提供參考。

參考文獻

［1］姚佳，徐文，李薇．綜合性評價在微生物學(xué)與免疫學(xué)實驗教學(xué)改革中的應(yīng)用［J］．中國免疫學(xué)，2020，36(10):1256－1261．

［2］孫如軍，李澤，孟德華．新工科背景下應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究［J］．黑龍江教育，2021(3):51－53．

［3］張穎，耿莉，劉佩勇．微生物學(xué)實驗教學(xué)改革與探索［J］．高教學(xué)刊，2020(18):143－146．

作者：單鳳君 張婷婷 王蕊 單位：遼寧工業(yè)大學(xué)