阮 琴，金 楊，張萍華

(浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江金華 321004)

環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課［1-4］，它以微生物學(xué)為基礎(chǔ)，是生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)的交叉學(xué)科，具有極強(qiáng)的實踐性和應(yīng)用性?！董h(huán)境工程微生物學(xué)實驗》作為實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，對于鞏固微生物學(xué)基本理論知識、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用微生物技術(shù)分析、解決環(huán)境問題的能力及開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力至關(guān)重要。如何培養(yǎng)學(xué)生擁有適應(yīng)社會發(fā)展要求的能力，是當(dāng)前高等教育關(guān)注的熱點(diǎn)之一［5-6］。在諸多能力培養(yǎng)的教育實踐中，以“使學(xué)生成為自己知識結(jié)構(gòu)的設(shè)計者”為教育目的的教育理念受到普遍的關(guān)注［7］。2007年教育部印發(fā)了關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程(質(zhì)量工程)的通知［8］，對高等學(xué)校的人才培養(yǎng)提出了新的要求，提出實踐教學(xué)與人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新是質(zhì)量工程的一個重要建設(shè)內(nèi)容。2012年1月10日教育部等部門又聯(lián)合發(fā)布關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)新形勢下高校實踐育人工作的若干意見，要求各高校要把實踐教學(xué)方法改革作為專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容，重點(diǎn)推行基于問題、基于項目、基于案例的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法，加強(qiáng)綜合性實踐科目設(shè)計和應(yīng)用。為提高實驗課教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，在《環(huán)境工程微生物學(xué)實驗》教學(xué)中增加設(shè)計性實驗項目，由學(xué)生自主設(shè)計方案并完成實驗。

1 設(shè)計性實驗開設(shè)的必要性

《環(huán)境工程微生物學(xué)實驗》涉及的范圍較廣，包括基礎(chǔ)微生物學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代微生物學(xué)技術(shù)、環(huán)境微生物監(jiān)測與評價技術(shù)、污染物微生物處理與資源化技術(shù)等諸多領(lǐng)域?！董h(huán)境工程微生物學(xué)實驗》是2010級環(huán)境科學(xué)專業(yè)的新開課程，是為適應(yīng)能力培養(yǎng)要求由《環(huán)境微生物學(xué)實驗》發(fā)展而來。在之前開設(shè)的環(huán)境微生物學(xué)實驗主要側(cè)重于基礎(chǔ)微生物學(xué)實驗技術(shù)，內(nèi)容稍顯簡單，缺乏專業(yè)特點(diǎn)，無法滿足環(huán)境工程微生物教學(xué)要求，學(xué)生體會不到微生物在污染控制中的作用［9］。新開設(shè)的環(huán)境工程微生物學(xué)實驗課時有了較大的增加，從原來環(huán)境微生物實驗的36課時增加到新課程的48課時，為設(shè)計性實驗的開設(shè)提供了部分實驗時間的保證。

基于以上原因，對原有的實驗項目進(jìn)行了重新編排與設(shè)計，把原先的基礎(chǔ)微生物實驗技能貫穿到“從環(huán)境中分離四大類微生物”這條主線中，包括培養(yǎng)基的配制、環(huán)境微生物檢測分離與培養(yǎng)、細(xì)菌的染色技術(shù)、絲狀微生物的觀察、酵母菌觀察與大小測定、微生物對有機(jī)物的降解與轉(zhuǎn)化、環(huán)境因素對微生物生長的影響，讓學(xué)生在這條主線中學(xué)習(xí)與鍛煉微生物學(xué)的基本實驗技能，通過這條主線的實驗，學(xué)生基本能掌握微生物實驗技能，并對環(huán)境微生物的概念有比較深入的了解。然而這條主線的實驗都是在老師的指導(dǎo)下完成，且由于微生物有培養(yǎng)的過程，部分內(nèi)容需要由老師完成，學(xué)生對整個實驗過程了解得不夠透徹，很難發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。在此基礎(chǔ)上，引入設(shè)計性實驗項目，要求學(xué)生自己查找資料，確定實驗項目，運(yùn)用已學(xué)的相關(guān)知識和技能，對實驗材料、儀器設(shè)備、實驗方法、實驗步驟等進(jìn)行設(shè)計并實施，最后對結(jié)果進(jìn)行分析和評價。設(shè)計性實驗是學(xué)生根據(jù)某一專題的目的要求，是一個發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的探究式學(xué)習(xí)的過程。在這一過程中，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，而老師是指導(dǎo)者［10］。

2 設(shè)計性實驗過程

2.1 設(shè)計性實驗的布置及設(shè)計報告的撰寫

微生物基礎(chǔ)部分實驗結(jié)束前，即設(shè)計性實驗實施前一月給學(xué)生布置設(shè)計性實驗任務(wù)。設(shè)計性實驗講究靈活性和個性化原則，以學(xué)生為主體，自主設(shè)計、完成實驗，并對實驗結(jié)果作出評價，教師從實驗教學(xué)管理的各個環(huán)節(jié)為學(xué)生服務(wù)。方案設(shè)計為2人一組，自行組合，學(xué)生根據(jù)個人興趣自主選題，內(nèi)容要求貼近生產(chǎn)、生活實際和研究熱點(diǎn)，學(xué)生利用課余時間查閱資料，并完成實驗設(shè)計報告。

2.2 設(shè)計方案的可行性論證及競標(biāo)

實驗設(shè)計報告完成后進(jìn)行設(shè)計性實驗的可行性論證(開題報告答辯)。為保障設(shè)計性實驗的順利進(jìn)行，特邀請學(xué)科組老師一起參與學(xué)生設(shè)計性實驗方案的可行性論證。要求每組同學(xué)以ppt形式介紹小組的選題思路、設(shè)計方案、所采用的實驗材料與實驗方法等，介紹完畢由整個實驗班級同學(xué)和老師們對其實驗方案的各方面進(jìn)行提問、分析與討論，為提高學(xué)生設(shè)計實驗方案的質(zhì)量，引進(jìn)競爭機(jī)制，在可行性論證同時進(jìn)行方案的競標(biāo)。從設(shè)計方案的科學(xué)性、可操作性等方面選擇50%～60%的選題中標(biāo)，中標(biāo)的設(shè)計方案在設(shè)計性實驗項目成績中有適當(dāng)加分。沒有中標(biāo)的小組只能加入到中標(biāo)小組組成新的團(tuán)隊進(jìn)入實驗實施階段，每個團(tuán)隊人數(shù)為3～4人。通過設(shè)計方案的答辯，讓全班同學(xué)有個相互學(xué)習(xí)與提高的過程，而引入競標(biāo)機(jī)制，有利于學(xué)生充分發(fā)揮主動性與積極性。

2.3 中標(biāo)設(shè)計方案的實施

中標(biāo)的實驗項目首先要求各小組根據(jù)論證答辯中提出的問題進(jìn)行修改與完善后，才能進(jìn)入實驗室開展實驗，為配合學(xué)生順利完成設(shè)計性實驗項目，實驗室實行全天性開放，學(xué)生自己準(zhǔn)備實驗材料，自行開展實驗的全過程。由于前期經(jīng)過設(shè)計方案的準(zhǔn)備、答辯過程，學(xué)生對自己設(shè)計的項目有深入的思考，對實驗?zāi)康?、方法、步驟有清晰的了解，在整個實驗過程中，基本能做到安排合理，能主動根據(jù)實驗中出現(xiàn)的情況進(jìn)行修正、補(bǔ)充及完善自身的設(shè)計方案，教師在其中只起到引導(dǎo)的作用。

2.4 設(shè)計性實驗的答辯與考核

設(shè)計性實驗完成后，要求每位學(xué)生以論文格式完成實驗報告，撰寫的重點(diǎn)放在對實驗結(jié)果的整理、歸納、統(tǒng)計和分析上。每個小組要對項目的進(jìn)行情況及實驗結(jié)果進(jìn)行匯報答辯，答辯會后學(xué)生根據(jù)評審老師及同學(xué)們的意見進(jìn)行實驗論文的最后修改，并定稿上交。設(shè)計性實驗項目成績占課程總成績的30%，設(shè)計性實驗的成績由以下幾部分組成:方案設(shè)計20%，實驗操作20%、實驗態(tài)度與團(tuán)隊合作5%、實驗結(jié)果10%、數(shù)據(jù)分析20%，實驗答辯10%，實驗論文15%。

3 結(jié)語

在2 a的實踐中，學(xué)生往往會把日常生活中感興趣的材料作為研究對象，如對日常飲用的不同廠家的礦泉水進(jìn)行檢測和評價;選擇學(xué)生宿舍、校園、教室、食堂、超市等不同生活場所，監(jiān)測細(xì)菌、酵母和霉菌總數(shù)，了解整個校區(qū)的環(huán)境狀況與微生物的關(guān)系;不同品牌化妝品的衛(wèi)生狀況測試;活性污泥中原生動物與微生物群落構(gòu)成調(diào)查等等，這些項目與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，同時也加強(qiáng)了他們的環(huán)境衛(wèi)生意識。

《環(huán)境工程微生物學(xué)實驗》在大學(xué)二年級的第二學(xué)期開設(shè)，在低年級的學(xué)生實驗中，學(xué)生設(shè)計實驗的機(jī)會不多，設(shè)計性實驗項目相當(dāng)于一個課題實驗，其開設(shè)能讓學(xué)生充分利用已學(xué)的實驗技能進(jìn)行科研素質(zhì)的培養(yǎng)，通過開設(shè)設(shè)計性自選實驗，鍛煉學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力，拓展了學(xué)生的視野，給學(xué)生動手和動腦的機(jī)會，既是對原有微生物實驗技能的鞏固與加強(qiáng)，也有利于學(xué)生建立起較深刻的微生物學(xué)觀點(diǎn)，并將所學(xué)知識應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和防治環(huán)境污染中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的思維能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、百折不撓的工作作風(fēng)，相互協(xié)作的團(tuán)隊精神，勇于開拓的創(chuàng)新意識。同時學(xué)生在設(shè)計性實驗項目的基礎(chǔ)上還積極申報校級、院級的學(xué)生課題，如楊梅果與楊梅葉對微生物的抑制效果研究、稻蝗腸道真菌的除草成分研究、校內(nèi)常見植物三葉草內(nèi)生菌的提取、分離及鑒定等，并成功獲得立項，開啟了學(xué)生的科研之路。

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