鮑立寧，凌 琪，王 莉

(安徽建筑工業(yè)學(xué)院環(huán)境與能源工程學(xué)院，合肥230601)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，因此深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果是地方本科院校教學(xué)改革的重要內(nèi)容［1，2］?！董h(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》是環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在培養(yǎng)計(jì)劃中占有重要的地位，并且是多數(shù)高校環(huán)境工程專業(yè)研究生入學(xué)考試的專業(yè)課程之一。學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)課程表現(xiàn)出極大地興趣和熱情，認(rèn)為通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解、提高了實(shí)驗(yàn)操作技能、強(qiáng)化了無(wú)菌操作觀念、培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，受益匪淺。但學(xué)生又普遍反應(yīng)實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足，不能滿足他們的學(xué)習(xí)需要;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驗(yàn)證性多、綜合性少、創(chuàng)新性幾乎無(wú)，對(duì)學(xué)生的分析創(chuàng)新能力提高不大;實(shí)驗(yàn)課程中由于班容量較大、實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，每位學(xué)生無(wú)法從頭至尾獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，影響了個(gè)人技能的發(fā)揮和提高。因此，基于學(xué)生所反映的實(shí)際問題和其在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)理念中所發(fā)揮的重要作用，其課程體系的改革與建設(shè)迫在眉睫。

本文在《環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)體系改革中，提出了應(yīng)用“層次一體化”教學(xué)模式的理念，并闡述了具體的實(shí)施方案。通過(guò)對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法三個(gè)方面的改革，體現(xiàn)該教學(xué)模式的層次遞進(jìn)和系統(tǒng)全面的特點(diǎn)。

1 教學(xué)內(nèi)容的層次一體化

為了使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系具有系統(tǒng)性和先進(jìn)性，在教改中秉承繼承與發(fā)展相統(tǒng)一的思路，通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的重新組織和安排，使學(xué)生在從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到綜合性實(shí)驗(yàn)、再到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，逐級(jí)提高，具備能獨(dú)立設(shè)計(jì)和完成基礎(chǔ)環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)的能力，并能有所創(chuàng)新(方法參見圖1)。

圖1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革Fig 1 Reforming of the experiment content

舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系所設(shè)立的單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例較大，以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是必要的，它能使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和科學(xué)的工作態(tài)度。但要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，必須要不斷地開發(fā)綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性和研究性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目［3］。綜合性實(shí)驗(yàn)是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)組合，對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)的廣度和深度提出了更高的要求，實(shí)驗(yàn)突出了知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系［4］。經(jīng)過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)分屬于各個(gè)章節(jié)的知識(shí)有了更深的了解，并把握了其中的聯(lián)系，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，減少了單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)(如顯微鏡的使用、培養(yǎng)基的制備)的課時(shí)，而是將基本操作技能的訓(xùn)練與其他實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的系統(tǒng)性。如水中大腸菌群的MPN法檢測(cè)、空氣中微生物的測(cè)定等屬綜合性實(shí)驗(yàn)，其中就涉及到了培養(yǎng)基的制備、微生物接種技術(shù)、劃線分離技術(shù)、染色等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能。

把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研緊密結(jié)合，設(shè)置以科研項(xiàng)目研究為主要內(nèi)容的“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、自我設(shè)計(jì)能力以及提高綜合素質(zhì)的高層次實(shí)驗(yàn)［5，6］。在本次教改中，填補(bǔ)了以往教學(xué)內(nèi)容中創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的空白，根據(jù)教師的科學(xué)研究方向，設(shè)立了對(duì)環(huán)境中具有特殊降解作用的微生物進(jìn)行分離、篩選和活性研究的實(shí)驗(yàn)，如土壤中纖維素降解菌的篩選和活性研究、活性污泥中反硝化菌的菌相分析等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟更加復(fù)雜，所融會(huì)的知識(shí)面更寬，實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題更多，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有不確定性，需要學(xué)生充分地開動(dòng)腦筋才能完成，非常有助于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)［7］。

2 教學(xué)方法的層次一體化

通過(guò)建立實(shí)驗(yàn)前查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)后獨(dú)立分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并能展開討論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，創(chuàng)建課前—課中—課后系統(tǒng)科學(xué)的層次一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法(方法參見圖2)。

在課程改革中，運(yùn)用學(xué)生與教師合作的方式，使教師的角色從傳統(tǒng)的信息完全提供者變?yōu)閷W(xué)生求知過(guò)程中的合作者與引導(dǎo)者［8］。對(duì)綜合性特別是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，由教師確定研究主題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)查閱資料，根據(jù)文獻(xiàn)自主設(shè)計(jì)并獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)。這種學(xué)生由被動(dòng)到主動(dòng)的轉(zhuǎn)換，可有效激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的能力。使學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，掌握系統(tǒng)有序的開展科研工作的方法，還可培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科研工作態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

圖2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革Fig 2 Reforming of teaching mode

3 考核方法的層次一體化

在課程改革中，建立和實(shí)施了以綜合操作技能與創(chuàng)新能力為主的全程多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系，通過(guò)客觀、公正、全面的科學(xué)評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析能力和創(chuàng)新能力。

在以往的學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定中，以考勤、平時(shí)表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分組成，評(píng)價(jià)體系的客觀性、真實(shí)性和全面性不足。經(jīng)過(guò)改革，實(shí)驗(yàn)課程考核成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、操作技能、實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與答辯幾部分組成。操作技能測(cè)試可包括革蘭氏染色及觀察、微生物劃線分離技術(shù)、接種技術(shù)等項(xiàng)目。通過(guò)增加技能操作的考評(píng)，可現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每一學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)并進(jìn)行一對(duì)一的指導(dǎo)，非常有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高，達(dá)到了考核的最終目的。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)不是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，而是實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，從中觀察學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、歸納總結(jié)、書寫表達(dá)的能力［9］，根據(jù)學(xué)生對(duì)結(jié)果分析的透徹深刻程度給出不同的分值。對(duì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)可要求部分有志于考研的學(xué)生或以小組為單位提交科研實(shí)踐總結(jié)報(bào)告，或撰寫相關(guān)學(xué)術(shù)論文，取得較好研究成果或在期刊上發(fā)表科技論文者可直接獲取學(xué)分(方法參見圖3)。

圖3 實(shí)驗(yàn)考核方法的考核Fig 3 Reforming of performance evaluation

通過(guò)將“層次一體化”教學(xué)模式，應(yīng)用在《環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)體系改革中，組建了驗(yàn)證—綜合—?jiǎng)?chuàng)新性實(shí)驗(yàn)逐級(jí)遞進(jìn)的層次一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)建了課前輔導(dǎo)—課中跟蹤—課后討論系統(tǒng)科學(xué)的層次一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，并完善了考勤—技能—分析全面綜合的層次一體化教學(xué)考核方法。實(shí)踐表明，課程改革達(dá)到了提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)水平、滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性、培養(yǎng)具有較高總結(jié)分析能力的創(chuàng)新性人才的目的。為更好的發(fā)揮課程改革的效果，在教學(xué)過(guò)程中，可充分利用開放實(shí)驗(yàn)室滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，能有效解決實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足的問題［10］，也可彌補(bǔ)由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足、學(xué)生多人共用一套設(shè)備的缺憾，全面提高每一位學(xué)生的動(dòng)手能力。

但在改革中應(yīng)注意，具體改革內(nèi)容應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，充分考慮學(xué)生的實(shí)際操作水平、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器和設(shè)備資源及實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排，不可一味追求創(chuàng)新，去構(gòu)建理想中的空中樓閣。

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