張海涵 史印杰 黃廷林 朱陸莉

[摘 要]環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的一門必修課，同時微生物的生長繁殖部分又是環(huán)境工程微生物學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。因此，對微生物的生長繁殖部分進(jìn)行一次全新的教學(xué)設(shè)計，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)以及教師的教學(xué)都是至關(guān)重要的。文章通過對學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)過程、教學(xué)效果等方面進(jìn)行解析，提出了相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計方案。該方案將為環(huán)境工程微生物學(xué)的教學(xué)過程、打造“金課”提供鏡鑒。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境工程;微生物生長繁殖;教學(xué)設(shè)計;打造“金課”

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）10-0090-05

“綠水青山就是金山銀山”，隨著生態(tài)文明建設(shè)被納入中國特色社會主義事業(yè)總體布局，生態(tài)保護(hù)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。環(huán)境工程專業(yè)的發(fā)展也因此受到了社會各界人士的廣泛關(guān)注。在“人類—自然—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)”多圈層系統(tǒng)中，采用微生物方法修復(fù)被污染環(huán)境的方法成為學(xué)者們的關(guān)注熱點(diǎn)[1]。環(huán)境中多種微生物存在方式在一定程度上影響著人類的健康和社會的穩(wěn)定。眾所周知，環(huán)境微生物學(xué)是自然科學(xué)的重要組成部分，同時它對生命科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程具有重大的作用，還推動了多學(xué)科之間的交叉融合與協(xié)同發(fā)展[2]。

環(huán)境工程微生物學(xué)是我國高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，是許多高校環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的專業(yè)課程[3]。該課程旨在通過理論知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實踐，使學(xué)生掌握與環(huán)境微生物相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本技能，學(xué)習(xí)微生物與環(huán)境污染物間的相互關(guān)系，以及利用微生物有效降解日趨嚴(yán)重的多種多樣的環(huán)境污染物的方法等[4]。該課程涉及的知識面廣、知識更新迅速、具有很強(qiáng)的專業(yè)性、實踐性和應(yīng)用性。環(huán)境工程微生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容既包括基礎(chǔ)微生物學(xué)知識（微生物的分類、病毒、形態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)、代謝、生長繁殖、生態(tài)、遺傳與變異等），又包括微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)和環(huán)境污染控制中的作用原理（微生物在元素循環(huán)中的作用、有害微生物的檢測與控制、微生物對污染物質(zhì)的降解與轉(zhuǎn)化等），以及微生物新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用等方面內(nèi)容。學(xué)習(xí)環(huán)境工程微生物學(xué)，可以為后續(xù)的水、空氣、固體廢棄物污染控制工程以及污染環(huán)境修復(fù)技術(shù)等專業(yè)主干課程提供知識儲備和理論基礎(chǔ)。環(huán)境工程微生物學(xué)以微生物個體、群體形態(tài)及細(xì)胞功能結(jié)構(gòu)、生理特性、生長繁殖、遺傳變異等理論研究為基礎(chǔ)，同時深入研究微生物與環(huán)境之間的關(guān)系以及微生物對環(huán)境物質(zhì)的轉(zhuǎn)換分解作用及相關(guān)作用機(jī)制[5]。在這些內(nèi)容中，微生物的生長繁殖又是環(huán)境工程微生物學(xué)這門課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)，是整個環(huán)境工程微生物理論知識的基礎(chǔ)。所以對于“微生物的生長繁殖”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計迫在眉睫。

針對在教學(xué)過程中仍然存在著實踐環(huán)節(jié)設(shè)計缺乏工程背景、實踐教學(xué)支撐體系建設(shè)不完善等各種問題[6]，為了進(jìn)一步完善教學(xué)過程，增加學(xué)生在課程中的收獲，提高學(xué)生的動手實踐能力，課題組對學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計、教學(xué)重難點(diǎn)及處理、教學(xué)媒體與資源選擇、課堂教學(xué)創(chuàng)新點(diǎn)、教學(xué)過程設(shè)計、課件或板書設(shè)計、教學(xué)效果評價等8個方面進(jìn)行了設(shè)計。該教學(xué)設(shè)計顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，明顯增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使得學(xué)生對環(huán)境工程微生物生長繁殖部分的內(nèi)容得以熟練掌握。同時可以使學(xué)生的批判性思維以及動手能力、團(tuán)隊合作能力得到鍛煉，并且為打造環(huán)境工程微生物學(xué)“金課”提供理論和實踐借鑒。

一、學(xué)情分析

學(xué)情分析是了解學(xué)生發(fā)展起點(diǎn)的基本前提，是了解學(xué)生學(xué)習(xí)困難、預(yù)見學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)的有效途徑，是提高教學(xué)有效性的前提和保障。學(xué)情分析也是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的重要事實性依據(jù)，同時還是有效課堂教學(xué)實施的關(guān)鍵因素[7]?；诃h(huán)境工程專業(yè)2016級學(xué)生已具備的知識和技能，學(xué)情分析包括以下幾個方面。

（一）學(xué)生已有知識分析

環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)（卓越工程師計劃）核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。大二第二學(xué)期結(jié)束之后學(xué)生對公共基礎(chǔ)課程已經(jīng)完成了學(xué)習(xí)，掌握了相關(guān)知識，進(jìn)入大三第一學(xué)期開始學(xué)習(xí)該課程。針對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)開展之前，教師要通過摸底檢查確定學(xué)生需要掌握的知識點(diǎn)是否已經(jīng)掌握，相關(guān)的生活經(jīng)驗是否具備，對學(xué)生的整體素質(zhì)及能力做到心中有數(shù)。這樣在以后的教學(xué)過程中，教師可以更加有針對性地進(jìn)行“因材施教”。

（二）學(xué)習(xí)能力風(fēng)格分析

教師通過分析環(huán)境工程專業(yè)2016級四個班級學(xué)生理解掌握新知識的能力，以及前面有關(guān)“細(xì)菌革蘭氏染色”的學(xué)習(xí)結(jié)果，了解學(xué)生實際操作技能的掌握情況。據(jù)此設(shè)計本節(jié)課的深度和廣度，分析四個班中學(xué)習(xí)能力突出的尖子生、學(xué)習(xí)能力較弱以及學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格。

（三）班級整體學(xué)習(xí)診斷

每屆學(xué)生情況存在顯著差異，在課前構(gòu)建“輔導(dǎo)員—任課教師—學(xué)生”溝通平臺，課前與本科生輔導(dǎo)員進(jìn)行有效溝通，充分了解這一屆學(xué)生的人員組成和前期基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)狀況。根據(jù)學(xué)情分析結(jié)果，做到“因材施教”。在教學(xué)過程中教師要努力激發(fā)基礎(chǔ)較差學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其迎頭趕上，同時幫助基礎(chǔ)較好的學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新技能的拓展。因此，班級整體學(xué)情診斷是環(huán)境工程微生物學(xué)課堂教學(xué)有效實施的助推器，能最終實現(xiàn)“以學(xué)生為中心、達(dá)到有效課堂創(chuàng)新教學(xué)”。

（四）已組建互動小組分析

在教學(xué)過程中要增加學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)，而合作學(xué)習(xí)的典型形式就是小組學(xué)習(xí)[8]。小組合作學(xué)習(xí)不但有利于學(xué)生獲得知識，而且有利于學(xué)生社會交往能力和與人溝通交流能力的提升[9]。我們將學(xué)生分為四個小組。針對2016級環(huán)境工程本科生，將學(xué)習(xí)成績優(yōu)異的學(xué)生和學(xué)習(xí)成績較差的學(xué)生、性格內(nèi)向和外向的學(xué)生組合，進(jìn)行分組優(yōu)化（A、B、C、D組，每組8人，設(shè)置通俗有趣的組名——超級細(xì)菌組、流感病毒組、美味蘑菇組和多彩世界組）（見圖1），為該課程的課堂討論、問題回答、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)環(huán)節(jié)做充分的前期準(zhǔn)備。小組組長在課程預(yù)習(xí)、小組討論中發(fā)揮領(lǐng)頭作用。教師主導(dǎo)課堂過程，以學(xué)生為中心，通過設(shè)計“以專業(yè)知識點(diǎn)為基礎(chǔ)的卡通有趣的組名”提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及對理論知識點(diǎn)的理解和掌握，激發(fā)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)參與度。可見，課堂互動小組的成功構(gòu)建是實現(xiàn)“教與學(xué)有機(jī)結(jié)合”和“有效教學(xué)”的助推器和驅(qū)動力。

（五）已有創(chuàng)新能力分析

在新時代的發(fā)展過程中，高校大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提升，成為教育界重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容[10]。通過課堂創(chuàng)新，教師應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、激發(fā)學(xué)生對未知領(lǐng)域的探索。前期部分學(xué)生參與了教師指導(dǎo)的大學(xué)生課外學(xué)術(shù)項目和國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃（No. 201410703008），在教學(xué)過程中通過這部分學(xué)生的引領(lǐng)，例如，課堂展示他們的成果（反硝化細(xì)菌），從而有效提升周圍其他學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時，教師要鼓勵之前沒有機(jī)會參與的學(xué)生積極參與到自己的研究項目中。學(xué)生在學(xué)習(xí)完理論知識以后，教師可以增加學(xué)生的課外實踐，實現(xiàn)課堂有效教學(xué)過程。如讓學(xué)生參與大創(chuàng)項目“熱分層對水源水庫細(xì)菌垂向分布的影響”，讓學(xué)生進(jìn)一步理解“細(xì)菌在特殊的水體中生長繁殖受到溫度的調(diào)控”等知識。

二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)是指教學(xué)活動預(yù)期所要達(dá)到的最終結(jié)果，只有明確了有效的教學(xué)目標(biāo)，才能開展后續(xù)各項教學(xué)活動[11]。在教學(xué)過程中，課堂教學(xué)目標(biāo)起著十分重要的作用，它是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，也是教學(xué)活動的歸宿[12]。本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)設(shè)計包括知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和情感目標(biāo)三個方面，即“三維目標(biāo)”，具體如下。

（一）確定知識目標(biāo)，知識體系構(gòu)建

知識體系引領(lǐng)目標(biāo)設(shè)計，通過啟發(fā)式、討論式和引導(dǎo)教學(xué)，使學(xué)生掌握環(huán)境工程微生物學(xué)第五章微生物的生長繁殖與生存因子中的第一節(jié)“微生物的生長繁殖”的內(nèi)容。可以將這部分內(nèi)容總結(jié)為“一三四四”，即一個生長過程、三種繁殖方式、四種測定方法和四個生長時期。

（二）確定能力目標(biāo)，能力培養(yǎng)提升

能力強(qiáng)化驅(qū)動目標(biāo)實現(xiàn)。由于環(huán)境工程微生物學(xué)是學(xué)習(xí)環(huán)境工程領(lǐng)域的微生物原理和技術(shù)的相關(guān)知識，它們具有實驗性和操作性等特點(diǎn)。因此，教師在教學(xué)設(shè)計的過程中要將觀察（如生長、繁殖過程）、分析（S型）等生物能力的教學(xué)滲透到教學(xué)中，把這些相互促進(jìn)、相互制約的各項目標(biāo)組成一個整體，讓學(xué)生在進(jìn)行基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的同時，整體素質(zhì)也能得到提升。

（三）確定情感目標(biāo)，情感目標(biāo)達(dá)成

情感體悟催化目標(biāo)達(dá)成，在教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生在主動積極的思維和情感活動中加深理解和體驗，有所感悟和思考，領(lǐng)略到情感熏陶，獲得思想啟迪，享受審美樂趣。例如，教師在進(jìn)行細(xì)菌的裂殖和酵母的芽殖的教學(xué)中可以用動畫展示繁殖過程，創(chuàng)設(shè)情境，想象入情，使學(xué)生在思想情感方面的素質(zhì)得到發(fā)展。

三、教學(xué)重難點(diǎn)及處理

（一）微生物生長繁殖

教師在上課的過程中要善于設(shè)置問題（代時的定義和計算），同時要多與學(xué)生進(jìn)行課堂互動。教師可以通過日常生活中冰箱里面食材的短期保鮮為例，說明人們通過低溫來控制有害細(xì)菌的生長，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂，針對這一知識點(diǎn)，請學(xué)生再次舉例說明生活中的微生物生長繁殖的現(xiàn)象，并在課后思考題中進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，讓學(xué)生對該教學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行理解和識記。

（二）微生物生長測定

這部分內(nèi)容涉及操作過程理論和方法，由于本科生具體的微生物實驗操作技能沒有得到前期訓(xùn)練，導(dǎo)致這部分內(nèi)容成為教學(xué)難點(diǎn)。在教學(xué)過程中，教師主要通過課件講授，將4種方法進(jìn)行分解，把每個方法關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行講授。在講解過程中教師可以引入一些學(xué)生熟悉的樣品（自來水）和儀器（顯微鏡）的講解，從而減輕學(xué)生理解的難度。針對學(xué)生陌生的PCR技術(shù)，教師可以引入學(xué)生熟悉的“禽流感病毒”作為講解對象，提高學(xué)生的求知欲，同時也為課外本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)做鋪墊。

（三）細(xì)菌的生長曲線

該知識點(diǎn)是本節(jié)課的重點(diǎn)，也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容。微生物的生長為一個動態(tài)的過程，理解起來十分抽象。因此在教學(xué)過程中，教師可以通過動畫的運(yùn)用，體現(xiàn)出細(xì)菌的S型生長過程，同時再次引入前面講授的“芽孢”的釋放，展示細(xì)菌進(jìn)入衰亡期的表現(xiàn)。在講授新的知識點(diǎn)的同時，教師要向?qū)W生提問一些前面講授過的知識點(diǎn)，讓學(xué)生進(jìn)一步復(fù)習(xí)鞏固前面的內(nèi)容，使學(xué)生對整個章節(jié)內(nèi)容融會貫通。

四、教學(xué)媒體與資源選擇

采用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行課堂教學(xué)，能極大地節(jié)約推送教學(xué)資料所需的時間，在有限的時間內(nèi)給學(xué)生分享更多的專業(yè)知識，可以極大地提升教學(xué)效果[13]。我校的主要教學(xué)媒體包括以下幾個方面。

（一）教學(xué)示范中心

西安建筑科技大學(xué)擁有國家級“環(huán)境類專業(yè)”教學(xué)實驗示范中心和省級“環(huán)境類專業(yè)”虛擬仿真實驗教學(xué)中心。同時，學(xué)校跟西安市北石橋污水處理廠等重點(diǎn)企業(yè)共建學(xué)習(xí)基地，使學(xué)生“學(xué)中做，做中學(xué)”。

（二）教學(xué)智能媒體

基于智能教學(xué)用具和平臺，強(qiáng)化有效教學(xué)過程。將雨課堂、學(xué)習(xí)通和微助教等現(xiàn)代教學(xué)手段應(yīng)用到課堂教學(xué)過程中，以提升課堂教學(xué)過程的效率，強(qiáng)化課堂教學(xué)效果。

（三）MOOC資源

任課教師為MOOC課程核心成員，所在的課程小組完成了陜西省在線課程建設(shè)“環(huán)境工程微生物”，學(xué)生在任何有Wifi的地方可隨時隨地登錄網(wǎng)址http：//www.xuetangx.com/courses/學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。

（四）科研資源融合

任課教師為微生物學(xué)博士，環(huán)境科學(xué)與工程博士后，在水環(huán)境微生物研究領(lǐng)域承擔(dān)10余項國家級和省部級以上科研項目，長期積累了大量有關(guān)環(huán)境工程領(lǐng)域的微生物知識和技術(shù)，并且獲得陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎2項。教師在講授的過程中，可以通過將最新的科研進(jìn)展引入課堂的方式，讓學(xué)生感知學(xué)科前沿。

五、課堂教學(xué)創(chuàng)新點(diǎn)

環(huán)境污染與控制是目前國際前沿?zé)狳c(diǎn)問題。國家頒布了《國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》和“水十條”“土十條”等文件。陜西省地處西北，資源匱乏，環(huán)境污染嚴(yán)重。立足國家環(huán)境保護(hù)需要，西安建筑科技大學(xué)環(huán)境工程國家重點(diǎn)學(xué)科經(jīng)過老一輩科學(xué)家的建設(shè)，發(fā)展成為西部13省市唯一的環(huán)境工程重點(diǎn)學(xué)科，在污水微生物處理方面形成自己的特色。在環(huán)境保護(hù)方面“發(fā)揮有益微生物、控制有害微生物”，建設(shè)山川秀美陜西?；谏鲜鰢摇⒌胤?、學(xué)校、學(xué)科和任課教師特有的發(fā)展與成長狀況，課堂教學(xué)創(chuàng)新表現(xiàn)如下。

（一）基于教學(xué)大綱，引入特色案例

案例分析法作為對傳統(tǒng)講授方式的補(bǔ)充與改革，它可以使學(xué)生在理解與掌握那些抽象難懂的知識點(diǎn)時更加容易[14]。在微生物生長知識點(diǎn)講授環(huán)節(jié)中，教師可以引入西北干旱、半干旱地區(qū)特有的環(huán)境微生物資源分布狀況的案例（如黃土高原脆弱生態(tài)區(qū)根瘤菌和菌根真菌），通過教師對這一案例的深入講解，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)廣度。

（二）教學(xué)科研融合，豐富教學(xué)過程

高校教師一般會在自己的研究領(lǐng)域內(nèi)選題申報一些科研項目，這些科研項目在微生物領(lǐng)域都是具有前瞻性的探索研究[15]。因此教師可以在教學(xué)過程中介紹一下自己正在做的科研項目，也可以將高度凝練環(huán)境微生物研究團(tuán)隊有關(guān)“污水微生物處理技術(shù)”的理論發(fā)現(xiàn)（如高原型污水處理廠活性污泥中微生物群落結(jié)構(gòu)）作為案例進(jìn)行教學(xué)。同時，教師可以通過講解陜南大型真菌人工培育的案例，讓學(xué)生進(jìn)一步理解真菌繁殖的知識點(diǎn)。

（三）面向國際前沿，提升自主學(xué)習(xí)

教師可以將目前環(huán)境微生物領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)問題介紹給學(xué)生，讓學(xué)生感知國際最新進(jìn)展。如“微生物生長影響因素”里面的“氧”的角色，教材上寫的是經(jīng)典的“厭氧反硝化理論”，而在目前的科研過程中，學(xué)者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“好氧反硝化”。這樣的教學(xué)方式，不僅顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且促進(jìn)了學(xué)生對于知識的思考，更加有利于其之后的學(xué)習(xí)。

（四）總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，創(chuàng)新教學(xué)方法

隨著各種教學(xué)創(chuàng)新的推廣與發(fā)展，教育研究者對教學(xué)的本質(zhì)和目的有了更深入的認(rèn)識和思考。但是僅有新技術(shù)的支持是不夠的，還需要有創(chuàng)新的教學(xué)理論與方法[16]。教師基于多年本科生課堂教學(xué)經(jīng)驗并且有機(jī)結(jié)合現(xiàn)代新教育輔助手段，針對該課堂教學(xué)提出下面思路，總結(jié)為“1中心+2途徑+8策略”：教師主導(dǎo)、學(xué)生主體，在混合式課堂（包含四個策略）和智能教學(xué)手段（包含四個策略）的驅(qū)動下，進(jìn)行兩個途徑（聽懂和愛聽）的課堂有效教學(xué)。

六、教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)過程設(shè)計的核心思想是：微生物在環(huán)境污染治理中發(fā)揮重要作用。同時，在我們所生活的環(huán)境中，微生物無處不在。一部分微生物對我們?nèi)祟愑幸妫硪徊糠治⑸飳ξ覀兩a(chǎn)生活有害。目前新型冠狀病毒的傳播，使得肺炎疫情成為廣大科研人員的關(guān)注焦點(diǎn)。因此，我們環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)子就需要掌握環(huán)境微生物的生長習(xí)性，控制有害微生物，利用好有益微生物。

本節(jié)課堂教學(xué)過程的設(shè)計如下（見圖2）。

（一）智能手段、輔助點(diǎn)名

在點(diǎn)名時，教師可以借助智能教學(xué)手段微助教輔助課堂點(diǎn)名。準(zhǔn)確記錄學(xué)生到課情況，并將其作為評定學(xué)生平時成績的重要依據(jù)。

（二）課程導(dǎo)入、內(nèi)容回顧

在教學(xué)過程中，教師在講授新的內(nèi)容之前，可以將之前的內(nèi)容進(jìn)行簡短回顧以及知識點(diǎn)檢測（微生物是人類的朋友、敵人），加深學(xué)生對已學(xué)知識的理解與記憶。

在講授新內(nèi)容時教師可以通過問題導(dǎo)入的方式引出新內(nèi)容（第五章、第一節(jié)），讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的重、難點(diǎn)。

（三）問題設(shè)置、學(xué)習(xí)反思

在講解知識點(diǎn)1部分的“微生物的生長”時，教師可以采用答題的方式與學(xué)生進(jìn)行互動過程，若學(xué)生答題正確則記入平時成績5分。

在講解知識點(diǎn)1部分的“微生物的繁殖”時，教師可以將三種繁殖方式進(jìn)行動畫展示。其中細(xì)菌的裂殖和酵母菌的芽殖過程可以多設(shè)置幾個動畫，加深學(xué)生的理解。

在講解知識點(diǎn)1部分的“微生物的代時”時，教師可以引入通過冰箱食材保鮮，人為延長細(xì)菌代時這一生活中常見的行為。通過這個行為給學(xué)生設(shè)置一個問題，讓學(xué)生在1分鐘思考之后進(jìn)行回答。回答正確的學(xué)生記入平時成績5分。

（四）師生互動、生生互動

教師在講解知識點(diǎn)2部分的直接顯微鏡計數(shù)法時，可以在教師進(jìn)行操作演示之后，讓學(xué)生進(jìn)行課堂操作。

教師在講解知識點(diǎn)2部分的平板菌落計數(shù)法時，可以將培養(yǎng)皿實物帶入課堂中讓學(xué)生參觀學(xué)習(xí)。

教師在講解知識點(diǎn)2部分的DNA測定計數(shù)法時，可以以禽流感病毒為例進(jìn)行講解。

（五）翻轉(zhuǎn)課堂、點(diǎn)評提升

教師在進(jìn)行知識點(diǎn)2部分的比濁法的講解和知識點(diǎn)3部分微生物的生長曲線的講授時，可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，先讓學(xué)生以小組為單位，從自己生活中的例子出發(fā)談一下自己對這些知識點(diǎn)的認(rèn)識，之后再由教師對學(xué)生的講解進(jìn)行點(diǎn)評。

（六）高度凝練、智能答疑

在教學(xué)過程中教師可以通過24字的口訣“一個生長過程、三種繁殖方式、四種測定方法、四個生長時期”高度凝練本節(jié)課的內(nèi)容，方便學(xué)生掌握與識記。

在教學(xué)完成之后，教師可以為學(xué)生設(shè)置3道思考題。同時為學(xué)生開通陜西省精品在線課程“環(huán)境工程微生物學(xué)”，學(xué)生可以在線向教師反饋問題，教師則在線上為學(xué)生解答問題。

七、課件或板書設(shè)計

多媒體課件是根據(jù)教學(xué)大綱的要求和教學(xué)的需要，經(jīng)過嚴(yán)格的教學(xué)設(shè)計，并以多種媒體的表現(xiàn)方式和超文本結(jié)構(gòu)制作而成的課程軟件[17]。

在教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上，教師應(yīng)該進(jìn)一步完成與各部分教學(xué)內(nèi)容相匹配的多媒體結(jié)構(gòu)設(shè)計、板書結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓多媒體與板書之間做到協(xié)同互補(bǔ)。

（一）基于流程模式

其包括課堂創(chuàng)新的思路和理念、章節(jié)問題的引入、知識點(diǎn)（重點(diǎn)和難點(diǎn)）、每個知識點(diǎn)的剖析、問題設(shè)置、測試互動、總結(jié)（運(yùn)用口訣高度總結(jié)）、習(xí)題設(shè)置、線上線下學(xué)習(xí)效果反饋。由于環(huán)境中微生物生長和繁殖為一個動態(tài)過程，因此，在課件設(shè)計過程中需要加入大量的動畫。

（二）基于邏輯模式——板書設(shè)計

黑板分為兩大部分，左側(cè)左上方文字展示講授過程的主要知識點(diǎn)，體現(xiàn)知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。板書起到協(xié)助和補(bǔ)充課件PPT的作用。教師在整個板書書寫過程中要字跡清晰并且要將“講”和“寫”有機(jī)統(tǒng)一。

八、教學(xué)效果評價

對教學(xué)效果進(jìn)行評價，能夠了解教學(xué)所達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)，還能檢驗教學(xué)工作取得的實際效果，同時也是對教學(xué)工作的總結(jié)[18]，因此教學(xué)效果評價也很重要。該教學(xué)單元注重學(xué)生的參與，在教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果，實現(xiàn)了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)（即“三維目標(biāo)”），有效落實了“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，合作探究，創(chuàng)新提升”的教學(xué)指導(dǎo)思想，具體評價如下。

1.本節(jié)課基于前期學(xué)情評估，教學(xué)效果評價有機(jī)融入整個課堂教學(xué)過程中，例如學(xué)生參與問題引入、翻轉(zhuǎn)課堂、問題設(shè)置和小組討論。課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，以“微生物是人類的朋友、微生物是人類的敵人”為引導(dǎo)，讓學(xué)生參與進(jìn)來，從而開啟了掌握環(huán)境微生物生長繁殖特性的學(xué)習(xí)旅程。

2.在教學(xué)工作中，六個環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣，互為補(bǔ)充，在基于基礎(chǔ)微生物生長繁殖知識的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上，重視對學(xué)生能力的培養(yǎng)，逐步提高學(xué)生的自學(xué)能力，并聯(lián)系環(huán)境工程學(xué)科的特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的實際，開展豐富多彩的教學(xué)活動，這極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，強(qiáng)化了學(xué)生情感思想和價值觀，收到了良好的教學(xué)效果。

3.科研教學(xué)融合，基于多年科研積累，科研驅(qū)動教學(xué)過程，避免“有教無研則淺，有研無教則空”。同時，指導(dǎo)學(xué)生完成一些大學(xué)生創(chuàng)新實踐計劃項目，讓小組同學(xué)課堂展示，這不但培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，提高了學(xué)生的實踐能力，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。最后，利用在線課程教學(xué)資源、線上線下互動，全面評估本節(jié)課堂教學(xué)的有效性，從而進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)“以生為本、因生施教、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”實現(xiàn)課堂教學(xué)創(chuàng)新?；趧?chuàng)新教學(xué)設(shè)計，榮獲陜西省高校課堂教學(xué)創(chuàng)新競賽一等獎，西安建筑科技大學(xué)教學(xué)成果二等獎。

九、總結(jié)

由于環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的重要學(xué)科，同時“微生物生長繁殖”這一章節(jié)又是課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)，所以對于“微生物生長繁殖”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計是很有必要的。在整個的教學(xué)過程中，課程組分別進(jìn)行了學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計、教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計、教學(xué)媒體與資源選擇、課堂創(chuàng)新設(shè)計、教學(xué)過程設(shè)計、教學(xué)課件與版書設(shè)計和教學(xué)效果設(shè)計等工作。

在學(xué)情分析的過程中，通過對于已組建的互動小組分析筆者發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建成功的課堂互動小組是實現(xiàn)“教與學(xué)有機(jī)結(jié)合”和“有效教學(xué)的助推器和推動力”;在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的過程中，通過對于知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和情感目標(biāo)的設(shè)計，更加明確了在“微生物生長繁殖”這一章節(jié)中教學(xué)的目標(biāo);在教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計的過程中，明確了微生物生長繁殖、微生物生長測定以及細(xì)菌的生長曲線這三個部分的內(nèi)容需要學(xué)生具有比較強(qiáng)的計算能力以及理解能力，所以是這一章節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn);在教學(xué)媒體的選擇方面，在教學(xué)的過程中充分利用了學(xué)院的現(xiàn)有資源（教學(xué)示范中心、教學(xué)智能媒體、MOOC資源等），線上和線下教育同時進(jìn)行，有力地促進(jìn)了教師的教學(xué)以及學(xué)生的學(xué)習(xí);在課堂創(chuàng)新方面，通過一些特色案例，教師科研課題和國際前沿研究成果的引入，讓學(xué)生既能夠掌握基礎(chǔ)的知識，又能充分打開視野;在教學(xué)過程設(shè)計過程中，我們采用翻轉(zhuǎn)課堂、師生互動、生生互動等方式，豐富了授課的形式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;在課件與版書設(shè)計的過程中，采用基于流程模式和邏輯模式兩種模式來進(jìn)行設(shè)計，通過課件與版書，使抽象難懂的內(nèi)容變得具體易懂;在教學(xué)效果設(shè)計的過程中，采用將教學(xué)評價有效與課堂進(jìn)行融合等方式，促進(jìn)了學(xué)生的參與，讓教師對教學(xué)效果有了深入的了解。本節(jié)教學(xué)設(shè)計將為打造環(huán)境工程微生物學(xué)“金課”提供理論與實踐基礎(chǔ)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 陳錦，匡敏，陳雯莉. 以培養(yǎng)全面發(fā)展人才為目標(biāo)的微生物學(xué)教學(xué)改革思考與探索[J]. 微生物學(xué)通報， 2019（7） ：1731-1735.

[2] 王磊，文瑩，陳文峰，等.識“微”見遠(yuǎn)，立德樹人：微生物學(xué)核心課程建設(shè)[J].微生物學(xué)通報，2020（1）：305-310.

[3] 宋志文，徐志玲，李捷，等.環(huán)境工程微生物學(xué)課程教學(xué)中存在的問題與對策[J].微生物學(xué)通報，2019（3）：660-665.

[4] 孫蕾，梁艷，王維生.基于 SPOC + Problem orientation 的環(huán)境微生物學(xué)混合式教學(xué)設(shè)計與初探[J].微生物學(xué)通報，2019（5）：1226-1234.

[5] 劉少恒，陶建軍，周詩彪，等.地方院校《環(huán)境工程微生物學(xué)》課程改革與實踐[J].微生物學(xué)雜志，2019（5）：125-128.

[6] 史春薇，楊占旭，王吉林，等.“新工科”背景下“環(huán)境微生物學(xué)”課程實踐教學(xué)育人模式的探索[J].微生物學(xué)通報， 2020（4）： 1202-1209.

[7] 余根鈥，何琳.基于學(xué)情分析的教學(xué)設(shè)計研究[J].基礎(chǔ)教育研究，2019（21）：41-44.

[8] 崔明.高效合作學(xué)習(xí)的教學(xué)策略[J].大學(xué)教育，2019（1）：27-30.

[9] 陳曉鳳.新時代高校大學(xué)生科技創(chuàng)新能力提升研究與對策[J]. 品牌研究， 2018（7）：181.

[10] 桂海霞， 趙邦磊，楊郭松睿. 大學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)及“關(guān)鍵能力”的培養(yǎng)[J].西昌學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2019（4）：106-109+115.

[11] 鄭祎琳.基于目標(biāo)達(dá)成的英語課程教學(xué)設(shè)計[J].科技風(fēng)，2019（36）：43+50.

[12] 求苗仁.唯有契合，才能精準(zhǔn)高效：試論課堂教學(xué)目標(biāo)的層次性及設(shè)計要求[J].浙江教育科學(xué)，2019（6）：39-41+30.

[13] 王春芳，曹錦權(quán).多媒體教學(xué)在專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用研究：以財務(wù)管理為例[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體， 2019（24）：131-132.

[14] 丁緒輝.案例分析法在博弈論課程教學(xué)中的應(yīng)用與創(chuàng)新研究[J].經(jīng)濟(jì)師，2019（12）：163-164.

[15] 黃斌，姚金環(huán)，楊建文，等.科研項目與大學(xué)化學(xué)實驗相結(jié)合的教學(xué)改革探索[J].高校實驗室科學(xué)技術(shù)，2019（4）：19-20.

[16] 王旅，陳亦兵.互聯(lián)網(wǎng)時代的教學(xué)創(chuàng)新理論與方法研究[J].電腦知識與技術(shù)，2019（35）：125-126+169.

[17] 許清曉.用戶體驗語境下多媒體交互式課件設(shè)計策略研究[J].大眾文藝，2020（2）：128-129.

[18] 許志忠，曹機(jī)良.應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)實驗教學(xué)效果評價探索與實踐：以河南工程學(xué)院輕化工程實驗中心為例[J].廣東化工，2019（23）： 140-141.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]

[收稿時間]2020-03-12

[基金項目]陜西高等教育教學(xué)改革研究項目（No. 19ZZ003;19BG014），西安建筑科技大學(xué)一流專業(yè)綜合建設(shè)類重點(diǎn)項目（No. YLZY19Z05），陜西省“一流專業(yè)”子項目資助（Nos. YLZY0302C02，YLZY0302Z01）。

[作者簡介]張海涵（1981-），男，陜西戶縣人，博士研究生，教授，主要從事環(huán)境工程微生物教學(xué)與研究工作。