邢佳佳 黃程鵬 秦華

摘要 微生物學(xué)課程是農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的重要必修課之一，該課程旨在讓學(xué)生掌握微生物及其在農(nóng)業(yè)環(huán)境中的角色與特性，并掌握相關(guān)的無菌培養(yǎng)、篩菌等專業(yè)技能。為了滿足對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，本文從教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)方法改進以及實驗教學(xué)優(yōu)化等方面，對微生物學(xué)課程進行教學(xué)改革與實踐。實踐結(jié)果表明，微生物學(xué)的課程教學(xué)改革將理論教學(xué)與實驗教學(xué)有機結(jié)合，提升了學(xué)生對理論知識的實踐應(yīng)用能力，激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性，有效提升了課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 微生物學(xué)；農(nóng)學(xué)實驗教學(xué)；農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境

中圖分類號 S-0；G642.0? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）08-0124-04

Teaching reform and practice of Microbiology course under the background of

new agricultural science

XING Jiajia? ? HUANG Chengpeng? ? QIN Hua

（Zhejiang A&F University， Hangzhou 311300， China）

Abstract Microbiology is an important compulsory course for agricultural resources and environment majors， This course aims to erable students to master the microorganisms and their roles and characteristics in the agricultural environment， as well as the skills such as aseptic cultivation and screening. In order to meet the requirements of personnel training majoring in agricultural resources and environment， carried out teaching reform and practiced on the Microbiology course from the aspects of updating teaching content， improved teaching methods， and optimized experimental teaching. The results indicated that the reform of microbiology curriculum teaching combined theoretical teaching with experimental teaching， enhanced students practical application ability of theoretical knowledge， stimulated their subjective initiative， and effectively improved the teaching quality of the course.

Keywords Microbiology; agricultural experimental teaching; agricultural resources and environment

微生物學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)課程之一，該課程介紹了微生物基因、個體、種群以及生態(tài)系統(tǒng)之間的區(qū)別與聯(lián)系，從微觀和宏觀的角度闡釋了微生物學(xué)的本質(zhì)與特征。微生物學(xué)是高等院校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，理論知識和實驗知識系統(tǒng)性和實踐性較強，知識點繁多，技能較為多樣化，以理論教學(xué)為主的教學(xué)體系難以增強學(xué)生的主觀能動性，不利于激發(fā)學(xué)生對微生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情。同時，微生物學(xué)相關(guān)實驗課程需要專業(yè)的實驗室裝備以及專業(yè)訓(xùn)練，其實驗技術(shù)和方法是現(xiàn)代生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)[1]。目前，相關(guān)微生物學(xué)研究集中在食品、醫(yī)藥、環(huán)境以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，開設(shè)該課程可提高涉農(nóng)專業(yè)學(xué)生對微生物在自然界的分布、種群關(guān)系以及微生物在環(huán)境中的功能與應(yīng)用等知識的理解與掌握程度。

為提高課堂教學(xué)質(zhì)量，部分院校對該課程的教學(xué)方式進行改革探索。例如，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式、基于問題學(xué)習(xí)的教學(xué)方式等，使學(xué)生由被動接受成為課堂主動參與者。也有研究者提出微生物學(xué)教學(xué)走進農(nóng)場、野外尋找土壤微生物等實踐教學(xué)方式，以增進學(xué)生對自然界中微生物的了解等[2]。本文從教學(xué)內(nèi)容更新、實驗課程優(yōu)化等方面對微生物學(xué)課程進行改革與實踐，采用理論課堂結(jié)合實驗教學(xué)的方式，使學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的同時，掌握相關(guān)的無菌培養(yǎng)、篩菌等實驗技能，為微生物學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的提高提供參考。

1 教學(xué)改革方案設(shè)計

1.1 更新教學(xué)內(nèi)容

教材對學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識過程中的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)及作業(yè)訓(xùn)練起著直接的引導(dǎo)作用，選取合適的教材有助于提高學(xué)生知識的積累程度以及教學(xué)質(zhì)量[3]。根據(jù)近年來出版的微生物學(xué)教材內(nèi)容的特點，并結(jié)合學(xué)生的專業(yè)實際水平與基礎(chǔ)[4]，本課程選擇王家玲編著的《環(huán)境微生物學(xué)》（第2版）和李阜棣等編著的《微生物學(xué)》（第6版）作為主要教材，同時選取Willey等編著的Prescotts Microbiology（第10版）作為參考輔助教材以及相關(guān)教學(xué)資源，以更加貼合高等院校環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等專業(yè)的方向規(guī)劃[5]。以上教學(xué)資源理論知識全面、講解詳細，將農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)相關(guān)的微生物學(xué)知識進行了有機糅合，提高了專業(yè)知識教育的前沿性，在部分高等院校使用。此外，組織多所院校相關(guān)專業(yè)的資深教師，共同編著《土壤微生物學(xué)》，將農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)知識與微生物學(xué)知識相結(jié)合，羅列重難點知識，并附上大量實際案例，以幫助農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生更好地理解和掌握與本專業(yè)密切相關(guān)的微生物學(xué)知識。

在教學(xué)內(nèi)容方面，微生物學(xué)課程教學(xué)設(shè)置32個理論課程學(xué)時，16個實驗課程學(xué)時，結(jié)合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)基礎(chǔ)及前沿發(fā)展現(xiàn)狀等對相關(guān)理論課內(nèi)容進行篩選。部分高校的學(xué)生在學(xué)習(xí)微生物學(xué)課程之前，已基本理解并掌握了微生物學(xué)相關(guān)的部分基礎(chǔ)名詞與內(nèi)容，如基因、個體、種群和生態(tài)系統(tǒng)等。因此，在教學(xué)過程中，可適當減少對基礎(chǔ)知識點的介紹，突出與專業(yè)實際應(yīng)用相關(guān)的知識，如土壤微生物與土壤肥力、土壤功能與作物生長之間的相關(guān)關(guān)系等，使學(xué)生對本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前沿動態(tài)有更為深刻的了解，如講授土壤微生物抵抗土傳病害、保護農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要功能等實際應(yīng)用知識。土壤微生物與植物生產(chǎn)的關(guān)系密切，因此，本課程將課本內(nèi)容與實時研究進展與科研最新成果結(jié)合對相關(guān)知識點進行拓展（表1），并設(shè)置定時討論環(huán)節(jié)，以增加學(xué)生對微生物學(xué)知識實用性的了解，并激發(fā)其對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)發(fā)展前景及職業(yè)規(guī)劃的興趣與熱情。

1.2 改進教學(xué)方法

微生物體積微小，無法用肉眼直接觀察，部分課堂教學(xué)過程中采用直接講授的方式，內(nèi)容較為抽象，學(xué)生難以直觀理解。現(xiàn)代教育技術(shù)在高等院?；A(chǔ)課程教學(xué)中應(yīng)用廣泛，基于新技術(shù)的教學(xué)課件可增加課堂教學(xué)的趣味性，并幫助學(xué)生理解知識[6]。

首先，課程開始前，提前搜集與本節(jié)課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的照片、視頻等素材，并結(jié)合專業(yè)特點及課程所需對課件進行更新與改進，使教學(xué)內(nèi)容更加生動有趣[7]。例如，在講解微生物學(xué)的分子手段與方法時，可提前錄制實驗室中土壤總DNA提取以及PCR擴增技術(shù)的實際操作流程，并在課堂上對PCR擴增技術(shù)的原理和擴增過程進行分步驟講解，結(jié)合操作視頻有針對性地講解相應(yīng)理論知識的重難點，以激發(fā)學(xué)生更大的學(xué)習(xí)興趣，達到更好的教學(xué)效果。針對課堂教學(xué)上部分學(xué)生可能存在注意力不夠集中、課后復(fù)習(xí)效果不夠理想等情況，采用線下課堂教學(xué)與線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相融合的方式，便于學(xué)生利用碎片化時間進行學(xué)習(xí)。例如，通過建設(shè)微生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，將各項教學(xué)資料上傳至相應(yīng)的教學(xué)模塊，實現(xiàn)學(xué)生與教師的在線溝通答疑，做到因材施教，提高教學(xué)效果。

其次，部分教學(xué)方法可能是以教師為主體，學(xué)生被動接受課程知識，主觀能動性有待進一步增強，課堂上與教師的互動與溝通有待進一步提升，這樣可能會降低學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的興趣與熱情。因此，本課程擬在課堂教學(xué)中設(shè)置“課堂討論”“課堂匯報”等環(huán)節(jié)，針對重難點，讓學(xué)生分組查找資料，并結(jié)合相關(guān)實際應(yīng)用，在小組討論后進行課堂匯報。例如，結(jié)合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的特點，提出“目前土壤微生物對農(nóng)作物生長的影響有哪些方面”“長期施用化學(xué)肥料對土壤微生物及其生態(tài)功能有哪些影響”等問題。同時，教師要積極參與到學(xué)生的討論過程中，并及時補充討論過程中可能遺漏的知識點，培養(yǎng)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題的能力。此外，小組討論完成后由1名學(xué)生上臺分享討論成果，以激發(fā)學(xué)生對“新教師”和“新知識”的好奇心，大大增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3 優(yōu)化實驗教學(xué)

部分微生物實驗課教學(xué)是基礎(chǔ)性及驗證性較強的實驗，涉及的內(nèi)容多為微生物學(xué)的基本實驗技術(shù)。受教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時的限制，部分實驗課的授課時間可能是不連續(xù)的，導(dǎo)致學(xué)生可能無法將理論課與實驗課的內(nèi)容聯(lián)系起來[8]。部分微生物學(xué)實驗課的實驗材料及用具均由教師提前備好，學(xué)生機械性地重復(fù)教師的操作步驟，學(xué)習(xí)的主動積極性有待進一步增強，可能造成學(xué)生知道該微生物實驗的做法，但不完全理解實驗的操作原理，理論與實踐的貫通性有待進一步提升。因此，本課程對微生物學(xué)實驗教學(xué)部分進行改革優(yōu)化，將實驗內(nèi)容與理論課內(nèi)容結(jié)合得更為緊密，如表2所示。改革優(yōu)化后的實驗課內(nèi)容增加了與專業(yè)相關(guān)的微生物應(yīng)用實驗技能訓(xùn)練，為學(xué)生未來的學(xué)業(yè)晉升和專業(yè)技能提升奠定基礎(chǔ)。優(yōu)化后的實驗設(shè)置偏向?qū)嶋H應(yīng)用，通過安排學(xué)生分組自主討論與設(shè)計，分別進行與環(huán)境相關(guān)的功能微生物篩選及相關(guān)指標的測定，大大提高了課堂的趣味性。自主設(shè)計的分組實驗教學(xué)部分，每個小組的實驗結(jié)果可能不一致，具有一定的不確定性，有助于避免實驗報告簡單重復(fù)的現(xiàn)象出現(xiàn)，提高微生物實驗課程的趣味性與靈活性，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

微生物實驗課程需要重點把握實驗過程，本次課程教學(xué)改革將加強實驗課管理與一對一指導(dǎo)。首先，由教師提前對相關(guān)理論知識進行回顧，并進行正確的實驗操作演示；其次，實驗過程中，配備研究生輔助教師對班級學(xué)生進行一對一指導(dǎo)與糾錯；實驗課程結(jié)束后，組織學(xué)生開展實驗結(jié)果的討論與總結(jié)[9]。通過課堂現(xiàn)場糾錯與實時討論總結(jié)，提高學(xué)生在實驗課程中的參與度，并培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力。

2 教學(xué)改革成效評價

2.1 完善考核制度

傳統(tǒng)微生物學(xué)理論課程主要考核方式為平時成績（30%）+期末成績（70%），部分學(xué)生可能更注重考試前突擊學(xué)習(xí)，而忽視平時對知識的積累[10]。對此，本次改革將課堂提問、線上課程小測驗、實驗課自主設(shè)計方案和實驗報告等均納入考核范圍，將每次的平時成績記錄在冊，并將考核比例調(diào)整為平時成績（50%）+期末成績（50%）。改革后的微生物學(xué)課程體系將理論課程內(nèi)容與實驗課程內(nèi)容進行有機結(jié)合，使學(xué)生在理解理論課知識的基礎(chǔ)上能夠迅速掌握實驗課的操作技能，進一步促使學(xué)生學(xué)以致用。

2.2 評價教學(xué)效果

本次教學(xué)改革組織學(xué)生自行繪制課程知識大綱，分小組討論并進行匯報，以反饋學(xué)生對課程重難點的掌握情況；實驗課程組織學(xué)生以小組為單位進行綜合實驗的設(shè)計與實踐，以反饋學(xué)生對微生物實驗操作的掌握情況；課后，向?qū)W生發(fā)布對“教學(xué)新方案”評價的調(diào)查問卷，從學(xué)生感受、課程知識內(nèi)容建議、教學(xué)節(jié)奏與效率等角度出發(fā)，對所反映的教學(xué)問題進行整合分析，并于下次課堂進行改進，以評價此次理論及實驗教學(xué)改革的效果。

3 結(jié)語

微生物學(xué)是一門與生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)的課程。如何將微生物學(xué)知識與土壤健康培育等專業(yè)發(fā)展方向結(jié)合是新的挑戰(zhàn)。本文以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對知識的掌握程度以及增強其實踐能力為目的，從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的改進、實驗教學(xué)的優(yōu)化以及考核制度的完善等角度出發(fā)，對微生物學(xué)理論及實驗課程進行相應(yīng)的教學(xué)改革。高等院校的專業(yè)課程教學(xué)改革需要進行長期探索，以提高教學(xué)效率，以學(xué)生為中心進行教學(xué)，培養(yǎng)理論結(jié)合實際、應(yīng)用能力強的高素質(zhì)人才。

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（責(zé)編：楊 歡）

基金項目 浙江農(nóng)林大學(xué)校級教學(xué)改革研究項目（JG2022012）。

作者簡介 邢佳佳（1994—），女，安徽馬鞍山人，博士，副教授，從事土壤微生物教學(xué)與研究。

收稿日期 2023-11-21