摘" 要：為實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)作為“雙碳”專業(yè)人才培養(yǎng)的主陣地之一，專業(yè)課程的教學(xué)改革探索迫在眉睫。該文以微生物學(xué)課程為例，根據(jù)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合地方學(xué)校特色，以學(xué)生為中心，從課程培養(yǎng)目標(biāo)、課程內(nèi)容及教學(xué)方法等方面探索具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的“雙碳”人才培養(yǎng)模式，為專業(yè)其他課程改革提供參考。

關(guān)鍵詞：碳達(dá)峰；碳中和；微生物學(xué)；教學(xué)方法；課程改革

中圖分類號(hào)：G642" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " "文章編號(hào)：2096-9902（2025）06-0124-04

Abstract： In order to achieve the \"dual-carbon\" strategic goal， the major of agricultural resources and environment is one of the main fronts for cultivating \"dual-carbon\" professional talents， and the exploration of teaching reform of professional courses is imminent. This paper takes the Microbiology course as an example. According to the characteristics of the agricultural resources and environment major， combined with the characteristics of local schools， and centered on students， we explore innovative and practical capabilities from aspects such as curriculum training goals， course content and teaching methods. \"Dual-carbon\" talent training model provides reference for the reform of other courses in the profession.

2020年9月22日，國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布，“二氧化碳排放力爭(zhēng)于 2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”，即“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)[1]?！半p碳”即為碳達(dá)峰與碳中和。2022年4月，為適應(yīng)國(guó)家“雙碳”專業(yè)人才的培養(yǎng)新需求，教育部特出臺(tái)了《加強(qiáng)碳達(dá)峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設(shè)工作方案》，支持高校全面加強(qiáng)碳達(dá)峰碳中和人才培養(yǎng)，加強(qiáng)綠色低碳教育，促進(jìn)傳統(tǒng)專業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，深化產(chǎn)教融合協(xié)同育人，加大教學(xué)資源建設(shè)力度，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)做好人才儲(chǔ)備[2-4]。隨著全球氣候變化的加劇和資源的日益緊張，與“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)有著直接關(guān)聯(lián)的資源與環(huán)境領(lǐng)域面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式習(xí)慣于理論知識(shí)的灌輸，而對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)有所欠缺，這導(dǎo)致學(xué)生在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，往往缺乏足夠的分析和解決能力。因此農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的教學(xué)改革顯得尤為重要[5-6]。而微生物學(xué)作為該專業(yè)的專業(yè)必修課程之一，其教學(xué)改革探索對(duì)于培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代需求的“雙碳”戰(zhàn)略人才具有深遠(yuǎn)的意義。通過(guò)這一改革，期待能夠培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的優(yōu)秀人才，為我國(guó)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。

1" 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

微生物學(xué)課程是面向農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)必修課，課程開設(shè)于大二下學(xué)期，共56學(xué)時(shí)，其中課堂理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)24學(xué)時(shí)。自湖北工程學(xué)院2010年首次招收農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)本科生起就開設(shè)了微生物學(xué)課程，截至2024年底已有14屆學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)該課程。通過(guò)多年的課程教學(xué)實(shí)踐，課程團(tuán)隊(duì)總結(jié)了“雙碳”背景下微生物學(xué)課程教學(xué)改革亟需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

1.1" 課程培養(yǎng)目標(biāo)與“雙碳”人才培養(yǎng)目標(biāo)匹配度

在“雙碳”人才的培養(yǎng)需求下，微生物學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)緊密結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略需求和學(xué)科前沿發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色低碳發(fā)展等挑戰(zhàn)的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，增強(qiáng)“雙碳”意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，同時(shí)注重跨學(xué)科綜合能力的培養(yǎng)和可持續(xù)發(fā)展理念的灌輸。通過(guò)這樣的更新，微生物學(xué)課程能夠更好地服務(wù)于“雙碳”目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展。

1.2" 課程教學(xué)內(nèi)容更新問(wèn)題

微生物學(xué)課程涵蓋微生物的分類、特性、生長(zhǎng)與代謝、遺傳變異基礎(chǔ)以及微生物在環(huán)境、工農(nóng)業(yè)及醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域的應(yīng)用，內(nèi)容涉及從個(gè)體形態(tài)到菌落，從基因到生態(tài)環(huán)境，從微觀到宏觀，從基礎(chǔ)到應(yīng)用。微生物種類繁多，形態(tài)各異，功能也各不相同。微生物世界廣袤且深邃。在“雙碳”背景下，各領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展將成為主流，課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)結(jié)合這一需求進(jìn)行更新和整合，以適應(yīng)“雙碳”人才戰(zhàn)略目標(biāo)。

1.3" 教學(xué)模式和考核評(píng)價(jià)方式亟需改革

微生物學(xué)課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，為更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，應(yīng)注重創(chuàng)新教學(xué)方法，將“以教師為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為中心”，構(gòu)建注重過(guò)程評(píng)價(jià)的多元化評(píng)價(jià)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高課程參與度，培養(yǎng)綜合能力強(qiáng)的“雙碳”人才。

2" “雙碳”背景下微生物學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)的重構(gòu)

湖北工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┑霓r(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)為湖北省重點(diǎn)學(xué)科和湖北省一流本科建設(shè)專業(yè)，也是“十四五”湖北省高等學(xué)校優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科群（特色農(nóng)業(yè)資源開發(fā)與高效利用）的主要支撐專業(yè)。微生物學(xué)是我校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的專業(yè)必修課程，微生物與“雙碳”背景聯(lián)系緊密，比如水稻田或沼澤地中厭氧微生物引發(fā)的反硝化作用會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放等。但傳統(tǒng)的微生物學(xué)的課程目標(biāo)與“雙碳”人才培養(yǎng)的目標(biāo)匹配度較差，因此需要在傳統(tǒng)微生物學(xué)課程目標(biāo)基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行重構(gòu)。依據(jù)湖北工程學(xué)院堅(jiān)持地方型、教學(xué)型、應(yīng)用型的辦學(xué)定位，結(jié)合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求，對(duì)微生物學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)改革，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。除了需要學(xué)生能掌握微生物的分類、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特征、代謝途徑及應(yīng)用、微生物生長(zhǎng)繁殖的基本規(guī)律及應(yīng)用等理論基礎(chǔ)知識(shí)外，該課程還需要學(xué)生達(dá)到具備進(jìn)行微生物分離、培養(yǎng)、鑒定和檢測(cè)的能力，利用微生物學(xué)知識(shí)探究和解決問(wèn)題的科學(xué)研究能力，溝通和匯報(bào)的能力等能力目標(biāo)，同時(shí)還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)工匠精神和吃苦耐勞精神，以及培養(yǎng)高度社會(huì)責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。

3" “雙碳”背景下微生物學(xué)課程內(nèi)容的更新與整合

3.1" 豐富課程內(nèi)容

在“雙碳”目標(biāo)的推動(dòng)下，微生物學(xué)課程也需要更新和整合與碳排放、碳中和相關(guān)的理論與技術(shù)。微生物是地球生物圈物質(zhì)轉(zhuǎn)化和元素循環(huán)的引擎，微生物在各個(gè)生境的碳匯過(guò)程中都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。微生物固碳是指微生物通過(guò)吸收無(wú)機(jī)碳（如CO2）并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳的過(guò)程。這是自然界中無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳并進(jìn)入生物圈的重要途徑，對(duì)于減少大氣中CO2的含量、緩解溫室效應(yīng)具有重要意義。

為了適應(yīng)“雙碳”人才的培養(yǎng)要求，通過(guò)對(duì)課程教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，增加微生物的新陳代謝章節(jié)中自養(yǎng)微生物的固定和生物固氮及微生物的生態(tài)章節(jié)中碳循環(huán)和微生物與環(huán)境保護(hù)內(nèi)容的課時(shí)投入，系統(tǒng)講授“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)背景、內(nèi)涵、意義及“雙碳”最新研究進(jìn)展。焦念志院士就曾從水圈的角度提出了“微生物負(fù)排放”的理念，微藻等微生物可通過(guò)吸收CO2并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，從而增加海洋碳匯。通過(guò)研發(fā)微生物負(fù)排放的過(guò)程機(jī)制、形成理論和技術(shù)體系，將這些技術(shù)體系運(yùn)用于海洋環(huán)境，從而將海洋“污染區(qū)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤荚鰠R場(chǎng)”。而在陸地生態(tài)系統(tǒng)方面，微生物在土壤碳循環(huán)中有著重要作用，如草地、森林、濕地環(huán)境等不同生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物與土壤碳積累都有著密切關(guān)聯(lián)。土壤中的微生物可以通過(guò)分解有機(jī)物質(zhì)、形成腐殖質(zhì)等方式，將大氣中的CO2固定下來(lái)。此外，一些特定的微生物（如根瘤菌）還可通過(guò)固氮作用間接促進(jìn)植物的碳固定。通過(guò)了解該領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)，可拓展學(xué)生的視野，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.2" 立足地方特色產(chǎn)業(yè)

孝感米酒是孝感市的“城市名片”。在教學(xué)過(guò)程中，聚焦孝感米酒產(chǎn)業(yè)，內(nèi)容涵蓋原料選擇、糖化發(fā)酵到最終產(chǎn)品質(zhì)量控制的全過(guò)程，在相應(yīng)的章節(jié)中穿插進(jìn)去，如真核微生物章節(jié)討論孝感米酒蜂窩酒曲的微生物類型；微生物的新陳代謝章節(jié)探討如何通過(guò)微生物調(diào)控來(lái)優(yōu)化米酒品質(zhì)；微生物的遺傳與變異章節(jié)探討基因工程在改良米酒發(fā)酵微生物中的應(yīng)用等，真正讓學(xué)生深入理解微生物的工業(yè)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和社會(huì)責(zé)任感。

3.3" 融入思政元素

本課程于2023年獲批校級(jí)課程思政示范課程，通過(guò)課程思政項(xiàng)目立項(xiàng)建設(shè)，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)重新修訂教學(xué)大綱，將思政元素融入教學(xué)大綱，進(jìn)一步更新教學(xué)內(nèi)容，添加未培養(yǎng)微生物、腸道微生態(tài)與人類健康、微生物與“雙碳”經(jīng)濟(jì)等方面的內(nèi)容；重新編寫微生物學(xué)教案，在教材各章節(jié)、教學(xué)各環(huán)節(jié)充分融入思政元素，做到思政元素全覆蓋。本課程的許多知識(shí)點(diǎn)與碳排放、碳中和有著必然的聯(lián)系，比如微生物在土壤碳固持和水體碳增匯方面的應(yīng)用，進(jìn)一步闡述“雙碳”目標(biāo)的戰(zhàn)略意義及我們國(guó)家的大國(guó)擔(dān)當(dāng)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。結(jié)合我國(guó)在環(huán)境污染修復(fù)方面的微生物應(yīng)用案例，讓學(xué)生了解目前國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)及環(huán)保技術(shù)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展，進(jìn)一步明確科技報(bào)國(guó)理想，鼓勵(lì)學(xué)生投身環(huán)保事業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

4" “雙碳”背景下微生物學(xué)課程教學(xué)方法的優(yōu)化與改革

4.1" 采用線上線下混合式教學(xué)模式

微生物學(xué)課程為線上線下混合課程，現(xiàn)已在優(yōu)課聯(lián)盟平臺(tái)上線運(yùn)行了5期次，輔助線下教學(xué)。采用線上教學(xué)視頻學(xué)習(xí)和線下課堂講解的混合式教學(xué)方法，線下也改變過(guò)去“滿堂灌”的方式，過(guò)程中穿插思政討論、翻轉(zhuǎn)課堂和雨課堂搶答等方式，增強(qiáng)教學(xué)趣味性，充分激發(fā)學(xué)生的興趣，提高教學(xué)的參與度。

本課程教學(xué)借鑒BOPPPS方法，運(yùn)用“三段法”進(jìn)行教學(xué)組織實(shí)施。在課前階段，利用線上教學(xué)視頻、紀(jì)錄片等激發(fā)學(xué)生興趣，明確學(xué)習(xí)方向；在課中階段，通過(guò)重難點(diǎn)梳理、小組互動(dòng)討論等，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解；在課后階段，鞏固課堂所學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生自主探索、研究和實(shí)踐能力。教學(xué)過(guò)程提供多樣化的教學(xué)資源，如最新科研論文、視頻案例、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等，采用多樣的教學(xué)方法，如PBL、翻轉(zhuǎn)課堂等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)；教學(xué)案例結(jié)合米酒生產(chǎn)及工藝等孝感本土特色產(chǎn)業(yè)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；在課程教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)都融入思政元素，讓專業(yè)知識(shí)和技能培養(yǎng)相融合，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。具體實(shí)施組織過(guò)程見表1。

4.2" 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)，學(xué)以致用

微生物學(xué)課程采用“理論—實(shí)踐—科研”的漸進(jìn)式人才培養(yǎng)方式，緊密結(jié)合全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”及“互聯(lián)網(wǎng)+”等國(guó)家級(jí)A類競(jìng)賽和老師的科研項(xiàng)目[7]，圍繞微生物相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目展開，如土壤中解磷解鉀菌的篩選、米酒生產(chǎn)等，讓學(xué)生在解決具體微生物學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)和技能，增加學(xué)生參與度。課程團(tuán)隊(duì)成員每年都為參加各類競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的學(xué)生開放科研實(shí)驗(yàn)室，師生共同探索微生物領(lǐng)域的前沿問(wèn)題，如微生物在濕地N2O排放中的作用、貝萊斯芽胞桿菌的基因調(diào)控等，目前已獲國(guó)家級(jí)和省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)十余項(xiàng)，全面培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研能力。

4.3" 改革考試方法，注重學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)

微生物學(xué)課程成績(jī)?cè)u(píng)定主要以“三評(píng)”為主：強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)，注重教學(xué)效果評(píng)價(jià)，構(gòu)建多元化課程評(píng)價(jià)體系。線上線下混合式教學(xué)方法評(píng)價(jià)體系采用線上（40%）+線下（60%）的考核比例（表2），注重學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)，降低了線下期末考試在課程成績(jī)所占的比重（由70%降為50%），考試題則盡可能結(jié)合專業(yè)實(shí)際和思政元素，有一定的拓展空間，以避免死記硬背的復(fù)習(xí)方式，鼓勵(lì)獨(dú)立思考，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)自主學(xué)習(xí)。

5" 結(jié)束語(yǔ)

資源環(huán)境行業(yè)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的重點(diǎn)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)應(yīng)以國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略為導(dǎo)向，進(jìn)一步推動(dòng)專業(yè)課程改革，培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)家發(fā)展新形勢(shì)、服務(wù)社會(huì)的“雙碳”專業(yè)人才。本文以微生物學(xué)課程為例，深入探討了在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)課程教學(xué)改革的必要性和實(shí)施路徑，結(jié)合課程內(nèi)容和專業(yè)特色，通過(guò)將“雙碳”目標(biāo)融入課程目標(biāo)，重新梳理和整合了課程內(nèi)容，并優(yōu)化改革了教學(xué)方法，采用線上線下混合式教學(xué)模式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)方法，建立了多元化的全過(guò)程考核評(píng)價(jià)體系。通過(guò)專業(yè)的教學(xué)，我們不僅提高了學(xué)生的就業(yè)信心，還激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力。改革實(shí)踐表明，這些措施不僅有助于提高學(xué)生的理論知識(shí)水平和實(shí)踐能力，還能增強(qiáng)他們的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新能力，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。

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基金項(xiàng)目：湖北小城鎮(zhèn)發(fā)展研究中心研究項(xiàng)目（2023B013）；湖北工程學(xué)院課程思政示范項(xiàng)目（KCSZ202325、KCSZ202417）；湖北工程學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2023044、2020A15）

第一作者簡(jiǎn)介：黃宏霞（1980-），女，博士，副教授。研究方向?yàn)樯镔|(zhì)資源利用。