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關(guān)鍵詞:新課程標(biāo)準(zhǔn) 《微生物學(xué)》 教學(xué)
為了跟上中學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施步伐,目前師范類院校教育專業(yè)的各專業(yè)課的教學(xué)都做出了相應(yīng)調(diào)整。棗莊學(xué)院(原棗莊師范專科學(xué)校)雖屬本科非師范類院校,但仍保留了部分教育專業(yè),特別是生物教育專業(yè)。新課改的實(shí)施需要我們對相應(yīng)的專業(yè)教學(xué)提出改革,本文主要對《微生物學(xué)》教學(xué)提出改革建議,希望對今后的《微生物學(xué)》教學(xué)有所幫助。
1 教學(xué)內(nèi)容的對比分析
第一單元
第一章奇妙的生命現(xiàn)象
本章是中學(xué)生物學(xué)的開篇,包括“生物的基本特征”和“生物學(xué)的研究方法”兩節(jié)內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生從自身的生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平出發(fā),在常見的生命現(xiàn)象層面上總結(jié)生物的基本特征;讓學(xué)生通過重溫“巴斯德試驗(yàn)”,體驗(yàn)科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的一般過程和基本方法,提高學(xué)生的探究能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣。
第二章嚴(yán)整的生命結(jié)構(gòu)
本章共包括“顯微鏡的構(gòu)造和使用”、“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能”、“細(xì)胞的分裂和分化”、“多細(xì)胞生物體的結(jié)構(gòu)層次”四節(jié)內(nèi)容。本章的教學(xué)內(nèi)容在大學(xué)教學(xué)中已基本包含。
在此列舉了第一單元部分內(nèi)容做對比,由于篇幅有限,其它內(nèi)容在此不一一列舉。
2教學(xué)過程中的改進(jìn)方法
2.1 加強(qiáng)知識的系統(tǒng)性,提高學(xué)生理論水平。
《微生物學(xué)》是生命科學(xué)的專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握微生物學(xué)的基本知識和基本理論,包括微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特性、遺傳變異、基因表達(dá)的調(diào)控、生態(tài)分布、分類進(jìn)化、物種多樣性、感染與免疫等;了解微生物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等方面的實(shí)際應(yīng)用以及微生物學(xué)在生物學(xué)發(fā)展中的作用;為全面學(xué)習(xí)生命科學(xué)的基本理論和實(shí)踐技術(shù)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)理論知識缺乏系統(tǒng)性,將不利于學(xué)生全面掌握適應(yīng)社會(huì)需求的基本知識和技能。因此無論在中學(xué)教學(xué)過程中還是在大學(xué)教學(xué)過程中,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)知識的系統(tǒng)性、整體性、連續(xù)性和前沿性。
中學(xué)第七冊(上)第三章“生物圈中的微生物”分別探討了三大微生物類群――病毒、細(xì)菌和真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生命活動(dòng),使學(xué)生對微生物的生命活動(dòng)有一個(gè)初步了解,此部分內(nèi)容在大學(xué)課程《微生物學(xué)》的“原核微生物”、“真核微生物”、“病毒”等章節(jié)中有較為詳細(xì)的闡述和講解。此外,中學(xué)課標(biāo)還要求學(xué)生能夠從微生物與疾病、微生物與醫(yī)藥、微生物與食品等多個(gè)方面舉例說明微生物與人類的關(guān)系,并進(jìn)一步探究細(xì)菌、真菌在生物圈的作用。在大學(xué)課程《微生物學(xué)》“原核微生物”、“真核微生物”、“病毒”及“微生物生態(tài)”等章節(jié)均有“微生物與人類的關(guān)系”內(nèi)容的簡述,但重點(diǎn)集中在細(xì)菌、病毒與人類及環(huán)境的關(guān)系上,至于其它微生物并沒有詳細(xì)、深入、系統(tǒng)的介紹相關(guān)內(nèi)容,在講述過程中往往被教師簡略或忽略了。在大學(xué)課程教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生去查閱相關(guān)資料,主動(dòng)地去探索“微生物與人類的關(guān)系”,幫助學(xué)生更好地理解微生物與人類活動(dòng)的密切關(guān)系,了解微生物在人類活動(dòng)中的重要性,并積極參與保護(hù)生物多樣性、維持生態(tài)平衡。
中學(xué)第七冊(下)第六章“免疫與健康”介紹了人類免疫學(xué)的基本知識。其中人體的免疫功能、人體的特異性免疫和非特異性免疫、計(jì)劃免疫的意義、傳染病的病因及傳播途徑和預(yù)防措施等內(nèi)容在大學(xué)課程《微生物學(xué)》“免疫學(xué)基礎(chǔ)知識”一章中已有系統(tǒng)介紹。有關(guān)常見的寄生蟲病、細(xì)菌性傳染病、病毒性傳染病、安全用藥常識等內(nèi)容在大學(xué)課程中應(yīng)進(jìn)一步拓展和加強(qiáng),因?yàn)椤皞魅九c免疫”和我們的生活很貼近,在《微生物學(xué)》中簡短的篇幅很難講清楚,因此建議將《微生物學(xué)》“傳染與免疫”這一章刪除,在掌握微生物學(xué)知識的基礎(chǔ)上增開《免疫學(xué)》課程。
另外,生命科學(xué)飛速發(fā)展,有關(guān)微生物學(xué)的研究更是日新月異,短時(shí)期內(nèi)教材又無法改變,因此,在教學(xué)過程中教師要及時(shí)掌握相關(guān)研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展,使微生物的教學(xué)具有前沿性,我們的知識才不會(huì)陳舊,使學(xué)生更容易適應(yīng)時(shí)代的要求。
2.2 發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特殊作用,提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
生命科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)在生命科學(xué)教學(xué)中占有相當(dāng)重要的地位。在中學(xué)新教材中廣泛地采用了過程模式和情境模式,通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)設(shè)情景來培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探究能力和探究方法。
微生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)科學(xué),要求在教學(xué)中充分重視實(shí)驗(yàn)課程,在高中《生物技術(shù)與實(shí)踐》“微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用”專題中涉及了大腸桿菌、纖維素分解菌等細(xì)菌分離純化技術(shù),此項(xiàng)試驗(yàn)技術(shù)在大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)“土壤微生物的分離純化”已包含。但在以往的大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生很難參與完整的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備與獲得、實(shí)驗(yàn)試劑的配置等,往往由實(shí)驗(yàn)教師完成,學(xué)生只是被動(dòng)地做實(shí)驗(yàn),因此對實(shí)驗(yàn)技能的綜合運(yùn)用能力、獨(dú)立動(dòng)手能力欠缺。因此建議大學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),適當(dāng)增加各種探究活動(dòng),為學(xué)生提供多種可供選擇的方案,也可以讓學(xué)生自己提出探究的課題,自己設(shè)計(jì)和進(jìn)行試驗(yàn)尋找答案。使學(xué)生在掌握研究微生物的基本方法與實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神與分析問題和解決問題的能力。
關(guān)鍵詞:食品微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)探討高職
一、引言
《食品微生物學(xué)》是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。在考慮理論教學(xué)的廣度及深度的同時(shí)要更加重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),這才是食品微生物學(xué)的課程教學(xué)的核心。通過實(shí)驗(yàn)課,不僅可以使學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解更加深入,進(jìn)而鞏固所學(xué)的理論知識。最終培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的分析問題和解決問題的能力,對活躍學(xué)生的思維,提高創(chuàng)新意識起到了積極的作用。
實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方式是保證教學(xué)質(zhì)量的前提,這直接影響到對學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此,我們要不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革,以重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)來提高教學(xué)質(zhì)量,注重提高學(xué)生的綜合能力。微生物實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革已成各類高職院校食品專業(yè)的普遍問題,作為專業(yè)課的教師,就要不斷更新教育理念,改善以往傳統(tǒng)的的教學(xué)方法。只有在日常教學(xué)工作中對教學(xué)方式積極創(chuàng)新,才能培養(yǎng)出理論知識豐富、素質(zhì)高、有創(chuàng)新和探索精神的人才。
二、《食品微生物》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的現(xiàn)狀
《食品微生物》這門課程是食品檢驗(yàn)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有很強(qiáng)的實(shí)踐性及應(yīng)用性?!妒称肺⑸铩氛n程對與將來專業(yè)課程的學(xué)習(xí),專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),學(xué)生綜合素質(zhì)及實(shí)踐能力的提高都起著舉足輕重的作用。
目前,許多高職院?!妒称肺⑸铩穼?shí)驗(yàn)課內(nèi)容設(shè)置比較簡單,專業(yè)特點(diǎn)明顯缺乏。學(xué)生根本就無法感受到實(shí)驗(yàn)課的意義,更難以在現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)用微生物這門學(xué)科。還有一些實(shí)驗(yàn)的具體環(huán)節(jié)也存在著嚴(yán)重的不足之處,很難保證實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際效果。學(xué)生的預(yù)習(xí)也大部分重于形式,很難有所收獲。在實(shí)驗(yàn)的過程中,有的學(xué)生技術(shù)差,操作流程不規(guī)范,對儀器不能熟練的使用,記錄或處理的數(shù)據(jù)不能保證正確性,遇到問題不知到怎樣解決,學(xué)生總是處于一種被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài),并且實(shí)驗(yàn)報(bào)告還存在嚴(yán)重的拷貝現(xiàn)象。還此外,由于缺乏嚴(yán)格有效的考核方法,故實(shí)驗(yàn)課不能客觀地反映出學(xué)生真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作能力。
三、合理安排教學(xué)內(nèi)容,適當(dāng)采用多媒體教學(xué)
注重視實(shí)踐、理論知識夠用即可,加強(qiáng)學(xué)生技能水平的培養(yǎng)是高職教育的特點(diǎn)。因此,在教學(xué)的過程中要合理地安排好教學(xué)內(nèi)容,計(jì)劃好學(xué)時(shí)。根據(jù)食品檢驗(yàn)專業(yè)的特色,主要是依據(jù)食品生產(chǎn)中的常用的微生物,及在食品貯藏的過程中產(chǎn)生副作用的微生物這兩個(gè)方面來安排教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生對這兩大類常見微生物有較深刻的理解。在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的安排上,除了讓學(xué)生們掌握基本必須的微生物操作以之外,還在實(shí)訓(xùn)中安排了一些對外生產(chǎn)的項(xiàng)目。例如腐乳和米酒的制作等,強(qiáng)化學(xué)生對應(yīng)用型食品微生物的認(rèn)知,另一方面通過對食品的檢驗(yàn),了解腐敗微生物的作用及危害。從這兩方面讓學(xué)生對食品工業(yè)中涉及的微生物有深刻的認(rèn)識。
微生物是人們?nèi)庋鬯^察不到一類微小的生物,對于剛接觸這門學(xué)科的學(xué)生來說是很抽象的。所以我們必須借助于多媒體教學(xué),利用多種形式,如聲音、圖片、動(dòng)畫和視頻等,把微生物學(xué)抽象和微觀的內(nèi)容盡可能地形象化、宏觀化,盡量將微生物放大后展示在學(xué)生面前。運(yùn)用多媒體教學(xué),可以很容易地集中學(xué)生的注意力,激發(fā)他們對知識的渴望及學(xué)習(xí)的興趣。此外,采用多媒體的教學(xué)方式不僅可以在最大程度上獲取所需的信息量,還可以讓學(xué)生觀察到各類的微生物,方隨時(shí)擴(kuò)充新的知識內(nèi)容。而充分地利用網(wǎng)絡(luò)上的資源,既可以讓學(xué)生更直觀的學(xué)習(xí)知識,也可以讓他們在課余時(shí)間獲取更多的專業(yè)信息。例如將細(xì)菌的鞭毛運(yùn)動(dòng)及酵母菌的出芽生殖等過程制作成動(dòng)畫,以使抽象的內(nèi)容變得既有趣又易懂。教師在講授一些技能的操作時(shí),利用網(wǎng)絡(luò)資源來播放規(guī)范的操作視頻讓學(xué)生們觀看,這樣對于學(xué)生的規(guī)范性操作、及操作水平的提是非常有幫助的。
四、《食品微生物》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的新思路
1、以就業(yè)為導(dǎo)向,確定實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容
高職院校在教育的教學(xué)過程中,不但要強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力,還要突出與企業(yè)所需技能人才標(biāo)準(zhǔn)的無縫對接。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容的確定,要緊密結(jié)合學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)及市場的需求。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),我們把實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容分成兩類:一類是常用的基本技術(shù);另一類是專業(yè)技術(shù)。常用的基本技術(shù)指是對食品微生物檢驗(yàn)的基本技能,例如染色技術(shù)、滅菌技術(shù)及顯微鏡的使用等,而利用基本技術(shù)進(jìn)行食品微生物檢驗(yàn)的各項(xiàng)技術(shù)就是專業(yè)技術(shù)。我校把常用的基本技術(shù)安排在實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行,在每次的理論課結(jié)束后加入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容,以加深實(shí)驗(yàn)效果,專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)則通過實(shí)訓(xùn)的具體方式來完成。
2、與企業(yè)合作,建立校外實(shí)習(xí)基地
為了讓學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和專業(yè)興趣得以提高,實(shí)地參觀學(xué)習(xí)使學(xué)生走出課堂,了解食品微生物在實(shí)際生活中的應(yīng)用。例如將“細(xì)菌總數(shù)測定” 的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與實(shí)際相結(jié)合,讓學(xué)生親自參與桶裝水和純凈水的抽檢。在實(shí)驗(yàn)中,不僅使學(xué)生掌握了飲用水衛(wèi)生檢驗(yàn)的方法,而且也培養(yǎng)了學(xué)生對知識的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和良好的專業(yè)素質(zhì)。在校外的實(shí)習(xí)能使學(xué)生達(dá)到理論結(jié)合實(shí)踐的目的,既鍛煉了學(xué)生的綜合素質(zhì),又補(bǔ)充校內(nèi)實(shí)驗(yàn)課的不足之處,是實(shí)驗(yàn)課的延伸。校企合作顯可使學(xué)生學(xué)到課堂上學(xué)不到的知識,尤其在目前高校教育經(jīng)費(fèi)不足的情況下而顯得十分重要。
五、結(jié)論
近年來,通過各地食品微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容的改革,不僅節(jié)省了教學(xué)時(shí)間,而且提高了教學(xué)效率。進(jìn)而拓寬了學(xué)生的視野,加深了對專業(yè)的了解。提高了學(xué)生分析和解決問題的能力,增強(qiáng)了專業(yè)的信心。通過實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)了學(xué)生求實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),為將來的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞: 微生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革 創(chuàng)新性人才培養(yǎng)
21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),微生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,它和現(xiàn)代生物學(xué)中的熱門領(lǐng)域――分子生物學(xué)和生物技術(shù)研究密不可分。同時(shí)微生物生產(chǎn)將成為21世紀(jì)的一個(gè)重要產(chǎn)業(yè),這就決定了微生物學(xué)在生物科學(xué)中的重要地位。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物教學(xué)不可分割的一部分,在目前高等院校的基礎(chǔ)微生物實(shí)驗(yàn)未能設(shè)立為獨(dú)立的一門課程。由于課時(shí)限制,只能開展驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)或只設(shè)立綜合性實(shí)驗(yàn)。如何保證在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生既掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能,又能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題解決問題的能力,培養(yǎng)有開拓精神創(chuàng)新型的人才,通過多年來的教學(xué)實(shí)踐,我們對微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了改革,并取得了初步的成效。下面是我們進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考與體會(huì)。
一、合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
從事微生物的研究工作,首先要掌握基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù),包括無菌操作技術(shù)、染色技術(shù)、培養(yǎng)基的植被和滅菌、微生物的分離純化及技術(shù)等。原來的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和順序基本上是按理論教學(xué)內(nèi)容來安排的,各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間缺乏內(nèi)在的聯(lián)系,并且缺乏連貫性,學(xué)習(xí)效果不好,為此,我們對實(shí)驗(yàn)順序進(jìn)行了調(diào)整,對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行合理安排,使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)知識系統(tǒng)地掌握和提高。如把培養(yǎng)基的支配和滅菌提前,這樣在后面的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生就可以用自己親自做的培養(yǎng)基做試驗(yàn),從而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和對學(xué)習(xí)的自信心。
二、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,增加綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)
為保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,我們在保證實(shí)驗(yàn)開出率的基礎(chǔ)上增加了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。如從土壤中分離純化細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),就要求學(xué)生自己準(zhǔn)備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,自己做無菌水,一些實(shí)驗(yàn)所用的培養(yǎng)皿、試管等都得自己準(zhǔn)備,然后滅菌備用。接著制備土壤稀釋液、倒平板、涂布、培養(yǎng)。然后挑菌,平板劃線分離,培養(yǎng),觀察菌落形態(tài)是否一致,革蘭氏染色顯微鏡觀察是否單一微生物。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程由學(xué)生獨(dú)立完成,實(shí)踐證明學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣濃厚,動(dòng)手操作的積極性很高,不僅取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果,更鍛煉了學(xué)生們的綜合素質(zhì)。
三、將科研課題融入實(shí)驗(yàn)教學(xué),開放實(shí)驗(yàn)室,培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和學(xué)習(xí)興趣
實(shí)驗(yàn)室開放是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容,不僅可以完成學(xué)科交叉和綜合背景下的寬口徑專業(yè)教育和個(gè)性化培養(yǎng),而且可以提高實(shí)驗(yàn)室以及儀器設(shè)備的利用率,提高投資效益。在開放是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生是主體,教師起輔助作用,著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,并且通過課外科技活動(dòng)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),采取多種形式的實(shí)驗(yàn)室開放,不僅提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,而且充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)室的潛能。在課外科技活動(dòng)中,學(xué)生們可以做教師們科研課題的一部分,也可以自己做一些日常應(yīng)用或生產(chǎn)應(yīng)用上的研究。比如對飲用水和污水中微生物菌群的檢測實(shí)驗(yàn),就要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,從水樣的采集、培養(yǎng)基的配制、細(xì)菌總數(shù)的測定到大腸桿菌總數(shù)的測定、菌體形態(tài)特征觀察等,都要求學(xué)生獨(dú)立完成,教師只給予必要的指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生把課堂上所學(xué)的理論知識和所學(xué)過的實(shí)驗(yàn)技能有機(jī)結(jié)合,一方面使學(xué)生鞏固和提高了所掌握的基本操作技能,同時(shí)也給學(xué)生們提供了一個(gè)探索創(chuàng)新的機(jī)會(huì),很好地鍛煉了學(xué)生們的獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。
四、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行
在開展綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室的過程中,學(xué)生對藥品、低值易耗品、玻璃儀器使用量較大,對實(shí)驗(yàn)室的管理提出了更高要求。這就要求有一支高學(xué)歷高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍,這也是衡量高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要指
標(biāo)。
五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的設(shè)想
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新力度應(yīng)繼續(xù)加大,做到能根據(jù)學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)和本學(xué)科最新的發(fā)展方向增加一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,為提高學(xué)生的綜合素質(zhì),培養(yǎng)創(chuàng)造型人才做努力。
2.加大實(shí)驗(yàn)室開放力度,為學(xué)生提供更多的動(dòng)手機(jī)會(huì),提高學(xué)生的科研能力。
3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理,重視實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍建設(shè),從而更好地保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
綜上所述,通過對微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,不僅使學(xué)生掌握了微生物實(shí)驗(yàn)的基本操作技術(shù),驗(yàn)證、理解并拓寬了理論知識,而且培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì),同時(shí),在實(shí)驗(yàn)過程中,也培養(yǎng)了學(xué)生在科學(xué)研究中的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度嚴(yán)肅的工作作風(fēng)。但是學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一朝一夕能夠完成的,必須貫穿在各學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程。如何使實(shí)驗(yàn)教學(xué)跟上科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)理論、基本技能、綜合能力等方面得到提高和發(fā)展,仍是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)十分重要的研究課題。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)是一門實(shí)踐性、技術(shù)性、操作性很強(qiáng)的學(xué)科,微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)作為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的主干課程,廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,為臨床感染性疾病的診斷、治療和預(yù)防提供科學(xué)依據(jù),對醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用起到重要的作用,是培養(yǎng)高技能型醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)人才所必備的職業(yè)能力之一,所以其實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力方面具有理論教學(xué)不可取代的作用。
一、重視基本技能訓(xùn)練
高職高專院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)培養(yǎng)的是高技能型、具有一定專業(yè)素養(yǎng)的檢驗(yàn)技術(shù)人才,這就要求檢驗(yàn)人才具有扎實(shí)的基本功,所以實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練仍然是實(shí)驗(yàn)課的重要內(nèi)容之一。在微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,更要重視學(xué)生基本技能的訓(xùn)練[1]。微生物檢驗(yàn)規(guī)范的、過硬的基本功訓(xùn)練,是學(xué)生今后從事臨床微生物檢驗(yàn)的重要基礎(chǔ),也有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和腳踏實(shí)地的工作作風(fēng)。
二、微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全教育[2]
微生物實(shí)驗(yàn)室通過對病原微生物的檢查,為疾病的診斷、預(yù)防和治療提供依據(jù),而病原微生物對人體具有潛在的危害性,應(yīng)確保操作人員、周圍環(huán)境不被微生物感染或污染。2004年l1月12日,由總理簽發(fā)中華人民共和國國務(wù)院令(第424號)公布施行《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例》,由此可見,重視學(xué)生操作技能訓(xùn)練固然重要,但加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室生物安全教育和個(gè)人安全防護(hù)知識同樣非常重要。因此,每個(gè)學(xué)生應(yīng)掌握規(guī)范的微生物操作技術(shù),具備控制生物危害的意識和能力,熟悉接觸病原微生物后預(yù)防感染的方法。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段的改革
微生物學(xué)檢驗(yàn)是一門既要求具有豐富的理論知識,又要求具有很強(qiáng)的動(dòng)手能力的學(xué)科,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有理論教學(xué)不可替代的作用,是教學(xué)環(huán)節(jié)中一個(gè)重要的組成部分。傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,以教師為中心,在這種“重理論、輕實(shí)踐;重理論知識傳授、輕動(dòng)手能力培養(yǎng)”思維定式的影響下,學(xué)生被動(dòng)機(jī)械地接受著知識,使實(shí)驗(yàn)室沒能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用,從而導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠,這不利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新精神。所以應(yīng)加大綜合性實(shí)驗(yàn)的比例,將過去“以菌論病”的實(shí)驗(yàn)方式改為“以病論菌”,并設(shè)計(jì)模擬標(biāo)本,將臨床常見標(biāo)本的處理過程引進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生通過對病原菌的分離、鑒定和藥敏實(shí)驗(yàn),將培養(yǎng)基的選擇和制備、細(xì)菌的分離和純化、菌落特點(diǎn)、菌種鑒定、生化反應(yīng)、藥敏實(shí)驗(yàn)等知識點(diǎn)設(shè)計(jì)為連貫的綜合性實(shí)驗(yàn),在這個(gè)過程中既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,又增強(qiáng)了學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)要適當(dāng)增加一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,制備培養(yǎng)基,在帶教教師的指導(dǎo)下,進(jìn)行病原菌的分離和鑒定,詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以小論文的形式寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,培養(yǎng)學(xué)生科研的思維和思路,從而全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
四、充分利用多媒體教學(xué)
多媒體教學(xué)已廣泛應(yīng)用于理論教學(xué)中,基于其生動(dòng)形象、教學(xué)效果好的特點(diǎn),值得向?qū)嶒?yàn)教學(xué)推廣。與教師的親自示教相比,太多學(xué)生圍在帶教教師身邊,會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,而把規(guī)范操作做成多媒體課件的形式,組織學(xué)生觀看,還可滾動(dòng)播放,或邊觀看邊操作,這樣既增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又彌補(bǔ)了示教教學(xué)的不足,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫
書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生梳理思路、分析問題和解決問題的過程,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告以討論為主,讓學(xué)生總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因,實(shí)事求是,正視問題,糾正錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作,認(rèn)真獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,這也是提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一個(gè)過程。
六、實(shí)驗(yàn)技能考核
實(shí)驗(yàn)技能考核設(shè)計(jì)得科學(xué)合理,也是提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié),更能引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視。實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)思路的設(shè)計(jì)、操作技術(shù)是否規(guī)范和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何,結(jié)合平時(shí)實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫情況,對學(xué)生進(jìn)行綜合評定,以調(diào)動(dòng)起學(xué)生的主觀能動(dòng)性,并加大實(shí)驗(yàn)考核在期末考試中的比重,體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,更有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。
總之,微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的紐帶,只有不斷深化微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,才能調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)出動(dòng)手能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神和一定職場能力的高職高專檢驗(yàn)技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞: 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 課程體系 教學(xué)改革
當(dāng)前生物科學(xué)已進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的新紀(jì)元。微生物學(xué)是現(xiàn)代生物科學(xué)的重要組成部分,微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)專業(yè)的必修課程。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門實(shí)用性很強(qiáng)的工具課,其獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域中占有不可替代的地位,其教學(xué)效果直接影響到后續(xù)生命科學(xué)各學(xué)科的學(xué)習(xí)[1]。我院雖然一直較為重視微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué),但由于采用的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法比較傳統(tǒng),教學(xué)內(nèi)容、手段、測評等方面均存在很多不足,造成學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新技能得不到良好的訓(xùn)練,因此我院微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待改革,需要建立獨(dú)立的科學(xué)的課程體系。近幾年,在任課老師和實(shí)驗(yàn)員的共同努力下,我院對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革,收效較為明顯,現(xiàn)將經(jīng)驗(yàn)匯報(bào)如下。
1.教學(xué)內(nèi)容改革,建設(shè)科學(xué)的課程體系
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,開設(shè)的實(shí)驗(yàn)大多為微生物學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容的演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少[2]。雖然實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多,也較全面,基本上可覆蓋微生物學(xué)的基本技術(shù)部分,但是由于部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣差,加上實(shí)驗(yàn)課考核、成績評定等方面存在問題,因此實(shí)際教學(xué)效果不甚理想。比如微生物實(shí)驗(yàn)最基本、關(guān)鍵的無菌操作環(huán)節(jié),許多學(xué)生在實(shí)際操作時(shí)不按要求執(zhí)行,而實(shí)驗(yàn)老師在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間里也無法糾正每個(gè)人的不規(guī)范操作,結(jié)果在全部實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后,很多學(xué)生的無菌操作技術(shù)仍然不過關(guān),無菌操作的意識仍然非常薄弱。還有微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然設(shè)置了一些綜合性的實(shí)驗(yàn),老師也布置了課前預(yù)習(xí),但很多學(xué)生由于對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不夠重視,課前預(yù)習(xí)僅僅是抄寫書本上的東西以求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,做實(shí)驗(yàn)時(shí)也是機(jī)械地照搬書本上的步驟,實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。如食品專業(yè)在做完水中細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群的檢測這一綜合實(shí)驗(yàn)后,還有很多學(xué)生仍然不明白EMB平板與乳糖蛋白胨發(fā)酵管的作用和陽性結(jié)果特征。
針對這些情況,我們首先改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,將實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立設(shè)置,微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不再是理論課的附庸,保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體性和連續(xù)性,建設(shè)成以教授微生物學(xué)各種重要技術(shù)、訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的一門獨(dú)立的課程,在人才培養(yǎng)、目標(biāo)培養(yǎng)上與理論課成為既緊密聯(lián)系又相對獨(dú)立的兩個(gè)支柱。
其次,我們在課程內(nèi)容上進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母母锖驼{(diào)整。我院在新修訂的教學(xué)大綱中將微生物實(shí)驗(yàn)課程由原來的40學(xué)時(shí)增加到48學(xué)時(shí),并對實(shí)驗(yàn)重新進(jìn)行了設(shè)置,增加了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例,使之占到50%以上,并對開設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)化。在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè)上,突出技術(shù)學(xué)的特點(diǎn),突出能力的培養(yǎng)。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三大部分:基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。(1)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),突出微生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù),把顯微技術(shù)、染色技術(shù)、無菌技術(shù)、純培養(yǎng)技術(shù)等微生物學(xué)的四大基本技術(shù)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,使學(xué)生建立了一個(gè)完整的微生物學(xué)形態(tài)學(xué)概念[3]―[4],增強(qiáng)了對理論知識的感性認(rèn)識。(2)綜合性實(shí)驗(yàn),是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)知識的實(shí)驗(yàn),是學(xué)生在掌握一定的基礎(chǔ)理論知識和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)上,運(yùn)用某一課程或多門課程知識,對實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合性實(shí)驗(yàn)。(2)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),安排在微生物實(shí)驗(yàn)后期時(shí)間,此時(shí)學(xué)生既具有微生物學(xué)理論知識,又掌握了微生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)。老師只講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和基本原理,學(xué)生自行理解、甄別、判斷,將所領(lǐng)悟到的零散知識一點(diǎn)點(diǎn)串聯(lián)起來,寫出實(shí)驗(yàn)方案;以小組為單位,一般4―6人為一組,自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和配制試劑,自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果;自行解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,撰寫出規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案思路,以及具體的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合評分。完成這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對知識重新進(jìn)行消化、吸收、重組,還要用到前面所學(xué)的微生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù),不僅可以提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)微生物實(shí)驗(yàn)技能,而且可以讓學(xué)生獲得一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)研究過程鍛煉。
2.教學(xué)方法改革,配合課程體系的建設(shè)
我院原來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法都比較傳統(tǒng)、陳舊,一般都是由教師先講解和示范本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、流程和操作技巧,然后放手讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),教師在教室里四處巡查,解答疑難問題。在課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi),除了負(fù)責(zé)教學(xué)外,在所剩不多的時(shí)間內(nèi),教師只能指導(dǎo)有限的幾個(gè)學(xué)生,大部分同學(xué)不能得到有效而及時(shí)的輔導(dǎo),這樣教學(xué)效果往往不甚理想。很多學(xué)生注意力不集中,對老師講過的東西學(xué)后就忘。
近幾年,我院重視微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué),加大了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入,將多種現(xiàn)代化教學(xué)手段和工具運(yùn)用到微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,如采用多媒體、顯微成像示教系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深了學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解和記憶,不但豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,而且規(guī)范了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,圖文并茂,使復(fù)雜問題簡單化,抽象問題具體化,從而增強(qiáng)了教學(xué)效果。此外,采用現(xiàn)代教學(xué)工具,利于改革微生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,建立科學(xué)的課程體系。
我院微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課開設(shè)了幾個(gè)微生物的形態(tài)學(xué)觀察實(shí)驗(yàn),由于做實(shí)驗(yàn)的班級多,實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的工作量很大,因此每個(gè)形態(tài)學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)都只選取了幾樣典型菌作代表,讓學(xué)生自己制備標(biāo)本,其余由實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備標(biāo)本,學(xué)生直接進(jìn)行觀察。我院在改革教學(xué)方法后,對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行了相應(yīng)的改革。如將原來單獨(dú)設(shè)置的幾個(gè)形態(tài)學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)合并在一起,作為一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn),在做實(shí)驗(yàn)前先播放多媒體課件,讓學(xué)生觀看各種微生物典型菌的形態(tài)照片,在剩下的時(shí)間里再讓學(xué)生自己動(dòng)手制備標(biāo)本,掌握一些簡單的標(biāo)本制備法。實(shí)驗(yàn)中利用顯微成像示教系統(tǒng),引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致觀察,在觀察中思考和分析問題,提出問題的解決辦法[5]。例如在觀察根霉的形態(tài)時(shí),先引導(dǎo)學(xué)生觀察孢子囊和孢囊孢子,然后順著孢囊根尋找假根和匍匐枝。將從教師顯微鏡看到的特殊、典型的微生物圖像切換到大屏幕,讓全體同學(xué)共享。這樣既減輕了實(shí)驗(yàn)員的工作負(fù)荷,又讓學(xué)生直觀地觀看到了更多種類的微生物的形態(tài)圖片,擴(kuò)大了知識面,還減少了原來實(shí)驗(yàn)設(shè)置中的重復(fù)操作,節(jié)省下來的課時(shí)可用于安排更多的研究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),增加了學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)。
3.實(shí)驗(yàn)評價(jià)方法改革,完善實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)
微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)本來是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,應(yīng)該以學(xué)生動(dòng)手能力的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)效果為評價(jià)指標(biāo),但學(xué)生多,教師少,教師對學(xué)生缺乏了解。有的實(shí)驗(yàn)教師在上完一學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課后,還認(rèn)識不了幾個(gè)學(xué)生,所以微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的評分都是以學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要依據(jù),這樣就造成了學(xué)生輕實(shí)驗(yàn)操作,重實(shí)驗(yàn)報(bào)告的不良局面。問題包括:不少學(xué)生僅追求實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫得長和整潔,部分學(xué)生抄襲他人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,甚至少數(shù)學(xué)生為得到一個(gè)所謂的“好”結(jié)果而篡改數(shù)據(jù),等等。因此,建立合理的多重考核體系對樹立學(xué)生正確的科學(xué)觀,培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力和獨(dú)立創(chuàng)新能力有重要意義。因此我們對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系進(jìn)行了改革,增加了平時(shí)實(shí)驗(yàn)中的參與和表現(xiàn)的考核,如微生物畫線分離法,要求每位學(xué)生進(jìn)行平板和斜面畫線,分離出單個(gè)菌落。在課程結(jié)束之后通過實(shí)驗(yàn)技能考試對學(xué)生逐一進(jìn)行考核。這樣就避免了部分學(xué)生始終處于支配角色,一些學(xué)生機(jī)械操作,消極地應(yīng)付實(shí)驗(yàn),沒有學(xué)習(xí)到實(shí)驗(yàn)技能的問題。
4.強(qiáng)化學(xué)生科研意識,科研活動(dòng)與教學(xué)相結(jié)合
緊跟學(xué)科發(fā)展是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的途徑,激發(fā)科學(xué)研究的興趣是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的動(dòng)力,實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基石。在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)初期,我們讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,盡量增加學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)、加深印象;在大三、大四期間,我們讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣或結(jié)合指導(dǎo)教師的科研課題自主選題,利用課余時(shí)間,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在教師的指導(dǎo)下,開展綜合型、設(shè)計(jì)型、探索型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究性和創(chuàng)新性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和動(dòng)手能力及創(chuàng)新精神。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,讓他們的濃厚興趣得以延伸。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)的學(xué)生都能提前完成畢業(yè)論文,而且畢業(yè)論文質(zhì)量較高,部分學(xué)生的論文或綜述已正式發(fā)表。這對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)質(zhì)量起到了積極的推動(dòng)作用。
總之,微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)細(xì)致、長期的工作。只有不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐,及時(shí)總結(jié),進(jìn)一步在微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)上改革和探索,才能更加充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使之成為具有較強(qiáng)綜合能力的人才。
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關(guān)鍵詞:課程改革;微生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn);前沿
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)52-0043-02
21世紀(jì)對人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn),如何培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才是當(dāng)今高等院校面臨的問題。中山大學(xué)堅(jiān)持貫徹以“培養(yǎng)具有國際視野、滿足國家與社會(huì)需求的高素質(zhì)復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才”為目標(biāo),提倡“人心向?qū)W”,對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了新的思路。從2012年開始,學(xué)校開始執(zhí)行大類招生政策,堅(jiān)持以“厚基礎(chǔ),寬口徑”為原則,這是針對我國現(xiàn)行高等教育的弊端實(shí)行的深層次的教學(xué)改革。大類招生勢必涉及到各個(gè)學(xué)院專業(yè)的課程體系設(shè)置、教學(xué)方式、人才培養(yǎng)模式的改革。其實(shí)早在1998年教育部就頒布了新修訂的專業(yè)目錄和《關(guān)于普通高等院校修訂本科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的原則意見》,指出:“教學(xué)計(jì)劃修訂的核心是調(diào)整學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu),淡化專業(yè)意識,拓寬基礎(chǔ),加強(qiáng)素質(zhì)和能力培養(yǎng)?!睂?shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的重要組成部分,在學(xué)校教學(xué)培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。這就需要我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行大膽改革和創(chuàng)新。微生物學(xué)是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最為迅速、影響最廣泛的學(xué)科之一。近年來微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,使微生物研究者得以在分子水平上深入探索微生物的生命活動(dòng)規(guī)律?!段⑸锛夹g(shù)綜合實(shí)驗(yàn)》是生命科學(xué)學(xué)院為生物技術(shù)、生物技術(shù)與應(yīng)用、逸仙班開設(shè)的專業(yè)選修課,是繼《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》后的一門對于學(xué)生的知識、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用的課程。
本課程改革的目的是讓學(xué)生真正感受到微生物學(xué)工作者從事微生物學(xué)工作的氛圍,同時(shí)與一些微生物學(xué)熱點(diǎn)研究或?qū)嶋H應(yīng)用相結(jié)合,開展創(chuàng)新性微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生經(jīng)過嚴(yán)格的訓(xùn)練,能規(guī)范地掌握現(xiàn)代微生物技術(shù),熟悉現(xiàn)代儀器的基本使用;在培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作、基本技能和基本知識的同時(shí),努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),在課程內(nèi)容安排上采用保留少量經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外,主要將基本操作融入綜合實(shí)驗(yàn)中,增加綜合性實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面更注重微生物技術(shù)在科研、生產(chǎn)中的應(yīng)用。課程內(nèi)容方面分為三個(gè)層次:驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)與自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的綜合性、探索性、研究性和連貫性。在綜合性實(shí)驗(yàn)中,引入本系教師的科研成果,目的在于通過實(shí)驗(yàn),增加培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的機(jī)會(huì),以提升學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識。同時(shí)提出具體的科學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)解決問題的方案,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)解決方案。將整個(gè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程按幾個(gè)主題分成若干個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊,每個(gè)模塊由若干次實(shí)驗(yàn)課組成,相互關(guān)聯(lián),前后銜接,共同組成一個(gè)研究性的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排體現(xiàn)了橫向縱向四結(jié)合:①使傳統(tǒng)和前沿有機(jī)結(jié)合。②依賴培養(yǎng)技術(shù)和不依賴培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。③形態(tài)鑒定和分子鑒定相結(jié)合。④單個(gè)菌落和微生物群落研究相結(jié)合。傳統(tǒng)和前沿有機(jī)結(jié)合:在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上貫穿兩條主線,即有傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn),發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)由一個(gè)小個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起,包括菌種的選擇、發(fā)酵條件的優(yōu)化,而不依賴于培養(yǎng)技術(shù)的分子研究,如變性梯度凝膠電泳DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)、16srDNA分子鑒定等代表前沿生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。生物技術(shù)研究手段層出不窮,各種技術(shù)手段各有其利弊,對同一個(gè)對象,用不同手段來研究,讓同學(xué)們開闊了研究思路。例如,依賴培養(yǎng)技術(shù)和不依賴培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合:傳統(tǒng)的微生物需要在培養(yǎng)基上培養(yǎng),進(jìn)行形態(tài)觀察或分子鑒定,而DGGE技術(shù)則是不依賴于培養(yǎng)的技術(shù),學(xué)生直接從土壤中提取樣品DNA,進(jìn)行DGGE電泳,用SYBR染料染色檢測。形態(tài)鑒定和分子鑒定相結(jié)合:對稀有放線菌進(jìn)行傳統(tǒng)培養(yǎng),用埋片法進(jìn)行形態(tài)觀察,同時(shí)對鑒定的放線菌提取DNA,進(jìn)行16srDNA分子鑒定,使學(xué)生了解兩種手段的差別和優(yōu)勢。同時(shí)觀摩DNA測序過程,對測序結(jié)果進(jìn)行BLast,并用mega軟件學(xué)習(xí)構(gòu)建進(jìn)化樹。單個(gè)菌落的16srDNA分子鑒定和微生物群落研究相結(jié)合:對放線菌的形態(tài)和分子鑒定只是對單個(gè)菌的研究。而DGGE研究則是對整個(gè)微生物群落的研究,可以讓學(xué)生建立微生物個(gè)體與群體差異的概念,加深對微生物群落概念的理解,通過課程學(xué)習(xí)讓學(xué)生建立縱向和橫向的知識結(jié)構(gòu)。生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)中微生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn)也是重要的部分,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為菌株產(chǎn)蛋白酶發(fā)酵條件優(yōu)化。由學(xué)生自己進(jìn)行菌種的選擇,發(fā)酵條件的優(yōu)化采用單因子實(shí)驗(yàn)法和正交實(shí)驗(yàn)法,發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行蛋白酶活性測定?!肮び破涫拢叵壤淦??!睂W(xué)院配置的多媒體數(shù)碼顯微鏡互動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用,為本課程觀察放線菌和真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)提供設(shè)備保障。先進(jìn)的交互手段,使得教師通過講臺上的計(jì)算機(jī),就可以看到每個(gè)學(xué)生所觀察到的顯微鏡畫面,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并指導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生還可應(yīng)用數(shù)碼顯微鏡將觀察結(jié)果直觀呈現(xiàn)在電腦屏幕上,并且可以在自己的計(jì)算機(jī)上清晰地看到講課的PPT和示范,可用顯微鏡的示教指針與教師交流討論。學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣和課堂效率都顯著提高。由于變性梯度凝膠電泳DGGE實(shí)驗(yàn)以及微生物發(fā)酵的特殊性,不可能人手一套實(shí)驗(yàn)儀器,教學(xué)視頻和模擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用尤為重要。在變性梯度凝膠電泳DGGE實(shí)驗(yàn)課堂上,應(yīng)用http://learn.genetics.utah.edu/美國猶他大學(xué)的虛擬PCR virtual lab技術(shù)和虛擬電泳技術(shù),該制作圖像精美、直觀,實(shí)驗(yàn)步驟清晰,使枯燥的實(shí)驗(yàn)生動(dòng)地展現(xiàn)在學(xué)生面前,更加有利于學(xué)生理解、記憶。加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解并提高他們對實(shí)驗(yàn)的興趣。微生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟煩瑣,牢記每個(gè)步驟尤為重要,而教師的講課未必能使每個(gè)同學(xué)掌握,所以我們自己錄制相關(guān)的教學(xué)視頻和多媒體課件,可隨時(shí)再現(xiàn)操作過程。將教學(xué)中的抽象內(nèi)容具體化、形象化,從而有利于學(xué)生對知識的理解、掌握,使其實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性都能得到提高。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電子通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用,人類已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代化的信息社會(huì),因特網(wǎng)是世界上最大的知識庫、資源庫,它擁有最豐富的信息資源,而且這些知識庫與資源庫都是按照符合人類聯(lián)想思維特點(diǎn)的超文本結(jié)構(gòu)組織起來的,因而適合學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。信息社會(huì)需要有高度的創(chuàng)造性,并且有很強(qiáng)的自學(xué)能力和信息檢索、獲取及處理能力的創(chuàng)新型人才。為培養(yǎng)學(xué)生獲取、分析、處理微生物基因組信息的能力,教師指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查詢基因組信息的方法,對16s核糖體RNA測序結(jié)果在物學(xué)國際綜合網(wǎng)站NCBI上blast程序與公開數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相似性序列比較,找出最相似序列。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)簡單的生物軟件。學(xué)會(huì)用mega軟件構(gòu)建進(jìn)化樹。近幾年來,由于學(xué)校對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的高度重視和大力支持,學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室添置了凝膠成像系統(tǒng)多媒體數(shù)碼顯微鏡、全自動(dòng)自控發(fā)酵罐、液相色譜分析儀、變性梯度凝膠電泳儀器,為微生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了硬件條件,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革上一個(gè)新的臺階。
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摘要:醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是生物制藥專業(yè)的基礎(chǔ)課程。結(jié)合作者的自身教學(xué)實(shí)踐,闡述了作為生物制藥專業(yè)的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的教學(xué)應(yīng)該有其專業(yè)個(gè)性化的特點(diǎn)。在教學(xué)重點(diǎn)上應(yīng)強(qiáng)調(diào)基本應(yīng)用型知識的掌握;教學(xué)的過程中應(yīng)重視藥學(xué)知識的實(shí)踐;在實(shí)驗(yàn)課程上著重培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和規(guī)范性的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù);在課程知識之外還應(yīng)結(jié)合當(dāng)前的醫(yī)學(xué)實(shí)踐,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量,進(jìn)而取得較好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:課程教學(xué);探索;實(shí)踐
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1673-291X(2011)23-0273-02
引言
生物制藥專業(yè)作為藥學(xué)院或綜合性大學(xué)的新興專業(yè), 正隨著生物技術(shù)的發(fā)展而成為培養(yǎng)具備生物學(xué)、藥學(xué)基礎(chǔ)理論的生物制藥專門人才的急需專業(yè)。醫(yī)學(xué)微生物學(xué)作為本校生物制藥專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程,要為后續(xù)的生物制藥工藝學(xué)等相關(guān)課程打下良好的基礎(chǔ), 同時(shí)要能夠使同學(xué)們掌握醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的基礎(chǔ)知識以及為學(xué)生們今后走向藥學(xué)事業(yè)創(chuàng)造契機(jī)。但由于課程內(nèi)容較多、基礎(chǔ)理論性與實(shí)踐性都較強(qiáng),學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大,不易掌握。因此,筆者對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了探討和實(shí)踐,為生物制藥學(xué)科的建設(shè)提供參考。
一、結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),精心選擇教材,精煉教學(xué)內(nèi)容
目前國內(nèi)出版社的《醫(yī)學(xué)微生物學(xué)》教材版本較多,大多為醫(yī)學(xué)出版社出版,與臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)合性較強(qiáng)。為選擇適合藥學(xué)專業(yè)的微生物學(xué)教材,筆者從眾多的教材版本中選定了高教出版社出版的黃漢菊主編的《醫(yī)學(xué)微生物學(xué)》,發(fā)現(xiàn)該教材的基礎(chǔ)部分能夠滿足教學(xué)需要。再根據(jù)所安排的課時(shí)對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的各論部分內(nèi)容進(jìn)行精簡和綜合,在教學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)既要注重“三基”知識的講授,還要據(jù)醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變、疾病譜的變化,增加公認(rèn)的新知識、新技術(shù)的介紹,充分體現(xiàn)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)與藥學(xué)的聯(lián)系。
(一)豐富理論教學(xué)內(nèi)容
理論教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有一定的穩(wěn)定性,但也不應(yīng)一成不變,應(yīng)隨微物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而做出相應(yīng)補(bǔ)充與完善。目前,各國都在致力于開發(fā)出抗微生物醫(yī)藥新型技術(shù)以及先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,需要學(xué)生及時(shí)掌握這些內(nèi)容。同時(shí),醫(yī)學(xué)微生物學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,其教學(xué)內(nèi)容要突出自己的特色。為此,在教學(xué)內(nèi)容上做以下調(diào)整。
1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)。課程的教學(xué)內(nèi)容按分章節(jié)的形式介紹各類微生物的基本生物學(xué)特性,在每一章節(jié)中,著重介紹微生物種屬的基礎(chǔ)知識,尤其微生物的抗原特性、微生物學(xué)診斷以及免疫防治等,針對微生物的診斷和防治技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的闡述。這種結(jié)構(gòu)利于學(xué)生掌握知識的共性,利于學(xué)生理解和靈活應(yīng)用。同時(shí),還須做好本課程與其他相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系,以利于學(xué)生進(jìn)一步探索醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的應(yīng)用。
2. 突出教學(xué)重點(diǎn)。由于醫(yī)學(xué)微生物學(xué)課程具有實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn),課程的教學(xué)內(nèi)容就應(yīng)緊密結(jié)合醫(yī)學(xué)致病微生物的各個(gè)領(lǐng)域。例如,在講授流感病毒的基礎(chǔ)知識時(shí),應(yīng)著重掌握病毒粒子的結(jié)構(gòu),基因組的組成、編碼蛋白的種類及其功能,其主要抗原的類型,抗原容易發(fā)生變異的機(jī)制及在病毒防治中遇到的關(guān)鍵問題。
3.教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)新穎性
作為生物技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域,醫(yī)學(xué)微生物學(xué)中尤其與人類健康關(guān)系密切的一些高發(fā)病原的新的科學(xué)進(jìn)展時(shí)時(shí)在更新。在教學(xué)中,要隨時(shí)查閱最新的科研動(dòng)態(tài),更新相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)知識,把與本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)知識作為新的教學(xué)內(nèi)容充實(shí)于給學(xué)生的講授環(huán)節(jié),以保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。如把最新的抗HIV藥物充實(shí)到反轉(zhuǎn)錄病毒的教學(xué)內(nèi)容,拓寬了學(xué)生的視野,增加了學(xué)生對學(xué)習(xí)新知識的興趣。
(二)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),對于全面提高人才培養(yǎng)有著重要作用,所以加強(qiáng)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)這門課的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)尤為重要。除講清基本理論外,對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)要領(lǐng)的嚴(yán)格掌握是本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),以配合理論教學(xué),提高教學(xué)效果。
1.加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容除一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外,增加綜合性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生增強(qiáng)主動(dòng)分析問題的能力。在教學(xué)中針對細(xì)菌學(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)細(xì)菌的分離培養(yǎng)及鑒定綜合性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在混合菌種中分離克隆出純的菌種,并鑒定到屬,使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)具有連貫性,有利于培養(yǎng)其綜合實(shí)驗(yàn)技能。
2.增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性試驗(yàn)給學(xué)生開放了更感興趣的領(lǐng)域。進(jìn)行微生物的分離并鑒定,使學(xué)生的認(rèn)識從感性領(lǐng)域到認(rèn)識到微生物的無處不在,加深其對微生物的認(rèn)識,并對致病微生物和非致病微生物有更明確的認(rèn)識,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實(shí)現(xiàn)最佳教學(xué)效果的目的,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
二、重視教學(xué)方法和教學(xué)手段,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量
在教學(xué)實(shí)踐中,我們重視教學(xué)方法研究,在系統(tǒng)傳授知識的同時(shí),引入學(xué)生感興趣的與實(shí)踐相關(guān)的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)知識,有目的地加強(qiáng)對學(xué)生思維能力、分析能力、自學(xué)能力的培養(yǎng)。
(一)充分備課是搞好課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)
課堂教學(xué)是傳授知識的主要途徑,要搞好課堂教學(xué),必須重視備課環(huán)節(jié)。備課時(shí)要熟悉、掌握教學(xué)內(nèi)容,明確各章節(jié)的目的、要求,確定重點(diǎn);再根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平及課程特點(diǎn),確定難點(diǎn)。這是在備課時(shí)的首要明確的內(nèi)容。要用自己的語言精心組織教學(xué)內(nèi)容,使之層次分明、條理清楚、重點(diǎn)突出[1];考慮清楚采用的教學(xué)方式或方法、提出什么樣的思考問題及進(jìn)一步學(xué)習(xí)的自學(xué)參考題綱。備課時(shí)對相關(guān)問題作充分地考慮和安排,教學(xué)中才能順利完成教學(xué)任務(wù),才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。
(二)采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,提高授課效果
在有限的時(shí)間內(nèi),要盡可能讓學(xué)生學(xué)習(xí)更多的知識,就需要運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段?,F(xiàn)代的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對眾多病原微生物的分離、診斷技術(shù)均研究的較為清晰。將這些已有的科研成果以圖片或動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前,再配以相應(yīng)的解釋,會(huì)得到事半功倍的效果。傳統(tǒng)教學(xué)中只是讓學(xué)生翻看書本,而書本上沒有的圖表不得不畫草圖,因此,教學(xué)節(jié)奏無法掌握,教學(xué)效果不理想。為了使教學(xué)生動(dòng)、直觀、形象,我們除了組織教學(xué)參觀外,還采用多媒體教學(xué)。通過多媒體教學(xué),可以直觀地展現(xiàn)畜產(chǎn)品副產(chǎn)品的形狀、生產(chǎn)設(shè)備以及作用原理圖,更利于學(xué)生理解抽象的課程內(nèi)容,這樣,學(xué)生們興趣非常濃厚,上課效果非常好。
(三)采取PBL教學(xué)法,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
知識能否牢固掌握,在很大程度上和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣密切相關(guān)。在學(xué)習(xí)上我們常說“主動(dòng)產(chǎn)生效率,態(tài)度決定一切。”也即要想讓學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí),有正確的學(xué)習(xí)態(tài)度,使學(xué)生對所學(xué)的知識產(chǎn)生濃厚的興趣應(yīng)是非常必要的。作為教師,不但要準(zhǔn)備好教學(xué)需要的內(nèi)容,而且想辦法激發(fā)學(xué)生的興趣。而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,這在教學(xué)的第一節(jié)課尤為重要。在課程的緒言中,要給學(xué)生引出問題:人為什么會(huì)生病,生病可能與什么有關(guān)?進(jìn)而給出致病因素與醫(yī)學(xué)(病原)微生物的密切關(guān)系,進(jìn)一步的指出作為生物制藥專業(yè)的研究方向可能之一就是要針對某些具體的病原微生物,研究其有效的生物技術(shù)藥劑。通過這些實(shí)例的講解,學(xué)生們會(huì)明白醫(yī)學(xué)微生物學(xué)中要學(xué)的內(nèi)容與生活和生物技術(shù)制藥生產(chǎn)密切相關(guān),是一門實(shí)踐性與實(shí)用性很強(qiáng)的課程,并非枯燥的理論。
采取PBL(problem based learning)教學(xué)法[2],即以問題為中心的教學(xué)模式。這種方法不僅給學(xué)生提供了展示教學(xué)新理念的機(jī)會(huì),同時(shí)也對指導(dǎo)教師提出了挑戰(zhàn)。在講授過程中,不時(shí)地提出問題,這些問題可以是已學(xué)過的知識,也可以是即將講到的新問題,這些問題的難度不應(yīng)很大,學(xué)生只須短暫思考就可以回答。通過提問,吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生的思維跟得上教師的講課節(jié)奏,幫助學(xué)生去思考的問題。基于以學(xué)生為中心這一基本原則,在教學(xué)過程中有關(guān)課程的基本理論知識由教師進(jìn)行詳細(xì)講解,以求使學(xué)生完全理解并記憶。選擇一些常見病原微生物部分則進(jìn)行PBL教學(xué),要求結(jié)合疫病的最新研究成果,培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力。PBL教學(xué)的方法是:課前由教師將討論的內(nèi)容以問題的形式提出,布置給同學(xué)。問題有較強(qiáng)的針對性,通常是要求同學(xué)必須掌握的內(nèi)容。教師同時(shí)提出解決問題的思路。學(xué)生們利用各種信息資源,如通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)、請教專家等途徑,獲得相應(yīng)的信息,經(jīng)歸納、整理,并做出討論預(yù)案,再返回到課堂大家在一起進(jìn)行討論。在PBL教學(xué)過程中,教師主要起把握方向、布置任務(wù)、組織討論和進(jìn)行總結(jié)的作用[3]。課堂上學(xué)生充分進(jìn)行討論、辯論,讓學(xué)生的主觀能動(dòng)性得以充分發(fā)揮,從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、辯論能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、利用信息資源能力和邏輯思維能力。
隨著生命科學(xué)的飛速發(fā)展,人類診治疾病的能力不斷增強(qiáng)。作為醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)工作者要跟上時(shí)代的步伐,在教學(xué)實(shí)踐過程中,面對新問題的出現(xiàn),及時(shí)調(diào)整教學(xué)思路及方法,更新教學(xué)理念,不斷學(xué)習(xí),不斷探索,爭取做到最大程度地發(fā)揮教學(xué)功能。我們還會(huì)繼續(xù)探索新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,完善現(xiàn)代化教學(xué)手段,隨著教學(xué)改革的不斷深入,為培養(yǎng)出新世紀(jì)優(yōu)秀的生物制藥專業(yè)人才而努力。
參考文獻(xiàn):
[1] 雷凱健,王天曉.生物制藥專業(yè)微生物學(xué)教學(xué)改革的幾點(diǎn)體會(huì)[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)教育,2010,17(2):24-25.
關(guān)鍵詞:精品課;微生物學(xué);微生物學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革
“微生物學(xué)”是一門生物學(xué)科的必修基礎(chǔ)課程。微生物學(xué)的發(fā)展對探索和揭示生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,推動(dòng)自然科學(xué)的發(fā)展起著其他學(xué)科不可替代的重要作用。微生物學(xué)與現(xiàn)代遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等前沿學(xué)科有著不可分割的密切聯(lián)系。微生物學(xué)教學(xué)對于獲得微生物學(xué)知識、掌握微生物生命活動(dòng)的規(guī)律、了解微生物與人類和自然界的關(guān)系、掌握微生物學(xué)的研究方法、提高分析問題及解決實(shí)際問題的能力等均起著非常重要的作用。經(jīng)過多年努力,使微生物學(xué)成為北京師范大學(xué)校級精品課程。我們將在以下幾方面繼續(xù)努力,使這門課程向更高的目標(biāo)發(fā)展。
一、打鐵先得本身硬:教師素質(zhì)提高
作為教師,既要熱愛教學(xué)工作、懂得教育教學(xué)的規(guī)律,又要有過硬的專業(yè)知識。在知識快速更新的今天,要想打造一門高質(zhì)量的課程,就需要教師不斷提高自己。
1.不斷學(xué)習(xí),提高自己,積累素材
幾年來,微生物課程組的教師利用多種途徑學(xué)習(xí)和積累與教學(xué)有關(guān)的知識,如從報(bào)紙上、專業(yè)期刊雜志上、網(wǎng)絡(luò)上等多種途徑收集和積累教學(xué)資料。多年來收集了許多的文字資料。
積累了幾十個(gè)視頻小動(dòng)畫,建設(shè)了教學(xué)圖片庫,收集了多所兄弟院校的微生物學(xué)課件等。既積累了教學(xué)素材,又在這個(gè)過程中提高了自己的專業(yè)知識水平。
2.整體作戰(zhàn),梯隊(duì)建設(shè)
中青年教師虛心向老教師學(xué)習(xí),老教師認(rèn)真?zhèn)鲙蛶А啄陙?,始終堅(jiān)持課程組教師一起研究和分析教材。在老教師的指導(dǎo)下,中青年教師在教材編寫、教學(xué)研究過程中不斷成熟,逐漸肩負(fù)起教學(xué)的重任。
3.同行交流,取長補(bǔ)短_
積極參加全國教學(xué)研討會(huì),并多次在大會(huì)或小組報(bào)告會(huì)上介紹北師大的教學(xué)情況,與同行進(jìn)行交流。與北京大學(xué)、武漢大學(xué)、南開大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南師范大學(xué)、華南師范大學(xué)、河南師范大學(xué)、陜西師范大學(xué)、山東大學(xué)與河北師范大學(xué)等多所高校的微生物學(xué)同行建立了密切的聯(lián)系,并進(jìn)行微生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)改革等方面的交流,吸取兄弟院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。
二、兵馬未到,糧草先行:教材建設(shè)
國內(nèi)外有許多特色的微生物學(xué)教材,具有內(nèi)容豐富、插圖精美、體系完整等特點(diǎn)。這些教材特別適合綜合性院校微生物學(xué)課程。而師范院校微生物學(xué)課程的課時(shí)都較少,大都沒有設(shè)置微生物學(xué)專業(yè),也缺乏相應(yīng)的微生物學(xué)后續(xù)課程。因此,師范院校微生物學(xué)課程迫切需要一本簡明扼要、重點(diǎn)突出的微生物學(xué)教材,幾年來,微生物課程組的教師認(rèn)真研究學(xué)習(xí)了許多國內(nèi)外優(yōu)秀的微生物學(xué)教材,學(xué)習(xí)這些教材的優(yōu)點(diǎn)和特色、內(nèi)容的先進(jìn)性、編排的技巧性等,打造優(yōu)秀的師范院校微生物學(xué)教材。
黃秀梨主編的《微生物學(xué)》于1998年由高等教育出版社出版第一版,2003年由高等教育出版社出版第二版,并被列為面向21世紀(jì)教材,榮獲2006年北京高等教育精品教材,2006年與其配套的教學(xué)輔助光盤由高等教育出版社出版。黃秀梨主編的《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》于1999年由高等教育出版社、施普林格出版社出版第一版。林稚蘭、黃秀梨主編的《現(xiàn)代微生物學(xué)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)》于2000年由科學(xué)出版社出版。這三本書組成了從本科生到研究生的系列微生物學(xué)教材。黃秀梨與辛明秀主編的《微生物學(xué)》第三版和《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》第二版即將在“十一五”期間由高等教育出版社出版,這兩本書均被列為國家“十一五”規(guī)劃教材。我們將繼續(xù)把教材建設(shè)作為課程建設(shè)的一個(gè)重要的組成部分,爭取使《微生物學(xué)》第三版和《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》第二版成為高質(zhì)量、高水平的優(yōu)秀教材,同時(shí)促進(jìn)微生物學(xué)課程建設(shè)。
三、教什么:教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系優(yōu)化
1.教學(xué)內(nèi)容和體系的凝練
根據(jù)師范院校微生物學(xué)課程特點(diǎn)和規(guī)律,課程組認(rèn)真研究教材,凝練本學(xué)科最本質(zhì)和最核心的教學(xué)內(nèi)容。認(rèn)真處理好微生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容中與生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)中相互交叉的內(nèi)容。在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,將微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)整合為五個(gè)模塊,分別為形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察(細(xì)胞水平)、目的微生物的分離純化(群體水平)、微生物生理生化反應(yīng)及理化因素對微生物生命活動(dòng)的影響(生理生化水平)、微生物遺傳與免疫(遺傳免疫水平)和細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析(分子水平)。五個(gè)模塊分別從不同水平和層次研究微生物生命活動(dòng)的規(guī)律。通過凝練教學(xué)內(nèi)容,重點(diǎn)突出,使學(xué)生在短時(shí)間的教學(xué)中抓住本學(xué)科的重點(diǎn)。
2.把最新的研究進(jìn)展引入教學(xué)
微生物學(xué)研究發(fā)展很快,教學(xué)中要把微生物學(xué)最新研究結(jié)果及最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段引入教學(xué)。如:微生物基因組研究的意義及研究結(jié)果,不可培養(yǎng)微生物(uncultured microorganisms)的研究及意義,原核細(xì)胞中線狀染色體的發(fā)現(xiàn),巨大細(xì)菌的發(fā)現(xiàn),三域?qū)W說與微生物系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究,極端環(huán)境微生物學(xué)研究等。介紹與微生物學(xué)有關(guān)的諾貝爾最新獲獎(jiǎng)項(xiàng)目,如朊病毒(1997年)是瘋牛病等的病原體、幽門螺桿菌是引起胃癌的病原體(2006年)。將最新的微生物學(xué)技術(shù)手段引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)或在教學(xué)中加以介紹,如:熒光原位雜交(FISH),變性梯度膠電泳(DGGE),限制性酶切片斷多態(tài)性分析,16S rDNA序列分析方法在細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育學(xué)中的應(yīng)用等,既豐富了微生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、提高了學(xué)習(xí)興趣,又使學(xué)生了解到最新的研究進(jìn)展,同時(shí)也認(rèn)識到,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各學(xué)科相互滲透,相互促進(jìn),共同推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展,使探索生命運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究不斷深入。
3.專家講座,開闊眼界
多年來我們多次邀請專家進(jìn)行專題講座,如近年邀請了中國科學(xué)院馬延河教授進(jìn)行了題為“極端環(huán)境微生物學(xué)”的講座,使學(xué)生了解到,即使是在極端的環(huán)境中也存在著豐富多彩的微生物世界,極端環(huán)境微生物是寶貴的微生物資源。請中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的王磊副教授進(jìn)行了題為“分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)”的講座,使學(xué)生了解最新的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及所能解決的實(shí)際科學(xué)問題。通過專家講座豐富微生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。
四、怎樣教:教學(xué)方法和手段
在把握教材內(nèi)容的前提下,合理的教學(xué)方法和手段是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的保證。應(yīng)用科學(xué)合理的教學(xué)方法和手段把條理化的知識體系傳授給學(xué)生。
1.注重各部分內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系,體現(xiàn)知識的整體性
在教學(xué)中注重各部分內(nèi)容和知識點(diǎn)之間的聯(lián)系,如在理論課教學(xué)中將微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、遺傳與變異、微生物生態(tài)、微生物在實(shí)際中的應(yīng)用等知識有機(jī)的聯(lián)系為一個(gè)整體。在每一個(gè)部分的教學(xué)中,挖掘這部分內(nèi)容與教材其他部分內(nèi)容的聯(lián)系,從而使學(xué)生獲得
相互聯(lián)系的完整的知識體系。注重結(jié)構(gòu)與功能之間的聯(lián)系,在講述微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)時(shí),注意與其功能相聯(lián)系,在講述基本原理和基本功能時(shí),適當(dāng)點(diǎn)明與其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。注意理論與實(shí)際的聯(lián)系并通過學(xué)習(xí)各種環(huán)境中微生物類群的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和代謝特點(diǎn)等,了解微生物與環(huán)境的適應(yīng)性及微生物與自然界和人類的關(guān)系。
在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,將微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)整合為五個(gè)模塊。五個(gè)模塊各有側(cè)重,交給學(xué)生一個(gè)內(nèi)容豐富、又相互聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)體系。
2.理論課與實(shí)驗(yàn)課相滲透
理論課上重點(diǎn)講述微生物的基本理論和基本原理,實(shí)驗(yàn)課主要學(xué)習(xí)微生物學(xué)的基本研究方法和技術(shù)手段,共同目標(biāo)是使學(xué)生掌握微生物學(xué)的基本原理和微生物學(xué)的基本研究方法。理論課教學(xué)中強(qiáng)調(diào)微生物學(xué)基本理論得出的實(shí)驗(yàn)過程和證據(jù),實(shí)驗(yàn)課上強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)的基本原理及所能解決的理論問題。相互滲透,相互強(qiáng)調(diào),使學(xué)生更好認(rèn)識微生物學(xué)的本質(zhì)、掌握其核心內(nèi)容。課程組長期堅(jiān)持主講教師參與實(shí)驗(yàn)課教學(xué),有利于把理論課與實(shí)驗(yàn)課緊密的聯(lián)系,有利于對學(xué)生的全面培養(yǎng)。
3.積極進(jìn)行教學(xué)改革,承擔(dān)教改項(xiàng)目
進(jìn)行了“微生物學(xué)”教學(xué)內(nèi)容、體系及教材建設(shè)研究(獲2001年國家級教學(xué)成果二等獎(jiǎng))和微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改革研究(獲2004年北京師范大學(xué)教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng))。與南開大學(xué)共同承擔(dān)并完成了武漢大學(xué)主持的“微生物學(xué)立體化精品教材體系”中的微生物多媒體課件的制作工作(教育部課題,將由高等教育出版社出版發(fā)行)。將教學(xué)研究成果不斷應(yīng)用到教學(xué)中,提高教學(xué)水平和教學(xué)效果。
4.啟發(fā)教學(xué)、培養(yǎng)興趣、加強(qiáng)課堂討論,課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合
認(rèn)真研究教學(xué)內(nèi)容,精心設(shè)計(jì)問題,引導(dǎo)深入思考,加強(qiáng)課堂討論,增強(qiáng)對知識體系的理解和掌握,充分利用北京師范大學(xué)的Blackboard網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行輔助教學(xué),豐富教學(xué)內(nèi)容和信息量,提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
5.通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力
從2000年開始,進(jìn)行微生物學(xué)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革研究,培養(yǎng)學(xué)習(xí)微生物學(xué)的興趣、獨(dú)立開展科學(xué)研究的能力及自主創(chuàng)新的能力。許多學(xué)生都感覺, 自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)很辛苦,但值得。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告按論文的格式書寫,強(qiáng)調(diào)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論,培養(yǎng)獨(dú)立分析問題的能力。
6.嚴(yán)格教學(xué)管理
理論課的成績由平時(shí)成績(30%)和期末成績組成(70%)。平時(shí)成績包括:小考(15%)、課堂討論(10%)和考勤(5%)。實(shí)驗(yàn)課成績包括平時(shí)成績(50%)、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(40%)和實(shí)驗(yàn)考試(10%)。平時(shí)成績細(xì)化到每次實(shí)驗(yàn)。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、小論文和實(shí)驗(yàn)匯報(bào)四部分組成。通過小論文的寫作,還可鍛煉學(xué)生論文寫作的能力和查閱文獻(xiàn)資料的能力。實(shí)驗(yàn)考試包括實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)操作兩個(gè)部分。每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格要求。
新型案例教學(xué)設(shè)計(jì)
基于對微生物燃料電池多年的研究基礎(chǔ)及對環(huán)境工程專業(yè)的認(rèn)識,筆者總結(jié)了微生物燃料電池與以下課程的結(jié)合。
1.水質(zhì)工程學(xué)教學(xué)
微生物燃料電池作為一種有應(yīng)用前景的新技術(shù),近年來得到廣泛關(guān)注,也取得了進(jìn)展。而微生物燃料電池可以作為案例,引入到水質(zhì)工程學(xué)的教學(xué)中來。在講授生物處理部分,可以引入微生物燃料電池這項(xiàng)新技術(shù)。首先需要向?qū)W生講清楚微生物燃料處理廢水的原理。在微生物燃料電池陽極室內(nèi),同時(shí)發(fā)生著厭氧生物處理、電化學(xué)氧化、生物氧化與生物混凝等多個(gè)過程,并逐一介紹此四個(gè)過程的原理特征。然后向?qū)W生介紹當(dāng)前應(yīng)用微生物燃料電池技術(shù)進(jìn)行污染處理的研究狀況。近年來,一系列富含生物可降解有機(jī)物的廢水,在微生物燃料電池中逐漸被嘗試用來產(chǎn)電,同時(shí)廢水本身得到降解。在介紹完整體研究狀況后,任課教師可以根據(jù)熟悉的特征廢水,展開而深入地向?qū)W生展示。需要提及的是,氮污染控制是當(dāng)下環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn),微生物燃料電池處理含氮廢水是該技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域最重要的應(yīng)用之一,也與中國地質(zhì)大學(xué)(北京)以地下水污染防治為特色的環(huán)境工程教學(xué)特點(diǎn)密切相關(guān)。微生物燃料電池生物脫氮的研究最早開始于2004年,研究者發(fā)現(xiàn)當(dāng)陰極電勢控制在-500mV時(shí),微生物能夠直接以陰極作為電子供體將NO3-還原[7],這對微生物燃料電池處理含氮廢水的實(shí)際應(yīng)用具有十分重要的意義。同時(shí)也需要向?qū)W生說明,當(dāng)前受制于材料成本,微生物燃料電池處理廢水還只停留在實(shí)驗(yàn)室研究,還未真正應(yīng)用。這樣既向?qū)W生傳授了生物水處理的相關(guān)知識,又激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入了解研究的動(dòng)力,培養(yǎng)了學(xué)生善于思考與聯(lián)想的能力。在講授水處理系統(tǒng)部分時(shí),在講解完生活污水傳統(tǒng)的處理工藝的基礎(chǔ)上,可以針對當(dāng)下相對難以處理的工業(yè)廢水,介紹基于微生物燃料電池的新型處理工藝。如筆者所在的課題組嘗試用UASB-MFC-BAF的組合工藝處理糖蜜酒精廢水[8],高效去除污染物的同時(shí),并獲得1410.2mW/m2的最大功率密度。其中,在UASB單元高效去除COD并進(jìn)行硫酸鹽還原,MFC單元氧化硫化物的同時(shí)產(chǎn)電,BAF單元去除色度并降解苯酚衍生物。與常規(guī)工藝的結(jié)合為MFC在污水處理方面的應(yīng)用提供了新的思路,成為一種很有前途的處理方式。這除了向?qū)W生傳遞了水處理工藝的相關(guān)知識,也示范了工藝組合的特點(diǎn)與基本規(guī)律,培養(yǎng)了學(xué)生講自己所學(xué)的水處理技術(shù)融會(huì)貫通,靈活運(yùn)用的能力。
2.固體廢物處理處置工程教學(xué)
堆肥處理是主要的資源化技術(shù)之一,在講到堆肥部分時(shí),可以介紹微生物燃料電池固體廢物堆肥中的應(yīng)用案例,即微生物燃料電池既可以處理廢水,也可以處理固體廢物,展示了該技術(shù)良好的發(fā)展前景。其在固體廢物堆肥中,底物不需要頻繁更換,而且有機(jī)質(zhì)含量高,堆肥過程自身產(chǎn)熱可提高溫度,為堆肥過程中形成的高度復(fù)雜的微生物種群的富集和生長提供了更加穩(wěn)定的外部環(huán)境,當(dāng)前以廚余垃圾和園林肥料為原料的堆肥微生物燃料電池也已經(jīng)有報(bào)道[9]。剩余污泥是城市污水處理廠運(yùn)行中最為頭疼的問題,在講授城市污水處理廠剩余污泥處理處置部分時(shí),可以著重介紹微生物燃料電池在剩余污泥資源化過程中的應(yīng)用,微生物燃料電池可以將剩余污泥中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為最清潔的電能,為污泥資源化提供了新的思路。具體包括直接利用剩余污泥與間接利用剩余污泥兩方面,前者是直接以剩余污泥為燃料,在輸出電能的同時(shí),能達(dá)到良好的污泥減量效果;后者是分別以剩余污泥微波預(yù)處理上清液與剩余污泥發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸作為燃料,可以有效地資源化利用剩余污泥,同時(shí)達(dá)到污泥減量的目的。將此類案例介紹給學(xué)生,既可以傳授了固體廢物資源化與處置的相關(guān)知識點(diǎn),又可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高教學(xué)質(zhì)量,并且進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生環(huán)境工程意識和環(huán)境工程研究的能力,進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決環(huán)境工程實(shí)際問題的能力。
3.環(huán)境學(xué)教學(xué)
環(huán)境學(xué)是環(huán)境類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程,旨在使學(xué)生正確理解和掌握與環(huán)境問題有關(guān)的基本概念、基本知識以及基本原理,以便為學(xué)習(xí)后續(xù)課程奠定必要的基礎(chǔ)。而微生物燃料電池與其課程教學(xué)也有密切聯(lián)系,可以成為增強(qiáng)教學(xué)效果的有力工具。污染物是環(huán)境工程的處理目標(biāo),而污染物指標(biāo)是檢驗(yàn)環(huán)境技術(shù)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn),在水體污染教學(xué)方面,五日生活需氧量(BOD5)的含義與測定是教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。常規(guī)BOD5測定主要采用呼吸法,該法測定較為復(fù)雜,而且耗時(shí)長,基于微生物燃料電池工作原理的BOD5傳感器具有良好的應(yīng)用前景,其電流或電壓與污染物濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,而且能夠快速響應(yīng),并且測量范圍較寬,結(jié)果具有良好的重復(fù)性,因此成為微生物燃料電池實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域較為重要的直接應(yīng)用方向。在利用微生物燃料電池類型的傳感器測定BOD5時(shí),以待測廢水為陽極液,通過之前測定的電壓與濃度對應(yīng)關(guān)系,讀取電壓值,便可換算為BOD5的濃度。此測定方法發(fā)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)移電荷與BOD5之間呈明顯的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.99,標(biāo)準(zhǔn)偏差為3%~12%。而且微生物燃料電池類型的BOD5傳感器響應(yīng)快,恢復(fù)能力強(qiáng),當(dāng)污水濃度發(fā)生變化時(shí),電流滯后1h即可達(dá)到穩(wěn)定。而且微生物燃料電池型BOD5測定方法的另一突出優(yōu)點(diǎn)是可連續(xù)運(yùn)行,無需路外保養(yǎng)。通過介紹微生物燃料電池在測定BOD5中的應(yīng)用,可以加深學(xué)生對BOD5的理解,傳授了水體污染指標(biāo)的概念,也培養(yǎng)了學(xué)生觸類旁通、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。在環(huán)境學(xué)課程講授中,會(huì)涉及全球的能源與環(huán)境問題,也會(huì)提到一些新型的清潔能源如氫能、核能等。此時(shí)可以介紹微生物燃料電池電助產(chǎn)氫的相關(guān)知識,這也是微生物燃料電池可能直接利用的主要形式。根據(jù)電化學(xué)理論,電解水的分解電壓為1.6V,而在無氧氣存在的條件下,在雙室微生物燃料電池陰極施加一個(gè)遠(yuǎn)小于水的分解電壓的小電壓(一般小于0.8V),可以促進(jìn)外電路轉(zhuǎn)移至陰極的電子和陽極轉(zhuǎn)移至陰極的質(zhì)子結(jié)合而生成氫氣,從而達(dá)到利用微生物燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生氫氣的目的,該工藝產(chǎn)生的氫氣純度較高,并可以積累和儲存以及運(yùn)輸,克服了以前微生物燃料電池輸出功率低、無法直接應(yīng)用的缺點(diǎn),從而促進(jìn)微生物燃料電池技術(shù)朝著實(shí)際應(yīng)用又邁進(jìn)了一步。這一方面可以吸引學(xué)生更深的了解微生物燃料電池技術(shù),而且培養(yǎng)學(xué)生的研發(fā)興趣與愛好,另一方面?zhèn)魇诹藲淠艿惹鍧嵞茉吹南嚓P(guān)知識,拓展了氫能的來源,啟發(fā)了學(xué)生深入探究、勤于聯(lián)想的能力,取得良好的教學(xué)效果。
課堂教學(xué)實(shí)踐
在中國地質(zhì)大學(xué)(北京),筆者主要參與環(huán)境工程專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課的教學(xué)。在實(shí)際教學(xué)中,將微生物燃料電池的研究心得與實(shí)際教學(xué)相結(jié)合,對教學(xué)起到很好的促進(jìn)作用。如在環(huán)境專業(yè)基礎(chǔ)課有機(jī)化學(xué)的教學(xué)中,在講授烯烴部分時(shí),講到石墨烯作為微生物燃料電池陽極的優(yōu)點(diǎn),更多地利用了其比表面積大、易于微生物附著的特征,促進(jìn)了微生物燃料電池的產(chǎn)電與污染物去除,使得學(xué)生對于石墨烯的應(yīng)用有了更直觀的認(rèn)識,對教學(xué)起到了促進(jìn)與拓展的作用,符合當(dāng)下理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)思路。在環(huán)境專業(yè)主干課環(huán)境生態(tài)學(xué)的教學(xué)中,將水生生態(tài)系統(tǒng)部分引入微生物燃料電池的概念,介紹了產(chǎn)電微生物的工作原理及特性,并介紹了沉積物微生物燃料電池的工作原理及應(yīng)用,這不僅向?qū)W生傳遞了水生生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境微生物的類群與功能,以及污染物在水生生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等知識點(diǎn),而且可以使學(xué)生明晰微生物燃料電池的在其中所起的作用,形象地展示了微生物燃料電池參與污染遷移轉(zhuǎn)化的過程,對于此部分知識的教學(xué),起到很好的促進(jìn)作用。講到這些案例時(shí),學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情都比較高漲,教學(xué)效果明顯提升。可見微生物燃料電池確實(shí)是良好的教學(xué)載體,有助于提高環(huán)境工程教學(xué)的質(zhì)量,筆者在后續(xù)教學(xué)中還需進(jìn)一步完善提煉。