新工科背景下环境工程微生物学实验教学改革初探

新工科背景下环境工程微生物学实验教学改革初探〔〕:

摘要：针对我国地方石油化工院校环境工程微生物学实验的教学现状，并结合平时教学理论的经历总结，分析了在新工科背景下应用创新型人才培养专业课程教学改革重要性和紧迫性，并从实验教学体系的优化、教学方式的变革和学生成绩的评价，教学队伍和教学资源的优化配置等方面进展了初步讨论。

关键词：环境工程微生物学；新工科；实验教学

本文引用格式：江利梅，聂丽君，杨春平，等.新工科背景下环境工程微生物学实验教学改革初探[J].教育现代化,2022,8(41):69-72.

ReformandExplorationinEnvironmentalEngineeringMicrobiologyunderBackgroundofNewEngineering

JIangLimei,nIELijun,YangChunping,MaOYufeng,LIUZhenghui,XIangYinbo〔guangdongUniversityofPetrochemicalTechnology,Maomingguangdong〕

Abstract:Aimingatthecurrentsituationofenvironmentalengineeringmicrobiologyexperimentalteachinginregionalpetrochemicaluniversities,andbinedwiththesummaryofattemptsinteachingpractice，theimportanceandurgencyoftheteachingreformofappliedinnovativetalenttrainingcoursesunderthebackgroundofnewengineeringwereanalyzed.theteachingreformofenvironmentalengineeringmicrobiologyexperimentalcoursewasalsodiscussedincludingtheoptimizationofexperimentalteachingsystem,reformofteachingmethods,evaluationofstudentperformanceandoptimalallocationofteachingteamsandteachingresources.

Keywords:environmentalengineeringmicrobiology;newengineering;experimentalteaching

一引言

为顺应"互联网+";"工业4.0";等国内外重大战略举措，快速培养我国迫切需要的理论才能强、创新才能好的高素质复合型人才，2022年初，教育部颁发了?教育部高等教育司关于开展"新工科";研究与理论的通知?，希望全国各地高校大力开展"新工科";的研究理论活动【1】。"新工科";更注重强调每个学科专业的创新理论性、综合应用性和学科穿插性【2】。因此，在新工科背景下，如何结合地方产业行业特色对环境工程专业应用效劳型人才的需求设置实验教学工程内容及教学形式等，对本专业应用型人才的培养具有非常重要指导意义【3】。

近年来，由于石油化工产业的大力开发，环境污染越来越严重，我国区域性环境问题已亟待解决，社会对环保效劳人才的需求日益增多。

而广东石油化工学院作为华南地区唯一一所以石油化工为主导的特色高校，也是一所极具行业产业特色的地方本科院校，是我国石油石化行业专业环保人才培养的重要基地之一，尤其是我校环境工程专业于2022年初已通过国家工程教育认证，同时也作为省级一流专业、省级特色专业和专业综合改革试点专业，承当着培养区域环境污染治理专门性人才的重大使命，这就迫切要求我们必须通过实验教学改革来进步学生理论知识的应用才能和理论创新才能，使其在毕业前具备较强的实验操作技能和处理实际环境问题的才能，更好地满足当今社会对环保型人才的需要。

但是，过去由于各种因素限制，我校环境工程专业在环境微工程生物学实验教学方面存在许多缺乏，无法较全面地进步学生的创新理论技能和真正进步解决实际环境污染问题的才能。因此，在新工科背景下探究环境工程微生物学实验教学改革，对学生真正理解功能微生物在实际环境污染治理中的重要功能角色，全面提升学生的综合专业素养以及培养创新应用型工程技术人才等方面都具有深远意义[4-5]，同时，也对我校应用型人才培养效劳地方经济社会具有重要指导意义。

二环境工程微生物学实验的地位

在高校，实验教学主要是培养学生将课堂所学到的理论知识灵敏运用到实际情境分析解决问题的思路，进步学生动手操作才能和开发学生创新理论思维的重要环节【6】。通过实验教学，学生可以更好地吸收理论知识，并加深对理论知识的理解和掌握。"环境工程微生物学";是我校环境工程专业的一门专业根底必修课程，而环境工程微生物学实验又是该理论课的核心组成局部，我校已将其作为一门独立的专业必修课，该门课程独特的研究手段和技术已被广泛地运用到生命科学和环境领域的各个学科【7】。通过本课程的系统学习，要求学生掌握环境微生物学的根本研究方法和实验技术，为帮助学生深化理解微生物在环境污染治理中的应用、为后续开展环保相关领域研究奠定坚实根底。

三环境工程微生物实验教学现状

〔一〕实验教材更新慢，教学资源缺乏

教材是保证学校教育教学质量的重要指导性材料，实验教材也是如此[8]。但目前环境工程微生物学实验的教材指导书更新慢，实验工程和内容相比照较简单，学生虽容易上手操作和被动承受掌握，但降低了学生的主动性和学习兴趣。而且，实验教材各个内容环节过于详细，学生普遍依赖现成的实验指导书，机械地模拟书上方法或者按照实验教师提供的方法进展实验，这不利于激发学生积极探究创新的精神，阻碍了其专业综合素质的进步。我校也尚未有系统性的环境工程微生物学实验指导教材，一直沿用传统的实验团队成员编写的简易实验指导书，理论性和创新性不够突出。另外，实验仪器设备较老旧，例如，微生物显微观察需要用的显微镜，大局部都是年代长远，已到达使用报废年份，有些零件也已无法精细调节。另外，随着学校环境工程专业的不断扩招，实验室现有仪器设备台套数严重缺乏，再加上近两年新校区建立，学校缩减了对教学实验和实验室建立的经费投入，限制了教学中实验工程的开设。

〔二〕教学方法单一，考核制度粗简

传统的实验教学内容大多为验证性工程，在教学中主要采用讲授法和演示法，实验教师先确定实验工程，根据教材或者实验指导视线先帮学生整理好详细的实验方法和步骤，实验材料和试剂药品的配制那么由专职实验员提早完成，学生几乎未参与实验课前准备，授课主要形式就是学生先听教师讲解实验目的原理和步骤及本卷须知等，然后要求学生在短暂的教学时间内按部就班地完成相应实验工程。这种教学形式导致很大一局部学生课前不自觉预习，实验结果不主动分析，全程只依赖教师上课讲解，一定程度上挫伤了学生的学习热情，也不利于学生理论创新思维的培养。

受理论教学的影响，该实验课程考核要求没有得到足够重视，只由实验报告占80%和平时成绩20%这两局部组成，未将每局部进展细化，导致学生只注重写实验报告，不重视实验过程，少局部学生甚至直接抄袭别人数据结果或图片，导致有些平时态度认真负责，动手才能强的学生成绩不一定能真正表达出来，打击了学生学习的积极性。因此，单由实验报告和简单考勤来评定学生成绩，并不能真实反映学生的实际学习程度和真实教学效果[9]。

〔三〕实验教师队伍理论才能欠缺

目前承当实验教学的多数是青年教师，几乎没有课程学科带头人参与实验教学工作，缺乏理论应用经历。而且，当今环境治理和现代微生物领域研究技术不断更新换代，实验教师几乎没有外出进修培训学习的时机，缺乏对当今环境微生物学最新研究技术的系统学习，使得教学实验方法和理念很难与时俱进，严重限制教师队伍业务程度的开展提升。

四实验教学改革的几点想法

〔一〕调整实验模块，优化教学体系

为使学生在学校规定的有限教学进程内进一步提升学生的实验操作技能，加深学生对环境工程微生物学的理解认识，我校已将"环境工程微生物学实验";独立设为环境工程专业的一门专业必修课程，共20个学时，1学分。同时，在不断优化现有环境工程专业人才培养方案根底上，依托学校现有实验教学资源，以茂石化等企业需求为目的，坚持"理论与实验相结合、实验与科研相结合、实验与理论应用相结合";的原那么，构建"根底厚、理论强、创新高";的实验教学体系，将课程内容进展模块化，主要分为根底验证性实验、综合研究性实验和创新设计性实验三个模块【6】。

针对根底验证性实验，安排在教学最前面，要求掌握实验原理和目的，严格标准操作技术，例如光学显微镜的正确使用操作，微生物形态显微观察，微生物制片及革兰氏染色技术、培养基的配制与灭菌和平板涂布方法等，该模块主要由实验指导教师系统讲解并演示示范；针对综合研究性实验，在掌握根底性实验的根底上，要求学生自行查阅文献或利用学校环境资源等方式，通过分组合作，自主选择适宜的实验条件，教师线上线下指导相结合条件下完成实验，如开展水中大肠杆菌群的测定、细菌菌落总数的测定等；针对创新设计性实验，要求学生通过文献阅读，查阅相关资料，团队合作进展实验设计，逐步养成发现问题-分析问题-解决问题的研究思路，并获得相关实验结果，比方硝化细菌的别离纯化等[10]。

〔二〕改革教学方式，建立开放实验室

传统的讲授法和演示法的教学形式，学生只是按教师的讲解演示和实验指导书的步骤进展操作，这种教学方式一般只适用于根底验证性实验，综合研究性及创新设计性实验很难到达预期的教学效果[11]。因此，我们将充分利用计算机及互联网技术采用微课、雨课堂等教学形式，将局部实验通过图片及视频的形式展示，使僵硬的实验教学内容转变为生动形象的感性素材，便于学生更好地理解和内化，增强兴趣性[12]，我们教学团队也正在建立环境工程微生物学精品课程网站，制作实验教学的多媒体课件及标准演示操作视频。

另外，综合型及创新型实验由于实验工程较多，且大局部实验具有连续性，课堂上很难完成，我们将通过建立学生开放实验室等措施，让学生充分利用课余时间进入实验室，根据实验设计方案与步骤自由开展实验，使学生有足够的时间和空间全面掌握整个实验过程，为学生后续开展毕业论文研究作良好铺垫，可大大改善以往大四毕业生做毕业实验时不知从何下手的处境，进步实验教学的效果。此外，通过该门实验的综合理论过程，学生根本能纯熟运用所学的各项技能，在加强动手才能的同时，也启发学生的理性思维，深化理解环境微生物实验技术在环境污染治理的重要作用。

〔三〕融入科研工程，利用教学理论基地

近年来，环境工程领域知识的更新开展飞速，环境微生物学实验技术的开展也日新月异[13]。我们教学团队充分利用成员承当的各类科研工程，通过双向选择，主动吸收学生参与工程研究，同时通过指导学生组团申报大学生创新创业和互联网+等各种学生科研工程，将科研资源转化为实验教学资源，师生同行，教学相长，激发了学生对科学研究的热情。另外我们也在积极探究综合性和创新性实验这两个模块如何更好地与科研工程交融，例如有学生设计的水质中总大肠菌群的检验就是团队教师承当科研工程的局部研究内容。

而教学理论基地是大学生将理论知识运用于理论的重要场所，充分利用理论教学基地是新工科背景下解决理论教学难题的有效方法。绝大局部环境污染治理修复离不开微生物的重要角色，例如，在实验教学环节我们尝试让学生深化到学校附近炼油厂或污水处理厂等理论教学基地，通过现场观摩学习或技术人员讲解等方式，有助于学生理解污水处理工艺流程的同时，理解不同处理段设计的原理及微生物的作用机理，并现场取水样或泥样拿回实验室及时分析或进展功能降解微生物的别离纯化，让学生在理论中体会实验前期设计和准备的重要性，真正做到学研交融，学以致用。

〔四〕引入过程考核，完善考核机制

过去，实验成绩的考核大多根据学生实验报告来评定，不重视学生的实验详细操作过程，这会严重打击学生的积极性，无法客观全面反映每位学生的真实程度，阻碍教学质量的提升。为了全面衡量学生的学习情况，公平公正评定学生成绩，真实反映学生的学习效果，我们改变过去期末一次性实验报告定成绩，严格按照环境工程专业工程认证标准将各项实验采用平时成绩〔学习态度、出勤情况、预习报告、实验操作、团队合作〕和实验报告成绩〔实验结果、报告格式、数据分析与处理、结论与评价〕的综合评定，平时成绩占30%，实验报告占70%。其中平时成绩中预习报告、出勤情况、学习态度、操作考核、团队合作均各占20%；实验报告成绩中报告格式要求占20%，实验结果占25%，结果分析与处理占30%，结论与评价占25%。最终成绩按百分制给分，60分为及格。新的考核评价形式加大了实验过程性的考察，对学生有了更高层次的要求，进步了学生对实验过程的重视，更好的达成教学目的，进步实验教学效果。

〔五〕进步实验教学队伍实力，优化教学资源配置

进步教师的业务程度是进步教学程度的必要条件，因此，要进步实验教学效果也必须从源头上加强实验教学队伍建立，首先我们需要具有高级职称且专业理论程度高、实验教学经历丰富的教师作为"领头羊";，指导团队成员的分工合作，组织定期开展教学研讨，每届学生完成该门课程后做课后问卷调查及开展师生课程总结反响会，做到及时总结经历，不断优化实验工程；其次，还从学校或学院层面重视进步实验教学队伍的业务才能，建立定期的国内外培训进修制度，使得每年团队成员都能有时机外出学习，加强与其他院校的经历学习与交流等。

此外，实验室硬件建立也是实验教学顺利开展的物质保障。为实在进步实验教学效果必需要多投入经费，购置新的配套仪器设备，淘汰一些老旧落后的设备。其次，还要标准教学实验室的仪器使用规章制度，在符合规章制度前提下，尽量让学生在有限的使用时间内充分利用仪器设备，在最大程度上发挥各个设备的使用价值[9]。

五结语

"环境工程微生物学实验";教学的有效施行有利于进步学生对理论知识的理解与应用意识，进步解决实际环境污染问题的才能。在新工科背景下，如何通过实验教学改革进步学生知识的应用才能，满足地方社会对环保效劳人才的需求，是环境工程微生物学实验课程改革的主要目的。我们通过对实验课程体系的优化、实验教学方式的多样化以及考核评定的多元化，教学硬件软件的优化建立等一系列改革，很好地展现了以学生为主体，激发了学生的理论探究热情，进步了教学质量和效果，可有效助力我校"新工科";背景下创新型、应用效劳型高素质环境工程专业人才培养。

参考文献

【1】肖政宏,陈荣军，张倩，等.新工科背景下基于工程教学法的人才培养形式的探究和理论[J].教育现代化,2022,6(21):6-8.

【2】教育部高等学校教学指导委员会．普通高等学校本科专业类教学质量国家标准[M]．北京：高等教育出版社，2022．

【3】周静,刘全菊,张青.新工科背景下理论教学形式的改革与构建[J].实验技术与管理,2022,35(3):165-16