环境工程微生物学实验教学评价

关键词:环境工程微生物学实验;教学改革;线上线下

环境工程微生物学是我校环境科学与工程专业的重要专业基础课之一，是后续水污染控制工程、大气污染控制工程和固体废物处理与处置等专业课的前期基础课程。环境工程微生物学实验作为理论课非常重要的实践课程，不仅是熟练掌握微生物基本操作，包括显微镜的使用、微生物形态的观察、微生物的计数及测量、微生物的染色、培养基的制备、灭菌、微生物的纯种分离及菌落观察与鉴别等训练环节，也是培养环境专业类学生观察能力、鉴别能力、动手能力、协作能力、运用能力等的重要途径［1］。应用型人才培养目标更加注重培养学生用专业知识解决实际生产问题的能力［2］。本文根据应用型人才培养目标的要求，在环境工程微生物学实验教学中，采用线上线下相结合的教学方法，增加综合性与设计实验，来达到培养学生应用专业知识解决实际生产问题的能力，为应用型人才培养目标的实现做出贡献。

1实验教学现状

目前，我校环境工程微生物学实验(16学时)，与环境工程微生物学理论课(32学时)在第二学期同时开设，主要实验项目为显微镜的使用及微生物形态观察、微生物的计数及测量、培养基的制备、革兰氏染色、纯种分离与菌落观察，均为基础性和验证性实验项目，使学生在实验预习、实验操作、实验报告撰写过程中达到了巩固环境工程微生物学基本理论的目的。由于学时和实验条件的限制，采用传统的教学方法进行分组(2人/组)授课，课前，学生根据实验项目进行实验原理、实验目的及实验步骤的预习;课上，教师根据学生预习情况，详细讲解实验操作步骤，并进行实验操作演示，然后，学生按照教师的讲解和演示进行实验操作，教师随时指导、纠正学生不准确或错误的操作，回答学生提出的疑难问题;课后，学生进行实验数据整理、分析，完成实验报告。实验成绩主要依据实验预习(20%)、实验操作(40%)及实验报告(40%)三项进行综合评定。由于微生物学实验耗时都比较长，因此，实验所需器皿、材料和细菌悬液等都由实验员准备。教师始终处于核心地位，占用了大部分课堂时间，学生仅在较短的时间，被动地照着做，实验课只是完成了一个验证性的环节，大部分学生在实验过程中忘记了思考，忘记了所学理论知识在实验操作中的应用［3］。此外，环境工程微生物学实验是实践操作性和应用型很强的课程，如无菌操作、纯种分离、菌落观察与鉴别等很多实验操作，学生很难一次性熟练掌握。由于学时的限制，学生只有一次实操机会，很难达到应用型人才培养目标的要求。

2实验教学改革与实践

2．1实验内容整合与优化

根据环境工程微生物学实验细节多、操作性强、耗时长，需要反复训练才能熟练掌握操作技能的特点，实验项目分为两个模块，模块一为基础性、验证性实验模块，为显微镜的使用及微生物形态观察，微生物的计数与测量，培养基的制备、灭菌及纯种分离3个实验，共计8学时。这3个实验主要目的是让学生熟悉和掌握显微镜的使用及维护、血球计数板的使用、培养基的制备原则、高压蒸汽灭菌锅的使用、玻璃器皿的包扎、平板划线等纯种分离技术及无菌操作理念的建立等基本实验操作技能，为后续的综合性和设计性实验打下坚实的理论和操作基础。模块二为综合性和设计性实验模块，为水样中大肠菌群的检验与菌落观察与鉴别，共计8学时。实验涵盖了3个基础性实验的全部实验操作，同时增加了新的实验内容，如微生物的染色、细菌悬液的梯度稀释、水样中大肠杆菌的检验及菌落鉴别，目的是使学生巩固环境工程微生物学的基本实验操作技能的同时，培养学生独立思考及分析问题、解决问题的能力，如实验方案的设计，实验材料的准备(包括水样的自由选取)，大肠杆菌的菌落观察及鉴别等。

2．2线上线下相结合教学改革与实践

针对环境工程微生物学实验学时有限，实验内容较多的问题，教师将线上线下相结合的

教学模式用于实验教学中。

2．2．1基础性、验证性实验模块课前，教师将3个基础性实验的实验原理、实验目和实验中的注意事项录制成微课或小视频，将3个基础性实验所涉及到的实验基本操作以真人实况录像的方式进行演示，并上传至慕课资源平台。学生根据实验任务点和任务目标，在线上观看微课、视频和录像进行预习，完成预习报告，将预习中发现的问题记录下来，可以在慕课平台上进行线上交流，教师会及时整理实验预习过程中出现的理论及操作问题，记录共性问题。课上，教师会以提问的方式检查学生任务目标的完成情况，重点讲解共性问题，并进行必要的操作示范外，课上大部分时间交给学生，每个学生要独立完成全部实验操作，记录实验现象、实验数据。教师在课上起着指导和监督作用，及时指正实验操作不规范或操作错误、回答学生在实验中遇到的问题，同时会根据情境拓展理论知识和实际生产问题的关联度。学生在实验过程中也可以反复观看实验操作录像等线上资源。课下，学生整理、分析实验数据，总结和归纳实验中遇到的问题，完成实验报告。同样，可以在慕课平台上与教师、同学进行交流疑难问题，教师会及时解答。

2．2．2综合性、设计性实验模块由于大肠菌群是生活饮用水、再生水回用及生活污水处理厂排水的必检项目，是一个具有趣味性、生活性和知识性的实验项目。课前，教师将实验项目有关的辅助与拓展资料、生活饮用水卫生标准、再生水回用水质标准等相关资料，分组情况(包括组员和组长)、任务点及任务目标等上传至慕课资源平台。学生根据实验题目，阅读文献、查阅实验方法和相关水质标准，分组讨论并设计实验方案(包括实验目的、实验原理、实验方法、实验材料和实验步骤)上传至慕课资源平台，教师要对每组的实验方案进行严格审核，学生小组多次修改，实验方案合格后方能进入实验室准备实验所需器皿及药品。课上，学生是课堂的主体，每个小组成员都要认真参与到实验中来，要集体讨论与标准实验方法中描述的实验现象不一致的原因及解决方法。教师仅充当辅助者和引导者的角色，记录每组同学的表现，包括无菌操作理念的执行情况、器皿的灭菌情况、细菌的纯种分离、革兰氏染色、细菌悬液梯度稀释、菌落培养与观察等实操细节，对操作不规范或错误的学生及时引导和纠正。同时也需要关注文献阅读能力、实验参与度、实操能力、创新能力和思辨能力等在实验操作过程中的体现。课下，每个小组成员认真整理实验记录、分析实验数据，对实验过程中出现的技术与理论问题做出详细回答，完成一份高质量的综合实验报告论文。

2．3实验考核方法改革与评价

线上线下相结合的教学方法，学生处于实验教学的主体地位，每个实验要经过线上－线下－线上的混合式的学习，才能完成实验教学任务。因此，实验教学的评价也要关注线上线下整个过程，实验考核包括过程评价考核和结果评价考核两部分，而且基础性实验和综合性评价所占权重也不一样，具体考核指标见表1。这种实验考核评价体系，学生可以根据自己的线上线下的表现情况知道自己的综合得分，使学生在每个环节都明确知道学习任务和学习目标，可以充分调动学生学习的能动性和主动性，实验成绩综合评价优良率达到80%以上，显著提高了实验教学效果，为学生后续专业课程的学习起到了积极作用。

3结束语

对环境工程微生物学实验课程实施线上线下相结合的教学方法与过程考核和结果考核相结合的考核方法改革，旨在将学生在实验教学中的被动地位向主动地位转变，由机械地服从操作向主动地执行操作转变，使学生变为实验课堂的中心，尤其是综合性、设计性实验完成过程中，使学生阅读文献、发现问题与解决实际问题的能力得到了提高，同时也培养了学生的协作精神和创新能力，为应用型人才培养目标的实现奠定了基础，也为其他实验教学提供参考。