《环境生物学》课程教学改革的探索研究
中图分类号：X17-4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0158-01
《环境生物学》是环境工程和环境科学专业重要的专业基础课，环境生物学的基本理论为《水质工程学》、《固体废弃物处理与处置》等专业课程打下良好的基础。实验是学生理解和掌握环境生物技术的有效途径，与理论教学相辅相成[1]。为了提高环境生物学课程的整体教学质量，借鉴了其他院校的教改经验，调整了现有理论和实验教学内容，并增设一周的《环境生物学实验设计》，在该校环境工程专业部分学生和环境科学专业中进行了连续三年的实践探索。
1 《环境生物学》课程现状分析
（1）课程现状：我校《环境生物学》总学时为48学时，其中理论32学时，实验16学时。由于课时限制，理论教学内容集中在微生物结构、营养、代谢等基础内容，而微生物生态与环境生态工程中微生物的作用等内容不能详细讲授，因此要使学生深刻理解本课程并熟练地用于实践，难度较大。
2 教改思路与目标
针对我校《环境生物学》课程中存在的问题，在现有理论和实验教学基础上，调整理论教学内容，拓宽学生视野，在理论和实验教学环节结束后增设一周的实验设计环节，以加深学生对理论知识的理解，并提高学生综合素质与科研创新精神及能力。
3 调整教学内容
在理论教学内容上，针对我校工科背景的特点，改变了以往的一本教材为主的固定教学内容，选取面向21世纪教材《环境工程微生物学》[2]为主讲教材，补充了水处理生物学[3]、环境生物学[4]等相关微生物学知识。限于学时限制，在讲授内容的组织上，既考虑到教学大纲必须完成的教学内容，讲授多数学生能够接受的基础知识，还深入讲解较有深度的内容，以满足报考研究生同学的求知欲。以此为契机，购买了一批如《微生物学》（第5版中文版，普雷斯科特著，沈萍等译）等一大批优秀的微生物学图书及电子资料，为拓宽同学们的微生物学基础理论知识打下良好的基础。
针对实验教学中存在的问题，环境生物学实验课程内容也做了相应调整使其内容更贴合我校同学的工科背景。实验课程安排在三年级的第一学期与理论课程同步完成，在完成验证性实验教学内容后，提供足够的学时让学生们自行思考，完成一次综合性实验，加深对理论课学习内容的理解和掌握。
4 增设《环境生物学》实验设计
实验设计是实验研究的重要环节，可架设起理论教学和实验教学之间的桥梁，使学生能更系统、深刻的理解课程内容。为此，理论和实验课程都完成以后，我们又专门抽出一周时间，让学生自主查阅资料、自行设计、动手完成一个设计性实验，并撰写提交实验设计说明书。学生们通过亲历实验，调动了参与实验的积极性，拓宽了知识面，提高了动手操作能力，观察分析问题和解决问题的能力，提高了实验课的教学质量。在撰写实验设计说明书的过程中，学生能运用课程的基本概念和原理，规范使用专业术语，为以后毕业论文的写作打下良好基础。
4.1 实验设计及预答辩
为了有充足的准备时间，上理论课的后期，即给学生发放《环境生物学实验设计指导书》，并提前分组，每组3～4人，遵照各组的兴趣，每组查阅选择合适的实验设计题目，并围绕自己的实验设计题目，独立动手完成预答辩课件。实验设计周的第一天为预答辩时间，每组围绕自己的实验设计题目讲述5～10 min，主要内容为实验设计的原理、内容、步骤及实验进行的可行性等，指导教师和学生同为评委，指出实验设计中存在的问题及解决方法，并为讲座同学打分，最后指导教师再总结。灵活的讲授形式，加深了学生对所学内容的印象，调动学生的积极主动性，让学生参与教学，发挥学生主体作用和教师的主导作用[5]。
4.2 实验实施
实验实施过程中，打破以往实验教师为学生准备好各种实验用品的格局。各组根据自己的实验设计内容需要，领取药品，仪器设备，并独立完成标准液配置，玻璃器皿清洗、灭菌、无菌操作、计数、结果记录等一系列实验过程。指导教师在此期间只是指正学生实验操作存在的问题，不参与任何实验准备及操作活动。实验结束后，各组进行实验设计的答辩，针对实验设计及操作中出现的问题进行总结与提高。
4.3 实验设计总结
实验设计结束时，每组提交实验设计说明书一份，实验设计说明书封面及格式由指导老师统一指定，并要求用黑或蓝黑墨水工整书写。
4.4 考核方式与评价方法
《环境生物学》和《环境生物学实验设计》分别独立进行考核。环境生物学总成绩为100分，考试成绩包括期末成绩（占总成绩的80%），实验课成绩（占总成绩的10%）和平时成绩（占总成绩的10%，包括出勤情况，学习态度，课堂纪律等），期末考试采取闭卷考试形式。
《环境生物学实验设计》成绩评定一般按五级分制评定。总成绩分三部分，设计成果占60%，实验动手操作占20%，平时检查及答辩占20%。
5 课程改革效果
本次实验设计在我校2009级环境工程专业，2010级、2011级环境科学专业连续实施了三年，经过上述实验教改措施的实施，有了显著成效。主要总结为以下三个方面：
（1）深入理解理论知识：学生们普遍反映，实验设计环节的设立，使他们对理论知识的理解深度有了很大的提升，很多平时没有注意的知识点，通过查阅资料，自己答辩，倾听其他组的答辩以及独立的实验过程，有了很深入的认识。
（2）实验动手能力，应用专业知识解决问题的能力，表达能力都有了不同程度的提高。主要表现在：学生们在做相关的毕业论文时，能够思路清晰地自行设计实验方案，准备实验材料和仪器设备，独立完成科研任务的质量，写作水平及答辩质量比以前有了明显地提高。相关的毕业论文指导教师也反映，这几届学生的毕业论文指导起来省力了。
（3）实验教学的改革，也提高了学生对科学研究的兴趣，很多学生主动要求参与学生科研，报考研究生的学生也在逐年增多。有的学生反馈说：实验设计环节的设立，使我们能够参与到实验的整个过程，所以我们在研究生入学面试的时候不至于太慌乱。
