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1教學內容的改革

1.1教材和參考書的選擇

我們選擇普通高等教育“十一五”國家級規劃教材—周群英和王士芬主編的《環境工程微生物學》作為主要的教學依據。為了使學生更多地了解環境微生物學的發展，我們向學生推薦多本相關的參考書，比如王家玲主編的《環境微生物學》、沈萍著的《微生物學》、張蘭英等編著的《現代環境微生物技術》、常學秀等編著的《環境污染微生物學》，周少奇編著的《環境生物技術》。此外，補充一些相關的國內外期刊文獻，讓學生課后自主學習和拓展相關知識。

1.2優化和更新教學內容

環境工程微生物學的教學內容包括兩方面：一是基礎微生物學的知識(微生物的特點、營養、代謝和生長繁殖、遺傳和變異等)，二是微生物在物質循環和環境污染控制中的作用和微生物新技術在環境工程中的應用等方面的內容。前者是后者的理論基礎，后者則是前者的工程應用。但是，本課程和環境污染問題和污染控制工程密切相關，其其教學內容和教學重點需要強化微生物生態學、極端環境中的微生物、污染物的生物降解、廢水生物處理等微生物原理。教師的講解應強調微生物細胞、生理、遺傳方面的獨特性，并對這些特性在環境工程領域的應用展開詳細介紹，同時需要注意各知識單元的邏輯銜接。例如，教學工程中，我們將“原生動物和微型后生動物”與“污染水體的微生物生態”和“污水生物處理中的生態系統”、“微生物與微生物之間的關系”與“活性污泥和氧化膜中微生物”和“氧化塘處理廢水的微生物原理”、“微生物的厭氧呼吸”與“廢水的厭氧處理”有機地銜接。當今，日新月異的分子生物學技術不斷滲透到在環境工程中的應用。為了讓學生了解悉學科前沿性，為他們將來開展科學研究打下良好的基礎。例如，課本上主要介紹了各種培養方法測定環境樣品中微生物總數，然而環境樣品中的絕大多數微生物是不可培養的。因此，我們補充介紹微生物分子生態學技術方法在的環境樣品中微生物群落結構和功能多樣性中的應用；在講解細菌的遺傳物質時，介紹質粒在環境工程中應用的研究現狀與展望。

1.3科研項目與教學內容相結合

在教學過程中，我們將我系老師的相關科研課題融入到教學內容，使學生了解我系老師的研究項目，激發他們的聽課興趣；同時也將科研的思想、方法、成果和先進的技術理論融入教學中。例如，筆者在講授“土壤生物修復”結合國家自然科學基金項目“內生細菌強化植物修復重金屬污染土壤”、“微生物與氮循環的關系”結合廣東省自然科學基金項目“黑臭底泥原位氧化過程氮的遷移轉化規律及其微生物學機制”和國家青年科學基金項目“城市河道原位修復過程中泥水界面限氧脫氮的過程機理及功能強化”。

1.4優化實驗教學內容

長期以來，環境工程微生物學的試驗內容都是一個個獨立的驗證性實驗，如“培養基的配制與滅菌”、“微生物的革蘭氏染色”、“細菌的純種分離培養”等。由于學生只是照著實驗步驟一步一步機械地做下來，試驗過程中很容易出現錯誤，他們也只是初步熟悉了一些微生物實驗的基本操作，無法將實驗的原理和操作應用到實際問題中。為了培養學生綜合運用知識、獨立思考和創新能力，我們開設“土壤/池塘/河涌底泥/污泥中的抗Cu細菌的分離、純化及其菌落觀察”綜合試驗。要求學生首先自主設計實驗方案，具體做法是：

(1)老師在第一節課給出實驗題目，每5~6個學生組成一個實驗小組；

(2)學生自主查找文獻資料，撰寫實驗方案(包括試驗目的、試驗原理、培養基配方、藥品、儀器、培養條件、實驗步驟等)；

(3)老師審閱試驗方案，學生進一步修改；

(4)學生實施實驗；

(5)學生整理實驗資料、分析實驗數據，撰寫實驗報告。在這個環節中充分發揮了學生的自主性和創造性，學生的獨立思考、分析和解決問題、團結協作等能力得到了鍛煉和提高。

2教學方法的改革

2.1采用多種教學手段，激發學生的學習興趣

為了激發學生的學習興趣，我們在教學過程中積極探索啟發式、討論式等多種的教學方法和手段，激發學生的興趣。教師主要講解重點和難點的內容，其他內容以學生自學為主，通過做練習題和回答問題的方式加以鞏固。例如，對于第一篇微生物基礎，教師重點講述細菌的細胞結構特點，其次是原生動物和微型后生動物；而對于病毒、衣原體、支原體等內容，則讓學生自學和完成練習題的方式；對于藍藻和真核藻類、主要讓學生歸納總結引起湖泊“水華”和海洋“赤潮”的主要藻類等。在第二篇微生物應用，教師詳細講解氨化作用、硝化作用、反硝化作用等反應過程、參與微生物及其影響因素；學習廢水的生物脫氮原理時，采取了“學生自學為主，教師組織討論和總結”的教學方式。這種教學方式既節省了課時，同時又鍛煉了學生的自學能力、認識能力和分析能力。另外，我們也采用問題式導入式教學方法。例如，為了解釋原生動物與微型后生動物在污水生物處理中的指示作用，教師首先依次讓學生觀看“城市污水處理廠—瀑氣池－活性污泥－原生動物和微型后生動物”的圖片，讓大家對原生動物和微型后生動物有一個感性的認識。然后拋出問題：“這些動物在城市污水處理系統中扮演什么角色？不同的原生動物和微型后生動物在活性污泥中的出現又預示著什么？”問題的提出強烈地吸引了學生的注意力和激起了學生的興趣，教師趁機從原生動物和微型后生動物的形態、分類、營養、生活習性等來解釋了為什么在城市污水處理廠的不同運行狀況時會出現不同的原生動物和微型后生動物，從而給學生留下了深刻的印象。為了讓學生深入了解當前環境微生物的前言研究，教師設置討論專題題目，如石油烴土壤的微生物修復、藻類與水體富營養化、重金屬廢水的生物吸附等，激發學生自主學習的動力。讓學生課后大量查閱文獻，對相關知識進行拓展。

2.2不斷完善多媒體課件，提高教學效果

微生物形體微小、結構簡單、種類繁多，肉眼無法直接觀察，需要借助顯微鏡才能觀察其細胞形態和結構，學生對它們缺乏感性認識，客觀上造成微生物學知識紛繁雜亂。在教學中通過展現大量生動形象的微生物照片，可以使學生容易認識和區分種類繁多的微生物，印象深刻，易于激發學習興趣。例如，在講授緒論章中微生物的“分布廣”時，教師配以美國黃石國家森林公園的高溫溫泉水、硫鐵礦礦坑水、污水處理廠活性污泥等的顯微照片加以形象說明，從而幫助學生理解和加深印象。在講述細菌的形態時，用圖片來顯示球菌、桿菌、絲狀菌的形態；在講述病毒的復制過程中，采用動畫來形象的演示從病毒吸附到裂解宿主細胞的全過程。

2.3認真編寫練習題，督促學生課后及時復習鞏固

以興趣作為動力，以平時作業和打分施加壓力，從而激發學生自主學習。在第一節課，教師把考核標準告知學生，最終成績由平時考勤(10%)、課程作業(15%)、試驗方案和試驗報告(15%)和期末考試(60%)四部分組成。筆者結合課程內容和參考相關院校的考研題目，認真編寫每一章的練習題，題型包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題和論述題等。練習題的內容以課堂講述過的問題或書本上的知識為主，目的是督促學生及時復習鞏固已學內容；同時，布置1~2題有關微生物在環境工程中的應用或者當前環境微生物研究熱點或難點問題，學生需要通過查閱資料、思考和歸納才能完成。學生在完成作業的過程中會會產生一些新問題，在下次上課的時候，學生可以就作業中的問題向教師提出疑問，教師對此進行解答。這樣，作業不單豐富了學生的知識，更是師生間互相了解和互相溝通的渠道。

作者：龍新憲種云霄陳嫻單位：華南農業大學資源環境學院