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新工科背景下环境工程微生物学实验模块化教学研究

巩建华
  
大海媒体号
2024年77期
汉江师范学院生物资源与生态环境保护十堰市重点实验室 湖北十堰 442000

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作者简介:巩建华(1976-4)女,汉,山东桓台县人,中国农业大学硕士研究生,汉江师范学院讲师,主要研究方向:水污染微生物检测。

摘要:新工科背景下,实践能力培养备受关注。对环境工程学科教育而言,加强微生物学实验教学,是推进学科教育创新的重要环节。基于此,本文从模块化教学角度出发,研究微生物学实验,实施模块化教学体系构建路径,包括以“实验过程、实验主题”角度,建立考核体系、设计实验内容及方案,并构建网络化教学平台、合理运用对比法教学方法,通过调整实验教学体系,提高学生自主创新能力,以供参考。

关键词:高校;环境工程微生物学实验;模块化教学

引言:现阶段,国家环境事业创新发展,对工程人才培养提出了较高要求,需确保应用型人才具备产品创新及工作实践能力。故高校开展的环境工程微生物学实验课程属于基础必修课。通过该课程教学,可巩固学生微生物理论知识,亦可增强其应用实践能力。因此,从模块化教学角度出发,创设模块化教学体系,对环境工程微生物学实验教学有重要意义。

1以“实验过程”角度建立多元化考核体系

基于环境工程微生物学实验课程内容的多样性,通常情况下,多数高校均将课程内容设计为四个模块,即验证型、综合型、应用型以及研究型,以此分别进行微生物的结构及形态观察、分离纯化以及鉴定培养、微生物检测、微生物生态等。在其各模块体系构建基础上,分别设计不同实验单元,相关教师即可根据不同单元,开展课程实践教学。

而针对不同单元课程教学,为提高微生物实验模块化教学实效,则需以“实验过程”角度出发,构建多元化考核体系,其考核具体项目与比例如表1所示。其中,展开实验预习目的是教师通过课前提问,增强实验学生积极学习主动性。总体而言,由于开展微生物实验课程教学,注重学生实验技能掌握,故每次实验进行实验操作过程及成果测评,则可充分了解不同学生学习情况,并给予各学生相关评价。考核体系具体细则设计时,教师基于不同实验项目,设计实验操作要点和考核分值,演示实验后令学生开展实验操作,一边指导一边评价,同时督促学生之间相互学习,切实保证学生的实验操作质量。并且,针对单元实验报告编撰,教师应摒弃传统方式,要求学生充分整理实验数据,再结合样品具体情况进行分析,按照标准规范表达实验结果说明实际问题。也可严格按论文形式表达,一般编写格式为:前言-材料-方法-成果-讨论-参考文献[1]。

2构建网络化实验教学平台

目前,针对多数高校实验课程教学,均存在学生与教师无法充分交流、学生缺少课前学习等问题。为有效解决此问题,充分提高实验课程教学实效,则需借助信息化技术,构建网络教学平台。并结合传统教学手段,构建新型教学模式,切实顺应新工科背景下教育发展步伐,实现实验教学现代化发展。开展环境工程微生物学实验模块化教学过程中,运用网络教学平台,可充分拓宽学生自主学习时间、空间及广度。网络教学平台有智慧教室及线上教学平台,在平台上传教师实验演示视频,通过动画模拟及视频演示等教学形式,再经教师细致讲解,实现整体过程可视化,有利于学生充分掌握实验步骤和原理,并提前预习实验过程。同时,通过线上教学平台,也可有助于教师开设在线答疑、实验成果分享等活动,加强教师与学生之间紧密联系,以此对学生展开针对性指导。

以某大学环境工程微生物实验课程教学为例,模块化教学设计内容主要包括实验名称,并细化至具体实验目的、原理、内容、数据表达及注意事项等。其中,某一实验内容是,以校内不同环境样品为主体,利用涂布平板稀释法展开微生物培养,再利用水解圈法实现产淀粉酶菌落鉴定,以此对不同来源的产淀粉酶细菌,展开形态及活性差异比较[2]。而基于上述实验,利用网络教学平台,则可用图片演示方式,充分展现不同来源菌落的差异,并通过视频流速控制,令学生短时间内大致了解实验整体过程。

3以“实验主题”角度设计实验内容及方案

针对微生物学实验课程教学,由于其实验单元特点及目的均具备差异性,因此,为保障模块化教学实效,高校教师应根据不同单位实验特点及要求,合理设计实验内容及方案。科学选定相应主题,从“实验主题”角度出发,令实验内容更加具体且系统,一定程度上可提高学生自身思维能力及统筹能力。如环境工程微生物实验中,以“细菌”为主体,应充分了解从培养、计数、分离纯化、形态鉴定、生理生化到环境条件整个过程。以从不同环境中自己培养的细菌为实验材料,展开一系列实验课程教学,令学生对实验内容形成系统认识,能进行实际应用。在实验主题设计时,应分为微生物分离、纯化及应用,即是在土壤或水体、空气中分离出相应微生物,进行提纯,开始相关实验,进行最终实验结果的应用分析。以“实验主题”角度展开实践训练,从学生提出问题出发,开展一系列教学活动,最终实现提高学生解决问题的能力目标。并且通过实验全过程,可激发学生自主设计实验兴趣,亦可提高其参与实验积极性。

4应用“对比法”教学方法

新工科背景下,针对高校环境工程院系,开展微生物学实验教学,构建模块化教学体系,应包含“对比法”教学方法应用。在对比众多理论知识基础上,实现学生微生物学理论知识理解并巩固。由于开展微生物学实验教学,从时间角度分析较为分散,且实验材料需调集。因此,为保障微生物学实验模块化教学体系更加集中,则应从时间角度充分思考,集中整合相关实验内容,在相同时间内完成。而此过程中,“对比法”可发挥较大作用,微生物实验涉及材料及对象较多,需充分观察其个体形态,因此,可在相同时间内协同展开相关实验。只需科学区分各微生物之间的不同,但该方法需实验者具备较强理论知识支撑。

结语:综上所述,基于模块化教学特点,为切实保证最终教学效果,则需科学构建模块化教学体系。从教学内容、实验考核、教学方法、教学平台等方面,完善环境工程微生物学教学模式,适当调整实验内容及比例,令模块化教学体系具备科学性、系统性,提高实验教学效果。

参考文献:

[1]关景元.基于“互联网+”的模块化分子生物学实验教学方法改革策略[J].互联网周刊,2023,(11):70-72.

[2]李姣清,王庆,王楠,等.模块化教学设计在地方院校微生物学实验教学中的探索[J].广州化工,2021,49(01):113-114+158.

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