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生物工程专业《微生物学》课程教学改革
朱晨光
（上海大学生命科学学院,上海200444）
摘 要：微生物学是高校生物类专业的基础课.本文从课程教学内容、教学方法以及教师自身角色塑造等角度,对微生物学课程教学改革的实践进行了探索和思考.
关键词：生物工程；微生物学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0056-02
作者简介：朱晨光（1978-）,男,汉族,浙江金华人,博士,副研究员,研究方向：环境微生物工程.
微生物学如今已经成为生命科学类大学生必须学习、掌握的基础课之一,它的主要任务是使学生系统掌握微生物学基础知识、理论和实践操作技能[1].要提高该课程的教学质量,应紧密跟踪国际最新前沿,选用和参考国内外优秀教材及研究工具书,从教材建设、课程内容、教学方法等方面进行改革,使课程紧跟学科发展的步伐,使学生及时掌握最新的微生物学理论知识和应用技术.本文以生物工程专业为例,从教学内容、教学方法等方面对《微生物学》课程教学改革进行探讨和思考.
一、教学内容的改革
(一)教材的选择
目前,国内微生物课程有关的教材,其主要内容包括微生物的形态、细胞结构和功能、营养、生长与控制等[2].考虑到学生已有的知识基础,确定选用高等教育出版社出版的《微生物学》（第二版）这本书作为教材.这本书章节分类明确,内容全面,措辞严谨,重点、难点突出,且有助于内容选择和安排,因此可较好满足理论教学要求.此外,由Pearson Education Inc.出版、Michael T. Madigan等编写的《Brock´s Biology of Microorgani13ed》一书,则作为本课程的主要参考书,该参考书信息量十分丰富全面,知识概念严谨,而且有诸多国内其他同类教材所不具备的彩图多幅,展现了微生物学的诱人前景,引导学生投身微生物学领域的研究,是一部不可多得的优良工具书.
(二)优化重点,避免重复
在教学中,应根据选定教材的特点和各个章节内容的难易程度,合理分配不同章节的学时数.对在别的课程中涉及到的内容尽量少讲或者不讲,如《生物化学》、《细胞生物学》和《基因工程》课程中涉及的部分内容可以不讲,以便重点突出的安排教学内容.
例如,微生物包含了原核微生物、真核微生物和病毒三类,在讲到微生物的细胞结构与功能一章,由于同期开设的《细胞生物学》课程详细介绍了真核细胞结构,所以在微生物学课程重点讲述原核细胞,真核细胞结构只讲代表性微生物如酵母、霉菌的细胞形态.再如讲到微生物的代谢一章,由于《生物化学》课程会讲到通用的生物代谢途径,如氨基酸、核苷酸和糖类的合成途径,这些生化代谢在微生物学课程里就不重复介绍了,而重点介绍各种在微生物中独具或占主导地位的分解或合成途径,解释其重要的生理功能,引导出各种微生物工业发酵的产品.还比如,讲到微生物基因表达调控和微生物与基因工程这两章,由于这两章内容实际应是《基因工程原理》和《基因表达调控》课程的主要内容,所以在本课程中也不宜作过细的介绍,而应该重点描述微生物在基因工程研究过程中起到的重要作用,使学生明确基因工程的发生发展是离不开微生物的.在讲基因表达调控时,应重点放在原核微生物转录水平的调控,突出微生物学课程的特色和重点.
(三)科学安排
绪论是第一章,万事开头难,先讲好绪论十分关键.绪论概述了微生物的定义、发展历程、对人类的影响及发展趋势等内容.讲授中以人物和事件为主线,介绍微生物学发展的重要历史阶段、关键人物以及微生物在各个生产领域中的应用,激发学生对课程的学习兴趣.例如,通过介绍列文虎克给英女王看显微镜的故事、巴斯德研究蚕病和制备疫苗的故事以及柯赫、弗莱明的主要贡献等内容,使学生在理解微生物学发展历程的同时,直观的感受前人认真观察和持之以恒的科学精神.人类目前仍然面对着多种细菌和病毒为病原体的传染病威胁,另外环境污染物的生物降解、沼气氢气等新能源的开发问题,也都与微生物密切相关.阐述以上内容,可使学生明确微生物与人类的密切相关性以及人类认识并改造微生物进而为社会服务的实践过程,从而端正学习态度,树立坚定的目标,积极投入到之后的微生物学课程学习中.绪论之后进入微生物学各专题的分章介绍,根据讲授内容的丰富程度、知识难易程度,应该有学时分配上的差异.结构与功能、代谢、生长与控制、病毒、生态进化和物种多样性这几章,描述性内容较多,概念名词丰富,应采用图片和动画插放的多媒体教学方式,使学生有直观的感性认识,便于他们记忆；遗传、基因表达调控和基因工程这三章,涉及到较多分子遗传学的知识,且与其他章节的衔接性不大,讲授时应该与教材上的章节排列顺序有所区别.例如,可以将这三章内容放在进化和物种多样性一章结束后再讲,这样会使知识衔接更好,同时也使学习的难易程度由容易逐渐过渡到难,符合学生掌握知识过程的客观规律.
二、教学方法的改革
(一)充分利用多媒体
微生物学课程涉及大量微生物形态和结构的介绍,以及较复杂的代谢反应流程.传统的教学方法以文字讲授为主,辅以十分有限且质量较差的图片资料,教学效果不理想[3].因此,在教学过程中合理使用多媒体工具,把抽象性的教学内容转变为生动形象的感性素材来提高教学质量,是十分必要的.我们的教学实践表明,多媒体教学这一直观、准确、丰富、生动的教学方式,在扩大了教学内容信息量、避免乏味的照本宣科的同时,从根本上提高了学生的听课效率和课后的学习兴趣.
多媒体教学的另一大优势是电子教案可以瞬时拷贝,这个优点可促使学生上课时专心听讲,以免发生因做笔记而漏听或漏记了上课内容的情形.而且现成的教案相比学生自行记录的笔记内容而言,有知识的准确率高和字体的清晰度好等优点.因此,多媒体教学最大限度地突破了传统教学的束缚,在提高教学质量、减轻学生的学习压力和突出学生的人本效应等方面起了十分重要的作用.
(二)开展课堂讨论
为了克服学生上课开小差不专心听讲的常见缺点,充分调动学生主观能动性的同时并活跃课堂的教学气氛,在课堂上可安排数次短时间的讨论.因为讨论促使学生主动思考,通过活跃的听力和口语交流,提高其分析和解决问题的能力[4].讨论的形式是由老师课前布置习题,学生查阅资料完成作业,教师批改作业之后,根据回答内容进行分类,然后在下一次课的开始将作业题的几个不同答案在课堂上进行讨论,使每个学生都能参与其中,然后最后由教师对正确答案进行讲解.课后学生们反映这种上课形式好,既提高了学习兴趣,又加深了对知识点的理解.
(三)考核方式的多元化
将学生的课程最终成绩分为平时成绩和期末成绩.在计算最终成绩时,期末成绩占总成绩的80%,平时成绩占20%.期末成绩指考试的卷面成绩,平时成绩里面,平时作业占50分,学习交流（包括课堂问答、个别交流、参与讨论）占30分,课程学习笔记20分.通过考核方式的多样化,使学生成绩评定更为客观准确,也提高了学生各方面学习的综合素质.
（四）将自己的科研成果融于课堂,提升个人素质
笔者在讲授微生物学课程的同时,课余时间一直从事环境微生物学方面的科学研究,因此对当前微生物学研究的国际前沿或多或少有所了解.生命科学被誉为21世纪的领头学科,其科学研究的发展日新月异.将相关领域的国内外研究进展引入到课堂相关知识讲授的过程中,可以使青年学生及时了解知识的更新程度和全面、重要程度,对提高学生的听课积极性和学习甚至研究的主观能动性,也是十分有帮助的.例如,在讲授细菌S层的结构时,结合自己分离菌株的电镜照片、相关功能基因克隆以及在大肠杆菌中异源表达,使学生对该结构的重要性和在技术领域的应用潜力有一个很全面的了解；在讲授氨基酸的合成代谢时,结合自身研究的谷氨酰胺合成酶基因克隆和转基因植物的生化分析,了解各种氨基酸合成和运输过程,以及它们在微生物体内的代谢路径；讲授微生物的多样性时,引入笔者研究过的沼气池样本产甲烷古菌的群落结构和多样性分析,明确这类古生菌在自然界的分布及其在自然生态系统中所起的重要生物学功能.除了教学方法的改革外,同时加强自身的思想修养和职业道德修养,提升教师的各方面素质也不可忽视.不仅在教学过程中要激发学生的学习兴趣以取得最优的教学效果,还要做到多与学生交流,及时了解学生的正确想法和思想上的困惑,鼓励学生热爱学习,酿造和培育大学课堂上教师与学生生动活泼、互相促进的良好氛围.
三、结语
当前世界已处于信息化时代,知识的更新快、信息量大.这改变了人们传统的学习方式,也对大学微生物学的课程教学产生了深刻影响.因此,必须改革传统的教学内容和手段,建立新的教学理念.在更新教学内容的同时,应重点培养学生掌握科学的方法、自身创新能力和个人综合素质.微生物学的发展日新月异,教学改革势在必行,这既是培养创新人才的需要,也是现代社会对高等教育人才的时代需要,是每个教育工作者的职责所在.在教学过程中,只有把知识传授和能力培养有机地结合起来,同时提高教学效果,才能使学生成为适应未来实际发展需要的高技术、创新型人才.
参考文献：
[1]沈萍,陈向东.微生物学复兴的机遇、挑战和趋势[J].微生物学报,2010,50（1）：1-6.
[2]高明华,张志琰,樊庆德,徐春光,李艳.微生物学.课堂教学改革与实践[J].安徽农业科学,2011,39（6）：3776-3777.
[3]李晓玲,薛冬桦,宫莉.工科院校微生物学课程教学改革探索与实践[J].长春工业大学学报（高教研究版）,2005,26（4）：55-56.
[4]高玉千,邱立友,梁振普,戚元成,宋安东.创新型微生物学的教学改革实践初探[J].科技创新导报,2008,（18）：171-173.
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