2021-4-9 | 环境工程学论文
本文作者：李春光 单位：郑州航空工业管理学院
随着我国经济的快速发展，环境污染的程度也日益加剧，国家和地方政府不断加大对环境污染的治理力度。和其他环境污染治理方法相比，利用微生物治理环境污染的方法是一个经济效益与环境效益俱佳的可持续发展方法。对于环境工程和环境科学专业的学生来说，环境工程微生物学课程的学习变得日趋重要。环境工程微生物学是以微生物学为基础，生命科学和环境科学与工程学的交叉学科，具有极强的实践性和应用性。由于自然界中的微生物看不见、摸不着，如何在教学过程中把这种抽象的东西变成具体的、通俗易懂的东西，调动学生学习的积极性，提高课程的学习效果，培养学生的实践创新能力，是目前环境工程微生物学教师应该思考和努力去改革探讨的问题。
一、课堂教学改革与探讨
1．引入日常生活实例，提高学生的学习兴趣
微生物由于形体微小，肉眼无法直接观察，需要借助显微镜才能看清其形态及结构，学生对它们缺乏感性认识，而教师“填鸭式”的教学方法，会使学生感到抽象、复杂、难以理解，学习兴趣不高。为此，笔者在课程教学过程中引入与学生生活息息相关的例子，提高了学生的学习兴趣，取得了良好效果。如在绪论中讲到环境工程面临的问题时，利用多张图片介绍了我国当前水体、固废、空气污染的现状，让学生清楚他们肩负国家环境污染治理的历史责任，以激发他们认真学习环境工程基础知识，不断锻炼自身能力，为国家未来环保事业做出贡献的激情。在讲到病毒时，适时介绍大家经历过的、印象比较深刻的，诸如:各种病毒引起的SARS、禽流感、手足口病、猪流感病等流行疾病，让学生清楚学习病毒知识的重要性。在讲到病毒的抵抗力时，引用了“吃药不吃药流行感冒都要一周”的俗语，使学生对病毒的抗生素抵抗力有了更深的理解。在讲到细菌时，适时介绍了目前在印度出现的“超级细菌”，使学生认识到在日常生活中要慎用抗生素。在讲到真菌时，介绍由酵母菌发酵生产的食品，如馒头、啤酒等，以及霉菌发酵生产的抗生素，如青霉素等，使学生理解了微生物对人类有益的一面。
2．运用多媒体教学手段，增强课堂教学的效果
环境工程微生物学课程中常涉及一些微观的、抽象的、阐述性的内容，如果按以前的口头讲述加板书的方式来给学生授课，学生很难直观理解和接受，会大大降低学习的兴趣;并且课程中涉及大量生物大分子的代谢过程，如果板书的话，会浪费大量的时间。而采用多媒体教学可避免以上弊端，在环境工程微生物学的讲授过程中，笔者根据教学目标和教学对象的特点，收集并合理选择相关的文字、图形、图像等多媒体素材，通过计算机技术的处理和控制，为学生创设多样化的情境，使抽象的微生物知识和某些抽象的过程变得具体化、形象化，易于学生理解和接受，再加上生动的描述和启发式问题的设置，激发了学生的学习兴趣，学习效果良好。例如，在讲授病毒的繁殖过程时，如果只是单纯地向学生介绍吸附、侵入、复制、装配、释放等这几个步骤，恐怕学生很难印象深刻。但如果结合课件中的动画过程，就可使学生很容易地把握每一个步骤进行的具体程度和状态，从而掌握病毒繁殖的整个过程。在讲授原核微生物中的细菌基本形态时，如果用口述、板书画图、挂图等方法很难让学生直观、准确地把握细菌的形态，而用大量丰富、栩栩如生的细菌图片，然后引出这些细菌引发日常生活中常见病例的图片予以形象说明，使学生印象极其深刻。采用多媒体教学后，学生一直反映的问题是不能随堂做好笔记。针对这个问题，笔者及时采取了改进措施:首先，课前先将本堂课所要讲的内容大纲或某些重点内容提要列出来，在讲授时对这些重点内容进行重点讲解;其次，在学习新的一章内容前，把上一章的重点内容列举出来，让学生进行回顾;第三，可以把教案经过适当整理后拷贝给学生，这样便可以使学生在上课时能将注意力集中在听课而不是记笔记上。实践证明，这种做法使得课堂教学质量得到明显改善，学生的满意率也有了明显提高。
3．讲授相关的前沿技术，开阔学生的视野
随着现代生命科学与环保技术的迅猛发展，环境工程微生物学领域知识更新的速度在不断加快。近年来，日新月异的分子生物学已渗透到生物科学和技术的各个领域，在环境治理方面已取得显著成效。为了让学生熟悉和掌握学科前沿、新的理论知识和操作技术，笔者在加强自身学习的同时，跟踪学科前沿发展变化的动态，将新的知识增长点和新技术及时吸纳和融合到教学中来，开阔了学生的视野，为学生将来深入开展研究打下良好的基础。如在讲解到通过基因工程技术构建的石油超级降解菌，吞噬极毒的多氛联苯及吞噬重金属的超级微生物时，利用一定篇幅讲授了基因扩增(PCR)技术、DNA测序技术、基因的DNA重组、转化和鉴定技术等高新技术。在讲到碳循环时，可适当介绍目前国际上的一个研究热点纤维素转化清洁能源生物乙醇产业所面临的机遇与挑战。在讲到污染控制与治理技术时，向同学介绍了生物法处理水污染或固废污染时的一些新技术及新理论，为学生将来开展创新性研究奠定理论基础。
二、实验教学改革与探讨
环境工程微生物学实验课是理论教学的有效补充，是加深学生对环境工程微生物学理论知识的理解，培养学生实验技能，提高学生独立操作能力、分析问题和解决问题能力的一个重要环节。而传统的实验教学模式基本上采用“注人式”，只是让学生被动机械地重复教材中的实验方法和步骤，对学生的实验操作能力、分析和解决实际问题的能力的提高没有丝毫的帮助。为此笔者采取了以下3种改进措施:
1．建立预习实验报告制，提高学生实验的主动性
传统的实验课教学在教学形式上一般采用实验老师先讲述，再进行示范操作，然后让学生依葫芦画瓢完成实验内容。这种实验教学不但使学生对实验内容印象不深刻，而且在很大程度上抑制了学生学习的积极性，让学生在不知不觉中养成了依赖心理，大大影响实验课的实验效果。针对这种情况，笔者尝试着建立预习实验报告制。首先在实验报告册上增加实验预习报告的内容，在每次实验课前先向学生预告实验内容，要求学生在实验课前自己查阅资料，撰写实验预习报告，由老师批阅。在实验开始前，教师只是讲授学生在预习报告中出现的普遍问题和在预习报告中没有考虑到的操作中应注意的问题。学生根据自己的预习报告到实验室老师处领取实验器皿和药品，并独立完成实验操作。通过预习报告制度，使学生在实验操作前就清楚每一操作步骤，并明白如此操作的原因，还知道操作中要注意哪些问题，这样就提高了学生的实验操作能力，以及思考问题和解决问题的能力。