面向执业资格体系下的专业实验教学改革

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[摘 要]当前高校中原来的课程设置服务于学术型学士培养，专业课程存在重理论、偏实践等问题，面对科学技术的飞速发展和人才竞争的日趋激烈，原有的教学模式和方法也已经不能满足该执业资格体系下培养高级应用型技术人才的需要。目前环境工程专业发展超前于市场需求，为了提高在校学生的就业和自主创业的能力，以“环境工程微生物学实验”教学为例，探讨基于执业资格体系下环境工程专业大学生创新培养的专业实验课程教学改革。

[关键词]执业资格 环境工程 环境微生物实验 创新能力

[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0151-02

目前，环境工程行业已有注册环保工程师、环境影响评价工程师等执业资格制度，环境工程专业从业人员取得相应的执业资格已逐步成为就业的重要因素和依据。[1] [2]而当前高校中原来的课程设置服务于学术型学士培养，专业课程存在重理论、偏实践等问题，面对科学技术的飞速发展和人才竞争的日趋激烈，原有的教学模式和方法也已经不能满足该执业资格体系下培养高级应用型技术人才的需要。[3]“环境工程微生物学实验”是环境工程行业执业资格体系中一门非常重要的专业理论与实践课程，其教学质量高低直接关系到本专业学生的综合理论知识水平和实践技能。因此，我们拟在多年实验教学实践的基础上，结合环境工程行业现行的执业资格制度，从培养计划和教学大纲入手，对该课程的教学内容、教学方法和考核方式等进行改革探索和实践尝试，以强化对学生工程素质与评判思维能力的培养。

一、国内环境微生物实验教学现状

（一）实验内容彼此孤立，知识难以融会贯通

环境微生物学实验安排往往彼此孤立，各个实验之间没有连贯性，且内容重复较多，学生对所做实验缺乏系统综合的概念。虽然能够掌握各个实验的操作过程和细节，但是由于环境问题的解决需要一系列知识点的串联，而导致理论知识和实际问题出现脱节，所学知识也难以融会贯通，无益于学生充分开发应用微生物技术解决环境问题的思路。[4]

（二）灌输式教学方式为主，验证性实验居多

事实上，国内许多环境工程专业本科生培养计划将环境微生物学实验作为课内实验，存在学分少，内容简单、重复等问题，这就形成传统的实验教学方式，即演示式和灌输式实验教学，即先由教师演示并讲解本次实验的目的、原理、所需材料、操作步骤及注意事项等，然后学生分组按操作步骤进行实验，所做实验基本上都是验证性的。另外，由于实验课时少，大部分教师在实验开始前会将样品、灭菌及实验材料都准备好，这样做既不益于培养学生的动手能力，又会降低实验的完整性，整个过程缺少教师和学生的互动，学生在实验过程中没有进行独立思考，这无疑无益于学生创新能力的培养。[4] [5]

（三）教学内容陈旧，跟不上现代微生物技术日新月异的发展速度

在现代微生物技术日益进步、日益发展的今天，很多高校的实验教材却数十年如一日，没有及时更新，甚至有些实验方法和设备已遭淘汰，无法满足学生的求知欲，也无益于拓宽学生的知识面和激发学生的学习兴趣。[6]

（四）缺乏强有力的考核机制

多数高校的实验课都是以撰写报告的形式来确定学生的成绩。由于实验课受课时和师资紧张的影响，缺乏人人动手的机会，因此，学生往往对实验课的积极性不高，通常会出现“一人动手大家看”的现象。最后各个小组成员的实验报告互相抄袭，数据处理和实验结果与讨论也没有经过仔细推敲和独立思考，不利于培养学生科学的严谨作风和独立发现问题及解决问题的能力。[7]

二、培养计划和教学大纲的修订

目前，对复合型强，涉及面广的环境微生物学实验进行重新设计，提升为探究性、综合性实验，并作为独立课程列入培养计划和教学大纲，有依据地规范操作，将成为专业应用实验教学层次水平提升的重要步骤。

为了适应执业资格体系下环境工程专业大学生创新人才培养模式，我们在环境工程专业本科生新的培养计划和教学大纲中增设了环境微生物学独立实验课程，在适量增加总学时数的情况下对内容进一步拓展，重新编制实验讲义，其涵盖微生物学实验教学体系既包括“环境中微生物样品的采集与分离、形态结构观察”等基础实验，又包括“细菌总数的测定、大肠菌群的检测、菌胶团的观察及活性鉴定”等环境微生物鉴定与评价技术，使环境微生物实验内容与理论教学内容相辅相成，结构更加完善、合理。

三、教学内容和方法的改革

（一）建设集“基础验证性实验、综合设计性实验及探究性实验”为一体的教学体系

针对传统微生物学实验内容安排彼此孤立，内容重复的缺点，我们将环境微生物学实验课建设为集“基础验证性实验、综合设计性实验及探究性实验”为一体的实验教学体系。如传统的环境微生物学实验一般开设若干个小实验：光学显微镜的操作及细菌个体形态的观察、微生物染色、培养基的制备和灭菌、细菌纯种分离培养和接种技术，这些小实验大都为内容连贯性不强的操作性实验。新的实验体系包括如“原核微生物和真核微生物类群个体形态观察”，重点培养学生最基本的操作技能；“活性污泥中微生物分离、纯化与培养”综合设计实验是在微生物学实验基础上设置的强化学生实验技能、提高学生自主创新与综合能力的实验；而“河水、生活污水中的生物检测与评价”探究性实验着重体现工科环境微生物学课重基础、重操作、重分析、重总结的主题思想。新的教学体系使学生从感性认识到理性认识，从单项技术到密集技术，从简单应用到复合应用，以至完成工程师初步训练的教育过程。

（二）建立开放性实验室，强化工程素质培养

为了充分调动学生的主观能动性，我们拟开展设计性实验并建立开放性实验室。将一些应用性、综合性和学生感兴趣的实验课题作为备选实验，供感兴趣的学生通过查阅相关资料、综合运用不同实验技术，设计实验方案，最后通过教师指导和小组讨论确定方案并加以实施。在这过程中，设计性实验的开展往往需要开放性实验室的支持，学生可以以小组为单位，在开放性实验室中根据实验方案进行实验，处理数据并分析实验结果，并撰写实验报告或科创论文。担任实验教学的老师在这一过程中只起到一个启发者、指导者和帮助者的身份，仅对学生的实验方法和实验条件提供必要的支持。

（三）合理运用多媒体教学手段，了解现代微生物学技术前沿

为使实验教学更加生动活泼，传达信息量更大、更新，应充分利用网络资源，收集大量微生物的相关图片和新闻报道、Flash和工程实例，并结合多媒体和投影仪等的应用，向学生展示实验的基本过程，使实验具有较强的直观性，加强学生对微生物的实验规程和操作技巧的理解。例如：器皿包扎、细菌纯种分离和接种技术等基本操作可通过网络视频播放学习，再结合教师在实验过程中的讲授和示范加以掌握，有利于学生在脑海里建立每一种实验操作的标准和规范；另外，在观察活性污泥中的菌胶团及微型原生动物和后生动物时，可以结合投影仪的使用；还可通过播放现代微生物学技术最新研究进展的视频，拓宽学生的知识面，也可弥补实验方法和设备陈旧的不足。

（四）建立科学的考评制度，注重考查学生的主动性、创新性和评判思维能力

我们将更注重考察学生的主动性、创新性和评判思维能力。报告内容不仅要求包括基本的理论知识，如实验的目的、实验原理、仪器材料、实验步骤和实验结果（数据和图表形式），还要包括对实验结果的分析讨论，如实验为什么出现这样的结果，过程中可能存在哪些问题，有没有改善实验的方法，对这些问题进行分析解释有助于加强学生对某些枯燥理论的理解及其在实际工程中应用的认识。再者，由于实验课由原来的课内实验修订为独立实验，将成绩由原来的10%纳入该课程的总成绩改为独立计分，实验教学考核体系需要进一步完善。新的考评制度还将增加以下三个方面：1.以实验理论知识和操作要点为内容进行实验预习问答和笔试；2.实验过程中与教师互动的积极性、实验操作的主动性以及与小组成员的合作性作为衡量实验课成绩评定的重要指标；3.鼓励学生到开放性实验室参与设计性实验，并将这部分作为一项考评指标纳入总成绩。

总之，“环境工程微生物学实验”课程的改革必须转变教学观念和教学目标，更新和拓宽教学内容，改革教学方法等，并将几种改革方式有机结合，才能在专业实验教学中收到良好的效果，培养出执业资格体系下工程实践能力强的技术人才。

[ 注 释 ]

[1] 匡颖，张焕祯.职业资格制度与环境工程本科教学改革探讨[J].教育与职业，2010（17）：107-109.

[2] 任屹罡，杨艳琴，张宏忠，等.就业导向型的环境工程本科课程体系改革[J].广西轻工业，2011（27）：122-123.

[3] 强虹，梁东丽，池勇志.农林院校环境工程专业实践教学的改革[J].中国林业教育，2013（31）：29-31.

[4] 蔡苏兰，梁丽莉，徐威.改革实验教学内容与方法提高环境微生物学实验课的魅力[J].中国科教创新导刊，2008（9）：47-47.

[5] 郑莉.环境微生物学开放性实验教学的探究与实践[J].中国现代教育装备，2009（3）：97-98.

[6] 马伟文，银玉容.环境工程专业实验教学学时制改革探索[J].广东化工，2010（9）：171-172.

[7] 姜华，那杰，谢明杰，等.环境微生物学实验课程改革的探索[J].实验室研究与探索，2010（5）：108-111.