“微生物学”课程教学改革探索

郑 菲 国 辉 何晓青

(北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083)

“微生物学”是高等林业院校的核心基础课程之一，与“森林防护”“生态修复”等课程存在密切关系，是学生基础课程与专业课程的主要衔接纽带，有助于学生生物知识体系的构建。2021年是“十四五”的开局之年，我国对林业发展提出了新的目标和要求，不仅要深化林业发展改革，还要注重森林生态修复、资源培育等。因此，为顺应国家林业发展的需求，作为高等林业院校的教师，不仅要积极地对“微生物学”课程教学内容进行有效调整，使其与林业发展的总目标相匹配，还应从教学模式上进行不断探索，以期实现良好的教学效果。

一、“微生物学”课程教学面临的问题

随着生物技术的发展，学科之间的融合逐渐体现在各个领域。对于“微生物学”课程来说，其教学内容与当前高新技术，如基因编辑、宏基因组学、合成生物学等高度关联，这对我国培养复合创新型人才具有重要意义[1-3]。然而，“微生物学”课程在深入开展课程教学的过程中仍然存在诸多现实问题。

(一)课程内容理论性强、概念抽象，学生理解难度大

“微生物学”课程内容较为微观，主要包含真菌、细菌、病毒等肉眼难见的一类生物，相比于“植物学”“动物学”等课程，其概念相对抽象，使授课难度大大增加。此外，“微生物学”课程教学内容具有较强的理论性，这也给教师的教学工作造成了很大压力，如果教学方法不当，就会使得课堂气氛压抑，使学生觉得“微生物学”课程知识点枯燥、乏味，从而失去学习兴趣。在此种情况下，如何有效地调动学生学习的积极性成为摆在教师面前急需解决的问题。

(二)课程教学方法缺乏创新

“微生物学”是一门理论性极强的综合性专业课程，在许多高等院校传统的授课方法中，常以教师讲授为主，学生则需要硬性的记忆、背诵相关知识点，使得学生对学习产生抵触情绪。一个成功的教学过程不应该仅仅只是简单、粗暴地向学生单向灌输知识，而是应该从实际出发，引导学生如何自主探究知识，对知识进行加工应用，激发学生的学习兴趣。因此，笔者认为创新“微生物学”课程教学方法势在必行。

(三)课程考核方式局限性大

“微生物学”课程考核成绩包括理论知识、实验、平时学生上课的出勤率3个部分构成。对理论知识的考核往往以期末闭卷考试的形式开展，成绩占40%；对实验部分，则以实验报告的书写质量作为考核的标准，占40%；平时学生上课的出勤率占20%。为了应对理论知识考试，学生大多都会在考试前突击复习，通过死记硬背的方式来完成考试。不利于培养学生学习的主动性和创造性。而实验教学在“微生物学”课程教学中也是相当重要的一部分内容，仅凭对实验报告的评估很难准确地反映学生的实验设计思维、实际操作能力、实验结果的分析能力等。因此，如何秉弃这种传统、单一、僵化的考核方式，也是目前“微生物学”课程教学改革工作中的一项重要内容。

二、“微生物学”课程教学改革的措施

在“双一流”建设的大环境下，各高等院校也需要强化学科建设，既要让学生掌握完善的基础理论知识，又要培养学生的科研思维、创新能力，这对高等林业院校“微生物学”课程教学提出了更高的要求。因此，为了顺应时代发展的需求，同时也为了实现学科发展和全面育人的目标，笔者在已有“微生物学”课程教学经验的基础上对课程教学进行了改革，以期获得更好的教学效果。

(一)凝练、拓展教学内容

“微生物学”课程教学内容繁杂，与“生物化学”“分子生物学”“细胞生物学”等多门课程交叉相连。对于不同专业的学生来说，需要从繁杂的知识点中梳理出与本专业相关的重点内容，这就需要教师在教学内容上更加注重倾向性。例如，对于森林保护专业的学生来说，教师在讲解“微生物学”课程中的微生物形态结构、生理代谢、遗传变异等内容时，可以结合植物抗逆、森林植被恢复等知识中涉及的微生物学知识进行详细阐述，而将与林业关系不够紧密的章节内容，如“感染与免疫”“微生物生物技术的应用”等，作适当的取舍；在讲解理论知识内容时，不应只局限于教材上的内容，还应与最新的相关科研动态紧密联系，这样不仅内容上与时俱进，还可以很好地吸引学生上课的注意力，达到良好的教学效果。

此外，“微生物学”是一门理论与实践紧密结合的课程，教师在教学中要注重培养学生的动手实践能力。教师要从当前的研究热点着手，通过设计综合性较强的实验，使学生更加系统地掌握微生物学技术，以激发学生参与科研的积极性。例如，从基于植物与微生物在不同环境下的互作关系作为着手点，首先对微生物培养条件展开初探，使学生掌握培养基的配制、微生物的分离、微生物的培养等技能；其次探究植物不同部位微生物与植物的互作关系，使学生学会微生物多样性(根际微生物、根内微生物及叶迹微生物等)的分析方法；最后挖掘微生物与植物的互作机制，使学生具备提取分离微生物代谢产物的能力。上述实验的设计，层层递进，逻辑性强，不仅使学生掌握了“微生物学”课程中的重要实验技术，而且也使学生初步建立起了科研思维，培养了学生的科研热情。

(二)采用灵活多样的教学方法

随着教学方法日渐多样化，教师的教学手段也逐渐丰富起来。例如，目前运用较多的翻转课堂教学方法深受教师和学生的喜爱，它使学生与教师的角色发生调换，充分发挥了学生在课上的积极主动性，学生与教师之间建立起更强的互动关系。此外，基于问题导向的教学方法、线上线下相结合的教学方法等也逐渐引起人们的关注[4-5]。这些新型教学方法相比于传统的填鸭式、讲授式的教学方法具有显著的优势，不仅可以有效地培养学生对学习的专注性，而且也有利于培养出高质量的专业人才。基于此，笔者认为可以分别在课上和课下对“微生物学”课程开展教学方法的改革，具体做法如下。

课上，采用翻转课堂教学方法，开展“微生物学”课程教学活动。例如，笔者在讲授“微生物多样性”这一章节内容时，首先将微生物分为细菌、真菌、病毒3个主题；其次将学生分为6组，每组约5～6人，每2个组承担一个主题开展课前预习：查找资料、小组讨论及总结、制作PPT；最后上课时，小组代表讲解各自的主题，并且进行组间的评比，学生汇报结束后，教师可根据学生的讲解内容进行点评和补充。在整个翻转课堂教学过程中，教师和学生的角色发生了互换，大大增强了学生在课堂上的参与度，避免了学生上课积极性不高的现象发生。同时，以小组的形式进行集体学习、组间评比，不仅可以使学生的团队协作能力、分析问题和解决问题的能力得到提升，还可以培养学生的竞争意识、进取意识。

课下，借助微课对零散的知识点和重要知识点进行补充和强化。许多高等院校都在积极探索使用微课这种教学形式，其既可引导教师建设以“学习者为中心”的课堂教学，又可促进学生养成积极主动学习的习惯。微课通常具有突出的主题和较强的针对性，一堂微课一般仅包含一个重点，短小精悍，非常适合学生自学，能更好地满足学生对学科知识点的个性化学习。例如，教师在讲授“微生物的生长繁殖”内容时，由于学习目标的抽象性和延时性，教师只能通过提前制作微课视频、记录微生物生长全过程，将抽象的知识具象化，将微生物漫长的生长过程浓缩至关键的时间点进行展现。学生通过观看相关的微课视频，对重点和难点知识进行反复学习，这样在“微生物学”课堂上学生就能轻松地将抽象的微生物生长繁殖现象转化为印象深刻的具体过程，不仅强化了学生对知识的理解，也使学生在知识之间建立起了逻辑关系。

(三)优化完善课程考核评价体系

好的考核评价办法对于实现课程教学目标、激励教师提升教学能力和水平、促进学生平衡发展起着重要的作用。因此，对“微生物学”课程的考核，笔者摒弃了一考定终身的考核方式，更加注重过程考核，具体做法如下。①将课前预习纳入考评中，占20%。通过让学生撰写预习报告、上课随机提问检查、小组汇报等方式，对学生的预习效果进行考核，以提高学生自主学习能力。②将学生课前预习后的学习全过程中的表现纳入考评中，占20%。教师通过对学生课堂表现、课下作业的完成情况进行综合考评，对学生的学习全过程进行追踪评价，以督促学生认真对待每一个学习环节，杜绝期末突击式学习现象的发生。③将小组合作学习情况纳入考评中，占10%。这部分成绩由小组成员给出，依据学生在合作学习中的学习态度、学习能力、合作能力等情况给出成绩。④期末考试成绩占50%。通过上述考核方法的改革，不仅可以有效地从课前、课上、课后3个角度全方位地考核学生的学习效果，还可以及时发现学生学习过程中遇到的困难、学习态度的松懈、知识点理解的不到位等问题。

三、“微生物学”课程教学改革的效果

(一)提高了学生的学习兴趣

笔者以北京林业大学森保专业2018级学生(改革前)和2019级学生(改革后)作为调研对象，对“微生物学”课程教学改革取得的效果进行了问卷调查，结果见图1～2。

由图1可以看出，在实施课程改革后，2019级森保专业的学生对于“微生物学”课程的学习兴趣有了明显提升，而对该课程不太感兴趣的学生比例也由改革前的21.1%下降至18.7%；从图2结果看，学生花在该课程上的时间也有了明显的增加。这说明，教学改革的措施在一定程度上赋予了课程更大的吸引力，学生更加愿意学习该课程。

图1 “微生物学”课程教学改革前后学生学习兴趣变化情况

图2 “微生物学”课程教学改革前后学生课后学习时长变化情况

(二)提升了学生的实践能力

学生对知识的转化、运用和创新，是开展教学改革的核心目标，也是学生实践能力和创新能力提升的重要体现。通过“微生物学”课程的改革，提高了学生对微生物基础知识的掌握程度，激发了学生对微生物前沿知识探索的热情。学生将相关理论知识成功地应用在大学生创业项目的申请和实施过程中，细致地分析具体流程和现状，积极查找问题，通过小组协作及导师指导解决实际问题，并且能根据指导教师的意见完成任务。在整个项目的实施过程中，教师始终坚持以学生为主、教师为辅的原则，鼓励学生独立完成项目的设计并实施，同时鼓励学生提出自己的新思想，不断完善创新项目内容，真正实现了学生综合实践能力的提升。

资助项目：北京林业大学2019年科研反哺人才培养研究生课程教学改革项目“研究生微生物学系列课程改革”，项目编号JXGG19007。