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微生物的课题研究精选(九篇)

微生物的课题研究

第1篇:微生物的课题研究范文

关键词:高中物理;微课;教学实践

随着通讯技术和信息时代的快速发展,和微博、博客、Tudou、Youku等一样,微课也被广泛地应用于教学环境中。在高中物理教学中,“微课”的核心是组建相关教学视频,同时它还包含与教学主题相关的素材、课件、教学设计与练习测试等。它们以一定的呈现方式与组织关系为我们创造了一个主题式、半结构化的“小环境”,从物理教学实践情况来看,它拥有良好的发展前景。

一、高中物理“微课”教学特点

在高中物理微课教学中,教学视频作为物理微课教学的核心,教学时间相对较短,它可以根据学生的基础知识与学习规律,设置微课时间。和40~45分钟的课堂教学相比,微课又被称为课例片段或者微课例。

从教学内容来看,内容相对较少,微课的问题聚集在突出问题主题,更适合老师要求;微课的教学目标是在展现物理教学重点、难点与疑点的同时,正确反映教学主题与教学环节,和传统高中物理教学相比,微课的内容更加简单,所以又称微课堂。

从资源容量来看,微课视频与相关设施总容量一般都在几十兆左右,视频格式支持rm.,flv.,mv.等多媒体格式。在教学实践中,师生能流畅地观摩课例,查阅课件与教案等相关资源;同时它还可以方便灵活地保存到手机、笔记本电脑、MP4等终端设备上,从而实现泛在学习与移动学习,对物理老师评课、观摩、研究、反思提供了一定的基础空间。

在高中物理微课资源结构中,资源使用更加便利,物理微课的教学内容是指向明确、主题突出和相对完整。它以教学片段为主线,以学案、教案、课堂多媒体素材、课件、教学反思、学生意见以及专家点评为教学资源,从而形成类型多样、主题鲜明、结构紧凑的单元性资源主题包,为师生创造一个更加真实有用的微教学环境。这样也就让物理微课具有广大教学视频案例的特征。师生通过具体的、真实的、典型的教学情境,不断迁移、模仿、提高隐形知识、默会知识等高新思维方式学习,进一步提高老师教学水平,在帮助老师专业增长的同时,进一步提高学生学习质量,为高考和往后物理学习打下良好的基础。

二、提高高中物理教学微课实践教学的措施

1.增强内容规划,搭建良好的物理学习平台

在高中物理微课教学中,为了保障教学成果,必须做好物理微课整体规划工作,在确立方案的同时,形成良好的建设体系和规范,从而避免物理教学无序开发和重复利用。物理教学内容规划根据新课程具体要求,正确使用教材,在组织一线科研人员和教研人员确立各个知识体系的同时,征求相关老师以及学生代表意见,支持学校与老师进行有选择性的开发研究,从而不断提高物理教学质量。

同时,物理微课堂作为一门区域性很强的学习领域,在微课资源共享、建设与应用的过程中,我们必须不断丰富微课教学内容。在日常物理教学中,我们要尽量满足微课要求,在管理、建设的基础上,将物理教学充分应用到微课研究和应用中去,进而形成集应用、管理、建设、研究为一体的微课学习服务环境。

2.注重物理教学微课的开发与交流应用

根据微课的教学理念,从微处入手,重视引导工作的要求,在高中物理微课教学中,我们应该以学生基础知识与掌握能力、学习能力为导向,注重微课开发。由于物理微课开发是一门系统复杂的工作,建设模式通常面向老师本人以及项目开发单位结构,所以在区域性资源建设中,必须努力做好技术培训、宣传活动、课例拍摄、选题设计、在线报送、审核反馈、评价、后续加工等细节环节,从而进一步保障教学质量和应用效益。

在微课交流应用中,我们应该结合物理教学实验、教学内容,将理论知识融入微课,通过专家评价、综合展播以及交流共享等方式,向广大学生、老师展示、推荐优秀获奖物理微课作品。通过定期进行老师微课库学习、观摩、评课、研讨、反思等活动,进一步推动高中物理区域网和本研究区的教学实践模式,从而进一步提高教学质量,保障学生学习成果。

另外,高中物理作为一项实验性的学科,它要求更加方便人员观察与控制,进而得到正确的研究结果。因此,在物理微课教学中,我们除了保障学生学习成长,让学生为高考做准备的同时,还应该培养学生独立思考的习惯和探究意识,在不断提高学生学习积极性、主动性的同时,进一步提高学生的学习成绩。

提高高中物理教学效率,创造更加和谐、高效的课堂作为当今物理课堂教学的目标,对提高学生学习成绩具有直接影响。因此,在微课教学中,我们必须不断总结教学实践与经验,在探索中不断提高学生的综合素质。

参考文献:

[1]谭德宝.高中物理教学事件设计研究[D].河北师范大学,2009.

[2]王明玉.高中物理有效课堂教学的几点探索[J].考试周刊,2012(80):149.

第2篇:微生物的课题研究范文

关键词:环境微生物学;研究型教学;环境科学专业

《环境微生物学》课程作为环境科学专业的基础课程,在学科专业建设中具有举足轻重的地位[1]。《环境微生物学》的教学内容以微生物的应用为核心,它将环境理论知识与应用技术密切联系起来,在环境科学专业的课程建设起到了重要的承接作用。该课程的主要特点是兼具理论与应用性;微生物与环境作用的复杂性;与环境工程应用的密切性。正是由于这种理论复杂性与应用性共存的特点,使《环境微生物学》课程在教学过程中理应更具有培养学生创新性思维与实践能力的潜力。环境科学专业的课程建设中较少开设生物类课程,由于课程上述方面的特点使环境科学专业的学生在学习过程中普遍具有排挤性,特别是当教学方式仍然以传统单向传授式教学为主的情况,学生普遍表现出对该课程的兴趣不强,因此迫切要求新的教学方法来激发学生学习的动力。

目前,研究型教学模式越来越被接受为一种有效的、全新的教学模式,这主要是由于研究型教学将科研思维引入到教学中,摒弃了传统的单向传授的模式,以学生为教学主体,教师不再单纯地讲授书本内容而是主动参与学生的研究实验中[2,3]。研究型教学以培养学生的创新能力与实践能力为目标,强调学生的主动性、自学能力与组织能力,注重发挥学生的个人潜力,使学生能够积极主动地进行以解决科学问题为目的研究与学习活动。

一、《环境微生物学》课程教学改革的研究现状

《环境微生物学》在许多专业中均作为专业基础课程,主要是考虑到它对整个专业课程体系的支撑与衔接作用,但是由于它本身所具有的学科交叉性,使得在专业课程体系建设过程中并没有把它放在教学的重要地位[1],教师在教学过程中对该课程的重要性认识不足,学生相应地就没有对其学习的兴趣,这一现象在环境科学专业的教学中尤为明显。在教学过程中教师只围绕专业的大背景进行教学启发,例如主要围绕污染处理、环境评估等领域的内容进行教学,而少有涉及污染处理的微生物作用机理,以及环境评估中生物主体特别是微生物在环境中的作用等。学生长期受这种导向的影响,几乎没有对环境的污染实质以及微生物主体对环境作用力进行过深入的理解,更没有进行相应的研究性的创新与实践活动。

当然,为了适应教学改革的需求,许多教学工作者也对《环境微生物学》课程进行了一定程度的教学改革探索,如从教学内容、教学方法与手段、实验教学以及考核方式等方面,提出了讨论式、互动式、启发式等教学方法[4-6],但这些措施均没有真正脱离传统的“传教式”教学,这离学生创新能力与实践能力的培养目标相差较大。《环境微生物学》课程本身具有很强的实验性,教学过程理应以实验的探索为主,为解决实际问题而进行教学设计。但是目前的教学对实验研究重视不足,表现在课堂教学上以概念、理论、工艺的介绍为主,很少有对实际案例的分析,更没有以培养学生实践能力与创新能力为主的研究实验设计,即使在课程实验课上,也都是以传统的验证性的基础实验为主,这大大降低了《环境微生物学》课程在专业建设中的作用,也极大地削弱了该课程对学生创新思维培养的作用。

二、《环境微生物学》课程引入研究型教学模式的必要性

《环境微生物学》课程的应用性内在特征需要进行研究型教学,以适应课程教学的最终目标,即使学生学会应用微生物手段进行环境污染的控制。课程内容主要包括两大部分:第一部分主要讲述微生物学的基础理论知识,第二部分主要讲述微生物在环境工程中的应用。第一部分是第二部分的基础,它涉及到微生物的培养、繁殖、接种体的制备等具体的实验过程,由于环境科学专业的学生对生物学了解较少,且微生物需要借助于显微手段才能进行感知,学生在学习过程中感觉难度较大。但是学生只有对这些微生物的基础知识有了深入的理解,并掌握了相关的微生物操作技能,才能在第二部分微生物的应用中进行相应的工程设计与应用,以实现对环境污染的控制。因此教学过程中应以实验教学为主,特别是应进行一些带有研究性质的探索性实验,这正是研究型教学所要体现的形式。

创新型人才的培养是当代大学教育人才培养的目标,专业创新人才的培养也要求教学改革应该向研究型教学模式进行转变,以适应这一目标的要求。在环境科学专业的诸多课程中《环境微生物学》具有明显的交叉学科性质,而创新性的知识容易产生于交叉的学科,它同时又兼具理论性与应用性的特点,使其在创新性研究中具有明显的优势。因此,要充分利用该课程的这一学科优势,在教学过程中不断激发学生对这一新学科的兴趣,引入研究型教学的理念,引导学生进行以科研实验为主体的研究与学习活动,将科研与教学融为一体,不断培养学生的创新意识与实践能力。

三、研究型教学模式的探索

(一)课程教学与教师科研结合

高校教师普遍教学与科研“双肩挑”,是联系教学与科研的重要纽带。研究型教学的目标是培养创新型的人才,以培养学生的创新能力与实践能力为目的。研究型教学与教师科研相结合,使得教师科研成为创新人才培养的天然平台,这主要体现在两个方面:一方面教师科研始终跟踪学科前沿信息,始终保持创新性思维,给教学带来了新的思维模式,特别是将探索性的实验研究带给了学生;另一方面学生可以直接参与教师的科研,学生在参与教师科研项目的过程中,不仅减轻了教师的负担,而且也在科研过程中受到了训练,不仅学习到了严谨的科研思维,而且也熟悉了科学研究的基础技能,极大地增强了自身的科研素质与专业技能,为以后科研与就业打下了坚实的基础。

(二)课程教学与大学生创新性实验项目结合

各级大学生创新性实验项目是高等教育“质量工程”的重要内容之一,项目的主要目的是培养大学生的创新能力与实践能力,注重创新性实验项目的实验过程,强调实施过程中创新思维的培养,重点培养学生的学习主动性、探索能力、协作能力以及实践能力,这与研究型教学培养的目标是非常一致的。因此,将研究型教学与大学生创新性实验项目结合,将《环境微生物学》课程研究型学习与项目的实施内容融合起来,不仅有利于项目的顺利实施,也有利于教学质量的提高。

(三)课程教学与生产实际结合

产学结合模式是高校教学改革的重要措施之一,《环境微生物学》课程的应用性特点决定了教学必然要建立与生产的密切联系。利用微生物处理环境污染物的生产,如利用活性污泥法处理生活污水、利用微生物处理生活垃圾等,均利用了天然或人工分离的菌种对污染物进行处理变成低毒或无毒的产品。课程在应用部分的主要内容是与这些生产过程一致的,并且在教学过程中也开展了一些小型的污染物处理的生产,使研究型教学与实际生产相符合,有利于激发学生学习的兴趣。在研究型教学实验设计过程中,最好以项目的形式开展实验,先期的菌种筛选、组合匹配等工作可以在实验室内完成,然后利用教学用的小型处理车间进行小试,如果顺利可以将其应用于工厂进行中试。这一系列过程须以学生为主体,在指导教师的指导下,由学生自己以课题小组的形式来完成。

(四)课程教学与学科专业平台建设结合

学科专业平台建设是高校教学软硬件建设的重要组成部分,学科专业建设的程度直接关系到专业教学起点的高低,也关系到教学质量的水平。但是大多数学科专业平台建设在实施过程中往往只注重专业整体的考虑,却没有照顾到具体课程对教学软硬件的需求,这主要是由于课程教学的教师缺乏与学科专业建设管理者的沟通,而且在传统的单向传授式的教学模式下,课程教师根本就没必要关心课程以外专业平台的建设,这使得学科专业平台对课程教学的直接效果不大。事实上,课程教学是教学质量的直接体现方式,教学质量的高低、教学手段实施的效果如何不仅与教师个人的教学水平相关,而且也极大地受到教学条件的影响,这就需要学科专业平台建设在实施过程中重视教学条件的改善,而这些教学条件正是课程教学中直接使用的。因此,课程教学应积极与学科专业平台建设结合,以获取课程教学所需要的直接条件。

(五)课程教学与社团科技活动结合

为适应“两型社会”的需求,高校教育也开始加强对学生的环境保护教育,特别是高校社团科技活动对环保的宣传力度在加大,但是社团活动却很少有专业教师参与,使环保宣传仅仅局限于一种科普活动,而对于专业的环境科学专业的学生来讲这是远远不够的,只有“知其然”,且“知其所以然”,探索环境污染的机理、提出治理的方法,才是专业大学生人才培养的目的,也就能培养出创新型的人才。而社团科技活动与课程教学相结合,目的性就很强,可以针对区域环境中存在的问题,利用课程教学的知识与技能进行实训,既丰富了高校社团活动,又提高了课程教学质量,对于学生个体来讲使课程知识直接走向了社会应用,有利于整体提高环境科学专业大学生的科研素质与实践能力。

四、结语

《环境微生物学》课程在环境科学专业中占有重要的地位,它是生物与环境之间的一门交叉学科,具有明显的应用性特点,这决定了课程教学不能单纯地依靠传授式教学。研究型教学是将科研理念引入到教学中,以学生为主体,以实验课题研究的形式进行教学,着重培养学生的创新能力与实践能力,这正好适应了《环境微生物学》的课程特点。这一课程采用研究型教学,不仅适应了创新人才培养的大学教学目标,而且也使学生能将课程知识学以致用,为以后考研或就业打下了坚实的基础。

参考文献:

[1]刘玉香.环境微生物学教学改革的探索与实践[J].太原理工大学学报(社会科学版),2006,(24):107-109.

[2]高文庚,李平兰.研究型教学模式在食品微生物学教学中的应用与实践[J].微生物学通报,2012,39(1):111-116.

[3]陆凤玲.高等数学研究型教学与学生创新能力的培养[J].高等函授学报(自然科学版),2012,25(1):43-45.

[4]梁国斌,蒋莉,刘维平.《环境微生物学》课程教学方法改革初探[J].江苏技术师范学院学报(自然科学版),2009,15(3):72-75.

[5]童英林,袁永平,陶雪琴.《环境微生物学》课程教学改革的思考[J].中国科技信息,2011,(15):176-177.

[6]邹小明,周群燕,肖春玲.环境微生物学教学过程中学生创新能力的培养—以井冈山大学为例[J].河北农业科学,2011,15(4):109-110.

第3篇:微生物的课题研究范文

关键词:微课;探究式教学;生物信息学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0127-02

随着网络技术、信息技术和移动终端的快速发展,我们已进入“微信”、“微博”、“微电影”和“微课”的“微时代”。“微课”是指在5~10分钟的时间内,以视频为主要载体,记录教师在教学过程中围绕某个知识点而开展的可视化、数字化的教学活动。由于微课可以通过智能手机、平板电脑等多种移动终端来制作、展现和学习交流,它已经被越来越多的学生和教师接受。探究式教学是适应高等教育改革和发展的必然趋势,如何在教学中更好地实施探究式教学,是目前生物信息学探究式教学模式在实践环节面临的重要问题。本文就如何在生物信息学探究性教学实践中应用“微课”教学手段提高探究性教学效果进行了探讨。

一、探究性教学是生物信息学教学的发展方向

探究式教学模式是指学生在教师的指导下,根据自身先前认知结构中的相关经验,通过体验、发现、探索、协作等方式主动获取知识、解决问题的一种教学模式。区别于以教师为中心、以知识掌握为本、以知识结构为驱动的传统教学,探究性教学以学生为中心,以能力发展为本,以问题或任务为驱动开展教学活动。

1.探究性教学是生物信息学教学改革的必然趋势。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》指出,要“遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面”。同时,《国家中长期生物技术人才发展规划(2010―2020年)》指出,我国生物技术的开发应用总体水平与世界先进水平还有较大差距,在支撑我国生物产业发展的过程中缺乏高层次创新型人才和优秀创业型人才,需要增加人才资源开发投入,完善人才发展体制。综合上述两个纲要可以看出,未来迫切需要具有创新能力和素质的生物专业人才,而创新人才培养的关键在教育。所以,以“自主、探究、合作”为主要特点的探究式教学,符合国家教育教学改革和生物人才的发展规划,是生物信息学教学改革的必然趋势。

2.探究性教学模式适于生物信息学交叉学科的教学。生物信息学是由生物学与数学、计算机科学等学科交叉形成的前沿学科,主要通过研发并应用计算机技术及数学与统计方法,对生物数据进行管理、整合、分析、建模,从而解决重要的生物学问题,阐明新的生物学规律,获得传统生物学手段无法获得的创新发现。生物信息学人才培养的主要目标是具有创新能力和素质的生物信息学专业人才,这就要求在生物信息学实践中,当提出某一生物学问题时,可以借鉴和利用不同学科的思路和方法去探究。只要有利于揭示生物学规律的结果都可以保留,而不必拘泥于不同探究结果的同一性。这与探究性教学中以培养学生的能力发展为目标是一致的。

二、生物信息学探究性教学中存在的主要问题

目前生物信息学探究性教学应用于教学实践的时间不长,虽然取得了一定的成果,但在实践环节还存在以下主要问题。

1.学生的基础知识不扎实,导致探究性教学效果不好。生物信息学是生物、数学与计算机等学科形成的交叉学科,在进行探究性的教学过程中,涉及到数学与计算机方面的知识和技术比较多,而生物背景的学生在这方面的知识比较欠缺或者不强,所以在探究性问题的自主探究时,表现出参与的兴趣不高、设计的方案较为单一、小组协作的效率较低等实际问题,从而导致探究性教学效果不好。

2.学生的动手实践和创新能力不强,导致探究性教学没有落到实处。在按照自主设计的探究方案进行上机实践时,大部分学生的自主设计方案不能在上机时间内完成。除过设计较为复杂的情况外,大部分原因是由于学生自身对计算机的linux操作系统、perl编程语言以及相关的操作技术不熟造成的,有些细节在他们的自主设计中没有考虑到,所以总会碰到很多超乎其想象的问题。本来这些问题在课外时间学生可以继续解决,但由于学生的学习科目很多,上机没有完成的内容很少有学生在课外继续探究,导致探究性的上机实践活动没有落到实处。

3.教师的授课时间和水平限制,导致探究性教学的教师导向作用不明显。教师能否提出启发性的,适于进行探究性的问题是探究性教学能否取得成功的关键所在。但是由于课时和教学内容的限制,很多提出的问题还是以教师为中心,学生沿着教师的思路向统一的结果或者答案靠拢,学生并没有根据自身的知识结构从多种途径进行探索。

三、微课为生物信息学探究性教学的有效实施提供了新的思路和方法

微课是指以视频为主要载体,记录教师围绕某个知识点或教学环节开展的简短、完整的教学活动。其核心组成内容包括微教学视频以及与该教学主题相关的微教案、微课件、微练习、微反思、微点评、微反馈等辅教学资源。

微课的特点有三点:首先微课短小精悍,通过多媒体和网络技术进行教学内容传播,有利于学生利用碎片化时间进行学习;其次,微课的教学容量小,主题突出,内容独立精练,有利于学生查缺补漏,各取所需,能够实现教与学的个性化选择。最后,微课的时间一般很短,通常限制在5~10分钟之间。

为在短时间内达到良好的学习效果,微课常采用问题式的、案例化的教学方法,微课有助于激发学习者的学习兴趣,启迪学习者进行思考,这与探究式教学模式所主张的体验式学习、自主学习的思想是一致的。所以在探究性教学中可以使用微课。另外,微课有很大的灵活性,可以针对生物信息学探究性教学中的某一具体问题进行微课授课,微课为生物信息学探究性教学的有效实施提供了新的思路和方法。

四、微课在生物信息学探究性教学实践中的应用

按照生物信息学探究性教学的主要环节,微课可以分为课前预习类、课堂教学类、课后复习和拓展类。下面结合案例谈谈微课在生物信息学探究性教学实践中的应用。

1.微课在课前预习中的应用。生物信息学探究性教学授课内容大多涉及一些数理统计和计算机知识,然而对于生物背景的大学生在这方面基础较弱。所以,教师可以根据学生学习新知识所需的数理知识设计制作具有针对性的微课,让学生在预习新课时根据自己的实际情况选择性地观看微课,为后续新课的探究性学习打好基础。例如在讲到序列对数据库的检索(Blast)一节内容时,可以将Blast一节授课内容中用到的正态分布、极值分布、统计学p值的显著性检验等知识做成微课,供学生在课前预习。

2.微课在课堂教学中的应用。在生物信息学探究性教学的课堂教学实践中,教师应该积极去引导和促进学生进行探究,过多使用微课的形式可能会让学生失去探究的动力,形成对微课的依赖,所以在利用微课进行教学时,教学内容应该有所选择,应该主要针对教学中的重点和难点内容制作微课,并上传到相应的课程学习网站上,以便学生在课堂学习外,还可以利用课外时间进行观看和探究。例如在讲到“序列对数据库的检索(Blast)”一节内容时,在课堂教学中可以利用微课探究不同核酸或者蛋白打分矩阵的选择对blast结果的影响,或者探究不同的E值对blast结果的影响。

3.微课在课后拓展中的应用。由于学生自身的知识结构和理解能力的差异,他们对同一知识和操作的理解和掌握程度会有所不同,而课堂教学不可能针对每一个学生进行探究式教学,因此,教师可以根据课堂教学的实施状况和学生的实际能力,将具有拓展性的学习辅助材料(教学视频、辅文档等)设计制作成微课程,以满足学有余力的学生利用课外时间继续进行探究性学习。例如“序列对数据库的检索(Blast)”一节课的教学结束后,可以在课后拓展内容中利用微课引入近年发生的“中东呼吸综合征(MERS)”,然后引导学生利用blast工具探究引起“中东呼吸综合征”的冠状病毒(MERS-CoV)序列特征,并分析其进化趋势。

五、结语

在生物信息学探究性教学实践过程中运用微课,有助于学生自主学习和创新能力的培养,不仅提高了探究性教学在课堂中的教学效果,而且可以使学生的探究性学习延伸到课外。微课作为一种新型的教学技术,随着其在生物信息学探究性教学实践中的广泛应用,必将促进生物信息学教学的改革和学生创新能力的发展。

参考文献:

[1]胡铁生,黄明燕,李民.我国微课发展的三个阶段极其启示[J].远程教育杂志,2013,(4):36-42.

[2]徐丹丹,偶志红,毕小平.在药学类专业教学中开展微课教学的尝试[J].药学教育,2014,30(2):27-29.

[3]张林,柴惠,赵虹.生物信息学教学模式探讨[J].新课程研究(中旬刊),2010,(06).

[4]谈松华.战略机遇期中国高等教育改革走向[J].国家教育行政学院学报,2010,(02).

[5]胡娜,常军,徐玲.生物信息学教学改革与探索[J].安徽农业科学,2010,(03).

[6]夏锦文,程晓樵.研究性教学的理论内涵与实践要求[J].中国大学教学,2009,(12).

[7]虢毅,胡德华,邓昊.生物信息学课程“开放式、研究性”教学模式的探讨[J].生物信息学,2009,(03).

[8]吴晓茜.利用微课促进信息技术教学的有效途径[J].课程教学研究,2013,(07).

第4篇:微生物的课题研究范文

关键词:微生物学;分级式教学;创新;互动式;考核

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0056-03

微生物学是生物学的分支学科之一,涉及细胞生物学、分子遗传学、真菌分类学、病毒学、环境微生物学及环境生态学、土壤学等多种学科领域。作为生命科学和生物技术的重要组成部分,微生物学发展越来越迅速,是生物学领域的一门比较前沿的学科。微生物学传统教学模式的弊端:①传统的教育理念比较重理论轻实践、重知识轻能力。②传统教学中“教师主体”的师生观和“传承性教学”的教学观,使学生对学习不感兴趣,其主动性得不到充分的挖掘和发挥。③在考核办法方面,不能体现学生的实践操作能力和创新素质,仅以试卷、实验报告的优劣决定学生的最终成绩。这些现象不利于对大学生综合素质的培养。因此在创新素质教育下探讨微生物学课程体系教学改革与实践是十分必要的。

一、在创新素质教育下探讨微生物学课程体系教学改革与实践研究背景

国内外高校十分重视高素质创新生物学人才培养模式的研究,如课程体系、师资队伍建设、实验内容设计与创新、互动式教学方法的改革等等。这些教学研究成果在一定程度上推动了人才培养质量的提升,然而,由于地域、层次、政策等因素,各高校的人才培养模式各具特色、实践效能亦各有千秋,外加高等学校制定的教学计划比较死板,学生自由选择权较少,不能有效调动学生的学习积极性。因此为加快培养高素质创新人才,必须深化人才培养模式改革。在创新素质下探究微生物教学体系改革是以培养学生的创新精神和主动性为目的的,立足教学,从实际问题和背景出发,将问题情境“提出问题、分析问题、解决问题”贯穿整个教学过程,通过学生自身主动的探究来培养学生创新思维和科研素养。

二、微生物学课程体系采用分级式教学方式

改变传统教学中“教师主体”的师生观和“传承性教学”的教学观,采用分级式教学方式,提升课堂教学和创新人才培养的实效性,对培养的学生创新素质有一定的益处。

1.一级内容为微生物学科基本知识和基础理论,以“什么是微生物,微生物吃什么,怎样吃,怎样给微生物做饭,微生物应用价值”为主线讲解微生物基础知识,使同学们思路清晰。

2.二级内容为微生物学实验技术,包括验证性实验教学模块,综合性实验教学模块,设计性实验教学模块。

验证性实验教学模块——形态观察。在该模块中,主要是观察微生物的形态,让学生通过实验总结细菌、霉菌、酵母菌等在个体形态、繁殖方式等方面的区别,让同学们掌握微生物革兰氏染色技术、制片技术、微生物大小的显微镜观察测量技术等。让同学们总结实验成功的关键和找出出现假阳性、假阴性的原因,并绘图表示各个微生物的形态。综合性实验教学模块——培养、分离微生物并分析。在这个模块中,以学习培养、分离微生物并分析为主要内容,由每个单独设立的实验组成一个综合性实验,不仅掌握单个实验技能,而且也锻炼了同学们的数据统一分析与整理的能力。根据综合性实验内容的要求,我们设立了多管发酵法测定水中大肠菌群、平板菌落计数法分离纯化土壤微生物、细菌的分解物质能力与生理生化鉴定等。设计性实验教学模块——由学生自行设计实验方案,并独立完成实验。班里的同学可以根据自己的兴趣和专长,查阅相关文献,可以采用不同的方法,自由分组,自由设定实验方案来达到预期的实验目标,完成实验并分析、进一步再处理实验结果,交流实验结果和体会。同学们可以在实验中充分发挥创新性想法去设计实验,这些实验由于贴近生活,进而引起了学生的普遍兴趣,为进一步培养学生的实验能力奠定了良好的基础。

3.三级内容为微生物学科相关的拓展性知识,通常以学术讲座的方式介绍本学科相关领域内的研究前沿、发展进展趋势和创新性等;这样可以拓宽学生的知识面,引深科研思路,培养同学们独立完成科研的能力。同时让学生开展课程论文形式来总结国内外前沿知识体系,提高学生的学习兴趣及主观能动性。

三、创建互动式的微生物学课程教学模式

在整个教学过程中,创建互动式的教学模式:

1.授课与自学相结合。倡导启发式教学,包括让学生带着问题自学、按照提纲思路引导性自学、自己归纳自学等几种方式,融知识传授和能力为一体。教学中发挥教师主导、学生主体作用,激发学生主体意识和学习兴趣,调动主观能动性,使学生的学习过程成为愉快、主动、积极获取知识的过程。

2.理论与实验相结合。理论与实验结合教学,不仅可以使学生将理论知识应用于实践,而且通过实践,可以培养学生发现问题、解决问题和创新思维的能力。在实验教学过程中,力求让实验内容更加系统完整和先进,通过实验培养学生的独立操作能力、创新能力与综合分析能力,鼓励学生多参加老师的科研课题并且自行查阅文献设计实验方案。

3.讲解与讨论相结合。讨论既有利于促进学生对理论知识的综合应用和消化,又对培养学生协作精神、表达能力、综合分析能力和良好的心理品质有益,使学习的过程从被动接受变为自觉研究。推演方法是教师提供讨论的问题学生围绕问题,查阅文献分析并提出结论讨论教师总结讲评。

4.传统教学与多媒体教学相结合。多媒体教学可有效增加教学的信息量,使教学过程具有趣味性、直观性、生动性。教学中恰当运用传统教学手段与电教教材、网络技术,对提高教学效果会起到事半功倍的作用。

四、改革微生物学课程考核方式,注重学生实验技能与创新素质的培养

微生物学课程考核,是作为一种评价微生物课程教育过程的主要手段,可以检验学生是否掌握了一定的实验技能和锻炼了科研思维的能力等。我校生物科学基地班微生物学理论40学时,实验课单独设课32学时,生物技术64学时,理论40学时,实验24学时。针对不同班级采用了不同的考核方式。微生物学实验课的考核成绩由验证性实验模块和综合性实验模块的实验成绩(占70%)和设计性实验成绩(占30%)组成。自从采用了这种考核方式以后,学生都比较重视实验课的学习,这对培养学生的科研创新能力和严谨的治学态度大有益处。学生在设计性实验模块中收获较大,成绩评定包括文献调研、方案选择、实验操作、论文撰写和实验结果汇报等方面,使得学生有意识地培养团结协作意识、思维能力、科研严谨态度、语言表达能力等。理论课的考试是检查学生掌握本学科知识的重要手段。我们认为闭卷考试+撰写论文+实验设计+实验操作综合性的考试这种综合性考试方法最好。

五、微生物学课程体系教学改革与实践的效果

1.改变了传统的以知识为中心、以教师为中心的被动式教学,使高校教学活动真正成为能够启发学生心智、培养创新精神和实践能力的高效行为。建立了一个系统性强、框架清晰、与国际接轨的微生物学知识体系,提出创新素质教育下微生物学教学模式改革的策略。

2.促使教师教育教学能力的提升,打造了教学、科研双优的师资队伍。

3.微生物学模块式实验教学体系的建立,使学生掌握了微生物研究的实验方法和技术,训练了自己动手操作的能力,调动了学生学习的积极性和主动性。有助于使学生成为在创新素质、研发思维、人格品质等方面均优的具有国际竞争力的高层次人才。

以上是我们在微生物课程教学过程中总结的一些体会和做法。通过对微生物学课程体系、教学内容、教育教学模式等方面的深入研究,我们建立了适应学科发展趋势的微生物学分级式教学课程体系,在基础理论教学过程中强调对基础知识的理解和创新素质的培养;在“模块实验”教学中强调实验的综合性和探索性,培养学生提出、分析、解决和评价问题的能力,达到授课内容的国际化、教学理念的前瞻化,利于学生以后的发展和进行有效的学术交流。根据理工类学生的特点,通过理工结合求同存异进行教学设计,综合运用多种教学方式和考核方式,在教学中调动本科生的学习积极性,提升本科生的科研素质,培养了创新性能力。

参考文献:

[1]葛菁萍.普通高校微生物学双语教学初探[J].微生物学通报:2010,37(10):1537-1540.

[2]徐启江,李玉花.分子生物学分级式课程体系的构建[J].黑龙江高教研究,2008,(5):158-161.

[3]黄夏.高职食品微生物实验教学改革初探[J].广西轻工业,2011,(8):171-172.

[4]姜立春,李俊刚,阎秋洁,等.微生物学实验创新教学改革与实践初探[J].实验科学与技术,2011,9(6):64-66.

[5]易力,,陈万光,等.推进微生物学实验教学改革培养学生的综合能力[J].实验室科学,2010,13(1):10-12.

基金项目:东北林业大学教育研究课题项目(DGY2011-15),东北林业大学学位与研究生教育教学改革研究项目(J1101411),黑龙江省教育厅项目(JGXM-HLJ-2010010)

第5篇:微生物的课题研究范文

【关键词】微机室 微课 教学方式

随着“互联网+”理念、信息技术发展对教育的不断影响,作为教师,面临着如何变革课堂教学的思考:怎样改变传统物理教学模式,进一步提升物理教学效率?怎样让学生由“恐惧”物理转化为“爱”物理?

一、研究背景

从事教育工作以来,各类“高效”课堂教学模式层出不穷,细观其变,也有共性存在,都是从“要我学”变为“我要学”,充分调动、发挥学生的学习主体地位。随着信息技术的飞跃,网络技术的不断提升,可汗学院、微课、MOOC以及“翻转课堂”理念,深深的吸引了我们。2010年,广东佛山教育局首次给出“微课”概念并开展了一系列“微课”建设实践与应用研究。以胡铁生为代表的学者提出了以5~8 min的微视频为核心,整合微教案、微课件、微练习、微反思、微点评配套资源的“非常5 + 1”微课框架。形成在传统授课的基础上继承和发展起来的一种新型教学形式。而“翻转课堂”作为一种能够展现学生核心素养,提高教学效率的教学模式,也已经成为国内外学者、教育工作者研究和实践的热点问题。

二、利用微课在微机室转变物理教学模式设计

要转变传统的教师一言堂课堂物理教学模式,进行“翻转课堂”教学,必须理清其具体操作步骤,把握课堂特征。综合现有的大部分“翻转课堂”模式,主要是以发挥学生的学习主体地位,变知识的被动接受者为知识的发现者、归纳者,让学生主动参与学习过程,而教师在其中的作用更多的变为学习过程的指导者与促进者。借鉴前人宝贵经验,我们确定了教学流程设计。

1.教师课前将相关知识内容分解制成包含有基础知识讲解、应用实践、知识归纳(部分包含知识测试)的时长为5~8分钟以微视频为主的微课。

2.学生按照教师安排教学计划,课前学生主要通过课本、辅导资料进行预习。

3.上课初期学生通过自主观看微课,利用微课进行自主学习研讨,学习相关知识(因为我们是寄宿制学校,因此设计时我将学生需要利用终端所进行的课前微课学习过程移至课堂)。

4.通过观看微课,小组进行知识讨论归纳,个体开展知识应用强化练习,教师或在旁边观察学生操作情况或与学生交流讨论,进行适宜的个别辅导,或分析学生应用知识解决问题的情况后,进行集体疑难解惑。

5.学生在学习过程出现问题可重复3、4步骤进行,直至掌握所要学习知识点。

6.课后学生完成作业进行知识巩固,教师对学生掌握情况进行分析、点评。

三、在微机室利用微课进行物理教学实践

有了具体的思路,我们随即进行了教学尝试,通过精心准备,在八年级班开展了以北师大版八年级《物理》第六章第三节《生活中的透镜》为内容的教学实践教学实践。

(一)课前准备

1.利用动态凸透镜成像规律课件制作凸透镜成像应用微课,内容包括照相机原理、幻灯机原理和放大镜原理(包括光路动态变化轨迹);

2.制作显微镜、望远镜学习微课;

3.通过问卷星在线考试系统组建三套检测题库。一是凸透镜成像规律应用知识检测题库。二是显微镜、望远镜知识检测题库。三是综合知识题库;

4.教师通过微机室广播软件向学生机下发学习微课综合知识检测。

(二)上课过程

1.师生回顾凸透镜成像规律知识;

2.学生自主学习凸透镜成像应用微课,并通过学习与同组同学进行讨论交流,进一步掌握凸透镜成像规律及其应用;没有掌握的同学反复观看、交流直至掌握;

3.学生在线完成凸透镜成像规律应用知识检测题(题库题目为20道,每个学生答题8道,由系统随机由题库选题)对失分部分重新进行学习讨论,教师进行巡回指导;

4.学生自主学习显微镜、望远镜学习微课,并通过学习与同组同学进行讨论交流,进一步掌握凸透镜成像规律及其应用;

5.学生在线完成显微镜、望远镜知识检测题(题库题目为8道,每个学生答题3道),学生对失分部分重新进行学习讨论,教师进行巡回指导;

6.师生集体进行知识归纳;

7.学生在线完成综合知识检测(题库题目为8道,每个学生必答)

8.布置作I。

通过一段时间的教学尝试,尽管存在学困生课堂学习速度迟缓,效率低,课堂时间不足的现象,但也增加了教师单独指导的机会。总体而言,学生对物理学习的热情、学习成效都得到了提升,在微机室利用微课进行物理教学这种方法是可行的,对我们提高教学质量,增强教学成效是有益的。

【参考文献】

[1] 张海荣. 微时代“微课”的设计与制作[J]. 中国医学教育技术,2014,8(13):245-248.

[2] 刘锐、王海燕. 基于微课的“翻转课堂”教学模式设计和实践[J]. 教学研究,2014(5):26-32.

[3] 卢强. 翻转课堂的冷思考:实证与反思[J]. 电化教育研究,2013(8):91-97.

第6篇:微生物的课题研究范文

关键词:奇趣化学;初中化学;教学策略

文章编号:1005C6629(2016)11C0048C04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1 问题的提出

化学是一门基础自然科学,在人类认识自然、利用自然和改造自然的过程中发挥着极其重要的作用。但是,近年来受一系列负面事件的影响,化学的学科形象受到极大伤害,学科地位受到一定冲击。初中化学作为化学学科的启蒙,却在短短九个月的时间里,既要完成新课教学,又要应付中考的检验。为了腾出更多的复习备考时间,现实中较为普遍地存在着压缩教学过程、忽视探究体验、直奔学习结论的现象,从而导致化学成为枯燥的应试学科,学生的化学学习兴趣呈下降趋势。因此,发掘化学的内在价值,重塑化学的良好形象,是每一位化学教育工作者应尽的责任。

近年,笔者在参加广州市基础教育系统新一轮“百千万人才培养工程”“中学名教师”和“教育专家”培训期间,在理论导师和实践导师的指导下,尝试着对所学的理论知识与多年的教育实践进行整理、反思和凝练,提出了“奇趣化学”的教育主张。

2 “奇趣化学”的内涵

2.1 “奇趣”与“奇趣教学”

在《现代汉语词典》中,“奇”意为“罕见的,特殊的,非常的”、“出人意料的”、“惊异”;“趣”意为“趣味,兴味,志趣”、“意向,趋向”。

在“奇趣教学”中,“奇”侧重于教师的教学行为,即教师通过教学素材的优选、教学方式的优化和教学环节的重组,突出教学内容和过程的奇妙;“趣”侧重于学生的学习效果,即学生通过妙趣横生的学习活动,引发学习心理的趋向、学习动力的内化和目标指向的形成,并产生恒久的学科兴趣。

2.2 “奇趣化学”

在化学学科中,传奇般的发展历程、丰富多彩的化学物质、奇妙的探究过程、神秘的微观世界以及学科成果在能源、材料、环境等方面的奇特应用,都是开展奇趣教学的绝佳素材。

“奇趣化学”就是化学教师在情境创设、素材选择、过程组织、媒介使用、效果评价以及课外活动等教学环节中,有意识地突出化学学科的内在奇妙,使课堂充满悬念、妙趣横生,从而激发学生学习化学的兴趣,让学生产生持久的热爱化学、学习化学、应用化学、服务化学的心理趋向,进而发展基础学力、提升核心素养、形成健全人格。

初中化学是化学学科的启蒙,理应突出化学学科的奇趣特征。奇趣,应该成为初中化学教学的最基本追求。

3 “奇趣化学”的教学策略

如何开展“奇趣化学”教学?下面试以人教版初中化学“水的组成”课题为例加以说明。

3.1 “水的组成”课题的内容分析与教学框架

“水的组成”课题位于《化学》(九年级上册)第四单元,是初三年级上学期学习内容。该课题无论从知识架构、内容编排还是从教学时间上看,都处于承上启下的核心地位。课题内容涉及化学物质、化学史实、实验探究、微观分析以及化学概念等多个方面,是一个知识类型较为全面的典型课题。

教材中“水的组成”课题由“探究水的组成”、“水电解的微观解释”和“纯净物的分类”三部分组成。教学中,笔者将“微观解释”处理成“微观分析”和“微观假设”两个环节,提前放在“水的生成”和“水的分解”两组实验之间,以突出微观建构在化学学习中的核心地位;同时,将“氢气验纯”实验后移,与“纯净物的分类”一起学习,以突出可燃性气体验纯的重要性,并为物质分类学习提供具体物质的情境素材。整个课题用两课时完成,第1课时以“微观建构”为核心,通过两组实验探究水的组成;第2课时以“氢气验纯”为基础,通过“三重表征”构筑物质分类的概念;课外活动设计为课堂学习内容的延伸、拓展和深化。教学框架如图1所示。

3.2 基于“奇趣化学”思想的“水的组成”教学策略

3.2.1 在情境创设中渲染物质世界的奇异

我们生活在形形的物质世界里,目前已经发现的物质达3000余万种,而且每年还有大量的新物质、新材料合成出来。显然,中学化学学习无法穷尽所有物质,典型的物质及其变化是学习化学知识、培养学科观念的基本载体。课堂教学中,教师应对这些承载着化学教育功能的物质进行创造性处理,要突出其奇异的一面,以吸引学生的注意力。

在“水的组成”课题中,虽然水本是学生非常熟悉的一种物质,水的组成知识本身也并无多大难度,但是探究“水的组成”的实验过程和逻辑线索,远比“水是由氢、氧两种元素组成”的结论更为重要。教学中,为了激起学生的思维冲突,教师先投影过滤、蒸馏的实验图片,帮助学生回忆将自然界的水转化成蒸馏水的过程,然后展示一瓶蒸馏水,吸取几滴,问:“水是由哪些元素组成的?”(学生很容易答出氢和氧);教师追问:“你判断的依据是什么?”(学生回答根据水的化学式);教师接着再问:“如何用实验加以证明?”(学生支支吾吾,答不上来)。教师板书课题,进入新课。

以上,通过教师有意识地追问和反问,将学生的关注点由“水是由哪些元素组成”转移到“如何通过实验证明水的组成”上来,消除了学生因所学物质太过普通、知识本身貌似浅显而产生的懈怠与厌倦情绪,起到了良好的渲染导入效果。

3.2.2 在史实再现中凸显化学历史的传奇

人类认识化学并使之成为一门独立学科的历史,经历了漫长的过程,蕴含着丰富而宝贵的知识和方法,是人类智慧的结晶。期间发生的许多故事,彰显了化学家敏捷的思维、坚强的毅力和甘于奉献的精神,有的还极具传奇色彩,教师应根据教学需要加以发掘利用。

人类对水的组成的认识历史极具传奇性。在“水的组成”教学中,教师将这段化学史实制作成微课视频,时长约3分钟,解说内容突出两点:一是中国古代的五行说(即金、木、水、火、土)和古希腊人的四元素说(即土、气、水、火),都将水看作是一种“元素”,而该认识持续了两千余年之久。二是18世纪末普里斯特利、卡文迪许都在氢气燃烧实验中观察到了水的生成,本可由此得出“水不是一种元素”的结论,但却由于受当时仍属主流的燃素论的影响,他们自圆其说而错过了伟大的发现。拉瓦锡则注意到普、卡的实验事实,他敢于质疑,积极开展深入研究,从而证明水不是一种元素,最终燃素论,创立了氧化学说。

这样的史实处理,既可让学生体会到人类对自然的认识发展的历史长期性和共通性,还可认识到科学发现偶然性中的必然性,提升科学素养,体验化学发展的传奇。

3.2.3 在实验求证中突出探究过程的奇妙

化学是以实验为基础的学科,实验是学习和研究化学的基本工具。实验教学中,教师应对实验内容进行补充、拓展,通过精心设计的探究过程和穿插其中的启发提问,让学生获得奇妙的探究体验。

“水的组成”课题包括“水的生成”、“水的分解”和“氢气验纯”三组实验。前两组实验目的在于从水的生成和分解两个角度探究水的组成。在“水的生成”实验中,教师先用氢气流吹肥皂泡,让学生观察肥皂泡的运动情况,认识“轻(氢)气”;再用燃烧的木条引燃肥皂泡,说明氢气具有可燃性;然后提出问题:氢气燃烧的产物可能是什么?怎样用实验加以证明?在“水的分解”实验中,首先,学生利用微观模型对水分解的条件和产物做出假设,然后,教师介绍电解水的装置,接通电源,指导学生观察和描述现象:两电极上产生大量气泡……负极端产生气泡多……气体在刻度管顶端聚集,水面逐渐下降……正负两极收集的气体体积比约为1:2;进而提出问题:正负极产生的气体可能是什么?怎样用实验加以证明?提出问题以后,教师先组织学生进行充分的思考和讨论,然后师生一起用实验检验生成物,从而从正反两个角度得出“水是由氢、氧两种元素组成”的结论。

“氢气验纯”实验目的是认识氢气验纯的方法和原理,并为物质分类的学习提供认知素材。首先,教师分别点燃纯净的氢气和不纯的氢气,让学生观察纯净氢气在空气中安静地燃烧,而不纯氢气(混有空气)则发生了爆炸。然后,师生一起分析气体的成分,讨论产生不同现象的原因,突出引燃不纯氢气的危险性以及氢气验纯的必要性,进而提出问题:怎样检验氢气的纯度?在组织学生充分思考、讨论的基础上,教师用试管分别收集纯净的氢气和不纯的氢气,移近酒精灯点火,让学生认识氢气验纯的方法和原理。

以上实验处理,不再是根据教材的照方抓药和照本演示,实验内容更充实,前后逻辑性更强,较好地体现了“问题与假设设计与求证分析与结论”的奇妙探究思路。

3.2.4 在模型动画中展现微观视角的神奇

化学是在原子、分子水平上研究物质的科学,用微观视角分析和理解物质及其变化的本质,是学生必备的基本能力和核心素养。对于初中学生来说,模型和动画是帮助学生建立微观想象的常用形式。

在教材中,“水的组成”课题仅以“水分子分解示意图”和简要的文字叙述,要求学生建立水电解过程的微观想象,这对于刚刚接触原子、分子的学生来说确实存在一定难度。教学中,笔者将“微观建构”调整到“水的生成”和“水的分解”两个实验之间,以突出微观分析和假设的核心作用。在“微观分析”环节,首先组织学生讨论氢气燃烧时导管口主要存在哪些分子,其中哪些分子参加了反应;然后让学生从所提供的模型(含H2、O2、N2、H2O分子)中选择氢分子和氧分子,通过模型拆装模拟和描述氢气燃烧的微观过程。在“微观假设”环节,学生先将拼装好的水分子模型拆分,再尝试将拆解所得的氢原子和氧原子重新组合,对可能的产物和反应条件做出假设。

通过亲自拆装微观模型,抽象的微观过程变得具体而直观,学生对“选择(选择参加反应的分子)拆解(将分子拆分成原子)重组(将原子重组成新分子)”的化学变化微观本质有了较为清楚的认识,体现了从直观到抽象、从宏观到微观、从感性到理性的认知过程,体验了用微观视角考察和分析宏观事实的神奇。

3.2.5 在概念构筑中体验“三重表征”的奇特

从宏观、微观和符号三种表征水平上认识和理解化学知识,共同构筑起相互联系、完整的认知系统,这是化学学科特有的“三重表征”思维方式。学生“三重表征”思维方式的形成,有赖于教师在课堂教学中有意识地加以培养。

物质的分类属于概念性知识。在“水的组成”课题中,单质与化合物的概念建立在纯净物概念的基础上,属于物质分类的第二层次;而氧化物的概念则建立在化合物概念的基础上,属于物质分类的第三层次。为了夯实第二层次分类的基础,在“微观建构”和“氢气验纯”等教学环节中,教师引导学生从宏观、微观和符号三个维度分析物质的成分。为了培养学生建构类别概念的能力,教师提供了一系列物质(纯净物,标注化学式),组织学生分析这些物质的组成特点,总结提炼出单质、化合物和氧化物等概念,构筑起物质分类的三层关系图。最后,教师命制从宏观、微观和符号三个角度判断物质类别的形成性练习,对学生运用“三重表征”方式理解物质类别概念的效果进行诊断,必要时加以强化。

通过“三重表征”思维方式学习和认识化学,能增进学生对化学知识的全方位理解,提高学生分析和解决化学问题的能力,帮助学生系统地把握化学学科内在的逻辑结构,体验“三重表征”认知方法的奇特。

3.2.6 在课外活动中品味深入研究的新奇

课外活动是利用课余时间开展的学习、研究等综合性实践活动,实验研究是化学课外活动的常见形式。与课堂实验相比,课外实验研究的主题更为开放、内容更加灵活、时间更为充裕、思维更加集中,所获得的研究体验也更加新奇。

在学习“水的组成”课题后,A组学生开展了“电解水微型实验”活动,他们自行购买干电池,在眼药水瓶中装入氢氧化钠溶液,瓶口连接一段橡皮管。在塑料瓶的两侧各插入一根大头针,再用导线分别与电池两极连接起来(图2)。接通电源,可观察到大头针表面产生气泡,负极气泡比正极多。再将橡皮管伸入溶有洗洁精的水中,可观察到不断有气泡从管口冒出,在水面形成一层泡沫。当溶液表面布满气泡后,小心地用木条引燃,可听到轻微的爆鸣声。小组学生非常兴奋,很有成就感。

B组学生开展了“电解水实验再探究”活动,他们好奇霍夫曼水电解器的复杂结构,课后缠着教师研究了它的构造,然后利用生活中简单易得的材料,设计对比实验,探究在水中加入某些增强导电性的物质和用石墨碳棒作为电极材料的原因。在得到一系列科学结论的同时,他们还发现如果加入食盐增强溶液的导电性,以及直接使用铜线作为电极材料,都将出现一些意想不到的现象,而其背后的深层原因,则是高中化学的学习内容。最后,小组学生迫不及待地自学了高中化学相关内容,并在活动报告进行了初步分析。

课外活动是课堂学习的有益补充。通过课外实验研究活动,学生对学习内容有了更为清晰的认识,问题意识和求证意识得到提升,实践了科学探究的基本方法。实验研究过程中的某些发现,还将为后续学习埋下深入探究的种子,这是“奇趣化学”的终极体验。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部制订.义务教育化学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2012:5~11.

[2]人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书・化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2012:79~82.

[3]人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书教师教学用书・化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2012,:113~135.

[4]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典(第6版)[M].北京:商务印书馆,2012:897,946.

[5]冯翔.发现水的组成[N].中国社会科学报,2010,8(11).

[6]张丙香,毕华林.化学三重表征的含义及其教学策略[J].中国教育学刊,2013,(2):73~76.

[7]朱少祥.初中化学“水的组成”教学文献综述[J].中学化学教学参考,2014,(11):68~71.

第7篇:微生物的课题研究范文

【关键词】景观教学 课程设计 微系统 生态化设计

景观生态设计源于景观生态学研究。景观生态学一词是由德国著名的地植物学家C·特罗尔(C.Troll)于1939年提出的,他认为,景观生态学并不是单一的学科,而是各个相关因素的综合研究。Forman和Godron认为景观生态学是“研究景观的结构、功能和变化的科学”。景观生态设计是对人类生态系统进行的设计。①现阶段景观生态学朝着综合化、交叉化方向发展,其研究对象亦从自然生态向人工生态转变,研究尺度从模糊尺度向宏观与微观两个方面扩展。景观生态学在中国起步于20世纪80年代,几十年来经过几代学者的辛勤努力,发展颇引人注目。研究主要体现在景观的空间、技术、美学等方面。到20世纪90年代末,对于生态的重视成为大学景观设计专业的共识,生态教学已成为现代景观教学体系中的一个重要的教学方向,是现代景观设计专业人才必备的素质之一。

生态意识的培养在现代建筑及景观设计专业课程中已被认为是促进生态环境发展的重要手段之一,如何将生态思想深入地融入到景观设计课程中去,使设计师在早期的教育阶段就具有生态意识及相关的背景知识。为此,近些年来在景观专业教育领域出现了不同程度的生态意识教育模式的尝试,渗入具有生态意识的教学体系及教学方法。

景观设计教学中微系统景观生态化的研究,能够培养学生在具体的景观设计课程中对于生态化理念的把握。城市景观生态微系统,是城市中总量最大、分布最广、居民使用率最高的系统类型,这些微系统对城市整体生态效益的发挥起着至关重要的作用。首先,城市景观微系统通过微循环,在地块内部即形成了生产、消费、降解的基本平衡,只是将超出地块微系统降解能力的部分排到城市系统中,大大减小了城市降解废弃物的压力,减少了能耗。其次,生态不单是一种技术手段,景观生态倡导的其实是一种生态的生活方式,在城市地块微系统内,居民可以切身感受到身边发生的生态事件和由此带来的实际效益,对促进生态城市转型意义重大。②再次,地块作为城市中基本的用地单元,不同地块的用地性质不同,形成了不同的景观风貌,提高了城市不同地块的识别性和景观异质性,形成了多样性的城市景观。景观生态教育理念,一方面不仅在教学中完善生态基础知识及生态伦理学的基础课程,而在高年级的设计实践课程中要进行具体的课题设计操作运用。另一方面,相对于景观生态化设计研究趋于大空间巨系统,由基本用地单元形成的微系统生态研究在景观设计教学中,其类型丰富多样,功能接近日常生活,尺度易于把握。在景观生态化课程教学中,对于设计方法的研究有直接的意义。

一、微系统生态设计在景观课程教学体系中的融入

(一)由“微系统”导向“景观生态设计”

在教学中通过微系统的生态化设计来解决基本用地单元的景观生态化问题,这一理念导入课程中,并由小及大,逐级上推,构建“基本用地单元(微系统)——街坊(小系统)——城市空间系统(大系统)——城市(巨系统)”的生态景观系统,进而解决城市巨系统的景观生态问题。通过专题训练,使学生在设计的动态过程中循序渐进地提高生态意识的思辨能力和综合设计能力。微系统生态设计从日常生活环境入手,从细部环节最接近于人的小尺度空间开始,这也是景观生态教学中学生课题作业最佳的切入点,然后逐次进入巨系统环境问题。

(二)基于微系统关注下的景观设计教学主体内容

1.城市景观微系统的构成研究

利用系统论思想,从构成城市的细胞——基本用地单元这一小环境着眼,提出景观设计的微系统概念并引入到景观设计课程教学中,引导学生对于微系统的界定、构成、作用的理解和关注。在教学中,微系统的景观生态化设计应主要关注五部分内容:微系统的能源供给、微系统的道路铺装、微系统的绿化植栽、微系统的景观小品、微系统的垃圾处理。涉及的道路铺装、绿化、景观小品这几个因素在通常的景观设计课程中,已被作为基本的认识反复学习及实践过,那么能源供给和垃圾处理牵涉到技术问题,在此要求学生查阅相关学科知识,发挥个人综合能力。

2.微系统景观要素在课程实践中生态化设计要点

(1)微系统的能源供给设计

课程教学中导入能源系统思路,能源系统是以物质实体边界进行城市系统分类中的唯一动态系统。使学生在景观生态化设计中,考虑到在地块能量流动转化的过程中,做到输入能量(消耗能量)与输出能量(废弃物)的最小化与循环利用。在地块微系统内部,能量输入系统可简化为电能、热能和水能等能量的输入,并且同时伴随能量的输出、废水和废弃物的输出。如在课程设置时可引导学生考虑多用可再生能源,减少对不可再生资源的利用,在设计中应首先考虑太阳能、水能、风能等资源的循环利用,是景观生态设计的重点。另外,倡导加强废弃物的循环利用,注重节能减排。在教学设计中往往忽视的一点是:需要注意在设计中对场地原有的自然元素应该尽可能地保留、利用,例如尽可能利用原有地形及植被,避免大规模的土方。

(2)微系统的铺装、小品设计

培养学生利用当地材料的生态环保意识,结合材料的色彩、质地等体现人性化和艺术化设计。铺装、小品设计是微系统内景观生态设计的基本元素,是在景观设计课程中最为普遍的设计要素,也是最基本的设计要素,在微系统生态设计中也是非常重要的因素。小品设计原则:优先应用废弃材料;注重环境的整体效果,切勿盲目求大;注重自然环境与人工环境的和谐共生。

(3)微系统的绿化植栽设计

课程设计中引导学生根据地域气候特征,注重自然环境与人工环境的和谐共生,遵循植物的本土性、自组织性和共生原则,创造多层次的植被生态环境。微系统的景观生态设计应该根据植物的不同形态、色彩、质感,通过植物之间的生态特性合理搭配,形成良好的景观艺术效果,来满足人们的各类需求。绿化设计时把握原则:一方面,植物树种选择要以本土树种为主,避免外来树种的长途异地移植;另一方面,植物配置要尊重植物的生态习性,遵循生态群落的发展规律,营造多样性的植物群落。

(4)微系统的垃圾处理设计

引导学生对微系统中废弃物的循环利用的关注,这对于地块的整体生态化设计具有十分重要的意义。在微系统内建立微循环,可以有效减少地块产生的废弃物排放量,从而降低城市废弃物处理的压力。废弃物的循环利用是生态化与人性化的双赢之举。③对废弃物的处理和再利用并不是要在每个微系统中进行,如果可能应尽量应用。在微系统进行的这一转化将会对城市这个巨系统产生重大的影响。

3.在微系统景观设计教学中对生态意识的正确理解

在生态城市建设研究和实践中,许多人认为景观生态化只能在公园、绿地等足够大的空间才能实现,小地块无法实现景观生态化。这是认识上的一大误区。我们在景观生态教学中要纠正三个误区:第一个误区是过度生态化,过分强调环境的自然属性,认为只有城市建成环境达到原生自然的状态才是唯一的生态化路径,这种观点忽视了城市建成环境的人工属性;第二个误区是伪生态化,即要么简单套用生态理论,完全不顾设计方案的成本,要么只喊喊生态口号,并无生态之实;第三个误区是过于技术化,生态技术是可持续发展的必然选择,其建立在文化观念、技术储备、经济支持等基础之上,具有一定的使用门槛,景观设计过于技术化往往导致设计方案理念先进、技术超前,但难以实现。这三个误区是在景观课程教学中最易出现的问题,微系统的景观生态设计课程在教学中应该基于这三个问题,通过引导使学生能够正确理解和掌握生态设计的价值和意义。

(三)教学环节与课题设置

如何在景观设计课程体系当中建立清晰的生态设计思路主线索及相关知识内容,如何构建微系统生态意识与景观设计课程之间的紧密衔接的整体关联,成为景观生态设计课程建构的重点,在景观设计课程设置上体现微系统生态意识的综合性、交叉性、实践性等方面,在教学实践及教学改革中进行有针对性的课程设置,在低年级相关课程中即基础训练阶段进行渗入式教学。到二、三年级进行深化拓展阶段训练,课程中实践命题可设置为直接的微系统生态化课题实践练习。到高年级进入综合提高阶段,课题设计内容涵盖面涉及较广,地形环境复杂。教学上通过循序渐进,由易到难、由简单到综合的主脉络,同时在每个阶段与其他相关基础课、专业课保持相关的连续性。

二、微系统景观生态设计教学过程中的探索

(一)教学中设计题目的不断更新,加强对“微系统”空间场地的认知

景观设计课程是建筑学、城市规划、风景园林、环境艺术设计等多个专业领域都涉及的一门重要的课程,针对培养具有创新精神和广泛适应能力的执业教育作为基本标准,课题研究坚持开放性与理性化的教学思路,教学实践过程中把“微系统”作为切入点引入景观生态化设计教学,建立“设计——实践——研究”的课程教学模式。通过课程训练,引导学生对“微系统”的关注而切入到景观生态化设计的基本问题、核心问题。在教学中,对于设计题目的选择应不断完善,结合地域特征、经济水平差异等,可提供不同的微系统景观空间,也可依据微系统景观空间构成特点分类设计题目,加强学生对设计前期的研究及设计分析,提倡“研究性”学习,让教师的科研更多融入指导学生的设计过程中。

(二)教学中引导学生关注“微系统生态化”与地方社会的关系研究

“微系统”其实质是对具体功能空间的设计,在设计中注意引导学生对于地方、地域化的了解和关注。

1.关注系统环境的地理、气候特征。在景观生态化设计课程中对于不同地域气候、地理环境下生态环境的介入研究,可以使学生对不同地域“微系统”环境采取不同的设计方式。建筑景观在产生初期,其决定因素并非人文历史,而是当地的气候特征、地理环境等自然因素。而教学中,学生最容易忽视的设计实践命题是对地域气候在景观中的影响。在课题设计过程中,让学生更多思考不同的地理地貌下,景观生态环境设计所应对的方式。

2.关注居民日常生活。引导学生关注更多日常的生活空间尺度、平民生活行为空间,把握微系统景观的本质意义及形式表达的方式,引导学生对目前中国社会大量存在且更多需要的适宜的空间的关注及技术手段的研究选择。教学中命题设计从大的城市绿地、广场转为小型的街心花园、庭院景观等日常化的微观系统环境,学生在设计前期的基础调研由文献搜集要深入到实地调研资料收集,走进平民日常生活,了解真正需求。

3.关注地域历史与地区精神。在景观生态化设计教学中,对于微系统的认识不仅存在于技术层面上的了解,还要让学生在设计的过程中,不应只看到地方的表面状况,应更多领会当地文化、地区精神,用设计的语言去表述空间的历史。④在这一过程中实现地域生态化更高层面的意义。

三、引导学生对于微系统景观生态设计的创新思路的尝试

在教学中注重引导学生的创新思路和创新意识,以景观微系统生态创造为契机,培养现代设计师的生态责任意识及可持续发展的景观生态意识。在人们赖以生存的这个地球上,土地资源越来越宝贵,环境问题日益严重,作为设计师我们恪守的职责是为人类创造一个良好的栖居地。在教学中鼓励学生在正确的生态理念指导下,运用更多、更新的生态设计手法。在景观生态化教学中,教师设置的课程一方面是对学生引导、渗入生态化思想及对应的方法策略;另一方面,在充分渗入之后,在具备大量的知识储备、理论信息与校内实践设计经验基础上,析出有价值意义的设计才有可能,提炼具有创新意义的设计思路才有基础。⑤教师作为在教学渗入及课题实践析出这两个环节的引导者及组织者,要为学生提供各种创造即析出的条件和机会,培养并鼓励他们对于创新思路的尝试和创造,多以社会实践真题为训练题目,敢于接受设计实践的检验,不断丰富和扩大微系统景观生态化的影响,同时不断提高生态化设计教学水平。

注释:

①俞孔坚.绿色景观:景观的生态化设计[J].建设科技,2006(7):29.

②俞孔坚.景观的含义[J].时代建筑,2002(1):16.

③张金伟,陈琳.国内外城市废弃地景观设计典型案例的对比、分析与思考[J].中国勘察设计,2008(11):75.

第8篇:微生物的课题研究范文

关键词:高等农业院校;微生物生态学;教学改革 

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0109-02 

《微生物生态学》是西北农林科技大学资源环境学院的一门重要专业基础课程,内容主要涉及微生物在自然界中的分布、微生物生态学的研究方法、微生物在环境生态系统中的功能、微生物在环境保护中的应用等。开设本课程是为了提高涉农专业学生,特别是本校资源环境科学专业的学生在掌握《微生物学》课程内容的基础上,进一步学习微生物生态学的基本原理、研究方法,掌握微生物在自然界的生态分布、微生物生物种群的生态学关系,以及微生物在资源环境科学中的应用,为进一步学习应用微生物学等相关课程和从事相关专业研究奠定扎实的专业基础。目前,本校资源环境科学专业开设48学时,其中理论教学32学时,课程实验16个学时。通过几轮教学实践,笔者发现不少学生对该课程内容缺乏兴趣,认为这是一门理论性较强的课程,对自己以后要从事的工作没有帮助。因此,如何在有限的学时内,使学生较全面、系统地掌握微生物生态学的基础知识,同时激发其学习兴趣,培养学生利用微生物学知识解决环境问题的能力和创新能力,这些问题是授课教师所面临的新挑战。针对以上问题,笔者根据近年来的教学实践,从更新教学内容、改进实验环节等方面做了一些有益的尝试,以达到激发学生学习兴趣,提高课堂教学质量,培养实验操作技能的目的。 

一、教科书与教学内容的合理选择 

教科书是学生获得系统知识、进行学习的主要材料,它可以帮助学生掌握教师讲授的内容;同时,也便于学生预习、复习和完成课后作业。因此,选择合适的教科书尤其重要。目前,市场上有关微生物生态学的教材较少,主要有南京师范大学杨家新教授主编的《微生物生态学》,黑龙江大学宋福强教授主编的《微生物生态学》,以及中国海洋大学池振明教授主编的《现代微生物生态学》。其中,杨家新教授主编的《微生物生态学》在阐述了研究理论和方法后,突出介绍微生物在不同生态系统中发挥的重要作用,着重强调微生物对生态系统的稳定和发展所起的不可替代的作用。宋福强教授主编的《微生物生态学》和池振明教授主编的《现代微生物生态学》核心内容大体一致,主要介绍了正常自然环境,极端环境和污染环境中的微生物与其周围生物和非生物环境之间的相互关系,微生物在这些环境中的作用及其活性产物的应用;同时也介绍了微生物生态学研究使用的传统方法和现代分子生物学方法。鉴于池振明教授主编的《现代微生物生态学》在污染物的微生物处理技术中内容[1]更加全面,涉及到废气、废水、重金属污染物、固体废弃物的微生物处理,以及煤脱硫的微生物方法。同时考虑到本院资源环境科学专业偏向理科和农学方面。因此,结合专业特点选择了池振明教授主编的《现代微生物生态学(第二版)》作为课程授课的主要参考教材。该教材知识点条理清晰,语言简洁凝练,每个章节后面附有相应的思考题,帮助学生系统学习,符合资源环境科学专业的本科教学要求。 

在教学内容方面,由于理论课时较少,因此需要结合专业特点,以及本课程和其他学科的内容是否交叉,来对所要讲授的内容进行筛选。具体来说,本校资源环境科学专业学生在大二时已经必修了《微生物学课程》,在教学过程中适当减少一些微生物学基础知识介绍。在农业高校中,对微生物生态学的研究,应突出土壤微生物群落的分布组成及其变化规律,适当增加本专业相关的科学研究进展知识点,如土壤微生物在提高土壤肥力,帮助农作物摄取营养,促进作物生长、抗病原菌的侵入和降解农药,保护农田环境方面的重要功能。此外,池振明教授主编的《现代微生物生态学(第二版)》中第四章,详细介绍了海洋环境中的微生物类群,针对农业院校的学生,可将该部分内容与水体中微生物的群落结构及其变化规律进行融合,将水体分为江河水和海水两个大类进行介绍,重点让学生掌握这两种水环境中的微生物特点。结合本专业特点,在介绍污染环境中微生物生态内容时,注重突出微生物在污染修复过程中的作用,尤其是与农业资源环境相关的固体农业废弃物的微生物处理技术;在微生物产生的生态友好物质章节,重点讲授与专业相关的生物农药和生物燃料等内容。教学内容合理调整后,突出了《微生物生态学》课程与学生专业的相关性,激发了学生兴趣,进一步提高了课堂教学质量。 

二、教学手段及教学方法的改进 

微生物个体微小,用肉眼无法观察,因此在《微生物生态学》理论课程讲解过程中,要避免传统照本宣科的教学方式,否则会使抽象的理论变得更加乏味,学生很快就会丧失学习的兴趣。多媒体教学手段集文字、图片、声音、动画等多元因素于一体,具有可视性好、生动形象、信息量大等优点,能够把枯燥、难以理解的内容变得有趣[2]。在具体教学过程中,笔者通过互联网广泛搜集微生物相关课件,包括高清显微图片、动画、视频等,再根据专业特点及课程需要进行编辑、采选,并将其应用到《微生物生态学》的多媒体教学课件中,最大程度发挥多媒体工具的优势,以达到提高教学效果的目的。例如,在讲到研究微生物生态学的分子生物学方法时,需要重点向学生阐明PCR扩增技术的原理和基本程序,而传统教学手段无法良好的呈现PCR扩增过程,笔者采用flash动画演示和视频演示相结合的方式,使学生轻松掌握了PCR扩增技术的原理及其三个基本反应步骤,即变性、退火和延伸。 

在教学方法上,传统的讲授法是以教师为主体,这样势必降低学生在课堂上学习的主动性,因此,在教学实践过程中,笔者增加了“课堂讨论”教学方式。针对教材中需要重点掌握的一些知识点,提前提出一些合适的问题,让学生去查找资料,经过独立思考之后,在课堂上共同进行讨论。这样可使学生主动地去获取知识,大大提高了学生的学习兴趣。例如,在讲到微生物与化学污染物之间的相互关系时,可以结合农业资源环境科学专业的特点提出“目前土壤环境中有哪些主要的污染物?”“有哪些生物修复技术可以应用到这些污染物的处理中去”等问题,让学生通过自己查阅文献,培养独立思考和解决科学问题的能力。三、实验教学环节的优化 

实验课是《微生物生态学》的一个重要实践环节,是课程理论知识与实践应用连接的纽带,对于学生实验技能的掌握和实际应用具有重要意义。传统的微生物生态学教学相关实验可多达几十个,常见的实验有:土壤中微生物生物量的测定、空气中微生物的检测、水质的细菌学测定、微生物对纤维素的分解作用及分解强度的测定、硝化作用及硝化细菌的计数、水中总大肠菌群的检测、水中粪大肠菌群的检测、生物污泥的活性测定、固氮菌的分离与测数、活性污泥菌胶团及生物相的观察等。针对农业高校的环境类专业的学生,应当结合他们的专业特点合理选择相关实验。例如,可将围绕土壤微生物开展实验,具体可以选择农田土壤作为研究对象,对土壤中微生物生物量、细菌和真菌呼吸作用强度、纤维素分解能力进行测定,还可进一步对其中的固氮菌进行分离计数。采样过程中,教师指导学生掌握采集和保存农田土壤样品的方法,重点强调样品的低温保存,以保证土壤样品中微生物活性;样品测定过程中,指导学生掌握各种指标的测定方法,识别农田土壤中常见的纤维素分解菌和固氮菌,了解农田土壤中微生物与土壤肥力的关系。同时,为了激发学生对微生物生态的学习兴趣,在实验课环节,除了设置自然环境中(土壤、空气、水体)微生物的检测,增设一些特殊环境中微生物的检测,例如让学生检测自己口腔中的微生物情况,检测自己手机上微生物的数量和种类等,使学生直观的体会微生物与人类自身生活的密切联系。 

随着分子生物学技术的不断发展成熟,使传统微生物生态学研究领域由自然界中可培养微生物种群扩展到微生物世界的全部生命形式(包括可培养、不可培养、难培养的微生物及其自然界中环境基因组等)[3],这就要求高校学生了解一些基本的分子生物学实验技术。在理论课的第二章中,教师已经向学生讲解了研究微生物生态学的分子生物学方法,因此,在此基础上在实验课增设土壤微生物基因组DNA的提取和PCR扩增实验,为学生掌握分子生物学技术在微生物生态研究领域的应用奠定基础。 

实验报告是实验不可或缺的一个重要部分,在微生物生态学实验课程中,教师对学生实验报告提出了新的要求。首先,在每次实验课之前,需要学生撰写预习报告,敦促学生熟悉实验,初步了解实验目的、原理和步骤。实验结束后,学生应认真完成实验报告内容,针对教师在实验课程中提出的思考题,查阅相关资料来拓宽知识面;完成报告中“实验心得及思考”内容的撰写,对实验进行总结,从而加深印象。 

四、结语 

《微生物生态学》是一门与人类活动关系密切、理论与实践相互渗透的学科,在现代农业高速发展的大好形势下给农业高校的教学提出了新的要求与挑战,因此教师需要结合农业高校的专业特点进行教学改革,从理论教学内容选择、实验教学课程优化等方面出发进一步提高教学质量。今后,教师还应不断更新和完善教学内容,借鉴国内外先进成熟的教学经验,探索新的教学方法与模式,在教学实践中不断总结和提高。 

参考文献: 

[1]池振明,王祥红,李静.现代微生物生态学[M].第二版.北京:科学出版社,2010. 

第9篇:微生物的课题研究范文

关键词:环境工程微生物学 教学 体会

微生物技术是现代高技术之一,对经济建设与社会进步有着深远的影响,它以低耗高效、副产物和副作用小、安全性好,而在解决生态和环境问题等方面发挥着越来越重要的作用。在现代技术的交叉渗透过程中,将微生物技术的基本原理应用到环境工程中,为微生物技术从实验室走向解决环境问题提供了理论基础。在解决目前人类所遇到的人口、能源、废物处理等环境问题中发挥了重要的作用,并显示了可观的经济效益和社会效益。因此,国内许多院校的环境工程专业开设了《环境工程微生物学》课程,并将课程的重点放在了介绍微生物的生态与微生物在解决环境问题的应用上。但同时《环境工程微生物学》在内容与研究方法上和环境工程的其它课程又有较大的差别,所以该课程的教学有它的独特性。

我校水资源与环境学院自开始招环境工程本科生以来,一直把《环境工程微生物学》作为环境工程专业的主要专业基础课之一。目前,我有幸成为这门课程的主讲老师。如何对待该课程的教学? 如何使环境工程专业微生物学教学紧跟学科发展步伐,使学生在系统学习和掌握微生物学基础理论知识的同时,进一步理解防治环境污染、改善与提高环境质量的微生物学原理、技术和方法? 经过近两年的教学工作,感受颇多,特将我对讲授这门课的一些体会总结如下,请批评指正。

1 加强绪论部分的教学

有些人认为绪论没有什么具体内容,在教学上可有可无,有些老师往往是让学生们自学绪论部分。但实际上绪论是一门课程的序曲,又是一门课程的缩影和向导。在绪论的讲授中,授课教师应该介绍微生物的发现及其与人类和环境之间的关系,让学生认识到微生物对于我们人类和环境的重要性;介绍微生物学的奠基、发展历史、现状及发展方向,让学生了解微生物学是在解决实际问题,是在认识自然和改造自然的过程中得到发展的;介绍显微镜的发明者列文虎克、青霉素的发现者弗莱明等为微生物学做出杰出贡献的科学家,启迪学生为科学献身的精神[1];介绍环境工程微生物学当前的研究热点和难点,激发学生的求知欲望。同时,在课程的讲授过程中要多联系生活和实践,努力使抽象深奥的内容变得具体简单。例如,在讲授微生物发酵时,联系酸奶的制作,告诉学生各厂家生产的酸奶呈现不同的风味就是因为不同厂家选用的菌种不同,因而发酵产物不同所致,使学生深刻了解了发酵的不同类型。

2 更新教学内容,加大新知识和新技术的传授

环境微生物学作为一门新兴的边缘学科,随着生物学、微生物学及环境科学的发展而不断呈现出新的内容。特别是日新月异的分子生物学技术已渗透到生物科学和技术的各个领域,尤其是与微生物学关系密切,这更加促进了微生物在环境工程中的应用。为了紧跟时代和学科发展的步伐,培养高质量人才,教师需及时更新自己的知识结构,跟踪学科前沿发展变化的动态,将新的知识和新技术及时增加到教学中来,让学生熟悉和掌握学科前沿性的理论知识和操作技术,为他们将来深入开展研究打下良好的基础。例如,可以讲解有关DNA重组技术、基因扩增技术、DNA测序技术等高新技术在环境工程中的应用现状和发展前景[2,3],为学生将来开展创新性研究工作奠定理论基础。同时还可以把一些和日常生活关系密切的知识,例如ADIS的传播及预防,SARS、禽流感的爆发与环境污染的关系等等,以科普形式介绍给学生,既活跃了课堂气氛,又拓宽了学生的知识面,调动了学生的学习兴趣,激发学生对科学研究的责任感和奉献精神。另外,把一些有争议的问题引入教学中,也可以开拓学生的专业视野,激发学生智力活动的积极性,培养学生的科研动机,帮助学生认识发现真理的过程,培养其攀登科学高峰的信心和勇气。

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