提高“环境工程微生物学教学”效果的几点措施
[摘要] 针对环境工程专业学生的学科特点及培养目标，结合教学体会，对如何提高环境工程微生物学的教学效果进行了探讨，总结归纳了提高教学效果的方法及措施。
[关键词] 环境工程微生物学 生物化学 实验教学
环境工程微生物学是环境工程专业的专业基础必修课，它是生命科学和环境科学与工程的交叉学科，具有极强的实践性和应用性。该课程与“三废”的生物处理，尤其是有机废水的生物处理密切相关，因为有机废水的生物处理法具有取材方便、造价低、无二次污染、运行效果好等诸多优点。目前，有机废水的生物处理在世界范围内已经普遍采用。由此可见，学好环境工程微生物学这门课程，为后续专业课水污染处理工程的学习打好坚实的基础是非常关键的。中国石油大学环境工程微生物学为72学时，其中26学时为实验课。
一、提前夯实生物化学基础知识
生物化学是中国石油大学环境工程专业学生学习环境工程微生物学前的一门专业基础必修课，主要研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律。掌握好生物化学基础知识对于学好环境工程微生物学至关重要，因此要充分重视生物化学课程的教学。
由于生物化学内容非常繁琐，需要对重要内容进行重点讲解，从而使学生能够掌握为以后学习环境工程微生物学所必需的生物化学基础知识，学生需要掌握的知识点包括：组成生物体的大分子结构与功能，尤其是蛋白质与核酸的结构与功能；酶的结构特征、催化特性及酶促反应动力学；糖类、脂类及的代谢；核酸的生物合成及遗传信息的传递规律；生物大分子之间的代谢联系及调控。以上内容的掌握对于以后学习微生物的分子结构、代谢规律及微生物在环境污染治理过程中应用的理论基础非常重要。比如，脂肪酸的β-氧化的理论就可以运用到环境中石油烃的降解过程，还有糖分解代谢的理论对于微生物的营养及生理内容是非常必要的，同样蛋白质、核酸的结构及性质的理论知识在灭菌、遗传育种、微生物产物分离提纯等方面的应用也极为重要。
二、加强数学推导在教学中的应用
环境工程微生物学是为工程利用奠定理论基础的课程，很多基础知识具有丰富的数学规律，可通过数学推导、计算来帮助学生理解基础理论，同时也为后期工程技术利用和设计打下数学计算功底。在微生物产能、酶动力学、微生物生长动力学、BOD5、可生物降解性与降解规律等方面的学习上，让学生利用数学计算，凭数据由学生自己顺理成章地得出结论，教师进行进行总结，就把基础理论深深地刻在学生的脑子里。因为在计算过程中，每一步计算都蕴涵着化学、物理学基础理论，整个计算是将那些已经具备的理论用于解决具体实际问题，学生有兴趣也具有可操作性。
三、更新实验教学内容，加大新知识和新技术的传授
微生物学和环境科学知识的更新推动着环境工程微生物学这门新兴的边缘学科不断向前发展，特别是日新月异的分子生物学技术已渗透到环境工程应用的各个领域。为了紧跟时代和学科发展的步伐,培养高质量人才，必须让学生熟悉和掌握学科前沿新的理论知识和操作技术，从而为他们将来工作研究打下良好的基础。近年来，分子生物学、基因组学和生物信息学等学科迅猛发展，并且向微生物学领域不断渗透，进而形成一个新的交叉学科分支微生物分子生态学(molecular microbial ecology)，它为我们全面客观地研究微生物生态系统提供了新的技术手段。这项技术需要研究者掌握DNA提取及纯化技术、DNA琼脂糖凝胶电泳技术和PCR基因扩增技术。针对这一点，我们就可以给学生设计一个环境工程微生物学的大实验，以石油污染地下水为样品，从DNA的提取、纯化，凝胶电泳检测，到细菌16S rDNA基因扩增，让学生自己操作一遍。通过这一实验的学习，使学生对当今环境工程微生物学的前沿技术都有一定的了解和掌握。
四、丰富教学手段
在授课过程中，单纯的讲授环境工程微生物学的基本理论知识，学生接受起来比较枯燥，晦涩难懂。如果在授课时，以环境问题为突破口，以微生物学知识为基础，以如何解决实际环境问题为目标，适当增加案例教学内容，可以使学习思路更清晰、理解更透彻，更准确地掌握微生物学理论和方法在处理实际环境问题时的应用。在讲授本课程时，笔者主要是通过以下几个方面丰富教学手段：
1.介绍相关老师在环境领域取得的成绩
在课堂教学时，将相关科研课题融入到教学内容中，使学生了解课题的需要解决的问题及解决途径，并了解我校该领域的研究成果，激发他们的听课兴趣，从而取得了良好的教学效果。在教学过程中，如讲到微生物的营养与生理时，介绍环境学科相关老师从事石油污染土壤的生物修复技术、循环冷却水应用过程中的生物控制技术等课题所分离的菌种的培养条件及生长特征；讲到微生物生态时，可结合DGGE技术分析微生物群落动态变化在相关课题中的应用。
2.实现多媒体教学，更直观展现教学内容
由于环境样品中微生物的复杂性和多样性，应用传统的教学方法不便于更好的展示微生物的形态结构和动态变化过程。多媒体教学与传统教学相比，能更加生动形象、栩栩如生的展现微生物的特点，提高学生的学习兴趣和参与度，从而使学生更好的掌握微生物学知识。首先，可以在多媒体课件中放入大量彩色的宏观及微观图片、flash动画，从而更直观的反映微生物细胞和群体形态特征以及繁殖规律，这样有利于学生对新知识的吸收掌握。其次，可以使用录像教学，将教学录像链接到环境系的网站上，这样可以学生利用网络资源去强化掌握学科知识。
3.参观实习
在教学实践方面，强化第二课堂的教学，安排学生到学校附近城市污水处理厂、垃圾填埋场等单位参观。强化课堂上学习的理论知识，如活性污泥在处理污水的应用、垃圾填埋场中的污染物生物降解的方式。鼓励学生提出对所参观的处理工艺的不足，并通过讨论提出优化的解决方案，这样既巩固了学生对环境微生物学知识及相关环境问题的理解，提高了学习兴趣，又培养了学生的环境意识。
五、结语
作为未来我国环境保护领域的主干力量，环境工程专业学生理论知识水平及实践能力将直接关系到我国未来相关领域的环保水平。我们应针对环境工程专业的学生在知识结构上的特点，不断探索相应的教学方法，激发学生的学习兴趣，使学生既能掌握环境化学的基本理论，又具有运用所学知识解决环境问题的能力。
参考文献：
[1]周群英.环境工程微生物学(第三版)[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]王振艳.环境工程微生物学课程教学方法探析[J].河南机电高等专科学校校报，2008，16:(3).
[3]郝春博.《环境工程微生物学》实验教学方法探讨[J].科技教育创新，2009，（2）.