摘要：环境微生物学是环境科学与工程专业重要的专业基础课程，其特点是具有较强的理论性与实践性，因此，只有坚持课程的不断改革与创新，才能确保专业教学的可持续性。文章针对环境微生物学课程的理论与实践教学，从教学内容、教学方法等几个方面进行了探讨，为环境微生物学课程建设与教学改革提供参考。
关键词：环境微生物学；教学；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）41-0233-02
上海交通大学环境科学与工程学院在本科生培养方面注重实施通才教育，强调人本教育的综合素质提高而非职业教育。然而，环境科学与工程是一个应用性较强的专业，如何培养大批具有较高综合素质、熟练职业能力和较强社会适应能力的环保专业人才，是环境科学与工程专业教育工作者面临的重大挑战。“环境微生物学”是一门实践性很强的基础学科，在环境科学与工程专业有着重要的地位。几年来，我们通过“环境微生物学”的教学与实践，取得了一定的成效。本文就此谈几点体会，与同行探讨。
一、教学内容注重教学的学科性、基础性和发展性
在教学过程中教师要做到重视对课程、教材内容的剖析和对学生特点的把握，做到在规定的时间内让学生接受最有价值的信息。因此，必须认真研究教材和教学内容，注重教学内容的科学性、实用性和整体性。
1.紧跟学科发展。随着科学技术的发展，环境科学领域中的新技术、新方法等研究性的成果也不断出现。因此，教师在备课过程中，必须经常关注学科发展动态，及时向学生展示微生物学研究的前沿领域。例如，“转基因技术”等新兴科技在环境科学与工程中的应用，以及新兴科技的蓬勃发展给环境带来的潜在危害；2008年诺贝尔化学奖获得者下村修（Shimomura O）、马丁·沙尔菲（Chalfie M）和钱永健（Tsien R Y）对绿色荧光蛋白（green fluorescent protein，GFP）研究所做出的贡献，及其在微生物降解污染物、生物膜菌群构架、环境生态学和环境检测生物传感器等研究领域的应用。在介绍一些新知识、新技术的同时强调正在学习的环境微生物学的基本技术和方法，这样不仅使学生开阔了视野，也使他们增加使命感、责任感和紧迫感，因而更重视环境微生物学的学习。
2.引入史实和事例。在“环境微生物学”课程中，涉及到许多史实和事例，这些史实和事例往往更具说服力和震撼力，也更能激发学生的学习兴趣。例如，在讲述“微生物与人类的生存与发展”时，通过“鼠疫”展开介绍成吉思汗西征对欧洲文艺复兴的影响。这些史实和事例不仅使学生开阔了视野，也增强了他们的学习兴趣。又如，在讲述“微生物变异”时，结合美国加利福尼亚大学Ames教授设计的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhmurium）回复突变性试验，介绍微生物基因突变的特点，及其在污染物致突变性检测中的应用，使学生懂得如何提出问题、分析问题和解决问题。
3.引入生活中的现象。在教学过程中教师要剔除繁杂，突出重点，还要让学生对信息产生兴趣，主动接纳有用信息。例如，水果腐烂可能会产生醇香，而蔬菜腐烂则可能产生令人不快的气味。其原因是水果、蔬菜表面的微生物不同，而这些微生物又是由水果、蔬菜的性质所决定。通过这些现象的解释可以将“微生物的营养”与“微生物的代谢”中的知识有机地接合在一起。又如，禽流感病毒传播、抗生素及食品添加剂的滥用等，既是生活中的常见现象，又是当前的热点问题。将这些现象引入教学过程中，既能使学生学到知识，也能使他们用本课程的原理来解释生活中的许多现象及当前的一些热点问题。
二、采用科学的教学手段
环境微生物学课程为环境科学与工程专业的主干课程，内容多且比较抽象，要求理论与实践相结合，是一门难教且难学的课程。因此，需要转变传统的环境微生物学课程教学手段。
1.启发式教学。运用启发式教学法，可以激发学生的学习兴趣，强化学生对所学知识的记忆。更主要的是可以使学生在学习过程中自始至终处于主动地位。例如，在讲述“微生物变异”这部分时，不是直接给出“突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系”的结论，而是对鲁里亚（S. E. Luria）和德尔波留克（M.Delbruck）设计的变量实验（fluctuation analysis）进行逐步分析，让学生思考为什么会出现这样的结论。又如，在讲述“噬菌体繁殖”这部分时，先介绍温和噬菌体感染宿主细胞后，不是将宿主细胞裂解，而是将自己的核酸整合回到宿主染色体上，让学生回答会发生什么样的结果。
2.直观性教学。在环境生物学课程的教学中，理论知识通常被认为抽象复杂、枯燥乏味，给教师授课和学生学习带来一定难度。特别是这些微生物给学生的感觉是“看不见、摸不着”，抽象、难记，直接影响了学生的学习兴趣产生。而多媒体技术将文字、图像、动画、声音、视频等元素融为一体，形成了的图文并茂、形象生动的界面，具有直观性。随着网络技术的快速发展，教师通过互联网获取微生物在光学显微镜和电子显微镜下的高清晰图片或视频，通过文本框、流程图等，直接用多媒体在屏幕上进行显示。如细菌的繁殖过程、乳糖操纵子的调节机制的动画等。这种直观性教学，可使学生在宽松愉快的氛围下对知识产生兴趣。
3.辅助性教学。教师在向学生传授知识的同时，既要设法提高学生的学习兴趣，又要教会学生驾驭知识的方法，为以后的学习打下良好的基础。为了更好地配合课堂教学，教师除经常通过网络补充、更新知识，掌握国际上专业动态，充实自己的专业信息外，还将一些对学生学习、掌握专业知识有用的网站通过链接或上传到“环境微生物学”课程网站上，并及时推荐给学生，指导学生上网查寻相关资料，以增加信息量和扩大知识面。如生物技术、分子生物学进展等。
4.实践性教学。环境微生物学是一门实践性很强的基础学科，在环境科学与工程专业中有着重要的地位。实验教学也是培养学生动手能力、综合素质、创新意识和创新能力的重要途径。因此，我们在实验内容的选择上，除了设置微生物学经典实验外，还结合学科发展情况，插入了一些分子生物学及生物化学的实验内容。在实验过程中，应要求学生严格按照实验规程操作，实验操作技能可以考核学生对实验的科学态度、科学方法和操作能力。只有严格的实验操作规程与良好的实验习惯才能确保实验数据的准确性。
随着人类社会的发展，环境问题也日益突出，如何解决这些环境问题，实现人类的可持续发展，已成为全世界关注的交点。为培养具备基础知识、基本理论和基本技能，了解环境科学与技术的理论前沿和发展动态，具有较强的独立获取知识的能力、分析和解决问题的能力及开拓创新精神的环境科学与工程专业人才。几年来，我们通过“环境微生物学”的教学与实践，取得了一定的效果：教学内容的丰富与更新、教学手段的强化，不仅提高了教学质量，激发了学生的学习兴趣，拓宽了学生的知识面，而且提高了学生的综合素质。在今后的教学中，我们还会不断学习，不断探索，不断总结经验，为培养高素质的合格环境人才而努力。
参考文献：
[1]Shimomura O，Johnson F H，Saiga Y. Extraction，Purification and Properties of Aequorin，a Bioluminescent Protein from the Luminous Hydromedusan，Aequorea[J].J Cell Comp Physiol，1962，59（3）：223-239.
[2]Chalfie M，Yuan Tu，Ghia Euskirchen，et al. Green fluorescent protein as a marker for gene expression[J]. Science，1994，（263）：802-805.
[3]Tsien R Y. The green fluorescent protein[J].Annu Rev Biochem，1998，67（1）：509-544.
[4]Ames B N，Mccann J，Yamasaki E. Methods for detecting carcinogens and mutagens with the Salmonella/mammalian-microsome mutagenicity test[J]. DNA Repair，1975，31（6）：347-363.
[5]周隆义.谈微生物学课程的启发式教学[J].高等农业教育，2001，8（122）：68-69.
[6]杨超，杨传秀.多媒体教育技术在微生物教学中的应用[J].生物学杂志，2009，26（1）：87-88.
[7]张海宾.开放微生物实验室培养学生的创新意识和动手能力[J].实验室科学，2006，（6）：30-31.
作者简介：张小凡（1960-），男，山东青岛人，上海交通大学环境科学与工程学院副教授，博士，研究方向：环境生物技术。