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2021年第46期·制药工程专业“微生物学”课程教学探索与反思

2022-7-25 11:03:22点击:

[出处] 教育教学论坛_2021年第46期

胡雪芹,杨柳,徐宝才

[关键词] 制药工程专业;微生物学课程;教学探索

[基金项目] 2020年度安徽省级教学质量工程项目“微生物学系列课程教学团队”(2020jxtd206);2020年度安徽省级教学质量工程项目“微生物学课程思政示范课程”(2020szsfkc0711)

[作者简介] 胡雪芹(1976—),女,安徽潜山人,博士,合肥工业大学食品与生物工程学院副教授,主要从事微生物制药与酶工程研究;杨 柳(1975—),女,安徽濉溪人,博士,合肥工业大学食品与生物工程学院副教授,主要从事发酵工程研究;徐宝才(1972—),男,安徽颍上人,博士,合肥工业大学食品与生物工程学院教授(通信作者),主要从事食品加工及质量安全控制研究。

[中图分类号] G642? ? ?[文献标识码] A? ? ?[文章编号] 1674-9324(2021)46-0101-04? ? ?[收稿日期] 2021-05-12

“微生物学”是我国高等院校一门重要专业基础课,凡与生命科学相关的各理科专业都会进行系统详细的学习,有成熟的教学内容、教学体系和教学方法。但在与生命科学相关的工科专业,如制药工程、食品工程等,情况较为特殊[1]:既需要微生物学的基本知识和基本技能,又有工科专业的特殊需要(尤其是能力导向),同时安排的学时比理科专业要少,所以要对这些工科专业的“微生物学”教学进行研究[2-5],重新构建教学体系,并要深入挖掘思想政治教育资源,完善课程内容,改进教学方法,探索如何在有限学时内完成课程建设目标,达到工科专业所要求的能力为导向、知识和素质并重的培养要求。

在制药工程专业,“微生物学”一般作为必选课程,安排24学时理论教学、8学时实验教学。理论教学的目标要求学生系统掌握微生物的基本知识,理解微生物与制药工程的关系,如微生物是引起药物变质和污染的重要原因;微生物是药物来源之一;微生物是药物研发的重要工具等;理解微生物学对药物的生产、储存和运输过程的质量控制起着非常关键的作用,并为后继主干课程如发酵工艺原理、生物技术制药、制药工艺学、生物分离工程等课程进行知识铺垫。在学习工程设计、设备选型及工艺设计等方面的内容时也需要微生物学基本知识、基本理论的支撑,有助于学生发现工程问题、分析工程问题和解决工程问题能力的提高。但学生常常因搞不清微生物学知识对专业的重要性而缺乏学习兴趣,为工程类专业的“微生物学”教学带来很大的困扰。“微生物学”教学如何在有限的课时中,吸引学生自发开展探究式学习,拓宽学生的视野,培养学生的学习能力,完成知识、能力、素质三者并重的教学目标,我们进行了如下探索。

一、结合课程实际内容,融入思政元素

“微生物学”是制药工程专业的专业基础课,在教学过程中,要有为谁培养人才的使命感和责任感,将思想政治教学和知识教学融为一体,如表1所示。如在绪论部分的授课过程中,通过讲解微生物的发现发展历史,介绍中国古代医学智慧和人文关怀、中国古代朴素的唯物主义对医学的影响,激发学生的民族自豪感;通过讲解近代国外微生物学迅猛发展,中国却由于制度缺陷、动荡等原因止步不前,对比现代中国对国外技术的追赶、并行和超越,激励学生兢兢业业地学习,珍惜和平,热爱祖国。在进行具体微生物种类学习时,穿插科学研发的具体事例,培养学生树立科学精神,养成严谨、锲而不舍的科研态度;通过科学家之间的友谊和人类与疾病的斗争,向学生展示诚信、友善的美好;通过微生物与人类相生相伴的关系,号召学生爱护生态环境,让人和自然和谐共处;并勉励学生敬畏生命、积极运动、锻炼身体,帮助学生建立疾病预防优于疾病治疗的理念。在其他章节教学时,都切入合适的思政元素,既丰富了教学内容,活跃了课堂气氛,也在潜移默化中对学生进行思想引导,学习知识和思想教育相互促进,在专业知识传授的过程中培养有理想、敢担当、热爱祖国的时代新人。

加强教师的德育示范作用,主讲教师以身作则,工作态度严谨踏实,认真对待每一堂课,既注重知识点的讲解,也注重知识点和生产实际的联系,结合丰富的动画、视频和线上课程,让学生既能听,也能看,还能摸,将枯燥的工程知识变得立体、形象,让学生乐于去学,教导学生要严肃对待每一项教学任务,培养“敬业”意识,养成凡事努力认真负责的好习惯,为将来进入职场打下良好基础。主讲教师言谈举止大方得体、对待学生谦和宽厚,积极营造和谐的教学氛围,在严格要求和管理学生的同时,鼓励学生多提问题,鼓励学生协作完成课堂演讲并大胆展示自己,积极打造一个严肃自由、平等积极的学习环境,在教学过程中,根据教学内容,适时介绍我国在微生物或生物制药领域内的科研进展,让大家切实感受到我国科研实力的日益强大,增强学生的爱国情怀,提升民族自豪感,增强主人翁责任意识。并与其他教师一起承担教学,组成课程組,经常研讨交流,一方面传帮带培养青年教师的教学能力,另一方面取长补短,共同完善进步。课下多与学生沟通交流,及时了解学生的知识掌握情况及心理动向,引导学生树立正确的人生观和价值观。

二、采用线上线下混合式教学模式,培养自主学习能力

根据课时和专业培养目标,精炼教学内容。利用先进的教学软件和丰富的精品课程资源,采用线上线下混合教学模式,培养学生的自主学习能力。

1.教学内容方面。精减微生物基础知识,增加自学内容;进一步增加与专业联系密切的内容,构建全新的课程体系和教学内容。将课程内容由两个部分改为三个模块。一是微生物形态模块,主要以典型的细胞生物细菌和无细胞生物病毒为主,简要介绍放线菌、真菌,其他的真细菌如衣原体、支原体等,要求学生利用各种优质在线教育资源参照自学;二是微生物学基本理论模块,以微生物的营养、代谢和生长、灭菌与消毒、微生物生态为主,微生物的遗传变异和菌种选育免疫学基础等略讲,鼓励自学;三是专业模块,关注微生物与药物的关系,以微生物与药物变质、中药的霉变与防治、微生物制药、药物的抗菌试验、药物的微生物学检查等为主,并将三个部分的内容优化成一个完整的体系,常常前后呼应,药物变质与微生物营养的关系等。

2.教学方法方面。课堂讲授和自主学习并重,充分利用雨课堂和优质在线教育资源。考虑到本课程以结论性的知识为特点,需记忆的内容多、需理解的内容少,加上微生物用肉眼又看不见,很多要凭想象,内容就显得枯燥无趣,均制作了丰富多彩的多媒体课件,利用声图并茂的多媒体授课来增加授课的有趣性,同时利用长江雨课堂[6-8],进行网络互动课程学习和答疑,激励学生进行线上自学,让学生选择合适的课题组队进行课堂演讲,调动学生参与课堂教学,引导讨论。采用课堂教学和自主学习相结合,发挥线上线下、课内课外的互补作用,引导学生进行研究式、探究式自主学习,使学习效果大为提高。

三、配套理论教学,精选实验内容

由于微生物学是一门实验性较强的学科,实验课的开设有利于学生理解基本理论、基本知识,掌握基本技能,如何切实提高学生的实际动手能力,学者进行了大量的研究[9-11 ],我们在参考其他工程类专业的基础上,结合课时压缩的实际情况,编写了制药工程的微生物学实验指导书,精选了4个最基本的实验条目,2个选开条目,以提高学生的学习兴趣,加强学生的学习效果和动手能力。开设的实验条目有:显微镜的使用和细菌形态的观察;细菌形态学检查方法;培养基的制备及灭菌;微生物的接种和培养;菌种保藏法;药物体外抗菌实验。在前四个基本实验和后两个选开综合实验的基础上,学生可以稍加综合进行菌种保藏、菌种筛选、菌种初步鉴定等微生物学常规工作,增强学生对如何通过培养获取次级代谢或初级代谢产物形成感性认识,也能够学会利用微生物作为筛选模型,来检测新的化合物的抗菌能力和抗菌范围。这六个实验较好地处理了基础性和应用性的关系,为学生的后继学习和工作带来了较大的拓展空间。

四、完善课程考核体系,建立多元化评价策略

多元教学评价可以促进教学过程的检测,本课程建立了多元评价体系,考查学生课程学习的主动性和积极性。卷面成绩占40%(低于45分做不及格处理),考查学生对基本概念、基本理论和基本方法的掌握,以及分析解决的能力。实验占30%,考查学生对显微技术、无菌技术和基本培养技术的掌握情况。提问讨论和线上问答占10%,吸引学生思考,加深学生对基础知识的理解和掌握,考查学生对课程知识的理解和综合应用。课堂演讲占10%,每组为5分钟,要求学生相互协作,提前准备,围绕主题进行相关知识的延伸和拓展,教师再结合知识点进行点评和总结,激发学生课外学习的热情,增加学生学习的主动性和兴趣,并提高学生发现问题、分析问题、解决问题以及总结表达的能力。这些新的举措使课堂教学效果明显好转。

综上所述,本文针对本专业基础课程的教学体系、教学方法,开展了研究—实践—再研究—再实践的深入探究,合理融入思政元素,激发学生的爱国敬业情怀;逐步完善了该课程的体系内容和教学手段,提升学生的自主学习和创新能力,为后继的专业主干课程的学习提供知识框架。但我们的改进还没有止步,下一步我们将结合微生物学实验性强的学科特点,和目前实验课时少,学生动手能力差、兴趣和主动性差等现状,将相关实验拍录成操作视频,每次5~10人组成小班,学生可以反复观摩操作,教师现场指导督促,确保实验效果。也可利用课余时间进实验室观摩操作,拓展实验内容,同时开展实验技能竞赛或实验作品竞赛,激发学生的学习热情,切实提高微生物学的实验技能,为后继的学习打下坚实的基础。