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摘要：水处理微生物学实验是给排水科学与工程专业的重要基础课。信息化教学可以有效调动学生的学习积极性，帮助学生更直观的理解水处理微生物实验的原理及操作，培养学生的实践及创新能力，成为提高水处理微生物学实验教学质量的有效手段。本文结合专业培养目标，将信息化教学有效融入到实验教学中，将教学内容的抽象难懂化为直观形象，枯燥乏味化为生动有趣，一方面激发学生的学习兴趣，另一方面拓宽学生的知识视野，达到优化教学效果的目的。
关键词：信息化教学；水处理微生物学；实验教学；改革
本文引用格式：王国华,等.信息化教学在《水处理微生物学》实验教学中的应用[J].教育现代化,2019,6(70):71-72,82.
Application of Information-based Teaching on the Water Treatment Microbiology Experimental Teaching
WANG Guo-hua,ZENG Tao-tao,YUAN Hua-shan,HUANG Shi-yuan,LIU Ying-jiu,LIU Qing
（School of Civil Engineering,University of South China,Hengyang,China）
Abstract:Microbiology experiment of water treatment is an important basic course of water supply and drainage science and engineering.Information-based teaching has become an effective means to improve the quality of microbiology experiment teaching in water treatment.The learning enthusiasm of students can be mobilized effectively,the principle and operation of microbiology experiment in water treatment can be understood more intuitively by students via information-based teaching.As a result,students’practice and innovation ability could be cultivated in the process.When taking the professional training objectives into consideration,the informationized teaching is integrated into the experimental teaching effectively.Consequently,the abstract and difficult teaching content is turned into intuitive image,and the boring teaching content is turned into vivid and interesting one.On the one hand,it can stimulate students’interest in learning,on the other hand,it can also broaden students’knowledge horizons and achieve the goal of optimizing the teaching effect.
Key words:Information-based teaching;Water treatment microbiology;Experimental teaching;Innovation
微生物修复水体污染具有高效、环保、无二次污染等优点，在环境水体净化中的应用越来越广泛[1]。水处理微生物学是研究这项技术的重要学科。水处理微生物学是给排水科学与工程专业的基础课，该课程的实验教学部分作为学科体系的重要组成，在培养学生实践创新能力方面发挥了重要作用。
然而水处理微生物学实验课程实践性极强，传统的教学模式通常是以任课教师讲解、示范为主，学生被动地按实验步骤操作。教学过程可能存在的问题有：学生对实验原理不清楚、对实验步骤不熟悉，没有发挥学生的主动性；当学生人数较多时，学生对实验操作和现象观察不清楚，导致实验操作效率不高[2]。
改革实验教学，提高教学质量，培养学生的综合素质，是新时期高等教育所面临的一项紧迫任务。
《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”[3]。《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》也指出，要“着重推进信息技术与教育的全面深度融合，变革教育理念、模式与方法，支撑教育创新发展”[4]。本文以革兰氏染色及油镜使用实验为例，围绕实验教学目标制定、信息化教学实施及教学效果反馈等三个方面介绍实验教学设计。
一实验教学目标制定
本课程的教学对象是给排水科学与工程专业三年级学生，已经掌握了一定的专业基础知识及自主学习的能力。但是本专业开展的微生物学相关课程较少，学生对光学显微镜的使用和革兰氏染色的认识还不够深入和全面，相关知识源于高中基础知识和水处理微生物学的理论课程。
根据本专业的人才培养方案以及学生的学习情况，要求学生学习掌握细菌革兰氏染色原理及操作及显微镜油镜使用方法。
二信息化教学实施
信息化教学的应用是教学发展的一个趋势，在水处理微生物学实验教学中，可改变原有传统教学模式，将信息化教学方法如视频、应用软件（APP）、微课等进行合理应用，达到改进实验教学质量，希望能逐步构建素质化、能力化实验教学体系。
（一)课前预习
利用“雨课堂”APP在实验课前向学生发布背景知识和课前任务。通过发布背景知识相关链接，让学生提前学习光学显微镜的操作及革兰氏染色的原理步骤，也可以让学生提前熟知本课内容。通过发布课前任务让学生搜集常见抗生素的适应症，可以让学生认识到细菌革兰氏分类在日常生活中的应用，同时可以提升学生对本次实验的学习兴趣。
（二）课堂实施
在课堂教学中，设置了革兰氏细菌分类、革兰氏染色的原理、革兰氏染色的操作及油镜观察3个环节。
（1）革兰氏细菌分类
在这一环节，引导学生从图书馆APP下载革兰氏细菌分类的相关论文，让学生认识到革兰氏分类在细菌分类学上的应用。在微信群上传革兰氏染色显微图片，让学生对细菌的革兰氏染色分类有最直观的认识。
（2）革兰氏染色的原理
这部分内容较抽象，学生较难理解。在学生微信群中上传革兰氏染色原理的微视频，让学生了解到革兰氏染色的基本原理。通过微视频动画让学生了解到革兰氏阳性菌的细胞壁主要有肽聚糖形成的网状结构组成，在染色过程中，当用95%乙醇处理时，由于脱水而引起网状结构中的孔径变小，细胞壁的通透性降低，使结晶紫-碘复合物被保留在细胞壁内而不易脱色，因此呈蓝紫色。而革兰氏阴性菌的细胞壁中肽聚糖含量低，脂类物质含量高，当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁的通透性增加，使结晶紫-碘复合物容易被乙醇抽提出来而脱色，然后又被染上了复染剂的颜色，因此呈现红色。通过上述信息化教学可以让抽象的知识变得生动有趣，增加了学生的学习兴趣，有效突破了教学难点。
（3）革兰氏染色的操作及油镜观察
这部分操作较复杂，在讲授革兰氏染色及油镜观察的规范性操作前，在微信群中发布“爱奇艺”APP中革兰氏染色的视频链接，让学生掌握挑取菌落、涂片、干燥、固定、初染、媒染、脱色、复染、镜检等操作要领。通过该方法可以让学生熟悉并掌握实验流程，加深对革兰氏染色原理的理解。网络视频教学呈现了革兰氏染色的实际操作过程，既可减少实验的盲目性，又节约实验耗材、提高教学效率。之后再对实验细节进行讲解，引导学生正确实验。
（三）课后总结
老师列出本节课的知识框架，让学生自己进行小结，并利用手机摄像功能拍摄显微照片，通过“雨课堂”APP在线提交革兰氏染色显微图片及作业。教师通过后台分析，可以掌握学生答题情况，导出作业成绩，并分析哪些题目和知识点是错误率较高的，可以通过话题讨论区和学生互动讨论，并在下次课上重点复习。
（四)改进考核方式与评价体系
以前单一的实验成绩评定方式早已不符合新时期给排水科学与工程专业的人才培养需要。我们必须将学生综合素质及创新精神的培养放在教学的首位。相应地，考核评价方法也必须做出相应的改进。学生的实验兴趣及实验态度也需要纳入成绩评定体系中，具体操作如下：出勤率（准时上下课，签到）5%，实验态度10%（实验积极性，爱惜实验物品，实验仪器及桌面清洁），实验操作25%(课堂中规范操作，实验效果好坏)，实验报告（书面报告，雨课堂互动，课后作业完成情况）60%。这种考核方式可以更真实、全面地评价学生的学习情况，促进学生实践能力和创新精神的培养。引导学生要重视实验教学，注重理论知识的理解，注意把握实验的操作细节，切实提高学生的实验技术。
三 教学效果反馈
首先，本次课利用APP将教学内容提前布置给学生，同时把教学内容与社会实际问题进行有机结合，让学生自己寻找革兰氏染色的日常应用。使学生既能够更好地了解革兰氏染色的相关知识，又能够对从医学治疗应用方面了解革兰氏染色的临床应用，激发了学生的学习兴趣。同时，又能够引导学生正确使用现代通讯设备，减少手机依赖，达到一举多得的效果。
另外，本次课还利用了微视频、网络教学、手机摄像、微信群聊等多元信息化手段，科学安排教学过程的各个环节，将抽象难懂的革兰氏染色原理形象化、生动化，降低了学习的难度、增加了学习的趣味，充分激发了学生的学习兴趣与热情；同时利用网络教学结合教师现场指导让学生避免了因为人多拥挤无法观察到实验操作细节的问题，真正掌握实验技巧，将所学知识和技能掌握地更加扎实、牢靠，进而达到有效优化教学效果的目的。
四 结语
当前生物技术在污染水体净化过程中的应用越来越广泛，水处理微生物学实验是研究这项技术的重要基础学科。为了使水处理微生物学实验教学高效、严谨、充实，我们利用信息化教学方法对实验课程教学模式、方法、考核方式进行了探索和实践，初步形成了一套完整可行的信息化实验教学模式，可供其他课程借鉴。
参考文献
[1]李勇超,吴继鑫,任伯帜.水处理微生物学双语课程模式探索[J].教育现代化,2018,5(27):54-56.
[2]贾艳萍,贾心倩,张兰河,等.基于“卓越计划”培养目标的水处理微生物学课程改革研究与实践[J].微生物学通报,2014,41(5):996-1003.
[3]吴岩,王晓燕,王新凤,等.探索京津冀区域高等教育发展新模式--学习《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的思考[J].中国高教研究,2010,8:1-7.
[4]李龙波.面向未来促进共享推进融合引领创新——《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》评介[J].中国信息技术教育,2012,5:4-5.
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