面向新工科背景的创新创业教育融入《环境微生物学》教学改革研究
张小梅 宋宁宁
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张小梅 宋宁宁,. 面向新工科背景的创新创业教育融入《环境微生物学》教学改革研究[J]. 现代教育教学研究,2025.3. DOI:10.12721/ccn.2025.157027.
摘要:
《环境微生物学》是环境类学生的专业基础课,是一门应用性和实践性特别强的课程。在“新工科”教育背景下,创新创业教育与专业课程的融合是高校发展和人才培养的必然要求。基于此,本文就《环境微生物学》的教学理念、教学目标、教学方法和考核方式等进行了改革探索,以更好地满足人才培养的需求。
关键词: 新工科;创新创业教育;环境微生物学;应用型人才
DOI:10.12721/ccn.2025.157027
基金资助:2021年青岛农业大学“专创融合”课程教学改革项目“创新创业教育融入《环境微生物学》课程教育研究”(ZCJG202101)

2015年,国务院办公厅印发了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》,明确指出“深化高等学校创新创业教育改革,是推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措”[1]。2018年,教育部办公厅又印发了《关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》,来自全国高校的612个项目入选首批“新工科”研究与实践项目[2]。教育部新工科项目的正式认定,意味着备受关注的高校新工科建设开始进入实施阶段。

环境学科作为“新工科”发展的重要组成部分,在我国大力整治环境污染问题、恢复蓝天绿水的背景下,为“新型环境工程”专业人才的教育培养提出了新的要求。《环境微生物学》是环境类学生的专业基础课,主要以微生物学理论与技术为基础,研究有关环境现象、环境质量及环境问题。在“新工科”背景下,《环境微生物学》与创新创业教育的融合是人才培养的必然要求。

《环境微生物学》具有涉及面广、知识点多、实践性强等特点,这些特点使得其易与创新创业项目相结合。然而,作为一门专业基础课,《环境微生物学》一般安排在大学二年级第二学期。该年级的学生具有知识零散、思维活跃但想法有时不切实际、工程理论抽象、工程实践缺失、创新创业素养不足等特点。因此,要使创新创业教育有效融于《环境微生物学》教学实践中,作者认为教学理念、教学目标、教学方法和考核方式上都应该有所改变。

首先,“新工科”要求基于成果导向教育(Outcome-BasedEducation,OBE)理念设置教学目标[3]。环境学科要培养具有工程知识、问题分析、设计/开发解决方案和具有独立研究能力的实践和创新能力强的应用型综合性人才。根据“以终为始”的原则,本课程的教学目标设置为知识方面:了解水体、土壤及空气污染与自净过程中涉及的微生物学原理及饮用水卫生细菌学及其检验;掌握环境工程中的污(废)水及有机固体废物生物处理涉及的微生物学知识;能力方面:掌握水体、土壤和活性污泥中微生物种类、数量测定的实验方法,具有基本的微生物培养和鉴定等实验技能;素质方面:针对水、土壤、固体废弃物和大气中的特定污染物设计具有创新特色的实验方案。

基于以上教学目标,为更好地培养学生的创新创业精神,采取了以下方法创新课堂教学:

1. 巧妙运用思维导图系统串联各章知识点

思维导图的教学思想是以章节的点、线和面作为线索,引导学生进行系统化学习,从而自觉主动地将各部分知识网络构建起来。以细菌的思维导图为例,主要包括形态、结构、功能、培养特征及其物理化学性质等。教师可以根据教学内容简单绘制一张思维导图,将本部分的知识脉络清晰地呈现在学生面前。对于导图中需要添加的内容,留给学生添加。学生在教师的指导下,对于需要学习的知识从点到线进行整理,并做出总结。最后,教师指导学生形成自己的独立观点。由于细菌、真菌、古菌的生物学特性存在相关性,并都在环境治理过程中发挥重要作用,因此,学生需要将其与其他章节内容建立关联,从而构建知识网络系统。

2. 发散思维,多学科交叉,创新科研

新工科更加强调工程学科的应用性与交叉性。因此,在授课过程中,要引导学生发散思维,多维度思考。例如,病毒一章的重点即病毒的结构及其复制过程。在讲授该部分内容时,除要紧密联系当前“新冠疫情”的爆发原因,加入思政元素外,还应该引发学生对疫苗研制的思考。例如,很多学生认为疫苗就是将病毒的蛋白结构破坏,从而将其灭活或减毒制备的。这时应该提问“这是否为疫苗研制的唯一途径?”,再转到病毒的基本结构部分,结合基因工程让学生联想到还可以通过敲除其遗传物质中的关键基因,充当病毒载体;或直接将病毒的核酸包装后直接注入人体细胞等方式,使接种者产生免疫反应,产生抗体。这种发散思维、多学科交叉的授课方式在启迪学生进行创新创业过程中具有重要作用。

3. 以大赛为抓手,灵活运用多种教学方法

为解决大二学生创新创业素养不足的问题,我们在教学模块上加入了“环境微生物+创新创业平台模块”[4]。该模块主要包括各类创新创业大赛宗旨介绍、与微生物相关经典案例分析、模拟竞赛及现场展示等环节。通过对中国国际“互联网+”、“挑战杯”、“创青春”等顶级赛事的比赛宗旨进行介绍,使更多学生及早了解相关赛事,激发其参与比赛的热情。之后,结合近几年教学团队指导的以上竞赛,引导学生主动发现微生物的利用价值和巨大市场,提升创业技能、创业能力以及发现问题、分析问题、解决问题的创业综合素质。最后,将通过开展创业模拟竞赛等形式多样的创业活动,培养学生的自主能动意识和开拓精神,挖掘自身的潜能,培养学生吃苦耐劳、永不言弃、勇于探索、敢于冒险的企业家精神。

最后,考核方式上加大对学生综合素质的考核力度,增加创新创业成绩。创新创业成绩主要从参与度、创新能力、实践能力、团队合作能力等方面评价,包括:①双创成果报告,成绩由授课教师给定,占创新创业成绩的50%,主要考核学生信息检索、科技论文写作、专业知识应用、实践中探索知识和信息技术应用的能力;②成果验收答辩和研讨,成绩由班级同学组成评审组给定,占总成绩的50%,主要考核学生解决问题、系统思维、创新和口头表达能力。

总之,在国家“新工科”建设背景下,《环境微生物学》课程教学应该更好地与创新创业教育相融合,授课教师要更加紧密关注相关行业企业对环境微生物学人才的需求和国际发展趋势,更加注重培养学生的创新创业能力和综合运用所学科学理论、技术手段发现、分析并解决工程问题的能力[5]

参考文献

[1]华炜.大学生创业教育与思想政治教育融合路径探索[J].学校党建与思想教育,2021,641(2):64-65.

[2]周静,刘全菊,张青.新工科背景下实践教学模式的改革与构建[J].实验技术与管理,2018,35(3):165-168.

[3]梅林,杨丽君,孙玲玲,等.基于OBE模式的电力系统综合实验教学改革[J].实验技术与管理,2018,35(1):218-220.

[4]安会勇,史春薇,司薇薇,等.以“环境微生物学”课程为例探索现代开放课堂理念在创新创业人才培养中的实践[J].微生物学通报,2018,45(3):648-650.

[5]史春薇,杨占旭,王吉林,等.“新工科”背景下环境微生物学课程实践教学育人模式的探索[J].微生物学通报,2020,47(4):1202-1209.

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