學科教育論文-水處理生物學課程教學改革探討【摘要】為了更好地培養能系統掌握水處理生物學基礎理論、基本知識和基本技能的給水排水工程專業人才,提高學生應用生物學理論和技術去解決給水和排水科學領域中實際問題的積極性,本文針對給水排水工程專業的水處理生物學教學方法進行了探討,緊密結合專業特點,合理組織教學內容,應用實例教學,提高學生學習興趣,充分利用多媒體教學,引導學生研究型學習,強化實驗教學,強化技能訓練等方面改進,取得了良好的教學效果?！娟P鍵詞】給水排水工程水處理生物學教學探討水處理生物學課程是高等學校給水排水工程專業指導委員會提出的給排水科學與工程學科新課程體系中10門主干課之一,是給水排水工程專業的必修課,是一門原理性,概念性,實踐性強,操作難度大的課程。該課程的理論課程主要包括兩大部分,第一部分為微生物學的基礎知識,第二部分為微生物在給水排水工程中的應用,是水的生物處理工藝的基礎,給水排水專業的學生只有在學好該門課程后才能更好地應用生物法來設計污水和自來水水處理工藝。微生物個體極小,種類繁多,肉眼無法直接觀察,必須借助顯微鏡才能看清其形態和結構,這就使學生缺乏感性認識,感覺微生物知識雜亂,學習難度比較大,學習效果也不好,因此,如何提高水處理生物學的教學質量,取得比較好的教學效果,是從事這門課程教學的教師努力追求的目標,筆者在教學實踐過程中有如下探索。1合理組織教學內容該門課程是給排水專業的主干課程水質工程學(包括給水和排水)的前導課程,和其他專業生物教學不同的是要緊密圍繞“水處理和水質控制”為核心實施教學。所以重點介紹水中存在的病毒、細菌、放線菌、真菌等以及在水質凈化中有重要作用的古細菌、原生動物和微型后生動物和水生植物的基本形態和生理特性。在介紹微生物生理和營養時,要密切結合在水處理工藝的好氧處理和厭氧處理,介紹呼吸類型和代謝途徑。在介紹生物對碳元素、氮元素、磷元素等的轉化原理時結合具體的污水處理工藝中的脫氮除磷工藝設計要求講解,使教學內容更具有實際意義,為后續課程教學打下堅實的基礎。2應用實例教學,提高學生學習興趣水處理生物學是一門與生活實踐、工業應用有密切聯系的應用課程,在學習過程中,尤其在講授應用微生物進行污水處理原理部分內容時,應該帶領學生參觀污水生物處理工藝,觀察活性污泥或生物膜的性狀,在參觀中給學生講授污水處理工藝及微生物在其中所起的作用。在講授大型水生植物治理水環境時,引入一些工程實例,以多媒體的形式展示給學生,這樣能使學生帶著興趣深入地理解微生物在處理中的作用。除了教授教材中的基本理論,更要引進工程實踐中一些有影響的或與學生生活比較貼近的實例。南京林業大學校內有一條有防洪和排污功能的河流,由于河流里排放的工業和生活污水比重較大,水質表觀性質很差,學校為美化校園環境,引入了微孔曝氣、噴泉曝氣、添加微生物載體與菌種、種植水生植物等生物處理工藝對該河流進行污染整治,該河流中就存在各種降解污染物質的生物,在講解生物處理水原理時就可以理論聯系實際,給學生以直觀的認識,教學效果良好。3充分利用多媒體教學微生物形體極微小,看不見,摸不著,為了使學生對微生物有更加感性的認識,提高他們的學習興趣和學習效果,最好采用多媒體教學。例如,講微生物大小時,病毒、細菌、酵母、霉菌等通過色彩鮮明的圖片展現給他們,收到了很好的效果。在講述微生物在水處理工程中的應用時,配以城市污水生物處理工藝中活性污泥和生物膜等的圖片,使學生對微生物的巨大威力和處理效率大為佩服,學生對所學的知識有比較強的感性認識,同時也使得他們認識到掌握微生物知識在給排水專業學習中的重要性。4引導學生研究型學習水處理生物學教學注重學生不僅要對對水中存在的各種微生物形態與結構的觀察,更重要的是要求學生掌握獨特的研究學習的技能。學生應該在教師指導下的自主性、探索性學習活動。在教學過程中講解藻類這一章節時,正好是春末夏初,學校里的河流斷面中流速緩慢的區域有大量紅色的物質出現,學生很好奇這是什么現象形成的,這時候就引導學生取樣觀察,了解藻類生長的環境條件,藻類的種類和形態特征,加深了學生對水體中藻類的知識的掌握。本學科也是發展中的學科,在生物學領域不斷有新技術、新手段產生,比如說新型的微生物菌種在水處理領域的應用,微生物檢測的新方法PCR-DGGE,在講解到相關章節時就可以引導學生通過圖書館、網絡等途徑了解新技術,新方法。5強化實驗教學,強化技能訓練改革實驗教學,提高教學質量,是高等教育應長期持的一個重要環節,要通過實驗讓學生掌握全面的理論識,還要經過足夠的能力訓練,使其具備適應特定崗位要的綜合工作能力。根據教學大綱要求,學生需要通過4個課時的實驗課掌握光學顯微鏡的結構、光學原理及操作與使用方法,掌握水體中主要微生物的檢驗技能,掌握控制水體微生物生長的方法,以確定水和廢水的生物學性質,了解主要的水處理微生物的個體形態和結構特征,掌握從水體中分離和培養微生物的方法和技能。按照這個要求,經過幾年的實踐和探索,我校制定了完整的實驗計劃,利用光學顯微鏡觀察酵母菌、霉菌、放線菌、活性污泥中的原生動物、后生動物、菌膠團等的形態,在這個過程中不僅能掌握光學顯微鏡的操作,還能完成對各種微生物形態的觀察。在完成觀察任務后,繼續對活性污泥中微生物進行純種分離,接種,培養(任選稀釋平板法或平板劃線法),培養學生操作技能。在培養36小時后觀察培養出來的菌體、菌落,進一步熟悉光學顯微鏡的操作方法。課時少,但是實驗內容比較多,所以實驗前就要做好準備工作,做好酵母菌,霉菌樣本的純培養工作,取曝氣池新鮮活性污泥樣本工作。在實驗指導過程中也要依據教學經驗,對歷屆學生實驗操作時不太注意或易出錯的環節,講解時著重提出來,并且在他們實驗操作過程中時監督檢查,如“顯微鏡的操作和使用”的實中的操作步驟、“無菌操作”實驗是否嚴格無菌操作,提高他們的效率。以上幾點便是筆者在教學過程中的實踐與思考,當然關于水處理生物學的教學方法還有很多地方需要深入探討,也很多需要進一步改革?？偟膩碚f,希望經過不斷的教改反思,能不斷地提高教學質量,培養出適應現代