《環(huán)境工程微生物學(xué)》的石化特色教學(xué)改革探究-以廣東石油化工學(xué)院為例

1、環(huán)境工程微生物學(xué)的石化特色教學(xué)改革探究以廣東石油化工學(xué)院為例摘 要以國家戰(zhàn)略新興專業(yè)環(huán)保設(shè)備工程的專業(yè)基礎(chǔ)課環(huán)境工程微生物學(xué)為研究對(duì)象，結(jié)合石化特色的融合需求，在對(duì)該課程現(xiàn)狀、 環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)教學(xué)需求分析的基礎(chǔ)上，開展了石化特色課程內(nèi)容體系融合和授課模式的改革探索。關(guān)鍵詞教學(xué)改革；環(huán)境工程微生物學(xué)；探索Exploration on the Reforming of Environmental Engineering MicrobiologyAbstract: The Environmental Engineering Microbiology course was regarded as t

2、he research target in this study. Current status of the course, teaching requirements of environmental equipment engineering major were analyzed firstly. The exploration of integration on content and reforming of teaching mode have been taken.Keywords: teaching reform； Environmental Engineering Micr

3、obiology； exploration廣東省工信廳、廣東省發(fā)改委等六部門公布的廣東省發(fā) 展綠色石化戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃(20212025年)中提 出，廣東省將推進(jìn)五大煉化一體化基地建設(shè)，力爭到2025年， 邁入世界級(jí)綠色石化產(chǎn)業(yè)集群行列1。綠色石化產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)保設(shè) 備提出了更高的要求。目前廣東省擁有環(huán)保設(shè)備制造企業(yè)超過 一百多家，多數(shù)企業(yè)均與石化產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密，對(duì)具有石化特色 的環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才需求相當(dāng)緊迫。環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)是國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)本科專業(yè)。目前全 國僅有12所高校開設(shè)了環(huán)保設(shè)備相關(guān)專業(yè)。廣東石油化工學(xué)院 于2019年開辦此專業(yè)，是廣東省唯一開辦此專業(yè)的高校。然而， 由于該專

4、業(yè)學(xué)科交叉特色非常明顯，且要求人才培養(yǎng)具有前瞻 性、創(chuàng)新性、通寬性、開放性和實(shí)踐性，人才培養(yǎng)要求高。在 這些培養(yǎng)目標(biāo)中，突出石化特色不僅能滿足學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo) 的要求，更能使學(xué)生具有相關(guān)技能，滿足石化企業(yè)行業(yè)需求。 因此，如何使人才培養(yǎng)兼具培養(yǎng)要求和石化特色，把學(xué)校石化 特色融入專業(yè)核心課程，培養(yǎng)符合該專業(yè)人才需求、特色突出 的人才，是非常迫切需要研究的課題。廣東石油化工學(xué)院“因油而生”，石化特色鮮明。因此， 環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的建設(shè)必需緊緊圍繞培養(yǎng)建設(shè)石化特色突出 的人才而開展。本文以環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的基礎(chǔ)核心課環(huán)境 工程微生物學(xué)為研究對(duì)象，探索基于該專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)， 開展該門課程融入石化特

5、色的研究，為相關(guān)專業(yè)的石化特色人 才培養(yǎng)目標(biāo)提供新的思路。1課程現(xiàn)狀分析環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境工程類學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ) 課程和核心課，也是許多高校環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)專業(yè)碩士研 究生，博士研究生入學(xué)考試的專業(yè)課程2。該課程的涉及面非 常廣，既包括微生物學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，又有微生物在 環(huán)境工程中的應(yīng)用及對(duì)有害微生物的檢測與控制等知識(shí)。本課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握環(huán)境 工程微生物學(xué)基本原理，了解常用環(huán)境微生物學(xué)基本原理在環(huán) 境工程水處理、大氣污染控制、固體廢棄物資源化領(lǐng)域中的應(yīng) 用，更注重微生物與環(huán)境(尤其是污染環(huán)境)之間的關(guān)系，并且重 點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了微生物對(duì)環(huán)境物質(zhì)的轉(zhuǎn)換分解作用

6、及相關(guān)作用機(jī)制為 后續(xù)的水、空氣、固體廢棄物污染控制工程以及污染環(huán)境修復(fù) 技術(shù)等專業(yè)主干課程提供知識(shí)儲(chǔ)備和理論基礎(chǔ)PL這些內(nèi)容與 石化產(chǎn)業(yè)中原油煉制及微生物處理結(jié)合較為緊密，契合度高， 均可以比較緊密地與石油煉制過程中的環(huán)節(jié)進(jìn)行融合，比如微 生物的石油煉制技術(shù)、石化廢水的微生物處理等。目前已有老師做了該課程改革的研究，取得了系列成果。 主要集中在上課形式、實(shí)驗(yàn)形式等方面的改革4。也有很多老 師從課堂課程建設(shè)和實(shí)驗(yàn)課建設(shè)進(jìn)行分類改革。比如，授課形 式、課程內(nèi)容更新，科研反哺教學(xué)等方面5向。但這些都是基于 環(huán)境工程類專業(yè)的教學(xué)改革與實(shí)踐，對(duì)環(huán)保設(shè)備專業(yè)的指導(dǎo)意 義不大，且沒有開展過石化特色融合的相

7、關(guān)研究。同時(shí)該課程 如果直接給我校環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)，還存在以下不足：課程特色不明顯。由于環(huán)保設(shè)備類專業(yè)全國范圍開設(shè)的 專業(yè)少，這些高校在課程改革方面都處于探索期。特別是針對(duì)環(huán)境工程微生物學(xué)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的課程改革實(shí)踐，目 前尚為空白，主要參考的課程與環(huán)境工程專業(yè)類似，沒有明顯 的專業(yè)特色。課時(shí)分配較少。我校環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)與環(huán)境 工程、環(huán)境科學(xué)專業(yè)不同，對(duì)該專業(yè)的畢業(yè)生要求較高，既要 掌握環(huán)境工程專業(yè)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)的理論、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐知識(shí)和 能力，還要掌握環(huán)保機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造相關(guān)專業(yè)知識(shí)和專業(yè) 技能。因此，需要學(xué)的知識(shí)多，涉及面廣。分配給環(huán)境工程 微生物學(xué)這門課的學(xué)時(shí)僅為32

8、個(gè)學(xué)時(shí)。而一般來說，除理論 課外，該課程還會(huì)設(shè)置24學(xué)時(shí)左右的實(shí)驗(yàn)課。因此，該門課 程學(xué)時(shí)壓縮較多。學(xué)生的微生物知識(shí)薄弱。該門課程的落腳點(diǎn)在微生物， 而環(huán)保設(shè)備專業(yè)的學(xué)生沒有生物專業(yè)學(xué)生良好的生物學(xué)基礎(chǔ)， 對(duì)于生物生理、習(xí)性等知識(shí)的理解更為困難。因此該課程不同 于普通的微生物學(xué)，在課程教學(xué)中教師需要用更為通俗的方式， 深入淺出地介紹與環(huán)境領(lǐng)域相關(guān)的微生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，而 且必須突出污染環(huán)境保護(hù)與治理的主題。授課中將微生物學(xué)相 關(guān)理論知識(shí)與環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域?qū)嵺`相結(jié)合，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)該課程的定 位對(duì)于課程的邏輯結(jié)構(gòu)、教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)方式都有十分重要的 意義。2課程改革探索2.1基于目標(biāo)問題導(dǎo)向的環(huán)境工程微生

9、物學(xué)課程內(nèi)容體系 融合以環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)的定位和目標(biāo)，明確課程體 系改革方向。環(huán)境工程微生物學(xué)課程教學(xué)的根本目標(biāo)是傳 導(dǎo)知識(shí)、培養(yǎng)能力，滿足學(xué)生未來職業(yè)需求。該課程屬于專業(yè) 基礎(chǔ)課，不僅為其他后續(xù)專業(yè)課打好必要的微生物學(xué)知識(shí)的基 礎(chǔ)，也為后續(xù)環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，是非常重要的教 學(xué)環(huán)節(jié)。因此，該課程的內(nèi)容體系融合，將遵循如圖1所示的 融合方式，即將學(xué)校的石化特色育人要求、環(huán)保設(shè)備企業(yè)的石 化特色人才需求與環(huán)保設(shè)備專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合，通過 在課程內(nèi)容中融合石化特色元素，實(shí)現(xiàn)課程改革目標(biāo)。學(xué)校石育人要求環(huán)保設(shè)備專業(yè)/環(huán)境工程微、環(huán)保設(shè)備工程專人才培養(yǎng)目標(biāo)（生物學(xué)課程業(yè)人才企業(yè)需

10、求Vk體系融合Z/圖1環(huán)境工程微生物學(xué)課程內(nèi)容體系融合示意圖Fig.1 Schematic diagram of Course Content System integrationfor Environmental Engineering Microbiology course在具體的課程內(nèi)容融合上，采取“理論基礎(chǔ)+特色應(yīng)用”來 開展。比如，在緒論中對(duì)“微生物概述和環(huán)境微生物概述及發(fā) 展前景”的基礎(chǔ)上加入油藏與石油開采微生物概述”；在環(huán) 境中的主要微生物”的介紹中，增加油田中的內(nèi)源微生物群 落、鐵還原和硝酸鹽還原的微生物”；在生態(tài)因子對(duì)微生物 的影響”中，設(shè)計(jì)加入油田及煉制環(huán)境對(duì)微生物產(chǎn)生的影

11、響， 對(duì)各影響因素如何歸屬進(jìn)行分析；在微生物與環(huán)境污染的治 理”中，增加烴污染區(qū)的生物修復(fù)等內(nèi)容。使理論基礎(chǔ)在課堂 上能及時(shí)的和石化應(yīng)用緊密結(jié)合，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂效 果提升。2.2基于課程融合體系的授課模式改革教學(xué)內(nèi)容的融合，必然引起授課模式的改革。我們的改革 探索主要基于兩方面的考慮。一是教學(xué)內(nèi)容融合后，學(xué)生需要 學(xué)習(xí)的內(nèi)容更多，如果仍然采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生 無法抓住重點(diǎn)，增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。二是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的缺失，使學(xué)生 無法通過實(shí)踐了解相關(guān)內(nèi)容。因此可采用現(xiàn)代信息技術(shù)如虛擬 仿真等開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。基于此，我們從三方面進(jìn)行了教學(xué)方式的改革，包括教學(xué) 形式、授課形式和內(nèi)容來源三方面改革。

12、具體改革內(nèi)容如圖2 所示。分組教學(xué)內(nèi)容來源啟發(fā)式螂教學(xué)多媒體科研反哺自學(xué)式提問式授課模式改革圖2.授課模式改革示意圖Fig.2 Schematic diagram of reformation for teaching mode最新研究分組教學(xué)內(nèi)容來源啟發(fā)式螂教學(xué)多媒體科研反哺自學(xué)式提問式授課模式改革圖2.授課模式改革示意圖Fig.2 Schematic diagram of reformation for teaching mode最新研究企業(yè)實(shí)例-教學(xué)形式。授課媒介虛擬仿真偈充教學(xué)自學(xué)式的學(xué)習(xí)，并采用分組之間的自學(xué)式、提問式教學(xué)方式進(jìn) 行過程管控和學(xué)習(xí)成效檢驗(yàn)。充分培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、自學(xué)能

13、 力、創(chuàng)新思維能力；培養(yǎng)學(xué)生借助信息技術(shù)工具查閱、運(yùn)用相 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)資料的能力。在授課媒介上，我們充分考慮了利用現(xiàn)代媒體技術(shù)，采用 多媒體、虛擬仿真及傳統(tǒng)授課相結(jié)合的方式。如引導(dǎo)學(xué)生充分 利用好已有的慕課和翻轉(zhuǎn)課堂等媒介，在有限的學(xué)時(shí)范圍內(nèi)， 融會(huì)貫通更多的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，創(chuàng)新性地充分利用學(xué)校的廣東 省石油化工污染過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省石油化工資源 清潔利用工程技術(shù)研究中心等省級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)，開展微生物 鑒定與表征等認(rèn)知。在內(nèi)容來源上，除利用教材內(nèi)容外，我們還充分利用了我 們科研團(tuán)隊(duì)在污水處理研究的最新成果以及最新研究進(jìn)展來反 哺教學(xué)內(nèi)容，比如增加了高級(jí)氧化法在環(huán)境處理中的應(yīng)用等內(nèi)

14、 容，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。同時(shí)，我們還主動(dòng)聯(lián)系了相關(guān)環(huán)保設(shè) 備企業(yè)，了解企業(yè)生產(chǎn)需要及實(shí)際問題，從企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中尋 找授課內(nèi)容，使授課內(nèi)容更加切合生產(chǎn)實(shí)際。3結(jié)束語我們針對(duì)學(xué)校環(huán)保設(shè)備專業(yè)人才培養(yǎng)的石化特色整合需 求，將環(huán)保設(shè)備工程培養(yǎng)目標(biāo)與學(xué)校石化特色人才培養(yǎng)目標(biāo)細(xì) 化到課程的改革當(dāng)中，并結(jié)合環(huán)境工程微生物學(xué)的課程特色， 開展課程與培養(yǎng)目標(biāo)的融合探索，對(duì)課程教學(xué)體系、方法和內(nèi) 容三個(gè)方面的融合與改革進(jìn)行了探究，探索了云平臺(tái)、互聯(lián) 網(wǎng)+”等新的信息技術(shù)在課程教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用，提前謀劃了環(huán) 保設(shè)備工程專業(yè)畢業(yè)生石化特色的培育，滿足了廣東省乃至全 國環(huán)保設(shè)備企業(yè)的人才需求。但仍存在需要繼續(xù)思考的問題： 比如，如何形成滿足石化特色、環(huán)保設(shè)備工程需求和環(huán)境工 程微生物學(xué)”三位一體的特色教學(xué)模式，并實(shí)現(xiàn)各個(gè)知識(shí)環(huán)節(jié) 的無縫銜接和串聯(lián)；如何進(jìn)一步克服實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺失問題，在有 限的學(xué)時(shí)內(nèi)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)、模擬仿真等新技術(shù)、新方法達(dá)到 預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。形成了一套完整的、有機(jī)結(jié)合的石化特色、 環(huán)保設(shè)備工程需求和環(huán)境工程微生物學(xué)”三位一體融合的特色 專業(yè)核心課程教學(xué)體系。為學(xué)校其他新專業(yè)、人才培養(yǎng)提供了 新思路，為實(shí)現(xiàn)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的特色和石化特色人才培養(yǎng) 目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。為學(xué)校及學(xué)院的石化特色課程、教學(xué)方式改革 等方面提供前期可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，還將形成一系列