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水處理生物學(xué)課程教學(xué)改革探討論文
【摘要】為了更好地培養(yǎng)能系統(tǒng)掌握水處理生物學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的給水排水工程專業(yè)人才，提高學(xué)生應(yīng)用生物學(xué)理論和技術(shù)去解決給水和排水科學(xué)領(lǐng)域中實(shí)際問題的積極性，本文針對(duì)給水排水工程專業(yè)的水處理生物學(xué)教學(xué)方法進(jìn)行了探討，緊密結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，合理組織教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)用實(shí)例教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分利用多媒體教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生研究型學(xué)習(xí)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化技能訓(xùn)練等方面改進(jìn)，取得了良好的教學(xué)效果。
【關(guān)鍵詞】給水排水工程 水處理 生物學(xué) 教學(xué)探討
水處理生物學(xué)課程是高等學(xué)校給水排水工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)提出的給排水科學(xué)與工程學(xué)科新課程體系中10門主干課之一，是給水排水工程專業(yè)的必修課，是一門原理性，概念性，實(shí)踐性強(qiáng)，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(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，第二部分為微生物在給水排水工程中的應(yīng)用，是水的生物處理工藝的基礎(chǔ)，給水排水專業(yè)的學(xué)生只有在學(xué)好該門課程后才能更好地應(yīng)用生物法來(lái)設(shè)計(jì)污水和自來(lái)水水處理工藝。微生物個(gè)體極小，種類繁多，肉眼無(wú)法直接觀察，必須借助顯微鏡才能看清其形態(tài)和結(jié)構(gòu)，這就使學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，感覺微生物知識(shí)雜亂，學(xué)習(xí)難度比較大，學(xué)習(xí)效果也不好，因此，如何提高水處理生物學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，取得比較好的教學(xué)效果，是從事這門課程教學(xué)的教師努力追求的目標(biāo)，筆者在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中有如下探索。
1 合理組織教學(xué)內(nèi)容
該門課程是給排水專業(yè)的主干課程《水質(zhì)工程學(xué)》（包括給水和排水）的前導(dǎo)課程，和其他專業(yè)生物教學(xué)不同的是要緊密圍繞“水處理和水質(zhì)控制”為核心實(shí)施教學(xué)。所以重點(diǎn)介紹水中存在的病毒、細(xì)菌、放線菌、真菌等以及在水質(zhì)凈化中有重要作用的古細(xì)菌、原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物和水生植物的基本形態(tài)和生理特性。在介紹微生物生理和營(yíng)養(yǎng)時(shí)，要密切結(jié)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(duì)碳元素、氮元素、磷元素等的轉(zhuǎn)化原理時(shí)結(jié)合具體的污水處理工藝中的脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)要求講解，使教學(xué)內(nèi)容更具有實(shí)際意義，為后續(xù)課程教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 應(yīng)用實(shí)例教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
水處理生物學(xué)是一門與生活實(shí)踐、工業(yè)應(yīng)用有密切聯(lián)系的應(yīng)用課程，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，尤其在講授應(yīng)用微生物進(jìn)行污水處理原理部分內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)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(xué)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(huán)境時(shí)，引入一些工程實(shí)例，以多媒體的形式展示給學(xué)生，這樣能使學(xué)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(jìn)工程實(shí)踐中一些有影響的或與學(xué)生生活比較貼近的實(shí)例。南京林業(yè)大學(xué)校內(nèi)有一條有防洪和排污功能的河流，由于河流里排放的工業(yè)和生活污水比重較大，水質(zhì)表觀性質(zhì)很差，學(xué)校為美化校園環(huán)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(duì)該河流進(jìn)行污染整治，該河流中就存在各種降解污染物質(zhì)的生物，在講解生物處理水原理時(shí)就可以理論聯(lián)系實(shí)際，給學(xué)生以直觀的認(rèn)識(shí)，教學(xué)效果良好。
3 充分利用多媒體教學(xué)
微生物形體極微小，看不見，摸不著，為了使學(xué)生對(duì)微生物有更加感性的認(rèn)識(shí)，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，最好采用多媒體教學(xué)。例如，講微生物大小時(shí)，病毒、細(xì)菌、酵母、霉菌等通過(guò)色彩鮮明的圖片展現(xiàn)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(yīng)用時(shí)，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(xué)生對(duì)微生物的巨大威力和處理效率大為佩服，學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)有比較強(qiáng)的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也使得他們認(rèn)識(shí)到掌握微生物知識(shí)在給排水專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要性。
4 引導(dǎo)學(xué)生研究型學(xué)習(xí)
《水處理生物學(xué)》教學(xué)注重學(xué)生不僅要對(duì)對(duì)水中存在的各種微生物形態(tài)與結(jié)構(gòu)的觀察，更重要的是要求學(xué)生掌握獨(dú)特的研究學(xué)習(xí)的技能。學(xué)生應(yīng)該在教師指導(dǎo)下的自主性、探索性學(xué)習(xí)活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中講解藻類這一章節(jié)時(shí)，正好是春末夏初，學(xué)校里的河流斷面中流速緩慢的區(qū)域有大量紅色的物質(zhì)出現(xiàn)，學(xué)生很好奇這是什么現(xiàn)象形成的，這時(shí)候就引導(dǎo)學(xué)生取樣觀察，了解藻類生長(zhǎng)的環(huán)境條件，藻類的種類和形態(tài)特征，加深了學(xué)生對(duì)水體中藻類的知識(shí)的掌握。本學(xué)科也是發(fā)展中的學(xué)科，在生物學(xué)領(lǐng)域不斷有新技術(shù)、新手段產(chǎn)生，比如說(shuō)新型的微生物菌種在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用，微生物檢測(cè)的新方法PCR—DGGE，在講解到相關(guān)章節(jié)時(shí)就可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)圖書館、網(wǎng)絡(luò)等途徑了解新技術(shù)，新方法。
5 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化技能訓(xùn)練
改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，是高等教育應(yīng)長(zhǎng)期持的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握全面的理論識(shí)，還要經(jīng)過(guò)足夠的能力訓(xùn)練，使其具備適應(yīng)特定崗位要的綜合工作能力。根據(jù)教學(xué)大綱要求，學(xué)生需要通過(guò)4個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課掌握光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)、光學(xué)原理及操作與使用方法，掌握水體中主要微生物的檢驗(yàn)技能，掌握控制水體微生物生長(zhǎng)的方法，以確定水和廢水的生物學(xué)性質(zhì)，了解主要的水處理微生物的個(gè)體形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，掌握從水體中分離和培養(yǎng)微生物的方法和技能。按照這個(gè)要求，經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐和探索，我校制定了完整的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，利用光學(xué)顯微鏡觀察酵母菌、霉菌、放線菌、活性污泥中的原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、菌膠團(tuán)等的形態(tài)，在這個(gè)過(guò)程中不僅能掌握光學(xué)顯微鏡的操作，還能完成對(duì)各種微生物形態(tài)的觀察。在完成觀察任務(wù)后，繼續(xù)對(duì)活性污泥中微生物進(jìn)行純種分離，接種，培養(yǎng)（任選稀釋平板法或平板劃線法），培養(yǎng)學(xué)生操作技能。在培養(yǎng)36小時(shí)后觀察培養(yǎng)出來(lái)的菌體、菌落，進(jìn)一步熟悉光學(xué)顯微鏡的操作方法。課時(shí)少，但是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較多，所以實(shí)驗(yàn)前就要做好準(zhǔn)備工作，做好酵母菌，霉菌樣本的純培養(yǎng)工作，取曝氣池新鮮活性污泥樣本工作。在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中也要依據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)歷屆學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作時(shí)不太注意或易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)，講解時(shí)著重提出來(lái)，并且在他們實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中時(shí)監(jiān)督檢查，如“顯微鏡的操作和使用”的實(shí)中的操作步驟、“無(wú)菌操作”實(shí)驗(yàn)是否嚴(yán)格無(wú)菌操作，提高他們的效率。
以上幾點(diǎn)便是筆者在教學(xué)過(guò)程中的實(shí)踐與思考，當(dāng)然關(guān)于水處理生物學(xué)的教學(xué)方法還有很多地方需要深入探討，也很多需要進(jìn)一步改革。總的來(lái)說(shuō)，希望經(jīng)過(guò)不斷的教改反思，能不斷地提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的合格給水排水工程專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)
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