时间：2022-11-01 00:04:41
药学微生物是一种药物制剂,药物分析,对重要的专业基础课程的专业之一。侧重于细菌,放线菌,真菌,病毒和其他微生物,基本微生物培养技术中,药物制剂的消毒,杀菌处理,药品和其他内容微生物检验的各个方面的生态。药学微生物重点高职院校是培养学生掌握一定的技巧。微生物理论,传统的教学方法大多是教为主,大多是“一书中,一支粉笔,一张嘴”的单一教学模式,微生物繁殖不生动,形态逼真的内容,体育展示给学生。此外,教学条件,不能好学生的技能。出于这个原因,许多教师以提高教学效率做了很多工作。如制图,时间等因素的影响程度,由后用长挂图也变得模糊,并不能体现空间感。这样一来,学生们会觉得微生物“看不见,摸不着”很抽象,难以理解,微生物类变得乏味。随着科学技术的发展,微课教学的兴起。在继承传统教学方式中合理教学手段的同时,逐步引入幻灯片,教学视频等教学设备,教学内容枯燥生动,可视化,提高了学生在学习中一定程度的兴趣。微课教学正越来越多地应用到课堂教学中的微生物制药,呈现了丰富的课堂教学方法和教学多维空间。用图,文,声,像,传播的模式的各种文字,图形,图像,动画,视频,音频等信息的集成,生动,直观,表达教学内容切合实际的方式,大大提高了信息内容课堂教学中,克服了传统枯燥和教条式的教学,提高主动学习的学生的兴趣,激发学生的想象力,从而极大地提高教学效率。
2微课教学的优势
2.1微课教学提高了实验操作的成功率
在做一些实验教学,你可以实验原理,实验演示中显示的视频动画的形式,连同解释,使一些问题无法厘清的传统教学已经成为简化,学生容易理解。可以由学生自己和实验操作等关键信息的原则进行控制,如果学生不理解的部分,可反复观看这一部分,教师需要作出必要的解释和指导,减少对演示的复杂性操作时,在实验的成功率通常将改善。
2.2微课教学提高了学生对实验的兴趣
兴趣是最好的老师。实践证明,学生感兴趣的学习内容可以激发学生的学习热情,使学生变被动学习为主动学习,但不觉得学习是一种负担。主要由微缩文字,图像,动画,声音和教学等手段来实验教学,可以使实验具体,生动,动态显示方式,便于学生观察,探究实验产生的直觉,感知和思维,激发学生的学习兴趣在学习上。
2.3微课教学有助于反馈实验信息
作为一个完整的实验教学的教堂,应该贯穿于整个教学过程的评价反馈,所以老师在课件设计过程中,根据学生的实验中,利用微课教学方法相结合的实验教学过程。通过成像技术,将展示在大屏幕上的学生实验操作,让学生进行讨论,实验操作的分析是标准化的,实验结果是合理的,这与传统的测试,直观,生动的对比。通过这些互动,学生的思维能力的提高,培养学生的创新能力,同时也有效地检测实验教学效果和学生掌握知识的程度。
3运用微课教学的注意事项
3.1课件设计突出重难点,切忌繁琐、冗长、过于华丽
传统医药微生物学教学的教师由参考书,口语教学的重点,难点的手段来解释,这是困难的学生在课堂上留下深刻的印象,不利于知识的掌握程度。合理利用微型教学,解决一些传统教学的问题。利用微课,教师要备课时要注意,教学内容设计合理的幻灯片,紧扣考试大纲,抓住重点,突出难点。如使用的不同的字体颜色,大小不同的文字,但也乐音斑点,视频等。在此基础上,再加上容易理解老师的讲解,学生很容易弄清楚的重难点内容,容易掌握。微课的课件设计应清晰,美观,有层次感,短,但并不复杂。没有太多的文字,字体要清晰,厚重,要与背景色对比强烈,以及为避免视觉疲劳要注意色彩搭配协调。你可以使用一些小插曲,但不是太夸张了。总体来讲,涉及微课课件画面,然后选择你要简单,明了,没有过多繁琐的新奇的电影,太华丽,以避免分散学生,学生的注意力,以教学内容的干扰的注意。
3.2微课教学是辅助工具,教师是主导,学生是主体
微课教学的应用和发展,在文字,图像,声音等信息的集成,同步输出,同时超越了时间和空间的界限,带领学生到微观的现实世界,感受真正的实验环境。如果忽略微类是一个辅助工具,以教师为主导,学生主体这一点上,整个教学过程中全部使用CAI播放模式,这将导致在一个单一的教学模式,导致学生在盯着文字,图像屏幕上,听着语音音频,形成了典型的计算机为主导的模式,老师只是计算机操作员,像一个剧场观众的学生,这种机械枯燥的教学,不仅模式降低了学习的学生的利益,也影响智力发育学生。因此,使用微课教学是不是教学的唯一模式,教学方法和微课教学的教学方法仍是传统的组合,以确保教师为主导,而学生主体地位,配套使用微课教学。形成生动活泼,丰富多彩的教学环境。
4结语
学生在学习本门课程之前，主要学习了数学、物理和基础化学等课程，专业课程学习尚未展开，所以学生对环境工程专业学习微生物目的缺乏认识，在他们思想上有一种根深蒂固的想法，即解决环境问题必须用化学的方法。同时，环境中存在的微生物是由于其个体微小，用肉眼观测不到，需要抽象思维去理解，学生容易感觉枯燥乏味，且离日常生活较远，难以激发学生学习兴趣，尤其是基础理论部分更是如此。针对这种情况，可在相关章节引入专业应用及日常生活实例，使学生有更为形象的认识，以激发学生学习兴趣。比如绪论课可联系生活及专业中的具体实例，强调微生物的无处不在及与人类生活息息相关的特性。同时还要重点介绍微生物在环境污染治理中所发挥的作用，强调学好该门课程是顺利学习其他专业课的重要保障，也是今后从事环境工作的必备武器。这样才能激发学生的学习兴趣和对求知的渴望，更好地体会微生物的内涵和重要性。从而变被动学习为主动学习，主动地去学习、探究、发现，好的开端有利于学生对后续内容的学习。可介绍我国2003年由SARS病毒引发“非典”，2009年遍布全球的甲型H1N1流感病毒，近几年来的流感病毒变种H5N9，及2014年在西非肆虐、没有任何疫苗和针对性治疗方式的埃博拉病毒，由各种病毒引起的禽流感、手足口病等；讲到细菌和真菌（霉菌、酵母菌）时，可先联系微生物对人类有益的一面，如由酵母茵、霉菌等发酵生产的食品，如酿酒、制醋、酸奶、泡菜、酱油、豆瓣、醪糟、豆腐乳等，以及由霉菌或放线菌发酵生产的抗生素，如青霉素、链霉素等对人类的巨大贡献。在介绍细菌的生长曲线时可结合各生长阶段在污水生物处理中的应用进行讲解。在介绍微生物生态时可结合氧化塘的应用帮助同学理解藻菌共生的关系。同时还可以活性污泥法为例对其中的微生物相关问题进行深入介绍，使学生对微生物原理、工艺特征、运行过程易出现的问题等有全面的了解，从而提高学生解决实际问题的能力。在专业应用介绍的同时可介绍一些食品和衣物的霉烂变质、食品保鲜等生活小常识，让学生感到，学了这些知识，不仅对专业有用，而且对自己的日常生活、身体健康都有帮助，从而提高学习兴趣和主动性。
2教学形式多样化，调动学习积极性
教学过程中根据所授课程内容采用不同形式。对于基础性知识的教学，以教师讲解为主，适当的留出内容让学生自己去理解或阅读有关的参考书，培养自学能力。在讲课中，教师要启发学生积极思维，有些问题要让学生自己去思考，去寻找答案。在此基础上，要安排一定的时间，让学生在课堂上对所提出问题进行讨论，由学生讨论解答。讨论是激发学生思维与创造力的重要手段，学生必须学会在讨论中学习。这样既能加深学生对书本知识的理解，便于培养学生的表达能力、思维能力、辩论能力、分析问题和解决问题的能力。在环境工程微生物学课程中，结合N、P元素在自然界的迁移转化，以人工湿地为具体实例，让同学们通过查阅相关文献，分组讲解人工湿地不同处理工艺及各工艺不同反应阶段中N、P元素的转化及涉及的微生物类型。通过这种形式在教师或学生主持下在教师与学生之间或学生与学生之间通过讨论、争论、辩论来学习知识，一方面加深了同学们对相关知识的掌握，另一方面也锻炼了同学的表达能力，调动了学习积极性。
3不断完善多媒体，充分利用网络资源
微生物是肉眼看不见，在显微镜下却呈现出一幅非常生动而有趣的图象。采用多媒体课件，可大大提高教学效率和效果。增加课堂教学信息量尤其在讲解微生物的形态结构和污染处理工艺流程等方面具有传统教学手段无可比拟的优势。在授课过程中充分利用计算机网络收集各种相关资料，如文字、图片、照片。影像、视频资料等，以及根据实际教学需要自行摄影、实况录像等采集资料，以形成传统教学方法难以实现的微生物形态结构污染代谢原理、污染物处理工艺流程、实验操作演示等声像丰富，直观的多媒体课件，将微生物世界逼真地展现出来把抽象性的阐述性的教学内容转变为生动形象的感性素材。
为学生创设多样化的学习情境。例如以大肠杆菌T系噬菌体为例讲解病毒繁殖过程、革兰氏染色方法、培养基的制备、活性污泥中生物相观察、污水生物处理工艺的运行等内容可采用教学录像、动态仿真系统等现代教育技术，取得很好的教学效果。在授课过程中，讲到相关微生物在环境治理的应用时，让学生利用网络资源查阅相关资料，以小论文的形式提交作业，这样即发挥了学生的主观能动性和创造性又可以使学生了解学科最新研究成果及前沿信息。科最新研究成果及前沿信息。为加深学生对专业基础课的学习。可利用课余时间，带领学生到污水处理厂和固体废物生物填埋场进行参观实习，设身处地的深入了解工艺。任课教师也要利用课余时间到垃圾填埋场，城市污水处理厂、工厂企业等了解工程应用情况，找到理论与实践的结合点。并在教学中用生动的工程实例讲述概念。例如，在讲解废水生物处理原理、固体废弃物的生物处理时穿插大量的工程实例。说明相关理论是怎样从实际中抽象出来的，又是怎样回到实际中去解释或解决问题的。只有找到了理论的应用场合，才能称真正的理解或掌握了这个理论，培养了学生解决实际问题的能力。在授课过程中将工程实践中的最新案例及时传达给学生使之多了解与本专业实际工作环节相关的知识也是有效提高学生兴趣性的手段之一。学生感受到所学的知识与实际相关，具有重要的应用价值，才能提高学习的积极性和主动性。
4优化实验教学内容，培养学生创新能力
环境工程微生物学是一门实践性很强的学科，实验是教学的重要环节，其教学时间能否保证，实验课程结构是否科学，是保证教学效果和质量，培养创新人才，以适应现展对人才需要的关键。微生物实验教学，可培养学生的探索精神和实践能力。在微生物实验中要将组织实验，强化基本技能训练。根据环境工程微生物学特点，可将相关实验设计为一个或几个连续性实验。通过综合性实验（如饮用水中细菌总数及景观水体中大肠菌群的测定），使学生将学到的实验基本技能系统地综合应用到实验中，并巩固基本技能。这样，既能提高学生对实验的兴趣，又能促使他们将所学的理论知识联系起来，从而加深对微生物的认识，促使学生认真完成好每一个实验步骤。在实验过程中，许多基本操作可反复进行，能使学生熟炼掌握基本操作技巧。在讲授实验课时，重点讲述实验成功的关键和历届同学易出现的问题。另外，我们还布置了实验设计的大作业（高效多环芳烃降解菌的筛选），培养学生独立思考和创新能力。在实验报告完成中，分析与讨论部分是很重要的内容，通过对实验问题和结果的分析、讨论，可加强学生对理论知识的理解，大大提高学生分析问题和解决问题的能力。
5结语
1课堂教学内容的调整
结合水产微生物学教材的实际编写情况，我校水产养殖本科专业目前采用的是2004年出版的全国高等农业院校教材《水产微生物学》，教材的编写距离现今已10年整。对于一门生命学科来讲，10年的发展是非常巨大的，有很多新的、前沿性的内容需要在课堂教学中予以补充。因此，在实际的授课过程中，很多教学内容不能再仅仅局限于课本，而应该更多地和实践、和当前的微生物学研究发展相结合，提高学生的上课兴趣，挖掘学生中存在的创新点。在教学过程中，由于存在课程内容较多、学时设置少的矛盾，按照教学日历的授课计划，在绪论第一堂课的讲解中，应以微生物的发展简史为时间主线，将微生物的相关重要事件、经典的实验设计、划时代的人物给同学们一一展现，从而激起学生学习水产微生物学的兴趣。此外应突出课本中重点知识讲授，如细菌、真菌、病毒这些重要的微生物，并和实验课紧密结合，努力使学生达到能熟练掌握微生物学的基础理论知识和基本实验技能。而对于其他种类的微生物进行讲解时可压缩内容。同时，要紧扣水产微生物学的范畴，着重讲述特殊的水产微生物种类，及水产微生物在生产实践中为水产养殖业服务的现状与实例。
2课堂教学方法的改进
随着计算机在大学应用的日益普及，目前的大学授课基本采用多媒体教学手段，并在讲台上进行操作演示，使水产微生物学这门略显枯燥的课程借助现代科技手段，生动而形象地展示在学生们面前。如在讲解细菌的二分裂繁殖时，通过动画的设计，使学生既明白了二分裂繁殖的概念，同时也对细菌强大而快速的增殖过程有了深刻而形象的记忆。同时，学院尽量保证小班化教学，提高教学效果。此外，可以借助先进的计算机手段，利用课余时间制作或者从网上下载水产微生物学实验基本操作的视频录像，上传到专门的课程网站中，提前让学生对实验过程进行了解，提高学生上课的兴趣，增加实验课的趣味性与可操作性。在每次课程结束之后，要注重课下与学生的交流，很多学生不好意思当面指出老师教学中的问题或者说出自己在上课过程中的困惑，因此，通过QQ、微信、邮箱等方式收集学生课后的反馈意见，可以及时发现课堂中的问题，并有针对性地进行改进或者给学生以及时、恰当的反馈。此外，现在手机进课堂的情况十分普遍与严重，很大程度上干扰了正常的教学活动，为提高学生听课的效果，集中听课注意力，就要加强课堂提问。可以采用两种方式：（1）在每次上课前5分钟，对上次课的内容进行检查回顾，督促学生课下的复习与笔记整理，及时了解学生对已讲述知识点的掌握情况；（2）在课堂中讲授新知识过程中，遇到重点、难点，或者学生注意力分散时，要及时进行提问，使他们能迅速回归到课堂教学活动中来。
3实验教学形式的补充
水产微生物学是分支于微生物学，隶属于生命科学的，具有很强的实践性的一门学科，对于实验教学的高要求是致力于提高水产专业学生实践能力的不二法宝，具有十分重要的意义。河南农业大学的水产微生物学课程针对水产养殖专业大三学生开设，课程设置总学时为48学时，其中实验课为20学时，所占比重较大，也凸显了学校在教学大纲制定过程中对学生实践动手能力的重视。在实验课的设计过程中，实验课教学内容应突出实验的连贯性、整体性和综合性，将实验教学内容设计为两大部分：基础实验与综合实验。基础实验主要包括培养基的配制、高压灭菌消毒、无菌操作、微生物的划线分离、微生物的培养等常规操作技能，是水产微生物学实验的基础操作；综合实验可以设定为未知水样的综合检测，将前期学习的基本实验技术进行综合运用，自行进行试验设计，对未知的试验结果进行判定与分析。实验内容与在安排时间上与课堂理论教学紧密结合，从而有利于学生将课堂所学理论知识迅速应用到实际中去，进一步巩固课堂理论教学成果，提高学生参与实验课的兴趣，同时增强学生的创新性与动手能力，力争培养合格的水产养殖专业人才。随着食品安全问题的日益凸显，人们对微生物的关注也越来越高，微生物知识的应用也越来越广泛。网络的普及，学生所处时代的不同，科技发展的日新月异，水产微生物学教学也遇到了前所未有的机遇与挑战。在进行水产微生物学教学工作的过程中，教师也需要顺应时展，进行水产微生物学教学的改革与探索，致力于培养实用型、创新型、吃苦耐劳型的专业技术人才，力争为我国水产行业的可持续发展起到重要作用。
作者：郑兰兰刘变枝高春生单位：河南农业大学牧医工程学院
关键词：微生物学实验；工学结合；课程改革；微生物分离与鉴定
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）20-0064-02
传统的高职类工业微生物及实验类内容的教学，以学科课程设置为基础，偏重于传授和训练学生各项理论知识及基本实验技能。通常是理论知识与实验课程分开教学，且各自由若干独立的内容单元组成，相互之间缺乏关联性。学生到了实际工作的时候，缺乏整合各项微生物学知识技能，并将其用于解决实际问题的能力[1-3]。为解决上述问题，近年来我们尝试对工业微生物及实验类内容的教学进行工作过程导向性课程改革，按实际企业生产时不同岗位对微生物知识技能的要求将教学内容分成几个学习情境，每个情境由若干子项目组成。每个子项目完成一个工作单元，前后衔接共同完成一次工作过程。在工作过程中学习相关知识技能，以此代替传统的工业微生物及其实验教学中所教授的内容。本文就其中一项“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”教学改革内容进行介绍，在实际工作中，负责生产菌种分离鉴定及保藏的车间需要进行相关工作。
一、工作内容
“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”工作任务共需28学时，由6次课完成。具体分为4个子项目：样品的采集与处理；产淀粉酶微生物的筛选；高产淀粉酶菌种的鉴别及保藏；高产淀粉酶菌种的分类鉴定。工作任务完成后，学生不但能够熟悉微生物培养、无菌操作技术、显微技术、菌种保藏技术、微生物的鉴定等实验技能，微生物的形态与分类、微生物的营养与代谢、微生物的生长控制等理论知识；而且对于上述知识技能的实际应用有一定程度的认识。
二、教学设计及具体安排
1.教学设计。第1次课由教师对“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”情境进行大致说明，并且给出学习材料及文献资料查找渠道。学生分组讨论得出大致的工作方案。第2～5次课分别完成5个子项目，每次课开始时每组学生由负责该子项目的成员汇报当天的工作计划；上一子项目的负责人总结总结汇报前次工作情况。然后由当天的子项目负责人领导执行当天的工作计划。最后一次课则撰写报告并进行分组总结汇报交流，具体如下图所示。
2.具体安排。第1次课以讨论为主，上课时由教师对“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”情境进行大致说明，并且给出学习材料及文献资料查找渠道。学生以3～5人为一个工作小组，阅读讨论学习材料及查找到的文献资料，大致拟出工作完成计划并分工，要求每个学生至少作为一个子项目组的组长；该过程中学生可向教师提问反馈，师生交流。然后各个小组以张贴海报的形式向全班展示工作计划及分工明细，全班讨论交流，并修正不完善的方案。此过程后学生会对目的性筛选鉴定菌株的工作过程有大致了解。
第2次课先由每组“样品的采集与处理”子项目负责人讲解本次工作具体安排及分工，然后每组根据工作计划采集校园不同土壤样品，制成土壤悬浮液并向其中加入组内讨论决定添加的营养物质后，放入培养箱进行培养。本子项目完成后学生会对微生物的营养、培养与生长控制知识有感性与理性的双重认知。
第3次课先由上一子项目的负责人对工作完成情况进行汇报，然后由“产淀粉酶微生物的筛选”子项目负责人讲解本次任务具体安排及分工。每组根据工作计划制作筛选培养基，对经过富集培养的土壤样品进行稀释接种培养。经此学生会了解无菌操作的要领与意义、微生物的代谢，并对微生物的培养与生长控制有深入认识。
第4次课的子项目是“高产淀粉酶菌种的鉴别及保藏”。上一子项目汇报总结后，每组本子项目的负责人在讲解本次安排分工的同时，还要在本子项目完成时对本组的鉴定方法的合理性评估答辩。每组根据方案对上个子项目筛选出的微生物进行产淀粉能力鉴定，选出高产菌种并长期保藏。结束后学生应懂得微生物的代谢在工业发酵中的应用意义，并对菌种保藏的原理与方法有所了解。
第5次课对上个子项目获得的高产淀粉酶菌种进行分类鉴定，学生通过将菌落形态观察及显微形态观察结果与菌种手册对比初步得出分类结论。由于不同小组分离到的菌株不同，通过相互交流观察，学生能够更多地接触不同的微生物类群，得到更多的相关知识感性积累。完成最后一个子项目后各组总结讨论，写出总结报告。学生会学习显微技术，对四大类工业微生物的菌落与微观形态有整体认识，并理解这些形态观察结果与微生物分类鉴定之间的关系。
第6次课每组学生就总结报告汇报答辩，同时进行教师点评与组间互评。评价结果计入学业成绩。通过组间对比交流，学生会更全面地了解在目的菌筛选鉴定工作过程中会出现哪些问题，有哪些需要着重注意的地方。
与传统教学安排的不同点是：以前是由教师提供实验步骤与样品甚至结果分析，学生只需按部就班完成即可。学生缺乏主动性，更缺少与将实验结论上升至联系理论知识的途径。而在本次进行工作过程导向的教学改革实践中，将若干实验技术及相关理论知识按照职业活动的特点和要求进行整合，寓教于应用，不仅使同学们将理论知识与实践技能联系起来，还可以使同学们理解这些知识技能在具体工业生产中的应用。
三、讨论分析
工作过程导向课程设计旨在建立学习者与未来工作的直接联系；教学过程在贴近工作实践的学习情境中进行[3，4]。设计“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”等一系列工作过程导向的课程，将原来微生物的分离、筛选、培养、纯化、染色、观察等传统的单个实验内容与技术整合在一个学习情境中，学生不但通过设计完成工作任务掌握了相关的实验技术和理论知识，而且还学会理解这些技术和理论在实际工作中是如何运用的。
需要指出的是，由于实验样品由每组学生自行采集，与传统的实验课由教师提供少数菌种相比，不同组的学生可以获得各种微生物材料，便于了解更多的微生物，拓宽视野。开展工作过程导向微生物教学，学生需要课下花较多的精力查找资料、设计实验、培养微生物，由于调动了学习兴趣和积极性，学生并没有因此产生怨言。学生不记名问卷调查结果也对这种改革后的教学方式表示欢迎。
工作过程导向的教学方式最早起源于德国职业教育[3]，与我国现今高职院校的办学模式、办学条件有一定差别。因此如何引入工作过程导向的教学理念，因时因地地改良授课方式，是一个值得不断探索的教学改革问题。
参考文献：
[1]何伟，徐旭士，张茵，袁生.微生物多样性调查与鉴定模块化实验教学的改革与实践[J].微生物学杂志，2010，30（4）：105-107.
[2]周德庆.微生物学实验教程（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]赵志群，王炜波.德国职业教育设计导向的教育思想研究[J].中国职业技术教育，2006，（11）：62-64.
一、微生物有没有“宅文化”
信息化和服务型社会的建立极大地便利了人们的生活，同时，人又时常面对着外界各种形式的压力。为此，很多人都有宅在家里的经验，足不出户享受着各种社会服务或专注于自己的兴趣爱好中。微生物世界中有没有类似的“宅文化”呢？学生刚接触这个问题时，首先引导他们思考：微生物有家吗？什么是微生物的家？对于像风餐露宿的地衣和随波逐流的水生菌等微生物而言，家也许只是个虚无的概念，但对于寄生菌而言，就具体很多。它们可以寄生在任何生物的体内、组织中，甚至细胞内。这类微生物从寄主中源源不断获取营养，规避着外界不利的环境，最终往往导致寄主的衰亡，从而失去了“家”。事物都有两面性，宅文化也是，微生物里有没有益的宅文化呢？相信此时，很多学生都会有答案。当然，课堂讨论没有条条框框的束缚，只有活跃的思维，没有最终的答案，往往会步入到更深的知识领域。就像讨论“宅”的微生物，我们都知道享受宅文化的人也不一定一直宅在家里，微生物是不是也这样呢？答案自然是是，不少兼性营养的微生物就是如此，腐生和寄生状态时而切换，有些寄生真菌还产生了典型的二型现象，这些知识点往往是微生物学相关课程如真菌学和植物病理学中才会介绍到的。再比如，我们都知道宅文化不是自闭的，人们通过各种信息技术手段与外界社会保持联系，那么，宅在寄主内的微生物与外界环境有联系吗？当然有，一些昆虫病原真菌在杀死寄主的过程中，会根据某些与寄主种群波动有密切联系的环境因子，如温度，来判断是否进入到休眠阶段，以此规避可能来临的寄主匮乏期。但它们又是通过何种手段感知外界的环境呢？这就牵涉到细胞生物学、流行学等相关的课程，而且往往是科学家正在研究的热点问题。知识就是这样一环接一环，有些专业的学生有时候就不了解微生物学与自身专业有何关联。通过这些看似无关的课堂讨论，他们至少可以体悟到学习本课程的必要性。
二、微生物世界的“机器人文化”
乍一看，是否有些科幻？其实不然，机器人文化早已在我们社会中占有一席之地。生产车间里的各种机械臂、家居中的扫地机、跳舞机器人，再如开发中的陪宇航员聊天的人形机器人等。它们是人类能力的延伸，是改善生活品质和提高工作效率的助手，另外，还是人们“懒文化”的一种体现。学生可能会问，机器人文化是人类高度文明的智慧结晶，如此微小、如此低等的微生物会有吗？请大家发挥想象力，试问真核微生物与原核微生物有何不同？如何进化而来？真核微生物中有各种的细胞器，如线粒体、叶绿体等，这些细胞器对于真核微生物的生存至关重要，提供着通用能源ATP、各种养分和中间代谢产物等。说到这，可能有人不认同，细胞器不像人体里的各种器官吗，怎么会是微生物创造的“机器人”？让我们回想一下线粒体和叶绿体的诞生，它们是如何成为微生物结构的一部分的。简单而言，就是在距今二三十亿年前的地球上，某些个体较大的原核生物将具有有氧呼吸作用或光合作用的小型微生物细胞吞入体内，通过长期驯化将其功能化为细胞器来提高自身的生存竞争力。这个细胞器的演化发生在遥远的前寒武纪，但至今还可以找到诸多证据，包括细胞器膜结构、核糖体结构和基因等来证明其合理性。说到这，是不是对微生物有了肃然起敬之感，这么简单的生物就懂得将那些关键功能“包工”给“机器人”。如此说来，人类的“懒文化”不是我们独有的，而是来源于“老祖宗”———原始微生物。另外，微生物当中有没有作恶的机器人呢？从某个角度来看，病毒就是如此。病毒从严格意义上讲不能算是一种生命形态，有科学家推测病毒的核心就是从原始生命基因组中剥离的一小段基因所构成的，如果把病毒理解为微生物无意间制造的微生物“机器人”，是不是更形象一些。讨论到这里，有没有产生一种想法：原始微生物可以将小型微生物“机器化”，我们人类可不可以这样做？其实，人们早就开始利用各种微生物降解环境污染物、产生各种能源物质等，但微生物毕竟是生物，它要生存，就要消耗营养，产生代谢物，扩增种群，这些必要的生命活动都大大降低了人们安排给它干“正事”的工作效率。可不可以构建微生物“机器人”，让它只做人们设计好的工作呢？这一想法在前几年由海洋微生物学家CraigVenter提出，不过他说的不是微生物机器人，而是“合成”新生物。但由于牵涉到伦理学的问题，此想法应该还处于凝聚共识的阶段。不知这位科学家的想法如何形成，不过这一研究设想可行性是存在的。原始微生物早就在几十亿年将这一想法付诸实施，且获得了成功，也为之后高等生物的诞生奠定了基础。当然，伦理上的研究讨论有其必要性，我们这里就不再展开讨论了。
三、微生物世界的角色分工
人类关系社会化后，角色分工越发明显，每个人在不同时空中都处于特定角色。每个人清楚地认知和执行特定时空背景下的社会角色，对于社会稳定尤为重要。就如学生在大学中做好学习者的角色，在家里为子女的角色，在社团活动中为组织者、参与者等角色。自然界中的微生物当然也存在着“角色分工”。通常理解，微生物在生态系统中扮演着分解者的角色。学过微生物的学生自然了解微生物中还有扮演生产者的蓝细菌和显微藻类，它们的重要性一点都不亚于陆地上的植被。当然，作为消费者的微生物也同样重要，要知道从原始生命诞生之后的20亿年时间里，微生物在地球生命系统中扮演着所有的角色。如今社会职业角色日趋多样化，新型职业不断涌现，每个人都向社会的其他人提供着某种服务，享受着他人提供的服务，这是人类社会的生存法则。微生物有没有这般细化的分工呢？人类社会提供的各种服务有一个共同的前提就是需求，微生物需要什么呢？各种各样的营养物、稳定安全的生存空间等。这些微生物的需求都有相应的微生物类群提供着，如土壤中的纤维素分解菌提供碳源、固氮菌提供着氮源、产酸菌溶解矿物质释放矿质元素等。这些微生物提供的“服务”，也早已被人类加以利用，例子随处可见。角色特征是不是就只有人类独享了，有的稳重、有的急躁、有的投机、有的无私。万千世界充满着各种可能，微生物身上自然有这些特征的影子。例如，土壤中分解腐殖质的土生性微生物常年种群密度稳定，而土壤中的发酵性微生物种群就“急躁”地大起大落；偏利共生关系中总能找到无私的一方，而混居在一起的微生物中不乏机会主义者“抢食”其他分解菌通过胞外酶分解的有机营养物。讲到这，有没有找到跟自己有点像的微生物呢？
四、结语
思考力和想象力是各类社会人才的核心竞争力，大学除了教授学生专业知识外，还要锻炼其思考力，扩展其想象力，培养其创造力。本文介绍了笔者近年教学中一堂课堂讨论的内容，借由微生物来启迪学生的思考和想象。由于笔者有限的学识，本中引喻如有不妥，大家可以探讨，同时，分享其中孕育的教学思路才是本文写作的初衷。
作者：周湘 林海萍 张昕 张心齐 单位：浙江农林大学林业与生物技术学院
论文关键词：高职；生物制药；微生物课程；教学改革
生物制药专业发展概况及培养目标
生物制药是运用微生物学、生物学、医学、生物化学等研究成果并综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造用于预防、治疗和诊断的制品。生物制药产业是国民经济的重要组成部分，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中明确指出“要大力发展生物产业”。目前，全世界的医药品已有一半是生物合成的。
近年来，我国医药行业的迅猛发展，特别是生物技术在医药产业中的广泛应用大大加快了生物与医药类等高职院校生物制药专业的发展壮大。其培养目标是：德、智、体、美全面发展，具有与本专业领域方向相适应的文化水平与素质、良好的职业道德和创新精神，掌握本专业领域方向的技术知识，具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，熟练掌握并能从事药物的研发、药物的生产、药物的质量及安全检验、药理分析、药物的经营和销售等工作的高技能型人才。
微生物课程教学地位及教学目标分析
半个世纪以来，微生物转化在药物研制中一系列突破性的应用给医药工业创造了巨大的医疗价值和经济效益。随着新微生物资源的发现、新的药物筛选模型建立以及各种新技术的应用，从微生物次级代谢产物中寻找新药所显现的优势将继续存在，事实证明微生物制药在整个生物制药产业中占有举足轻重的地位。微生物学在理、工、农、医、师范院校与生物相关专业的课程设置中占有重要的地位，也是一门实践性很强的学科。
由此可见，微生物课程也必然是生物制药专业的重要职业基础课程。它系统地介绍了微生物的分布、分类、形态结构、生长繁殖、遗传变异以及与人类生产生活的关系等理论与实验操作技术，要求学生具备一定的生物学与生物化学基础知识。其后续课程包括发酵工程概论、生物技术制药、制药工艺学、药品分析与检验、药剂学、药事管理与基因工程技术概论等多门主干课程。
本课程的教学目标是使学生能够正确掌握微生物分类、结构、生理活动等基础知识，确保学生能够进行有关微生物生产的必要基本技能操作，并掌握应用微生物学理论知识分析问题和解决问题的基本方法，从而为后续的职业技术课程的学习与生产实践奠定必要的理论基础和实践技能。
微生物课程教学改革探索与实践
长期以来，全国各高校微生物学教学大多以课堂讲授为主，配合适量实验课。学生学习微生物学的方法常常是课上勤笔记少思考、课下不复习少作业，考前死记硬背、考后“完璧归赵”。为了提高微生物课程教学效果与学生的实践技能，我们于2008年申报了《微生物及其应用》院级精品课程，并与全省其他高职院校的同仁一道对生物制药及相关专业的微生物课程教学改革进行了一定的探索与实践。
（一）优化教学手段与方法
主要教学手段 合理利用学院优越的教学条件是提高课程教学质量的基本手段。在本课程教学中，我们充分利用学院完善的多媒体教学资源、电视显微镜设备组织教学，通过多媒体课件、视频、标本与即时的实验操作进行形象、直观的教学。同时，加强与本地区制药企业的联系，与企业一线生产人员共同探讨课程教学内容。
教学方法探索 在教学方法上，我们依据高职类学生文化基础、思维特征，针对不同的具体内容选择采取了项目教学法及案例导入法等多种“教学做合一”的形式开展教学，从而实现了将过去以教室为中心的学习形式向以实验室工作过程为中心和“边教、边学、边做”形式的过渡。例如，将基础知识部分组织成多个承前启后的项目，微生物应用部分（如微生物与发酵、食用菌栽培与药品的微生物污染检测等）采用案例法组织教学。通过启发与讨论、理论密切联系实际等方法引导学生加深对所学知识的运用、提高学习的兴趣与积极性。提供适量学时，鼓励有积极性的学生自选教学内容，采取合作或独立查阅资料和制作多媒体课件进行授课的形式实现了师生主体角色的转换，从而使学习以形成综合能力为目的而非单纯的知识摄取。同时鼓励学生在实验教师的指导下，根据自身兴趣进行微生物实验的设计与操作。
在有了一定的手段与方法基础上，我们认为利用适当的幽默或英文等教学技巧也是提高教学效果的良策。比如在要求学生列举已知的病毒时“特意提醒”不要自作聪明地制造“人瘟病毒”。在课堂中偶尔适时地穿插一个英语单词或简单的句子能够起到很好的调节作用，往往能让喜欢或不喜欢英语的学生激发兴趣。
（二）认真整合教学内容
内容的选取与组织 2007年下半年，在长期从事企业生产实践的“双师型”教师共同参与下，我们编写出了一本较为符合当前高职教育理念的湖北省“十一五”规划教材——《微生物及其应用》并获2009年湖北省高职高专优秀规划教材奖。本教材根据当前高职院校生物制药专业的培养目标及湖北省示范院校生物制药专业人才培养方案建设要求建立课程教学标准与内容，按照“教学做合一”模式进行教学内容的合理融合。在内容的组织上充分考虑高职学生的文化基础与思维习惯，适当降低了理论知识部分的深度，强化了微生物在生产实践中的应用。将课程内容按照微生物由大到小、由表及里的原则进行重新组合，首先使学生通过显微镜对各种微生物进行最基本的感性认识，然后逐渐了解微生物的培养技术及其在生产中的应用，从而顺其自然地完成对整个微生物课程内容由感知到认知的知识延伸与拓展过程。
教学组织与实践 为了较好地落实高职教育所推崇的“边做边学，边学边练”行动导向的教学理念，我们采取的是理论与相应实践操作（单元实验）相互融合的模式开展教学，并将教学内容划分为“基本知识与技能”和“知识与能力运用”两大模块，其中包含了“微生物形态观察技术”、“微生物分布与生长控制技术”及“微生物应用与检测技术”三个单元与七个项目来实施教学。在此基础上，我们还开发了《微生物及其应用》院级精品课，并在教学中认真践行“边做边学，边学边练”的教学方法，使学生能够自觉地将所学知识与实践相结合，从而既增强了学生学习的主动性，同时又较好地锻炼了他们的动手能力，强化了教学效果。
重视第一次课设计 第一次课是一门课程的序曲，它是引导学生进入微观世界、激发学生求知欲望、增强课程魅力的最佳向导。本课程的第一次课是通过“一个富有创造和启迪性的故事（列文虎克）”、“多幅彩色动静态图片的展示”和“一系列惊人的数字”等具有鲜明特色和感性认识的内容逐步展开的，非常强烈的视觉效果让学生产生了对微生物的浓厚兴趣，进而较好地激发了他们对本课程的学习热情和探究心理，当然也取得了非常好的教学效果。
（三）强化实践教学与考核
加大实践教学比例 本课程的教学目的是为后续的职业技术课程学习与生产实践打下良好基础，满足生物制药生产、建设、管理和服务第一线的技术应用型人才对微生物知识与技能的需要，同时培养学生创新精神和创业能力。因此，我们按照“教学做合一”的模式将理论知识与有关实验内容进行了有机融合，因而也在很大程度上减少了理论学时，相应增加了实验操作学时，使理论与实践学时之比将近1∶1。将课程的实验分为平时的单元实验、期末整周的综合实训、培养兴趣的自主实验（如对口腔、霉变水果中微生物进行分离培养等）几项，并着重培养学生的无菌操作技能和微生物实验安全意识。
30余年悬案告破，中微子研究获诺奖
2002年诺贝尔物理学奖授予了两项天文课题，共三位科学家，其中有美国的化学物理学家戴维斯（R，Davis）和日本粒子物理学家小柴昌俊，他们的获奖课题是太阳中微子探测。
2002年真是太阳中微子研究的丰收之年。2002年，在加拿大安大略湖畔的萨德伯里中微子天文台（The Sudbury Neutrino Observatory，SNO），由国际上17个单位、179位科学家共同协作，终于破解了困扰科学界30余年的太阳中微子失踪悬案。2002年，美国《科学》杂志年终评选当年10大科技成果的第3项是“太阳中微子失踪之谜被揭示”，而2001年的10大科技成果为“SNO的太阳中微子探测新技术”，恰巧也是第3项。
然而，获2002年诺贝尔物理学奖的不是参与SNO破解悬案的179位科学家中的任何一位，而是当初太阳中微子探测的开拓者戴维斯和小柴昌俊。获奖时，戴维斯已88岁高龄，而且身患老年痴呆症，只能由他的家人代替他走上斯德哥尔摩的诺贝尔奖领奖台；而小柴昌俊获奖时也已76岁了。2006，年5月31日戴维斯离开了人世。
中微子难觅踪迹
中微子的概念是瑞士籍奥地利物理学家泡利在1930年提出来的，而它的名字则是另一位意大利物理学家费米（E.Fermi）为它取的。中微子概念的提出源自理论上的需要，即为了挽救能量和动量守恒定律。在当时反复进行的物质粒子衰变的实验过程中，科研人员检测出在衰变前后存在质量亏损。亏损的原因可以用质量转化为电子的动能来解释。可是，计算的结果却让人大惑不解，电子的动能怎么也达不到质量亏损的程度，总有一部分丢失的质量或能量下落不明。于是泡利提出，这丢失的能量可能被一种未能检测到的神秘粒子带走了。1932年英国物理学家查德威克，（J.Chadwick）发现中子之后，费米为之取名“中微子”（Neutrino）。中微子不带电荷，质量非常轻，甚至认为其静止质量为0，与其它物质的相互作用极为微弱，穿透力极强，以近乎光速的飞行速度穿过它遇到的一切物体。这些理论上的认识乃至于中微子是否真实存在，都有待于实验或观测证实。
1956年，美国物理学家莱尼斯（F.Reines）等人在实验室中探测到中微子的真实存在，并因此获得了1995年度诺贝尔物理学奖；1962年，美国，物理学家列德曼（L.Lederman）和斯坦伯格（J.Steinberger）用加速器进行中微子实验，他们以13.5米厚的堆在退役军舰上的钢板作靶，观察到中微子穿过的踪迹，据此分享了1988年的诺贝尔物理学奖；1963年，美国布鲁克海文同步加速器探测到存在两种性质不同的中微子：电子中微子和“中微子；1989年，位于日内瓦的欧洲核物理研究中心，组织了372位各国科学家开展合作研究，确定出中微子有且只有3个品种：电子中微子、u辛微子和τ中微子；1998年7月，美国的费米加速器实验室捕捉到τ中微子的踪迹。
当代标准基本粒子模型认为，组成宇宙万物的基本粒子一共只有12种：上、下、顶、底、奇、粲6种夸克，电子、u子、τ子及相应的中微子6种轻子。中微子占基本粒子种数的四分之一。荷兰物理学家霍夫特和威尔特曼为当代标准基本粒子模型建立了坚实的数学基础，因此获得了1999年的诺贝尔物理学奖。
占据四分天下其一的中微子，充斥着整个宇宙，却又很难在实验室之外探测到它们的踪迹。宇宙物质最集中的地方是星系里的恒星。恒星内部的热核反应是宇宙中主要的中微子源，产出的中微子数是光子数的2/3。离人类最近的中微子源是太阳，每秒钟产出约103s个中微子。地球上所有生物赖以生存的太阳光子，仅需8分钟就由太阳表面传到了地球。但是，这些光子在太阳中心区产生以后，自由程很短，经无数次碰撞、迂回，要经历1千多万年才能到达太阳表面。唯有中微子，与其它物质粒子之间没有除弱相互作用以外的任何作用，能够快速穿行于一切物质之间。同时到达地球的太阳中微子和光子，前者是8分多钟以前刚刚从太阳中心产出的，而后者早在l千多方年前就产生出来了。地球上的人类，只有白天才能直接享受太阳光子送来的光和热，而中微子却不分昼夜时时轰击着我们。每个人体每秒钟都有数万亿个太阳中微子穿过。白天从头顶贯穿到脚下，晚上又从脚下贯穿过头顶，而我们却毫无知觉。如果天文学家要造一架特殊的望远镜来观察太阳中微子，白天把望远镜对准太阳，中微子聚焦成一个亮斑；夜晚则把望远镜朝着地下，隔着地球对准太阳，照样可以得到这个亮斑，因为地球对于中微子是透明的。然而这种望远镜不可能制造成功，因为找不到任何材料可以改变中微子的运动路径，使它们聚焦。
探测中微子的几种方法
实际上，早在上个世纪的40年代，前苏联的物理学家蓬德科沃（B.M.Ponteeorve）就已提出用氯元素探测中微子的可能性。氯的一种同位素37Cl，含有20个中子、17个质子和17个电子。在遭到中微子轰击以后，有一种机率很小的可能性，使37Cl少1个中子却多了1个质子和1个电子，衰变成氩原子的同位素37Ar，随后35天中，一半37Ar又会放走中微子重新变为37Cl。如果在大量的37Cl中适时检测出有衰变的37Ar，就证明受到过中微子的光顾。
1968年，美国布鲁克海文实验室的戴维斯开始建造这种探测器。他在南达科他州一个深1500米的废弃金矿井中放置了一个巨大的容器，内装有610吨四氯乙烯液体，有约1030个氯原子，其中1/4是37Cl。在太阳中微子的轰击下，监测和统计衰变出的37Ar原子个数，从而测算出遭遇了多少太阳中微子的轰击。多年探测的结果，中微子数目不及理论值的1/3。那2/3的太阳中微子到哪里去了呢？是技术上的缺陷，还是对太阳产能机制认识不全面，抑或是基本粒子理论出了问题？人们不得其解，这就是有名的“太阳中微子失踪之谜”。
另一种探测中微子的办法，是利用镓（71Ga）吸收中微子后变为锗（71Ge）的原子核过程。镓（71Ga）的原子核有31个质子和40个中子，在吸收一个中微子后，变为锗（71Ge）原子核，有32个质子和39个中子。通过对锗（71Ge）的计数也能探测到中微子剂量的大小。镓探测器比氯探测器灵敏度更高，而且价值更贵重。在俄罗斯高加索地区，俄、美合作的镓探测器使用了60吨金属镓。在意大利格兰萨索山底下1200米深的矿井中，也有一项名为GALLEX的实验，用含30吨镓的110吨氯化镓（GaCl3）溶液探测太阳中微子。
1983年，日本的小柴昌俊在东京以西300千米的岐阜县神冈町深1000米的砷矿矿井中，安置了一个装满2140吨纯水的容器，利用太阳中微子穿过时发生微弱闪光（切仑科夫辐射）的原理，在容器周围安置了948支光电倍增管进行探测。在美国俄亥俄州，地下600米深处一座盐矿里也有一个类似的探测器IMB，纯水量8000吨。1987年7月23日，大麦哲伦云中的超新星（SNl987A）爆发，在日本神冈、俄罗斯高加索、美国俄亥俄和意大利格兰萨索山的4个中微子探测器都探察到了来自17万光年以外，超新星爆发过程中释放出的中微子到达地球的踪迹，它们是穿过了地球南极后被这些探测器发现的，到达时间早于光学波段信号22小时。这是人类首次探测到太阳以外的宇宙中微子的到达信息。受其鼓舞，日本神冈又加以扩建，至1996年，增加到纯水量5万吨，光电倍增管11200支。
当然，无论氯探测器、镓探测器还是纯水探测器都没有真的逮到中微子，只是探查出中微子曾经光顾过的蛛丝马迹，但探测的可靠性是令人信服的。因为有人做过专门的实验，用人工方法制造出一批中微子，都能被探测器发现，而且计数准确。然而，即使取得了以上的成功，2/3的太阳中微子依然下落不明，太阳中微子失踪悬案仍然无解。
到底有没有静止质量
当初在理论上提出中微子概念的时候，认为中微子像光子一样，是没有静质量的。但在以后的基本粒子物理实验中，出现一个又一个难以解释的现象，特别是在三种中微子中间出现的“振荡”现象，即一种中微子在行进途中会自动转变为另一种中微子。而如果中微子没有静质量，是不会发生这种振荡现象的。
1997年7月29日，日本东京大学宇宙线研究所所长户冢洋二在德国汉堡举行的基本粒子国际研讨会上，宣称属于该所的神冈中傲子探测器得到了中微子确有静质量的观测证据。1998年6月5日，他们又重申这一结果，并给出了中微子静质量的下限——电子质量的500万分之一。户冢洋二的老师，就是日本中微子探测试验的开拓者小柴昌俊。
在发现三种中微子之间有振荡现象以后，人们想到，太阳热核反应中产生的电子中微子，在飞行途中是否突变为现有探测器探测不到的另外两种中微子，从而造成了中微子失踪之谜？若果真如此，就需要建造一种新型的、能探测到所有中微子的探测器来揭开太阳中微子失踪之谜。于是，加拿大安大略湖畔的萨德伯里中微子天文台（SNO）应运而生，并于1999年4月建成。
SNO位于地下2000米深处一座镍矿内，使用1000吨重水，贮满一个直径12米的球形容器，再浸没于7000吨纯水的大罐中，置于高34米的地下坑洞里，有9600支高灵敏度光电倍增管负责监测中微子穿过时产生的切仑科夫闪光。3年的探测结果终于证实，那些“丢失”的太阳电子中微子中，有2/3的数量在飞行途中转换成τ中微子和u中微子，而且都被SNO捕捉到了，实测结果与理论值符合得很好。天文学家建立的太阳模型和物理学家关于中微子的理论都是正确的。中微子探测的开拓者，美国的戴维斯和日本的小柴昌俊因此获得了2002年度诺贝尔物理学奖。2006年11月28日，SNO的太阳中微子探测实验告一段落。新扩建的SNOLAB将用于其它粒子的研究。至此，中微子失踪悬案终于真相大白。
中微子探测的中国情结
最早提出中微子探测实验方案的科学家中，有中国的两弹一星功勋科学家王淦昌院士。1930年泡，利提出中微子概念的时候，王淦昌正在德国柏林大学留学，师从实验物理学家迈特纳（L.Meitner）。王淦昌当时所做的β衰变实验为泡利的中微子假说提供了即时而有力的支持。1933年王淦昌获博士学位。同年，迈特纳因犹太人身份被剥夺了教授的权利。1934年4月，王淦昌毅然回到灾难深重的祖国，先后在山东大学和浙江大学任教。1940年，王淦昌随浙大内迁到贵州遵义期间，在极其艰苦和简陋的条件下，写出了著名的论文《关于探测中微子的一个建议》。在当时的条件下，他无法亲自进行所建议的实验，便将论文寄给了权威的美国《物理学评论》（Physical Review）编辑部。战争期间通信不畅，编辑部在1941年10月才收到论文，并在1942年1月即刊出了这篇论文。1942年～1952年，包括戴维斯在内的美国科学家，阿伦（J.S.Allen）、赖特（B.T.Wright）、施密斯（P.B.Smith）等都先后按王淦昌的建议，获得实验结果，为以后的中微子探测研究做了前期工作。
2003年第5期《科技导报》发表了中科院高能物理研究所何景棠研究员的文章《2002年诺贝尔物理奖与中国人擦肩而过》。故事的主人公是中国核物理学家唐孝威和日本的小柴昌俊。唐孝威院士1952年毕业于清华大学，先后任职于中科院近代物理研究所、二机部原子能研究所、核工业部九院和浙江大学。1978年1月，46岁的唐孝威与51岁的小柴昌俊同在德国汉堡电子同步加速器中心工作，两人都对质子衰变和中微子探测有着浓厚的兴趣，并开始谈论实验方案。各自回国后，又多次通信，商定中日联合建造探测装置：在中国西部选址，建设滦洞实验室。中方提供3000吨到5000吨纯水，日方负责100吱左右光电倍增管及相关的电子设备。唐孝威的建议得到时任高能所所长张文裕院士的大力支持，唐孝威还亲自到西部山区寻找合适的候选地点。但建议方案最终未能得到更高层领导的支持，计划落空。小柴昌俊遂独自在日本寻找到神冈町地下1000米深处，按原本由唐孝威提出的思路建成了中微子探测设备，直至获得2002年诺贝尔物理学奖。“中国人有好的物理思想，好的实验方案，好的高山深洞地理条件，但由于得不到相应的支持，从而失去了一次获得诺贝尔奖的机会。机会已失，时不再来了。”曾经身为唐孝威院士助手的何景棠研究员，在文章中不禁如此感叹。
破解太阳中微子失踪悬案的关键设备SNO，最早提出建设思路的是一位华裔物理学家陈华森博士（Herbert HwaSen Chen，赫伯特·华森·陈），他在科学文献中更常出现的名字是“HerbChen”。Herb Chen在困苦的童年时代从战乱的中国漂泊到美国，靠个人的聪明勤奋和完全的奖学金接受到良好的教育，在1964年毕业于加州理工学院物理系，并于1968年获普林斯顿大学理论物理博士学位，以后在加州大学欧文分校（UC，Irvine）工作，逐渐由理论物理研究者转为出色的实验物理学家。Herb Chen长期专注于中微子与弱相互作用的实验研究，他在1984年最早提出了能探测到所有中微子的重水型探测器方案，目标瞄准破解太阳中微子失踪悬案。他的建议很快得到采纳，并选定了加拿大安大略湖畔的萨德伯里开始建设中微子天文台。遗憾的是未等$NO建成，陈华森于1987年11月7日因白血病去世，年仅45岁。
如果说以上几件往事难免令人伤感和失落，那么下面的故事则让人振奋和充满希望。这就是最新一代的中国大亚湾中微子实验装置已初战告捷。
在深圳市区以东约50千米的大亚湾核电站与岭澳核电站，拥有世界上第二大核反应堆群，腹背为大海和高山环绕，形成天然的宇宙线屏蔽。中微子实验装置建于山洞中，有总长3千米的隧道和3个地下实验大厅，共8台中微子探测器，均为圆柱形，直径和高各5米，内置新型探测液体Gd-LS，总重110吨，浸没于10米深的水池中。Gd代表稀土金属钆，LS是Liquid Scintillator（液体闪烁体，简称液闪）的缩写，Gd-LS即掺钆液闪，含烷基苯闪烁溶剂和PPO发光物质，再掺入0.1%的155Gd和157Gd。核电站在运行过程中产生电子反中微子，使Gd-LS产生切仑科夫闪光，通过光电计数测量中微子的通量。如果远点探测器比近点探测器的中微子通量有所减少，就表明中微子因振荡而消失了，意味着中微子在飞行中从一种类型转变成另一种类型。到此时，国际上已经发现了两种中微子之间的振荡。而第三种，即电子中微子与τ中微子之间的振荡则一直未被发现，甚至有理论预言其根本不存在。
解析几何学和微积分的创立;英国科学家牛顿及运动三大定律和万有引力定律的发现;英国科学家法拉第及电磁感应原理的发展;原于-分子结构学说的确立;俄国科学家门捷列夫制定化学元素周期律;英国科学家达尔文及其生物进化论学说;法国科学家巴斯德及微生物学的创立;法国物理学家居里夫妇合作发现放射性元素镭;美国物理学家爱因斯坦提出著名的物理学的相对论。
2.能力目标：
①在教师的帮助和指导下，学生思考：为什么近代时期被人们称为知识革命的时代?从而培养学生以历史唯物主义观点分析问题的能力。
②通过列表反映近代自然科学的发展状况，以培养学生综合所学知识的能力。
3.情感目标：
①近代自然科学的迅速发展，是由于资本主义制度取代封建制度，促进了生产发展所引起的自然科学的发展，反过来促进了生产的发展，巩固了资本主义制度对封建制度的胜利。
②学习近代自然科学的发展概况，结合工业革命，进一步理解科学技术是生产力的理论。
③近代时期，众多的科学家所以能作出重大贡献，除了客观条件外，还由于他们的努力以及他们具备的优秀品质，如他们的勤奋刻苦、执著追求，牛顿的虚心精神，巴斯德的爱国思想等，都是他们取得成就的因素，也是值得我们青少年学习的优良品德。
教材分析
1.重要人物：
牛顿，法拉第，门捷列夫，达尔文，居里夫妇，爱因斯坦
2.重要词语：
微积分，运动三大定律，万有引力定律，电磁感应原理，生物进化学说，物理学的相对论
教学重点、难点
重点：牛顿对力学的贡献和达尔文创立牛物进化学说。
难点：本课涉及的自然科学知识，如解析几何学、微积分、运动三大定律、万有引力定律、电磁感应原理、原子-分于结构学说、化学元素周期律、生物进化学说、物理学的相对论等。
知识结构
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[复习提问]
14世纪，一股资产阶级文化的新潮流在意大利兴起，这种资产阶级文化运动在历史上称为什么?(答：文艺复兴)
文艺复兴是14世纪到16世纪欧洲发生巨大变化的又一标志，从此欧洲进入一个文化昌盛的时期，许多文学家、艺术家、思想家、科学家给后人留下了不朽的作品和启示。文艺复兴不仅在当时是思想文化领域里的一场伟大变革，而且成为近代文化的先驱，近代文化在它的基础上取得长足的进步。
[导入新课]
同学们，人们通常把世界近代史分为两大时期。第一时期从1640年到1870年，是“自由”资本主义时期;第二时期从1871年到1917年，是“自由”资本主义向帝国主义过渡和帝国主义最后形成的时期。近代第二时期的文化在第二册世界历史课本里阐述。本节课我们所讲的是17世纪以来三四百年的科学和文化的成就，首先我们来了解自然科学革命。
(请同学阅读课文提示)
[讲授新课：]
一、数学和物理学的进展
(1)解析几何学的创立
数学在17世纪取得了飞速的发展，使用了小数来表示分数，代数符号已经规范化。代数是进行着数量关系的研究和运算，它原来只是算术的一个组成部分。随着计算方法的不断改进，符号体系的被引进，使代数有可能成为一门科学。首先用字母做符号的是法国数学家维叶特。后笛卡尔改进了维叶特的符号体系。笛卡尔的方法和我们现在用的已十分接近，表明代数符号已基本实现规范化。符号的规范化，符号体系的建立，使代数发生了一次质的飞跃。
笛卡尔在数学上的又一大贡献是创立了解析几何学。几何学进行着空间形式的研究，如长度、面积、体积的测量。解析几何学的所谓“解析的”，其意义实际是“代数的”，它实现了几何和代数的结合，即形和数的结合。
(2)微积分的发明
提问：微积分的发明者及意义。
教师特别强调：牛顿和莱布尼茨各自独立发明了微积分。
随着解析几何学的建立，必然导致微积分的产生，微积分是人类思维的伟大成果之一。
如果一个物体，不受外力干扰，进行等速运动，就可以用一条直线来描述，用初等数学就可以求出它的运动速度或者所走过的路程。可是行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，不但运动速度每时每刻在变，而且椭圆的方向处处在变。怎样来计算行星在无论哪个时刻的速度呢?用什么办法来精确地描述椭圆的方向变化呢?科学家牛顿和莱布尼茨在研究笛卡尔解析几何的基础上找到了出路。
可以把任意时刻的速度看作是在微小的时间范围里的速度的平均值;当这个微小的时间间隔缩到无限小的时候，就是微分的概念。一个变速的运动物体在一定时间范围里走过的路程，可以看作是在许多微小时间间隔里所走的路的和，这就是积分的概念。科学家从这些基本要领出发，建立了微积分。
欧几里得的几何学也好，上古和中世纪的代数学也好，都是一种常量数学，微积分才是真正的变量数学。从日常生活中积累的经验使人们习惯于常量计算，但是只要稍稍深入到事物的本质，人们遇到的就是大量的变化着的事物。现在有了微积分这门变量数学，对变化着的事物进行精密的测量和计算就有了可能。所以，微积分的发明不仅在数学史上，而且在整个人类的认识史上都是一次巨大的飞跃，称得上是一次“革命”。
牛顿在1665年发明了微积分，但他只是把研究结果通知了自己的一些朋友。莱布尼茨最早关于微积分的笔记写于1673年，他在这方面的著作发表于1684年，比牛顿公开发表自己的研究成果的时间要早。于是，就引起了关于微积分的发明权的争论，欧洲大陆的数学家们站在莱布尼茨一方，英国的数学家们站在牛顿一方，双方剑拔弩张，甚至进行人身攻击。在牛顿和莱布尼茨死后，经过调查证明：双方都是在前人的基础上独自发明的。
(3)牛顿和力学
请同学们朗读课文中小字部分：牛顿简介。
再请同学看书归纳出牛顿的科学成就，教师填表格。
牛顿在科学上重大贡献有很多，在
本课课文中主要指的是发现运动三大定律及万有引力定律。这些定律，反映了物体机械运动的基本规律。牛顿把力学确定为完整、严密、系统的学科。
请同学思考：牛顿在物理学上作出重大贡献的原因。
教师归纳：当时社会发展的需求;牛顿以前有许多科学家对力学的发展作出了贡献;牛顿本人的天资和刻苦努力。牛顿有句名言：如果我看得远，那是因为我站在巨人的肩上。充分表现了牛顿的谦逊精神，值得我们大家学习。
(4)电磁感应原理的发现
提问：电磁感应原理的发明者、时间及作用是什么?
法拉第是自学成才而取得巨大成就的科学家。他出生在英国一个贫困的铁匠家庭，只上过两年小学，十二三岁曾以送报获得微薄收入辅助家庭，14岁当装订书籍的学徒。他求知欲望十分强烈，在七年的学徒期间，废寝忘食地阅读了许多自然科学的书籍，他勤奋好学，工作努力。法拉第由于对电磁学作出的贡献，而成为19世纪最伟大的物理学家。
从此，人们根据电磁感应原理，制成了发电机、电动机、建造起巨大的水力和火力发电站。人们利用电能推动工厂机器运转，利用电力为人类服务，推动了一系列新机器和新产品的研制，从而极大地改变了社会生产和人类生活各方面的面貌。电学的发展，有力地证明了科学技术是生产力。
二、化学和生物的发展
(1)原子—分子结构学说的确立
道尔顿出生在英国一个贫穷的家庭，年轻时干过农活，27岁时成为曼彻斯特新教学院的数学和自然教师。他没有受过正规的科学教育，但他不屈不挠的勤奋自学使他对科学事业作出了巨大贡献。1808年，他提出了近代的科学的原子论。他认为：一切物质都是由小的微粒一原子组成的;每一种物质都由自己的原子组成;化合物是由几种不同元素的原子按固定的比例结合而成;不同的元素原子量不同。道尔顿的原子论即使以当时的标准来看也是有缺陷的，但道尔顿不愧为现代自然科学中占据重要地位的原子科学的创始人和奠基者。
1811年，阿佛加德罗在论文中提出：分子是由原子组成，分子是具有物质特性的最小单位。
原子—分子结构学说的确立，合理地解释了很多化学现象和定律，给化学奠定了重要的理论基石。
(2)门捷列夫制定化学元素周期表
指导学生阅读课文小字部分，说明门捷列夫的周期律引起广泛重视的原因。
(3)达尔文的进化论
关于生物是神创造的观点，称为“神创论”;关于生物物种是一成不变的观点，称为“物种不变论”。这些都是唯心主义的错误观点。但在18世纪中期以前，这些错误观点的盛行有一定的客观原因。除社会宗教原因外，生物学的发展状况也是一个原因。
林耐(1707年-1778年)是18世纪最伟大的植物学家，他在总结前人作过试验的基础上，拟定了最初的生物分类学，但他认为物种是由上帝创造的。
法国学者布丰(1707年-1788年)为进化论的前驱者。他的进化观念最初由观察化石得到启发。他拒绝接受上帝创世的说法，对整个自然界提出了一种发展的观点。他把生物界与地球的历史联系起来，断言有机界并不是以现有的形式被创造出来，而是有自己的发展史。
法国博物学家拉马克(1744年-1829年)于1809年出版了著名的《动物学的哲学》一书，明确提出了生物是从低级向高级发展进化的观点。
1859年，英国科学家达尔文的《物种起源》问世，把生物进化思想卜升到理论的高度。他在书中指出：一切生物都经历了由低级到高级、由简单到复杂的发展过程，生物不是不变的。他还指出，在自然界，生物物种是通过生存斗争实现的，生存斗争的结果是优胜劣汰。这就是以自然选择为基础的生物进化论学说。
达尔文进化论是19世纪牛物科学的最大成就。它是生物科学的一次理论综合。从达尔文开始，把生物科学作为一个整体来研究，并且从发展的观点对生物进行研究。
进化论的提出，在人类整个思想史上也是划时代的大事。17世纪的牛顿把上帝从无生命现象的研究领域驱逐出去(虽然牛顿承认了上帝的第一性)，现在，进化论又把上帝从有生命现象的研究领域驱逐出去了。
恩格斯在1883年总结马克思一生的贡献时说：“正像达尔文发现有机界的发展规律一样，马克思发现了人类历史的发展规律。”这个比喻是对达尔文的最高评价。
(4)巴斯德开创微生物学
微生物学是研究微生物结构和功能的科学。巴斯德是法国化学家、微生物学家，他开创的生物学分支——微生物学，改变了外科手术的面貌，大大提高了外科手术的成功率。
三、19世纪晚期到20世纪初的科技进步
(1)发现放射现象
德国物理学家伦琴发现并深入研究了X射线，后人为纪念他，也称伦琴射线。伦琴这一发现，成为人类探索原子内部的微观世界的重要开始。因发现X射线，伦琴获得1901年诺贝尔物理学奖，成为第一位获得诺贝尔奖的物理学家。
(2)居里夫妇发现放射性元素镭
法国物理学家皮埃尔·居里及其夫人玛丽·居里，在法国物理学家贝克勒尔发现放射性物质铀(1896年)以后，对放射性现象进行了深入的研究。1898年7月，他们从铀沥青矿中含鉍的部分发现了一种新的放射性元素，命名为“钋”(以纪念居里大人的祖国波兰);同年12月又在含钡的部分发现了另一种新的放射性元素“镭”，其放射性强度要比纯铀强900倍。以后，他们又在极其恶劣和简陋的条件下，不顾个人健康，艰苦工作了整整4年，终于在1902年从数吨铀沥青矿渣中提炼出微量的氯化镭，并初步测定出镭的原子量是225。居里夫妇由于发现放射性元素钋和镭等重要成就，而与发现放射性铀的贝克勒尔共同获得1903年的诺贝尔物理学奖。
(3)爱因斯坦提出相对论
德国出生的犹太血统美国物理学家爱因斯坦，是20世纪最伟大的科学家。19世纪末，由于电磁学方面一系列的新发现、新实验同经典物理学理论发生了矛盾，物理学出现了危机。当时老一辈物理学家都企图用修补漏洞的办法来维护经典理论框架。科学界中一个默默无闻的小人物爱因斯坦，却敏锐地意识到只有对物理理论的基础进行根本性的变革，才能解决这一危机。1905年，年仅26岁的爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》，创立了狭义相对论。1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，进一步揭示了时空结构(四维时空)同物质分布的关系，指出了物质问所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀(即时空弯曲)而引起的。相对论的捉出是物理学思想的一场重大革命，相对论既是原子内部的微观物理学的基础，也是大体物理学和宇宙学的基础。相对论的提出，使爱因斯坦成为继牛顿之后世界上最伟大的理论物理学家。
[课堂小结]
1.结合表格小结所学内容，巩固新知。
2.请学生思考：牛顿和达尔文作出重大贡献的原因是什么?两者对比，其共同性的东西又是什么?
[课堂练习]
课后习题一、二、三。
[教法建议]
1.由于本课教材内容丰富，涉及的人名及事件较多，故教师在讲授时要突出重点，详略得当，语言准确，板书可通过列表的形式，边讲边问边填。
2.讲授时最好以启发式讲解为主，配以简明的表格和适当的电教手段，增强其生动性、趣味性。
进入2l世纪，社会发展对高校各类人才培养提出了更高的要求。即学生不仅要有扎实的专业基础理论，还要有过硬的实践本领，善于开拓创新。目前，很多高校已认识到了上述问题，都在搞产学研合作教育暨应用型人才培养方案[1-5]。但这一方案在实施过程中仍存在不少问题。本文以我校对微生物教学中的产学研一体化模型的构建及实施办法为例，谈谈其存在的问题及解决方法，为广大高校微生物学专业教师进行产学研教学改革时提供参考。
1 “双能型”微生物专业教师队伍急需建立
随着产学研办学方案的提出，对教师也有了不同的要求，如“双师型”、“复合型”、“创新型”。“双师型”专业教师，不仅要具有较高的专业理论水平，较强的教学、科研能力和素质，还要具有熟练的专业实践技能、较强的生产经营和科技推广能力，以及指导学生实践教学及创业的能力与素质。“复合型”教师，则要求教师，特别是专业课教师，必须具有不同的专业教育背景，具有生命科学与其他学科交叉融合的素质能力，如“微生物+能源”、“微生物+环保”、“微生物+药学”等等。“创新能力”要求教师能跟上时代步伐，及时更新教学内容和方法，具有较强的教学改革和科研创新能力[6]。但目前的观念仍停留在高学历人才引进上，如我校微生物专业教师有6人，博士学位的就有3人，而且这3人都有国家级项目。但这些项目都属于基础性研究，距离产学研一体化办学要求还有一定距离，因此需加强中青年教师实践技能培养。利用寒暑假，组织中青年教师参加实践技能培训活动，以及通过网络在线学习、加强校企合作、实行互派兼职等措施，培育出既有较深理论功底，又有扎实技能本领的“双师型”教师。
2 创新教育
高校为了提高大学生就业率，鼓励更多学生考研。学生在严峻的就业形势下，也选择考研，以推迟和缓解就业压力。同时用人单位也在提高学历门槛。这三方面的原因使得课程体系设置与产学研相矛盾。高校是培养人才的场所，目的是为社会输送合格专业人才。目前教育体制的限制使得教育功能具有局限性，体现在理论课程和实验课程等多个方面。微生物学理论课程的教学模式仍然以教师讲授为主，学生自主选择内容、安排进度的空间很小，这样不能充分调动学生学习该课程的积极性和主动性，而且学生的思维在教师先入为主的情况下根本得不到全面扩展，更谈不上创新。微生物学实验课程存在实验内容陈旧，多年来实验内容从未改过，仍以革兰氏染色、无菌操作，微生物数量和大小测定这些内容为主，缺乏新颖的、创新的实验内容，既没有本校的特色内容，也不能和社会发展相接轨。常有报道，用人单位宁愿要技术学校毕业生也不要大学毕业生，就是这个原因[7]。
1996年的诺贝尔奖得主詹姆斯?莫里斯来自英国剑桥大学，他说在剑桥学生如果想要获得高学分，就需要提出高质量的问题，并提交关于这些问题的学科笔记。对好大学的衡量标准，就是他们提出的好问题的数量。詹姆斯?莫里斯认为大学是创新的发源地，教师应该让学生学会发问而不是背诵。目前同一专业的学生都是在统一大纲、统一教材、统一考试下培养出来的。然而在知识经济时代，创新决定着一个国家和民族的综合实力和竞争力。创新不是凭空臆造，它建立在知识的传播、转化和应用的基础之上，而这一切又深深扎根于教育的基础之上，无论是知识创新还是技术创新，均离不开教育对它的支撑。因此，无论是微生物学理论课程还是实验课程，都需要注重学生的创新教育和个体差异。笔者对于创新教育有如下体会：
在教学周德庆编写的第六章微生物的生长和控制中的第五节有害微生物的控制这一部分内容时，教师首先导读，让学生粗略了解下这节内容的知识点，然后给出让学生自由学习的机会。但要给出以下思考题，第一如果家里有人得了流行性重感冒，为了防止细菌、病毒、支原体等不同类型的病原体在整个家庭蔓延，该如何在家里做空气消毒？传统的醋蒸法消毒有没有科学依据？这样的思考题，不仅能让学生巩固以前所学的细菌、病毒、支原体的知识点，还能将这些知识用于自己的家庭生活中。第二，根据这节所学的理论知识，自行设计环境因素对微生物生长的影响这个实验，给学生在实验设计方面自己思考、查阅资料和创新的机会。
在教学绪论的微生物与人类的关系这一部分内容时，更是要让学生根据自己的亲身体会，总结出微生物与自己的关系，从而显示出每个学生个人体会的差异，也显示出三人行、必有我师的这句古言。
在做环境中微生物的检测这个实验时，我们建议学生根据自己感兴趣的环境样品去设计这个实验，如皮肤、口腔、污水、尘埃、腐烂食品等。让学生在不知道实验结果的前提下，用自己所学的知识以及平时积累的经验去发现问题，从而使学生养成善疑善问、多思深思的思维习惯，培养他们的创新精神。
以前在做革兰氏染色这个实验时，总是教师先讲解，讲完了还要嘱咐学生实验注意事项，不给学生犯错误的机会。这样的教学方式其实就是不给学生发现问题的机会，从而失去了很多创新的机会。现在完全可以对这个实验的授课方式做以改革。首先让学生根据理论知识自学该实验内容，除了让学生自己讲解外，还要让他们自己准备这个实验，故意准备超过18-24 h菌龄和未超过该菌龄的已知革兰氏阳性菌和阴性菌。
同时提示学生在按照书上实验操作步骤进行实验时，脱色这一步也可以故意过度。从而让学生设计表格，根据不同菌龄、不同脱色时间、不同菌株，得到不同的实验结果，将这些实验结果的片子用相机拍下来，让学生根据这些照片深刻体会实验室所配革兰氏染色液，对革兰氏阳性菌和阴性菌染色结果感官上的差异，同时让学生根据自己所学理论知识对这些结果做以解释。授课方式改变后，学生完全改变了以前被动的学习态度，而且他们的深刻体会就是革兰氏染色后阳性菌和阴性菌在颜色的差别不是特别大，需要仔细观察，而且需要相当的经验。这样的收获可不是一次的实验所能体会到的。
【关键词】现代微生物技术 教学内容 教学方法 考核方式
现代微生物技术是食品工程、生物工程、环境工程等专业必修的专业课，实验教学是培养研究生素质和科研能力的重要环节之一， 在当前多学科交叉融合的新形势下，注重研究生素质培养，提高他们的科研能力显得尤为重要[1]。近年来，随着研究生教育体制的改革，开设微生物学相关专业的院校不断增加[2]，又因为研究生招生规模的不断扩大，研究生的生源结构发生了很大变化，研究生的科研能力参差不齐。有不少新生没有经过科研的系统训练，科研实践经验少，科研意识模糊。针对这些现状，在研究生正式进入科研状态前，现代微生物技术实验的开设，有助于研究生强化科研意识，提升科研素质，快速进入科学研究状态。
1 硕士生的科研素质现状
对于食品类专业的硕士新生们，虽然他们在本科期间都学习过微生物学实验，但普遍存在以下问题：一是本科期间的微生物学实验重点在基础操作技能的训练和知识点的学习。学生很难将这些独立的实验在科研中系统运用起来；二是本科阶段专业人数多，许多专业人数往往超过60人，在实验教学的课程中多采取分组方式实验，每组少则4-5人，多则10人，导致学生的独立训练机会少，多数学生在实验过程中处于观摩状态。基于以上原因，许多学生进入研究生阶段后，对如何进行科研十分不明确，意识非常模糊，操作技能上也感到无法得心应手，进而产生新生阶段的迷茫。
2 教学探索
2.1 明确教学目的，调整教学内容
现代微生物技术理论教学与实验课教学区别较大，实验课教学的特点是以学生动手为主，要求充分发挥学生的主观能动性[3]。面对研究生的人才培养目标要求，在总结传统教学工作的基础上，从培养综合型人才的目标出发，我们将教学内容进行重新调整。具体做法是：（1）对相互间既有联系又重复的章节，进行重新编排，合并讲解，既更加清晰又节约时间。（2）与实验课密切相关的内容，在实验课的教学中结合实验过程进行讲解，既丰富了实验课内容，又减轻了理论课的压力。上述措施可以将原来的教学内容有效压缩，就可以充分利用时间将理论课程讲解的更为透彻、细致，完成微生物学教学任务。
2.2 改进教学方法
教学的主要任务是“授之以鱼不如授之以渔”，即教师应将教学重点放在学生能力的培养上[4-6]。在教学方法上应将素质教育、知识传授和能力培养融为一体，充分体现现代教育思想。在现代微生物技术教学中，单纯采用传统的教学方法，将大量的微生物新技术、专业名词等硬“灌输”给学生，可能会使他们产生厌倦情绪，既不利于知识的获取，又不利于能力的培养。因此，在教学过程中，教师应当引导学生探究现代微生物新技术的产生过程，让学生了解这些新技术是如何有效应用的，当学生了解了知识的“背景”后，就可以用这种方法去获取更多的知识，为日后的学习打下坚实的基础。
2.3 科学的开设方式
由于本课程的实验内容是现代微生物技术，所涉及的主要实验对象是微生物，其生长和代谢是有时效性和连续性的，若按现有每周安排1-2次实验课，每次2-3学时的方式进行，势必无法让学生很好地实时监测其变化过程，也无法让学生体会科研的过程。研究生课程应打破本科实验的分段教学模式，采用连续开课方式，即将整个课程的时间按实验需要连贯在一起，也可将几个实验穿插在一起进行，这样既可以在有限的学时内完成综合实验，又可以使学生能连贯地将实验完成，充分体验科研的整个过程。采用这种方式进行，学生完成课程后就像经历了一次研究过程。考虑到所需时间的连续性，可将课程安排在学生其他课程的学习已基本结束，即将进入实验室之前进行，或在研究生无其它课程的阶段进行。
2.4 切实有效的考核方式
合理的成绩评价有利于学生平时更认真学习，牢固掌握实验操作，从而巩固和提高学生动手的能力[7，8]。考核不应仅仅停留在考核学生对教学内容的记忆和理解水平上，而应将重点放在知识的运用上。理论课程考核在期末考核时将试题分为固定答案型和非固定答案型（应用型）两大类。如在应用型考题中，给定某工业现象、生活现象，或列出所需的材料、仪器或设备，要求学生根据所学知识分析问题产生的原因，提出解决办法，目的是检查学生对所学知识的应用能力。
对实验课程的考核上，除了对操作技能的考核，还应对实验总结报告规范化，以该学科某权威期刊格式为规范，按照摘要，关键词，引言，实验材料，实验方法，结论及讨论、参考文献等分项展开，在撰写论文的过程中学生通过查阅大量微生物文献，包括一部分英文文献，拓宽视野，培养学生文献检索和文献阅读的能力，掌握科研论文撰写规范。
参考文献：
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人文教育，是指对受教育者所进行的旨在促进其人性境界提升、理想人格塑造以及个人与社会价值实现的教育，其实质是人性教育，其核心内涵是培养人文精神。人文教育和科学教育是素质教育的组成部分，前者着重于精神价值，后者侧重于技术知识的工具价值，二者的结合促进了人的基本技能的形成和全面和谐的发展。
1 人文教育的必要性
在医学生中开展人文素质教育既是医学生全面发展教育的需要，又是医学专业的特殊研究对象和特殊服务对象的需要。医学微生物学是一门医学专业基础课，具有内容繁杂、容易混淆、比较枯燥的特点。医学微生物学教学过程中的人文教育，对引导学生主动学习，使学生成为一个具有独立人格意识，有丰富想象力和创造性，有健全判断能力和价值取向，有高尚趣味和情操，有良好修养和同情心，对个人、家庭、社会有责任感的人具有重大的意义。
2 人文教育的措施
首先，教师在讲授中应还原知识的人文精神，在教学内容的更新上需要进一步重视智力、能力和非智力因素协调发展，教学内容应由单纯专业知识传授，向专业知识与道德、心理素质培养并重方向发展[1]。在医学微生物学的实际教学中，很多学生甚至老师往往把其当作纯粹的专业知识对待。从而使其具有了我们一般意义上的感觉：医学微生物学内容繁杂，容易混淆，比较枯燥。爱因斯坦曾说过，科学结论“几乎总是以完成的形式出现在读者面前，读者体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地理解全部情况。”医学微生物学中的一切理论知识与实验技术，无一不是具有独立人格、拥有丰富知识内涵的前人在实践的基础上的经验总结。而作为授课教师，必须要不断学习，提高自身对其的全面了解，才有可能在实际教学中给学生还原出具有深刻人文烙印的医学微生物学知识。如巴斯德创立巴氏消毒法的社会历史背景及其实际过程、琼脂平板的发明等，从而使学生深刻体会到知识的社会意义。而作为学生，在平时的学习中，应主动培养和增强与知识及其创造者的对话意识。如在老师的指导和提示下的主动课前预习及课后相关资料文献的查阅等。这样才可以避免我们接触到的仅仅是结论式的知识，使我们的学习变成与一个个不同性格特征、不同社会历史背景的知识发现和创造者的思维对话，从而提高学习兴趣与学习效率。 转贴于
其次，体会知识中的人文关怀精神，培养学生的人文素养。医学微生物学的直接研究对象为病原微生物，其最终研究对象和服务对象是人。医学微生物学的发展史，就是一部人类与微生物尤其是与病原微生物斗争和发展的历史。其从事的一切研究活动均与人类对微生物的利用相关，如微生物感染性疾病的诊断、治疗与预防等。在实际教学与学习中，要充分注意相关知识的人文内涵。如美国学者立克次、我国著名微生物学家汤飞凡教授在相关实验研究中为科学献身的高尚情操与胸怀。在与病原微生物的斗争中，尽管我们是作为主体的人，但是在对其的研究中，应该本着客观精神看待微生物的一切生命活动并遵循其基本规律，把它作为与我们对等的一员，才有可能得出正确结论并且创造出有利于人类社会生存与发展的理论与技术。如现实生活中病原体耐药性问题的形成原因及其解决策略与方法、工程菌的创建中的人类伦理学问题(技术的进步与人类伦理学的同步发展的必要性，与整个自然生态的平衡问题，如工程菌污染导致自然界中微生物组成发生的改变，某一项技术带给人类的益处及有可能带来的危险性)等。
第三，在应用知识中培养人文精神。在医学微生物学的实验教学和临床实际应用中，学生真正独立接触问题、分析问题和解决问题的过程，检验了其人文素质，具体问题具体分析的逻辑思维能力，培养和形成不同的个性品质。面对同一问题，不同的学生表现出了不同的个体反应和应对策略，解决问题的过程就是人文精神形成和升华的过程。当然问题的选择要联系实际，接触社会，接触历史，如实验过程中的无菌观念的形成及其具体操作、实际生活中消毒灭菌的应用、医学预防观念的形成及其意义、社会咨询等科普活动等。
3 人文教育的意义
总之，在医学微生物学的教学中开展人文教育，能够引导学生主动学习，提高其学习兴趣与效率，同时也能够提高学生的人文关怀精神与素养，为社会培养出更多合格的适应新型医学模式的高级医疗人才。
关键词： 微课程 物流系统仿真 微课
近年来随着移动网络、视频和传输技术的快速发展和普及，以视频为信息传递的微课程教学得到教师们的认可和广泛应用。融合互联网精神，新的教育理念在新的时代背景下生根发芽，泛在学习、翻转课堂、移动学习、碎片化学习等学习理念为微课程设计和传播提供了丰富的资源。微课程是新时代的产物，是先进的信息技术和教学理念相结合的高级产物。时下，微课程教学作为一种全新的教学形式，越来越受到人们的关注，并影响大学生的学习方式。在工科物流工程专业中，《物流系统仿真》课程是专业必修课程，课程主要使学生掌握系统仿真的理论、方法在物流领域的应用，是一门实践性很强的课程。课程分为理论和实践两部分，其中理论是实践的基础，实践又要靠理论指导，两者相辅相成，联系紧密。这门课程在专业课程中占有重要地位，课程内容多，但课内学习时间有限。为了充分利用学生课外学习时间，帮助学生对课程知识点进行有效和深入学习，作为专业教师，笔者考虑利用先进微课程教学方法和模式，对课程重要知识点和难点进行教学设计。本文主要讨论微课程在物流系统仿真课外教学中的应用，主要包括微课程的设计思想和教学方法的研究。
一、课程“微课程”的特点
传统教学模式主要是以教师、书本和课堂为中心，由教师单向传授知识，学生被动接受。在这个过程中，学生作为认知主体被动接受知识，而学习主动性被忽视或压抑。同时，课堂学习时间有限，不能很好地培养学生的创造性。微课程作为一种新鲜事物，在很大程度上能够提高学生学习主动性和自我管理，可以弥补传统课堂教学的不足，利用网络和信息技术，可以增强学生学习兴趣。
1.以知识点为单元，短而精悍。
微课程的设计是以课程需要为出发点，针对每个单元的具体问题，通过视频或文档将核心的概念重新编排，形成的教学资源。每一个单元相当于一节微课，控制在10-20分钟以内，从时间来看学生每学习一个单元用20分钟，而传统课堂教学为45分钟，利用微课形式可以保持学生的注意力有效学习。另外，每个单元的微课都是教师精心提炼的重要知识点，俗话说“浓缩的即是精华”，传统课堂中教学重点难点都可以通过微课补充，帮助学生理解和掌握。
2.课程更形象，教学方法多样。
微课程教学中，教师除了采用传统多媒体和板书相结合的教学方法外，还可以采用讨论、直观演示、情景教学、任务驱动、现场教学等更丰富的教学手段和教学方法进行教学。
3.学习时间自由和灵活。
传统课堂教学要求教师和学生必须在指定地点和时间进行教学，并且教室、人数是有限制的。而微课程很灵活，因为是视频媒体，主要通过网络传播，所以学生学习时间和地点就比较随意和自由。教师录制完课程之后，可以利用网络让学生自由学习，在学习人数上没有过多限制。学生可以充分利用零散时间学习，还不会耽误其他事情的处理。
二、“微课程”的教学设计
“微课程”的教学设计是教师按照学习内容、学习需要及学习者初始能力的分析进行的课程设计，是微课程教学中非常重要的环节。按照不同分类方法，微课可以分为不同类型。如按照教学方法可以分为讲授型、问答型、讨论型、演示型、启发型、练习型、实验型、表演型、自主学习型和合作学习型。按照视频录制方式可以分为拍摄型、录屏型、软件合成型、混合型等。按照传递方式可以分为讲授型、解题型、软件合成型、混合型等。进行微课程设计时，教师要按照课程特点和要求进行设计和开发。首先将微课程按照知识点分成需要录制的微课单元；然后按照每单元微课的教学主题进行分析和细化，确定微课的类型；接着准备相关文档并录制拍摄微课视频；最后对微课视频进行后期编辑与输出。另外，除了核心资源微视频之外，还需要制作其他多种资源，如微教案、微练习、微课件、微反思、微反馈、微点评等。
1.物流系统仿真课程课外学习简介。
物流系统仿真课程是物流工程专业的专业必修课程，是一门综合性很强的课程，主要针对物流工程专业高年级的学生。这门课程由理论和实践两部分组成。理论部分主要包括物流系统仿真基础、离散事件系统建模、随机数与随机变量、输入数据分析、系统仿真算法、仿真结果分析与模型校验等内容。实践教学部分主要是利用仿真软件对具体物流系统进行建模仿真。教学过程中理论教学和实践教学相得益彰，理论教学中有很多知识点需要进行实践操作和练习。在物流系统仿真理论课程中涉及很多数学知识，虽然学生在低年级已经开设了相关数学课程，但是掌握相关知识有个体差异，所以有些同学对较难较深的数学知识产生畏难心理；同时，在物流系统仿真实践课程中，由于使用了比较专业的仿真软件，同学们都是从零开始学习的，一开始入门和掌握都比较慢，特别很多仿真软件在进行复杂系统建模时需要编写程序才能实现相互作业流程之间的通信，因此需要同学们具备相关编程知识，这些都是学习的时候比较耗费时间和精力的。
物流系统仿真这门课程课堂教学时间是有限的，并且学习者存在个体差异，学习步调不一，如果需要学习者全面理解和掌握，还得充分利用课外时间进行学习。为了让同学们更加全面地学习这门课程，考虑充分利用课外时间，将课程制作成微课程进行第二课堂教学。
2.物流系统仿真微课程设计。
本课题研究中，笔者作为专业教师要设计和开发一个物流系统仿真微课程教学资源。主要遵循以下原则：首先分出重要知识点确定每个微课的播放时长，根据内容不同，时间一般控制在10分钟左右；其次，根据每个单元的特点设计不同微课录制形式，主要以学生易于接受为目的；最后设计相关辅助资源，目的是和学生进行有效互动，有利于及时处理学生学习过程中的问题。本微课程设计的目的就是提高学生学习针对性，兼顾个体差异，帮助同学提高学习课程的兴趣和学习效率。
本课程理论课内学习时间是32学时，主要按照章节分为物流系统仿真基础、离散事件系统建模、随机数与随机变量、输入数据分析、系统仿真算法、仿真结果分析与模型校验六大部分。由于每一章节课内都要讲授，因此在课外学习的微课程设计中，主要把每一章节的重点和难点总结出来，每一部分做成微课。同时，还有一些补充知识点，每个知识点做成相关微课。由于每一章节中都有相关上机操作练习，这个在课内有涉及，但是时间有限，有些同学在课内学习时没有完全掌握，所以会把相关实践操作的知识点做成微课，方便同学们复习和完成作业。
课程实践部分课内学习时间是2周的综合实践，在这两周内不仅需要同学们学习专业的仿真软件，还需要做出一个相对综合的物流系统的仿真模型，对于零基础学习者来说很有挑战。课内时间安排是非常紧凑的，涉及软件的使用和操作，都需要同学们练习，有些同学并不能在课堂上很好地完成相关操作练习，课下又忘记操作流程，因此对于教师和学生来说都是需要花费很多时间的。这里可以按照软件的操作步骤，制作物流系统仿真软件操作的微课录屏小视频，再配上教师解说，让同学们课后也能学习使用，这样可以节省很多时间。一般操作实践类微课程可以做成演示型的，方便学习者模仿和操作。
在每一部分微课设计中，除了录制视频，还需要准备和设计相关微课资源。如为了视频录制效果更好，教师要充分准备微教案、微练习和微课件等资源。微教案与课内学习教案相似，但由于微课本身就短小精悍，因此设计微教案时更要强调突出教学重点，精炼、简单而准确。微练习的设计是帮助学生巩固所学知识点或及时了解学生掌握情况，教师设计微练习时要注意其练习内容少而精，并且具有针对性。微课件能为学习者提供生动的、图文并茂的教学环境，激发学生学习兴趣，设计微课件时要注意吸引学习者的注意力并合理安排信息量，易于教师的控制。另外还需要设计适当的微反馈、微点评，方便学生和教师之间的交流。
三、“微课程”的实施
制作物流系统仿真微课程的时候，笔者首先分析课程课内教学实际情况，包括课程进度、学生掌握情况、课堂练习情况等。然后对重要知识点和难点进行总结、归纳，制订微课程教学计划。接着，申请网络微课堂的账号。之后，对微课程教学计划的每一部分作为一个知识点设计相关微课，包括编写微教案、微课件、微练习、微反馈等教学资源。最后，进行视频的录制、编辑和输出，并整理出来发到网络上供学生学习。
通过微课程的应用，笔者发现学生比较欢迎这种新的学习资源，能够激发学习者的学习兴趣，保持学习者在学习过程中的注意力，帮助学生深入理解和深化相关知识点。在课外学习方面利用微课程方式，可以提高学生学习主动性和自我学习能力。
四、结论
信息时代的发展，微课程作为一种新的教学方式在物流系统仿真课外学习中发挥了重要的作用。以学生为主，让学生学习变得更加轻松和愉悦。教师在新的教学方式下不断学习和提升自我，也是一种挑战。在今后研究中，会重点研究微课制作，为课程建设带来更多成果。
参考文献：
