农业微生物学是面向农业院校农学、植保、生物技术、生态、草业等专业开设的微生物学基础课程，也是最活跃的微生物学研究领域之一。“十三五”农业科技发展规划提出我国农业发展要坚持绿色发展理念，推动生物技术等在良种培育、高效生产、食品安全、资源化利用等领域的广泛应用。对农业院校教师而言，也要积极调整改进农业微生物学课程的教学内容和教学模式，以适应国家农业发展的需求。此外，在“双一流”院校建设背景下，高校需要强化学科建设，建设一流学科，要培养既有完善的基础理论知识又具备科研思维及创新能力的高素质农业微生物学人才，这也对农业微生物学的教学提出了更高的要求。为顺应时代需求，实现学科发展目标，我们在多年教学工作的实践基础上，进行了探索性教学改革工作，以期提高对教学工作的再认识，促进教学效果的提升。

1 课程内容的改革 1.1 理论课教学内容与时俱进

国内许多高校普遍使用高等教育出版社出版的微生物学教材^[1-2]，内容详实细致、涉及面广，得到国内外同行的一致好评，但是对于农业院校而言，教材中关于微生物在农业领域的研究及应用阐述相对不足，我们所采用的2009年出版的由袁红莉和王贺祥主编、多个农业院校一线教师参编的《农业微生物学及实验教程》^[3]在内容上对基础知识进行了凝练，并增加了微生物在农业领域的研究内容。多年的教学实践结果表明，学生认为这门课程能够紧密联系当前农业微生物学领域的

研究现状和相关的前沿动态，提升了自己综合运用所学知识分析和解决问题的能力。随着农业微生物学领域如微生物生长调节剂、生物能源、农业生态安全等方向的研究日新月异，该教材部分内容需要更新调整，因此，在中国农业大学出版社的积极配合及中国农业大学“双一流”建设学院与学科自主项目的支持下，我们对该教材进行了全面修订，在保持第一版的编写宗旨、风格和特色的基础上，更着重强调基础性、系统性、先进性、前沿性与可读性。此外，为体现微生物在农业领域的重要性，全面更新、充实、删选及凝练了上一版中的基础内容，在不扩大篇幅的基础上，补充了微生物在农业应用方面的最新研究进展和成果，提高了信息量，预期在2020年初正式出版。具体更改如表 1所示。

1.2 实验课教学内容的凝练和拓展

农业微生物学课程是针对大学一二年级本科生的专业基础课，其中微生物学实验课肩负着激发学生学习热情，帮助其巩固课堂教学内容、掌握微生物学基本操作技能、养成无菌操作观念和提高创新能力的一个重要使命^[4]。

针对这一特点我们进行了以下尝试：

(1) 建立课前预习制度。由于绝大多数学生是第一次接触微生物学实验，因此我们要求学生在课前仔细预习实验内容，并将实验内容用流程图的形式画在实验报告纸上，做到对实验内容“心中有数”。如2019年春季学期在做“细菌的芽孢染色和荚膜染色”实验前学生绘制的实验流程图见图 1。课前流程图制作不但能提高学生对课堂上老师讲解和操作示范的理解和接受能力，并且有利于培养学生独立思考、提出问题的能力，也有利于加深学生对实验内容的印象，帮助其巩固和掌握相关内容，从而提高实验教学质量。

(2) 设计综合性大实验。在严格完成微生物形态、生理等基础性实验的基础上，根据本系在农业微生物学领域的特色和基础，将培养基制作、微生物分离、纯化、鉴定及初步应用等内容设计成一个完整的综合性大实验，以提高学生的创新意识。在课程开始之初，充分调研学生对自己专业领域热点问题的认知程度，引导学生就其关心和感兴趣的专业热点自主查阅文献，从微生物学角度提出问题、分析问题，并通过集体讨论引导学生设立大实验，使学生全程参与实验选题、设计、验证的整个过程，并通过实验自己得到最终的答案。例如针对2018年草业专业的本科生，设置了一个根瘤菌分离纯化、分子鉴定、根瘤菌回接大豆并测定固氮酶活性及植株表型的大实验；而今年春季的本科生，在集体讨论的基础上，针对农业废弃物——秸秆的降解转化和资源化利用问题，设置了一个纤维素降解菌的分离纯化和分子鉴定实验，以及降解效果分析的实验(图 2)。学生通过查阅文献，加深了对微生物营养、微生物代谢、微生物在农业中的应用以及微生物系统发育等课程内容的掌握，并通过该综合性实验学习到分子生物学、生物信息学、数据库信息挖掘等知识内容。整个综合性实验体现了较强的多维度性和学科交叉性，极大地开发了学生的内在潜力，提升了学生对本课程的兴趣和学习动力，培养了学生的科研思维，所获得的一些新菌株资源可用于后期的本科生科研训练项目。

(3) 为了使学生切身体会到微生物与人类的生活密切相关，使微生物更贴近生活，我们增设了趣味性、生活性实验内容。根据学生的兴趣点增加了制作酸奶、四川泡菜、韩国泡菜以及纳豆等内容，使学生充分认识到微生物的重要性，树立“生活处处是学问”的观念，帮助他们提高独立观察、思考、分析解决问题的能力。

1.3 科研反哺教学

基于教学科研相统一的观点^[5]，科研反哺教学越来越多地应用到实际教学工作中，如生物分离工程^[6]、传染病学^[7]和中药化学^[8]等。中国农业大学是一所研究型农业大学，如何将科研和教学相统一，培养具备创新型科研能力的农业后备人才是学校一直强调的发展方向。本系的教师是一支活跃在教学科研一线岗位的具有农业大学特色的团队，在生物固氮、抗生素发酵、农业废弃物降解转化和农业生态环境保护、农业病虫害的病毒防治等领域具有扎实的研究基础。因此，我们在教学过程中根据教学内容，将本系相关教师的研究项目、科研成果、科研经历等适当穿插在课堂教学过程中，让学生了解身边的科研工作，并将各位教师根据科研课题设置的一些本科生科研训练项目、大学生创新项目及毕业设计项目作为补充材料推送给学生。例如，2019年立项并获得资助的北京市大学生创新项目“根瘤菌共生及自生状态下对碳源利用的差异性分析” “生物表面活性剂产生菌的产量优化及其在生物修复中的应用”，以及国家级大学生创新项目“黄腐酸提高根际促生菌的氨基环丙烷羧酸脱氨酶活性的机理以及对植物抗逆性影响的研究”都是本系相关教师科研课题的一个小分支。同时，也引入相关问题的最新国际研究进展和动态，如PNAS、Trends in Biotechnology上关于生物能源的最新研究报道等并对其研究发现进行解析，以及农药污染治理方面我国取得的成果和目前的限制性因素，鼓励学生从解决农业紧迫问题的角度出发，从国家对农业的需求出发，并根据自己的兴趣点寻找相关老师和课题组开展后期的本科生科研训练项目、本科生科研创新项目以及毕业设计。例如今年有学生根据课堂上讲述的塑料污染及生物能源问题，自行查找文献，并找本系相关老师指导，成功申请到北京市大学生创新项目“微塑料对斑马鱼的毒性及微藻的解毒效果初步研究”。根据统计数据，学院每年大约有50%左右的学生后期会选择微生物学方向作为自己科研训练或毕业设计的方向。

1.4 考核方式的调整

课程考核是评价学生学习成果、检测教学效果的重要手段，而目前的课程考核以期末考试为主，辅以少部分平时成绩，存在过程性评价所占比重过少、考核模式单一等问题^[9-10]。因此，为提高学生对知识的实际掌握程度和应用能力，将期末闭卷考试成绩的比重降到60%，随堂测验成绩的比重提高到20%。由于本课程共讲述12章，随堂测验安排在前一章结束、下一章上课前进行，考核的内容为前一章中的一些重点和难点问题，这样可以督促学生课后自主复习，并且互相之间可以形成良好的竞争氛围。另外，作业的比重提高到10%，每章都会布置相关的课后作业并通过对分易网络平台推送给学生，要求一周后提交，这样既不增加太多的负担，又可督促学生对学过的内容系统地复习一遍，加强学习效果，同时可实时掌握学生对不同知识点的掌握情况，并根据不同学生的实际情况对相关章节和内容进行复习巩固。此外，实验操作比重提高到10%，这样基本杜绝了有些学生只用眼睛“看”而不动手“做”的问题，以及有的学生借用其他同学做好的片子“滥竽充数”的现象，保证每个实验结果都是学生亲自动手做出来的。从课程结束后的总评成绩看，多样化考核方式能更客观、公平地反映学生的学习情况，且基本上杜绝了平时课堂上看手机、课后不复习、考前突击并找老师辅导、考后找老师询问成绩的现象，经过考核方式的调整，考试不及格的人数连续多年为零，且总评成绩80分以上的人数显著增多。

2 网络教学平台和软件的应用

科技的发展引发了大学教学模式的持续变革，而信息技术带来的网络教学资源和平台成为大学课堂的另一个舞台和教师们的教学利器。当前，慕课、微课等网络课程，对分易、雨课堂等教学平台，以及翻转课堂等教学形式正在改变着师生的学习和思维方式^[11-12]。例如对分易平台以微信为入口，覆盖了“课前-课上-课后”的每一个教学环节，有力推动了教学改革。我们在农业微生物学教学过程中也引入了对分易教学平台，课前将课件上传到平台供学生预习以提高课堂讲解效率，上课开始前用于学生签到、课堂上可随时进行在线测验了解学生对本节课知识点的内化效果，课后通过平台布置作业及时获得学生对课堂内容掌握情况的反馈。此外，一些网络上的课程资源也可以实现共享，有助于提高学生对农业微生物学相关领域最新研究动态的了解，拓展了课堂教学内容。例如今年春季在讲到C、N循环时，我们推送了2019年发表于communications biology上的文章《菌根真菌与土壤微生物群落的协同作用增加了植物氮素的吸收》以及发表于Scientific Reports上的文章《干旱引起的土壤微生物氨基酸和多糖的变化及其对气候变化中碳氮循环的影响》。而通过这些延伸内容的自主学习，一方面激发了学生的学习兴趣，另一方面，学生可以通过该平台的微信消息与老师及同学之间进行简短的对话和讨论，有助于学生寻找自己的兴趣点，有效地缓解了课堂上师生互动不足的现象，拉近了学生和教师的距离。

3 教学意识形态的转变 3.1 在思想上转变角色，以学生为主体

陶行知说过大学的重要目标是培养学生的创新能力，大学课堂是培养学生自主性、主动性和创造性的重要阵地^[13]。而目前国内的大多数高校课堂“教”仍然是教学的核心，“学”是依附于教的，因此学生的主观能动性得不到发挥。虽然目前被普遍接受的翻转课堂、开放式课堂、对分课堂模式取得了一定的效果，但是由于教学的考核体制、课程学时等限制，其应用效果存在一定的局限性。我们在教学实践过程中，探索性地将讨论式、团队合作式及微课引入教学过程中，显著提升了学生自主学习的热情和能力。而对于大多数的大学教师而言，应转变思维，积极学习新的教学理念和教学方式，根据各个院校的特点及各个学科、课程的特点主动地将团队合作式、讨论式等教学方式，将慕课、翻转课堂、微课等学习方式有针对性地引入课程体系，促进学生学习的主动性。

3.2 思政工作的有机融入

目前大学专业教学领域教书和育人相脱节的现象较为常见。“课程思政”是高校以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以习近平总书记关于教育的重要论述为依据，构建新时期德智体美劳全面培养的教育体系和高水平人才培养体系的有效切入，是完善“三全育人”的重要方面^[14-15]。因此，我们在实际教学过程中努力做到以下几点，帮助学生在掌握专业基础知识的基础上，能够建立正确的价值观、人生观和世界观：(1)教学活动中以身作则，认真备课，每次上课前查阅相关文献，补充最新研究进展，提前10 min进教室，耐心回答学生的各种问题，以自身的表现在思想品德、职业道德方面展示正能量，起到示范表率作用，担负起学生健康成长的指导者和引路人的责任。(2)在教学活动中，坚持教书和育人相统一、言传和身教相统一、潜心问道和关注社会相统一、学术自由和学术规范相统一。使课堂成为弘扬主旋律、传播正能量的主阵地。例如讲到生态章节时，正确评价我国目前面临的环境污染问题，并弘扬我国政府为治理环境污染所投入的人力、物力及财力，习近平总书记明确指出“绿水青山就是金山银山”，号召学生从自身做起，保护我们赖以生存的环境。(3)结合微生物学发展史提升民族自豪感，弘扬我国古代人民在微生物应用领域方面的贡献，并正确评价近现代我国科学家在农业微生物学领域做出的突出贡献，例如我们本系从事“生物固氮”的两位老院士的事迹，把爱国主义教育渗透到微生物学课堂教学中，增强学生的爱国主义热情。(4)结合课程教学，潜移默化地强化学生的生物多样性保护及环境保护意识，针对我国发展阶段中出现的人们普遍关注的环境污染问题、食品安全问题、诚信问题等从微生物的角度进行解读，例如在讲到第二章“细菌的内含物”时，强调微生物产生的聚羟基β-烷酸可用于生产完全可降解塑料，是应对全球塑料污染的良好替代品。讲到“真菌毒素和生态”章节时，强调黄曲霉毒素对人体的危害及各类环境污染造成的食品安全隐患及由此导致的诚信问题，提倡从自身做起，从身边的小事做起，提升学生的社会责任感。(5)结合课程教学，进行专业思想教育，强调微生物研究过程中“细节决定成败”；结合教学内容介绍微生物学研究领域中的专家名人事迹，尤其是本系及本院各位院士的事迹，弘扬专业奉献精神；在教学中注意培养学生的诚信意识和严谨的科学态度，鼓励团结互助协作。

4 总结和展望

通过我们课程组教师的共同努力，农业微生物学课程的教学改革取得了良好效果，学生对农业微生物学课程的学习兴趣和参与度明显提高，学生的学习效率和对理论知识、操作技能的掌握程度稳步提升，也增强了教师“教书育人”的信念和信心。以2018年春季开设的农业微生物学为例，学生的教学评价统计问卷中的各项分值，包括老师在授课中是否经常与学生进行互动交流、启发自主思考；这门课程是否能够紧密联系当前，让学生了解到相关知识的前沿动态；这门课程是否引导学生用批判性思维去分析问题、解决问题；老师的教学是否激发了学生的学习兴趣，学生愿意自主学习；这门课程是否培养了学生严谨求实的学习态度和学术精神；这门课程是否激发了学生独立开展实验探究的自主性；教师在学生树立人生观、价值观方面是否给予了正确的启发和引领等15余项评价指标得分均超过全校平均值，在全校2 480多门课程中排名由开始的90位上升到62位。但大学课堂教学过程是一个动态的变化过程，教师和学生是一个互相交流、合作、学习的共同体，教师和学生的关系开始于课堂，但又不止于课堂，需要教师不断地探索和学习，最大限度地开发学生学习的内在潜力，培养勇于探索、勇于创新的社会主义新型人才。