南京信息工程大学课程思政百篇优秀案例系列3:以“微”见大，为世界疫情提供“中国方案”：《环境工程微生物实验》
一. 课程基本情况
《环境工程微生物学实验》是环境工程专业的一门专业实验必修课，也是环境工程专业的主干课程之一。通过课程学习，使学生系统地了解微生物学方面的基础理论，掌握微生物在环境中所处的地位以及在废水、固废处理中的重要作用及利用微生物进行生化处理的技术技能，从而进一步利用微生物为环境治理工程服务。课程思政的目标是培养学生的科学素养、奉献精神和爱国主义精神等，塑造学生正确的世界观、人生观和价值观。
二. 课程思政教学设计思路
（一）认知目标
（1）掌握光学显微镜的结构、光学原理及操作与使用方法；
（2）熟练制备培养微生物所需要的培养基的方法；
（3）掌握环境中微生物生长的测定方法；
（4）掌握从环境中分离和培养微生物的方法和技能。
（二）能力目标
（1）通过光学显微镜的使用，培养学生微生物方面的基本技能；
（2）通过培养基的制备及微生物数量的测定，使学生具备测定微生物的基本能力；
（3）学生掌握从环境中分离和培养微生物的方法和技能，培养科学探究能力，养成良好的科研思维能力。
（三）情感目标
（1）学生通过使用显微镜实验观测微生物的形态，从而了解我国是最早利用微生物的国家之一，树立民族自信心；
（2）通过微生物分离、培养与测定实验，使学生了解我国著名微生物家汤飞凡对微生物学发展发展的贡献以及钟南山院士对新冠病毒控制的杰出贡献，激发学生学习微生物专业的热情，培养爱国主义情怀和良好的科学素养。
（3）通过细菌数量的测定实验，引出2021年新冠肺炎病毒在我国和国外的控制情况及我国控制新冠病毒的方法和措施为国外提供很好的借鉴，中国为世界问题的解决提供方案，增强民族自豪感。
三. 教学方法与教学过程
课程导入直接影响学生的学习兴趣，好的课程导入对学生学习的积极性和主动性有着重要的影响。在环境工程微生物实验中，可以采用情境教学法导入课程。如以大家比较熟悉的新冠肺炎病毒为例（图1），教师先展示新冠肺炎病毒的图片，组织学生讨论：“怎样才能观察到新冠肺炎病毒，实验室如何分离、检测新冠肺炎病毒，以及如何防治新冠肺炎病毒？（图2）”，从而引出本课程的学习目的和重要性。
图1 新冠肺炎病毒形态
图2 组织学生讨论如何防治病毒
在课堂教学过程中，可将实验内容和思政元素耦合进行教学。如在环境工程微生物实验的教学中，将与微生物应用相关的历史事件、我国的科研贡献以及我国对新冠病毒的有效控制等等融入课堂，培养学生的科学素养、奉献精神和爱国情怀等，到达思政教育的目的。
四. 环境工程微生物学课程思政实例
4.1实验一、微生物的形态观察
（1）教学设计思路
第一步是解释微生物的概念、形态和特征，重点讲解不同微生物形态的差异。教师此处可以采用联想记忆法，通过比较细菌、真菌和放线菌的形态，引导学生观察具体的某一微生物的形态。第二步是讲解观察微生物形态的仪器和设备，由此引出显微镜的组成和结构及特点。第三步是教师结合显微镜的结构，讲解如何使用显微镜（图3），以及显微镜的优缺点。第四步，教师通过演示，讲解在观察微生物、原生动物形态时（图4），如何制备标本及显微镜的使用和绘制微生物的形态。
图3 指导学生使用显微镜
图4 指导学生观察原生动物的形态
（2）思政元素与教学内容融合
在介绍微生物的形态、特点和应用时，可将我国是最早利用微生物的国家之一有机融合。通过酿酱、醋等举例，说明我国是最早将微生物应用于食品生产的国家之一，增强学生的民族自豪感。
4.2实验二、培养基的制备和灭菌
（1）教学设计思路
第一步是讲解微生物生长和繁殖，以引出为什么要制备培养基，培养基的种类，特别是病毒培养基与原核、真核微生物培养基的差异。第二步，讲解和演示制备培养基的前期准备工作，如玻璃器皿的洗涤与灭菌等，并重点讲解高温高压灭菌的特点和安全。第三步，讲授培养基的组分，配制过程与分装。第四步，讲解物品的包装、配制与灭菌。通过上述过程，使学生掌握培养基的制备，为后续微生物的分离和培养奠定基础，并通过线上作业考核学生对知识点的掌握情况（图5）。
图5 学生对知识点的掌握情况
（2）思政元素与教学内容融合
在讲授使用高压灭菌锅存在潜在的风险时，可将科研奉献精神与之结合。病理学家霍华德•泰勒•立克次发现了斑疹伤寒病的病原体，然而他在研究的过程中感染该病原体而牺牲，人们为了纪念他将该病原体命名为立克次氏体。该事例可以激励学生对科研的奉献精神。另外，在1956年，我国的科学家汤飞凡发表分离沙眼病毒被誉为“汤氏病毒。通过这些事例的讲解，使学生知道我国对微生物发展的巨大贡献，增加了民族自信心和自豪感。
4.3 实验三、细菌的纯种分离、培养与接种
（1）教学设计思路
第一步讲解从环境（如水体和土壤等）中分离细菌；第二步，介绍分离细菌的培养条件及环境因素；第三步讲授微生物的接种（图6）、纯化和保存。
图6 指导学生使用超净台接种微生物
（2）教学设计思路
在讲授微生物的分离、纯培养时，可引出生物安全及风险防控以及中国特色社会主义相结合。如当新冠肺炎病毒在武汉出现时，其他地区没有出现大面积的爆发，这与我国采取科学的防范与管控措施分不开，同时也与我国集中力量办大事，办事效率高有关。这充分彰显了我国制度的优越性。
4.4实验四、细菌总数的测定
（1）教学设计思路
第一步讲授培养基、稀释水的制备；第二部讲授水样的稀释与平板接种；第三步通过一段时间的培养，计数平板上的菌落数，然后计算细菌的总数。
（2）思政元素与教学内容融合
在讲授细菌数量的测定时，可将新冠病毒的检测与我国科技进步相结合。截至2021年2月22日，国外新冠肺炎累计确诊111850600例，累计死亡2473026例，而在我国新冠肺炎却得到了有效控制，人民安居乐业，这与我国疫苗的开发和全国联动的有效防控措施密不可分，这也为国外有效控制新冠病毒提供了借鉴，为世界疫情的解决，提供了中国方案。
五. 课程教学总结
本课程除实验报告和考试外，还对学生的实验过程进行评价，主要包括二个方面：一是对学生实验过程进行记录，如学生回答问题正确率、实验操作的规范程度等内容进行记录，并将该记录纳入平时成绩。二是对学生实验过程中“三废”的处理与处置进行评价，并根据“三废”产生量进行打分，并记入最终成绩。此外，通过实验课程培养学生的实践能力外，还培养学生的创新思维和创新意识，积极指导学生参与学科竞赛（图7），培养学生的创新和创业能力。
图7 指导学生参加“互联网+”大学生创新创业比赛
课程思政的核心目标是坚定学生理想信念，培育和践行社会主义核心价值观，以爱党、爱国、爱人民为主线，围绕政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等进行授课，培养和塑造学生正确的世界观、人生观和价值观。微生物虽小，但对人类社会的影响比较大，它既是人类的敌人，更是人类的朋友。在《环境工程微生物学实验》这门课中，将科学素养、奉献精神和爱国精神等融入实践教学，提高学生的学习积极性和学习效果。另外，通过《环境工程微生物实验》课程的思政教育，促进学生实践能力和创新能力，为世界问题提供的中国解决方案奠定基础。
课程负责人简介
徐德福，毕业于浙江大学环境与资源学院，获博士学位，现为环境科学与工程学院教授，副院长。获南京信息工程大学优秀班主任，优秀共产党员和“五四青年标兵”称号，入选江苏高校“青蓝工程”中青年学术带头人和江苏省“六大人才”高峰高层次人才。主持江苏省教学改革课题2项，指导学生获中国互联网+创新创业大赛国赛铜奖3项。主持国家自然科学基金项目、教育部留学回国人员基金、江苏省自然科学基金等项目，主要从事污水、固废处理与资源利用研究。
方华，毕业于东南大学能源与环境学院，获博士学位。现为环境科学与工程学院副教授。注册环评工程师，国家清洁生产审核师。获南京信息工程大学“五四”青年标兵，指导学生获全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛二等奖，主要从事水污染控制技术与理论研究。