《環(huán)境工程微生物學(xué)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03138161課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)必修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論32學(xué)時）先修課程：無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等后續(xù)課程：大氣污染控制工程、固體廢物處理處置工程、畢業(yè)設(shè)計（論文）等適用專業(yè)：環(huán)境工程開課單位：材料科學(xué)與工程工程學(xué)院一、課程說明《環(huán)境工程微生物學(xué)》是環(huán)境工程專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生比較全面系統(tǒng)的獲得環(huán)境工程微生物學(xué)的基本知識，深入理解和掌握微生物生態(tài)和環(huán)境生態(tài)工程中涉及的微生物作用原理，為學(xué)生專業(yè)技能的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，并為學(xué)生今后從事環(huán)境工程及環(huán)境污染物治理相關(guān)工作奠定扎實的理論基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握微生物的分類、生長繁殖、營養(yǎng)類型、產(chǎn)能方式和遺傳變異等的基礎(chǔ)理論知識，能從微生物學(xué)的角度對一些生態(tài)環(huán)境現(xiàn)象和問題加以合理解釋。課程目標(biāo)2：掌握微生物生態(tài)的特征，掌握生源元素循環(huán)和水處理過程中的重要微生物過程和原理，并能利用相關(guān)原理分析和解決復(fù)雜環(huán)境工程問題。課程目標(biāo)3：掌握環(huán)境工程微生物學(xué)領(lǐng)域常用的現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的原理和使用方法，培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)、探究科學(xué)的思想意識和理論聯(lián)系實際、實事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《環(huán)境工程微生物學(xué)》課程教學(xué)目標(biāo)對環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識1.2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識和思維方法對環(huán)境工程相關(guān)問題進(jìn)行合理表述。課程目標(biāo)1：掌握微生物的分類、生長繁殖、營養(yǎng)類型、產(chǎn)能方式和遺傳變異等的基礎(chǔ)理論知識，能從微生物學(xué)的角度對一些生態(tài)環(huán)境現(xiàn)象和問題加以合理解釋。H2.問題分析2.1能應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和環(huán)境科學(xué)與工程的基本原理，對復(fù)雜環(huán)境工程問題進(jìn)行識別、表達(dá)與邏輯推理。課程目標(biāo)2：掌握微生物生態(tài)的特征，掌握生源元素循環(huán)和水處理過程中的重要微生物過程和原理，并能利用相關(guān)原理分析和解決復(fù)雜環(huán)境工程問題。M5.使用現(xiàn)代工具5.1掌握環(huán)境工程領(lǐng)域常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法。課程目標(biāo)3：掌握環(huán)境工程微生物學(xué)領(lǐng)域常用的現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的原理和使用方法，培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)、探究科學(xué)的思想意識和理論聯(lián)系實際、實事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配本課程的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.緒論1.1微生物學(xué)的研究對象和研究內(nèi)容1.2微生物的定義、分類和命名1.3微生物的基本特點及其對環(huán)境保護(hù)的意義教學(xué)要求：掌握環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對象和任務(wù)，掌握微生物的定義、分類和命名重點：微生物分類和命名、微生物基本特點212.病毒2.1病毒的一般特征及其分類2.2病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)2.3病毒的繁殖教學(xué)要求：掌握病毒的形態(tài)大小、化學(xué)組成，掌握病毒的繁殖過程重點：烈性噬菌體的侵染過程、溫和噬菌體與溶源性難點：病毒的增殖213.原核微生物3.1細(xì)菌3.2放線菌3.3藍(lán)細(xì)菌教學(xué)要求：掌握原核微生物的定義和分類，掌握原核微生物各類的形狀、大小、結(jié)構(gòu)、繁殖特征，了解原核微生物在環(huán)境工程中的作用重點：原核微生物形態(tài)特點、細(xì)胞結(jié)構(gòu)及菌落形態(tài)特征難點：革蘭氏染色技術(shù)與原理51、24.真核微生物4.1原生動物4.2微型后生動物4.3真菌4.4藻類教學(xué)要求：掌握原生動物和微型后生動物對水質(zhì)的指示作用，掌握酵母、霉菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)特征，了解藻類的一般特點。重點：真菌的一般結(jié)構(gòu)特點和分類，藻類及水體富營養(yǎng)化難點：指示微生物的種類及應(yīng)用41、25.微生物的生理5.1微生物的酶5.2微生物的營養(yǎng)5.3微生物的產(chǎn)能代謝教學(xué)要求：掌握酶和酶促反應(yīng)的基本知識，掌握微生物的營養(yǎng)類型，掌握微生物產(chǎn)能代謝基礎(chǔ)知識，理解微生物代謝在環(huán)境工程中的意義重點：影響酶促反應(yīng)的因素、微生物的主要營養(yǎng)類型、微生物產(chǎn)能方式難點：酶促反應(yīng)動力學(xué)，無氧呼吸，糖酵解51、36.微生物的生長6.1微生物的生長繁殖6.2微生物的生存因子教學(xué)要求：掌握微生物培養(yǎng)與定量的方法，了解并掌握微生物的生長規(guī)律，了解影響微生物生存的環(huán)境因子重點：微生物的培養(yǎng)與定量，環(huán)境條件對微生物生長的影響難點：生長曲線在活性污泥法中的應(yīng)用31、2、37.微生物的遺傳和變異7.1微生物的遺傳和變異7.2現(xiàn)代基因工程在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用教學(xué)要求：掌握微生物主要遺傳物質(zhì)DNA的結(jié)構(gòu)和體內(nèi)復(fù)制，了解DNA體外擴(kuò)增及其應(yīng)用，掌握微生物發(fā)生變異的原因和種類，了解現(xiàn)代基因工程的基本原理及其在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用重點：DNA結(jié)構(gòu)及擴(kuò)增21、38.微生物的生態(tài)8.1土壤微生物生態(tài)8.2空氣微生物生態(tài)8.3水體微生物生態(tài)教學(xué)要求：了解微生物在自然環(huán)境中的分布特點及與人類生活的密切關(guān)系；掌握微生物與其生活在一起的其它生物之間的相互關(guān)系；掌握微生物在不同生態(tài)條件下的種類、數(shù)量、分布及在污染生態(tài)條件下的作用和特點重點：水體的微生物群落、水體自凈過程及變化規(guī)律、衡量水體自凈的指標(biāo)難點：水體自凈過程及變化規(guī)律、衡量水體自凈的指標(biāo)31、2、39.生源元素循環(huán)9.1碳循環(huán)9.2氮循環(huán)9.3硫循環(huán)教學(xué)要求：掌握碳循環(huán)、氮循環(huán)以及硫循環(huán)的規(guī)律與基本特點，掌握生源元素循環(huán)對環(huán)境保護(hù)的意義重點：碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)21、2、310.水處理中的微生物學(xué)原理10.1活性污泥法10.2生物膜法10.3厭氧發(fā)酵10.4微生物脫氮除磷教學(xué)要求：掌握活性污泥、生物膜法處理污水的微生物學(xué)原理，掌握甲烷發(fā)酵微生物學(xué)原理重點：好氧活性污泥和好氧生物膜的構(gòu)成難點：甲烷發(fā)酵微生物學(xué)原理、微生物脫氮除磷原理41、2、3合計32五、教學(xué)方法及手段課程教學(xué)以課堂講授為主，利用超星學(xué)習(xí)通平臺，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)視頻資源，配合多媒體課件，采用啟發(fā)式、討論式、案例式教學(xué)等共同完成課堂授課內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。課下采取自學(xué)、分組任務(wù)、課后作業(yè)等形式，對課堂授課內(nèi)容進(jìn)行鞏固和提高，并采用釘釘、微信等交流工具，加強(qiáng)和學(xué)生之間的交流和溝通。六、課程資源1.推薦教材：（1）樂毅全,王士芬.環(huán)境微生物學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2019.（2）周群英,王士芬.環(huán)境工程微生物學(xué)(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2015.2.參考書：（1）周德慶.微生物學(xué)教程(第三版）[M].北京:高等教育出版社,2011.（2）李阜棣,胡正嘉.微生物學(xué)(第六版)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2010.（3）王國惠.環(huán)境工程微生物學(xué)-污染生物控制原理(第二版)[M].北京:科學(xué)出版社,2020.3.期刊：（1）ChenW,WangJ,ChenX,etal.SoilmicrobialnetworkcomplexitypredictsecosystemfunctionalongelevationgradientsontheTibetanPlateau[J].SoilBiologyandBiochemistry,2022,172:108766–108776.（2）HuangS,ChenM,DiaoY,etal.DissolvedorganicmatteractingasamicrobialphotosensitizerdrivesPhotoelectrotrophicDenitrification[J].EnvironmentalScienceandTechnology,2022,56(7):4632–4641.（3）ChengY,ChenJ,WuD,etal.Highlyenhancedbiodegradationofpharmaceuticalandpersonalcareproductsinanoveltidalflowconstructedwetlandwithbaffleandplants[J].WaterResearch.2021,193:116870–116879.（4）YangYF,JinZ,QuanX,etal.TransformationofnitrogenandironspeciesduringnitrogenremovalfromwastewaterviaFeammoxbyaddingferrihydrite[J].ACSSustainableChemistryandEngineering,2018,6(11):14394–14402.（5）MaoF,LiuX,WuK,etal.BiodegradationofsulfonamidesbyShewanellaoneidensisMR-1andShewanellasp.strainMR-4.Biodegradation,2018,29(2):129–140.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）袁林江,南亞萍,王茹,等.環(huán)境工程微生物學(xué)[EB/OL].北京:中國大學(xué)慕課,2019年[2022-02-21]./course/XAUAT-1205987803?tid=1466892446.（2）國家市場監(jiān)督管理總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.環(huán)境微生物宏基因組檢測高通量測序法[EB/OL].北京:國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會,2021年(2021-05-21)./bzgk/gb/newGbInfo?hcno=D4C3D74DDB88C1BE470FB7E5A5ED16AB.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題等情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√664課程作業(yè)16（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分，（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?042線上課程學(xué)習(xí)8（1）主要由課程音視頻學(xué)習(xí)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)和章節(jié)測驗三部分組成；（2）三部分均單獨評分，滿分100分；（3）以各部分成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?22期末考核60（1）期末考核成績100分，以期末考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考查環(huán)境工程微生物的分類、形態(tài)特征、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、增殖方式、生理、生長、遺傳、變異、生態(tài)分布、元素轉(zhuǎn)化和工程應(yīng)用中的微生物學(xué)原理等內(nèi)容。√√√302010合計：100分503218八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、課程作業(yè)、線上課程學(xué)習(xí)、課程論文等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末考核成績和過程性考核成績組成。其中：課程論文成績?yōu)?00分（權(quán)重60%）；課堂表現(xiàn)、課程作業(yè)、線上課程學(xué)習(xí)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%），過程性考核和課程論文分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40筆記完整，積極參與教學(xué)活動，課程積分達(dá)到目標(biāo)考核完成度的90%。筆記完整，認(rèn)真參與教學(xué)活動，課程積分達(dá)到目標(biāo)考核完成度的80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動，課程積分達(dá)到目標(biāo)