传统教学内容往往与企事业的实际需求有所偏差，为了让学生在今后的工作实践中能实际应用所学知识技能，我们首先对相关行业的企事业单位进行调研，并根据调研结果对教学内容进行了相关调整，将教学内容分为基础部分和专业部分。基础部分为必须讲授的微生物基础知识及实验技能训练，它们包括：微生物在自然界中的分布；微生物的分类、形态、构造及功能；微生物的营养和培养基；微生物代谢、控制和培养；显微技术、微生物大小测定及计数、无菌操作技术。专业部分为微生物在特定专业领域的应用知识及实验方法：由于我院教学对象为制药工程专业的学生，因此设定了微生物育种与保藏、微生物的扩大培养、发酵工艺优化等专业相关知识技能的训练。同样的，若对于环境工程专业的学生，应该讲授一些与环境相关的知识，比如环境因素对微生物的影响，微生物与环境修复以及微生物与环境检测等。对于食品工程专业的学生，则应该讲授的实验内容包括：食品中微生物的检测、食品在自然发酵和酸败过程中微生物的作用等内容。
二“、理论实验一体化”整合教学内容
微生物学是一门实验性和应用性很强的学科，微生物学实验是该门课程的重要组成部分，实验课的设置目的是使学生对微生物学的认识从理性上升为感性，在充分理解、掌握理论知识的基础上，提高学生们的操作技能。微生物学教学传统的教学模式是理论教学与实验教学分段进行，即理论讲授到一定的阶段后进入到实验教学中。这种教学模式优点是能突出理论知识的系统性和完整性，并对后续的实验教学起到较好的理论指导作用。但这种这种重理论系统完整性，而轻实践技能的培养模式，已不能更好地满足当今社会对高职院校人才的具有良好的实践能力的要求。我们将实验技术及相关理论知识按相关性原则进行了一体化整合，在满足实用、可接受深度原则的前提下，对一些对学生将来相关工作技能形成相关性不大的专业理论大胆舍弃，采取边实验边讲授对应理论知识的教学策略，具体安排见表1。整合后的教学实践利于同学们将理论知识与实践技能有机结合起来，使同学们既可以理解这些知识技能具体的应用，又会对理论知识有具象化的理解。微生物学是以实验为基础的科学，它的概念和规律是通过实验来形成的，微生物学实验是对课程理论的验证与升华，将实验教学与相应的理论内容结合，可以有效地提高微生物学教学效果。
三、以学生为主体，安排独立设计综合应用实验
传统的微生物教学内容安排彼此孤立，缺乏连贯性，造成学生的基本知识不扎实，基本技能训练少，基本技能掌握不牢固；再加上设计实验少，没有研究实验，学生的综合能力得不到有效的锻炼和培养，学生缺乏学习兴趣。因此在教学内容中加入了两个综合应用实验，要求学生分组独立设计完成，以达到学以致用的效果。每组学生自行查阅文献、进行独立设计、自行实验。在实验过程中，定期组织全班性的交流汇报，以便教师可以及时监督实验进度，对学生实验过程中出现的问题给出解决的建议；学生最后以论文的形式进行总结报告。学生不但通过设计完成工作任务融会贯通了相关的实验技术和理论知识，而且会提高实际工作能力。例如：学生在遇到问题时，需通过网络或图书馆查阅相关文献资料，学生的分析及自学能力得到提高。在实验计划实施过程中，不同学生可能面临并解决不同的问题，学生独立运用已有知识技能解决实际问题的能力增强、思维能力得以锻炼。实验中所需的材料的制作（例如无菌器材的准备、培养基的配置等）及实验操作均由学生自己完成，学生动手能力得到充分锻炼。实验以小组为单位完成，实验自始至终需要团队每名成员的参与，成员之间必须通力合作，确保实验顺利完成，培养了学生的团队工作意识。
需要指出的是，由于调动了学习兴趣和积极性，学生并没有因为需要课下花较多的精力来查找资料、设计实验、培养微生物，而产生怨言。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。若要“以实际应用为导向、理论实验一体化教学、以学生为主体”的教学模式得以实施，需要系统性制订实验管理规范，全方位开放仪器设备与实验室时间，为实验教学提供制度保障。要求学生必须严格执行进出实验室登记、仪器设备使用登记、实验记录登记等规定，以便及时掌握实验室开放现状和仪器设备使用现状。同时，应该完善成绩评定制度。除传统的理论试卷考试和实验报告评定实验成绩外，将基础部分的操作技能考核、综合部分的实验设计及结果汇报表现均纳入最终的成绩评定。改变了以往学生死记硬背应付理论考试、抄袭结果应付实验考核的现状，促使学生能够认真练习，认真思考所学的知识技能。
1.1以学生为主体的任务型双语教学模式的确立目前比较有影响的双语教学模式有:沉浸型双语教学、维持型双语教学、过渡型双语教学和任务型双语教学等。考虑到学生的学习和接受能力,虽然基础较好,对于英语学习有一定的热情,具备一定的读、写能力,但听、说能力较差,而《环境工程微生物学》中涉及的专业知识很多比较抽象,因此,若大力度进行英语训练,会打消学生的学习积极性,双语教学的实施过程中还应以专业知识的教学为首要任务,并以专业课堂为载体,构建以学生为中心、在教师的指导与安排下用英语完成各种真实的与生活、学习相关的任务型双语教学模式,将双语授课从被动的翻译形式转变为主动的接受和师—生、生—生互动的教学体验,加强运用英语解读并表述专业课的基础理论知识及查找阅读科技文献的能力,使学生初步具备专业知识的英语交际能力。
1.2教材的选择教材的选择遵循“以中文教材为主、原版教材为辅”的原则,采用普通高等教育“十一五”规划教材、周群英教授主编的《环境工程微生物学》作为中文教材,这本书较好地处理了微生物的基础理论和微生物在环境生态工程中的应用之间的关系,主要内容包括:超微生物病毒、原核微生物、真核微生物、微生物的生长和繁殖、微生物的遗传和变异、微生物与物质循环、水处理中的微生物等,同时选择科学出版社出版的“BrockBiologyofMicroorganisms”(11thedition)作为外文教材,该书是美国优秀的微生物学教材,自1970年第一版起已有42年的历史,它以新颖、先进、严谨的内容,丰富精美的图片,启发式的知识结构和巧妙的构思,赢得了广大师生的青睐,被誉为“生命科学名着”。这样选用教材,既使教学内容符合教学大纲要求的深度和广度,又能让学生开拓视野,汲取外文教材中的精华,也为提高专业英语能力奠定了坚实的基础。
1.3多媒体资源的应用现代教育教学手段多媒体课件及网络平台可以直观形象地展示出丰富的课堂教学内容及辅助图片、视频、动画等,可以增大课堂容量,使学生加深印象,增进学习兴趣,是保证良好教学效果的基础。在环境工程微生物学双语教学实践中,采用的课件具有以下几个特点:(1)多媒体课件与教师板书紧密结合,板书采用中文,课件上的知识点则为相对应的英文,包括教学内容、概念的表述等;(2)由于采用的外文教材以光碟形式提供了原书的插图,课件上即可增加大量英文原版图片。另外,还有下载于世界着名的出版公司McGrawHill、W.H.Freeman等的动画,这些动画都是原版的英文字幕和解说;(3)安排学生观看一些环境生物方面的短片。如“水问”(WaterCries),“发现”(DISCOVERY)等,使学生了解当前国际环境生物领域取得的最新进展,从视觉及心理上更接近、更喜欢这门学科。
1.4教法的实施任务型双语教学模式的实施分为任务前(pre-task)、任务环节(taskcycle)和任务后(languagefocus)三个步骤。《环境工程微生物学》课程中有些知识点比较抽象,有些知识点实际应用性很强,学生在刚接触时可能会有些困难,再配以英文解说则更难理解。因此,我们根据课程内容的不同,分别布置学习任务,并采用启发式教学,以提高双语教学的课堂氛围和学习效率。目前在课堂上实施的任务有以下两类:(1)知识点回顾,通常设置在授课内容结束后,如,病毒的定义、分类、化学组成、繁殖过程;微生物降解污染物的原理;活性污泥法中的几类重要的微生物类群,概括它们的作用等内容。这些都是教学内容中的重点部分,需要学生牢牢掌握,布置任务时需要教师给出重要的专业词汇,布置给学生相应的命题,分组进行准备并发言,主要以互动式、讨论式教学方法为主。(2)热点问题讨论,该类学习任务通常以专业知识为背景,可以在课堂上让学生用英文展开相关热点问题的讨论,如:微生物基因工程菌株的构建;水中污染物的检测及污染治理方法;固体废物处理中的微生物等内容,以启发式、讨论式教学方法为主。在任务完成之后,教师要进行总结点评,肯定成绩,指出不足并对相应知识点进行归纳,以便于学生复习,为开展下一轮任务奠定基础。在双语教学内容的实施过程中,对于任务布置和展开也不能追求一蹴而就,还应随时掌握学生的学习状态和效果,教学中应注重点线面结合、循序渐进。点即专业词汇,线即对英文句义的理解,面即对课程内容的理解。循序渐进即对点线面的逐级渗透,例如,在开始教学时采用英、汉交叉,使学生能够“望文生义”,看到中文即想到英文,并逐步达到能流畅地使用英文表达,同时介绍一些科技英语词汇的构词特点以及科技英语的句法特点和翻译阅读技巧,促进学生对外文教材的感知、理解与掌握。教学实践中,若要使学生的知识体系跟上学科发展的步伐,教师不应拘泥于双语教材的现有理论知识,应着眼于教学内容的深度和广度,加强基础理论与微生物在环境工程中的应用之间的联系。国内外在环境工程微生物领域的相关研究还是有相当大的差距,教师需要对照国内的实际研究的理论基础、发展状况对教材进行适当的加工、融合与补充,添加国内文献资料和研究成果,而不是照抄照搬国外教材、采取“拿来主义”[5]。这样有针对性地开展双语教学,不仅能拓宽学生的知识面,了解本土知识和中国国情,认清最新研究动态和发展形势,也能使学生更好地把握双语课程的精髓,提高学习效果。
1.5结构化考核体系的建立对于学生的考试成绩,采用了结构化评分方法以最大限度反映出一个学生的真实水平。课程成绩由平时成绩和期末卷面成绩两部分组成,平时成绩占50%,包括课堂提问、任务讨论、文献翻译等,以此来鼓励学生对双语教学中任务环节参与的积极性,提高英文的表达能力和思维水平;期末卷面成绩占50%,大部分试题仍采用中文表述,少数名词解释、填空题、选择题等会配以英文表述。全面考核学生的基本知识、技能和综合素质,实践证明,得到了学生们的认可,收到了良好的教学效果。
突破光速、超越时空是不少科幻作品的主题。很多看过电影《2012》的人都知道其中这样一个情节：由于太阳活动突然加剧，从而释放出大量中微子，在这些中微子作用下，地核被快速加热，进而熔化，迸发出大量熔岩，造成大陆板块漂移加速，引起剧烈的地震、火山爆发和超级大海啸，人类生活赖以存在的陆地几乎被全部淹没。
那么，来自太阳的能量怎么能在不损毁地球表面的情况下，穿破地壳，直接熔化地核呢？电影制作者给出的理由是：太阳的核聚变在不停地向四周发射中微子，一些太阳中微子穿越地表，进入地球内部，与地球物质作用，产生巨大的能量，导致地核熔化，形成了地球内部的圈层构造，推动地核液体流动，产生地磁场，驱动板块运动（大陆漂移），造成地震和火山爆发等一系列地球演化。在这里，具有如此大规模摧毁力的中微子到底为何物呢？
何为中微子？
中微子的名字最早出现于20世纪上半叶。1930年，奥地利物理学家泡利为了解释中子在衰变成质子和电子（β衰变）时能量出现亏损的问题，提出了一个猜想，认为是一种不可探测的中性粒子带走了能量。这种粒子随后被意大利物理学家费米命名为“中微子”，以区别于中子。
这里说的中微子，实际上是一种不带电的基本粒子。它的质量非常轻（约是电子的千万分之一），在自然界广泛存在，具有最强的穿透力，可以像“幽灵”一样穿透任何物质，同时只参与非常微弱的相互反应，比如：穿越地球直径大小的物质，在100亿个中微子中一般只会有一个与其发生反应。由于中微子难以捕捉和探测，因而也被称为宇宙的“隐身人”。它是目前科学界了解最少的基本粒子。
颠覆性的轰动
如今，这位神秘的“隐身人”终于在地下1400米深的实验室里露面了。据英国《自然》杂志报道，欧洲大型强子对撞机“撞”出了一个令人惊叹的结果，科学家近日宣布发现一种运动速度比光速还快的中微子。如果这个结果得到证实，现代物理学的基石将被撼动。因为，按照爱因斯坦的狭义相对论理论，光速是宇宙中最快的速度，现代物理学的很多内容都建立在这个理论之上。科学家在精确测量光速方面做了无数次的实验，但还从未发现过任何微粒运动速度可以超过光速。
有关中微子超光速的发现，美国威斯康星大学麦迪逊分校中微子物理学家卡斯滕•黑格说：“我们很多人可以说都被震惊了。这是非同寻常的结果，如果结果正确的话，我们甚至不能想出其所有意义。我们所知和教育的现代物理都基于爱因斯坦的狭义和广义相对论。如果意大利研究人员的成果是真实的，那么我认为这将是本世纪物理学的革命。”（引自《计算错误还是物理革命？――“超光速中微子”引发广泛争议》，新华网，2011年9月28日，下同）
对外界的种种争议，欧洲核子研究中心中微子项目研究小组成员、日本名古屋大学副教授小松雅宏在为此召开的记者会上也谈到，实验的目的本来是为了测量中微子的质量，而不是中微子的速度，此次成果不过是一个副产品。“如果因为(测量结果)与常识不一致，就不公布结果，不是研究人员应有的正确态度。”他说,“一直尝试采取各种手段，想否定这一结果，但是最后无论如何都会有60纳秒的时间差。”
实际上，在公布这一结果时，欧洲科学家们也显得非常谨慎：“我们试着寻找所有可能的解释，想找到一个错误，不管是细微的、复杂的还是其它不良的影响，但都没有找到。当你找不到任何解释，那只好逼自己说出来，让国际社会来仔细检验它。”
无尽的猜测
中微子超光速的结果在民众中激起了无尽的猜想。
猜想之一是，这份实验结果是否会证实“世界末日”的提前到来，正如电影《2012》所预示的那样，地球爆发灾难，人类文明旦夕之间走向终结。
“明年现在的你还在吗？”成为时下流行的“问候语”。甚至，有科学研究似乎也表明：虽然来自太阳的快中微子不能被地球物质吸收，但是，当快中微子进入地球后,就被地球物质散射、减速而消耗能量,慢慢地就变成频率或速度与原子核中的中微子相近的慢中微子，最后被地球物质吸收，并释放能量。并且，由于太阳中微子的速度(能量)不同,所以它们被减速、吸收的位置和形成的热效应也不一样,于是就形成了地球内部的圈层结构。少量太阳中微子能量较低，经过岩石圈减速就变成了慢中微子，并与岩石圈以下的物质作用，释放一定能量，使少量物质熔融，形成软流层。多数快中微子必须经过整个岩石圈和地幔才能被减速成慢中微子，在地表以下2900至5050公里处被吸收，释放巨大能量，导致物质熔融，形成液态外核。液态外核产生磁场，进一步加剧中微子的减速和吸收，释放更大的能量，这个能量又加剧了外核的熔融。这么说来，中微子运动的确会导致地球灾难。也有人说，“我们脚下踩着定时炸弹”。
当然，有关2012年地球会被太阳中微子所毁灭的说法并非可靠。首先，虽然一些科学家通过仪器测量分析发现，地球内部正在发生着变化，地核在不断变软，固体内核在转快，地磁场也在变化等。但这些变化的动力因素是不是与中微子有关，会不会给人类带来灾难，目前仍是仁者见仁、智者见智。其次，当地核被中微子加热到一定的程度，能量就会从地壳的薄弱部分，如板块交界处等，以某种方式释放出来。这种释放有可能造成地球局部的大灾难，但是不足以毁灭整个地球。再者，这种灾难即使会发生，那也在很大程度上是不可预测的，不能断定其具体在哪天发生、以何种方式发生。
猜想之二是，能否实现时光穿越？
理论上来讲，如果中微子速度超越光速是真的，制造时间机器在实际中就是可行的，人类可以在过去和未来之间穿梭自如。那么，这是否真的意味着我们可以“穿越”？是否人人都可以成为《步步惊心》的女主角，走进“任意门”？按照爱因斯坦的原话说，Youcouldsendatelegramtothepast（你就可以向过去发电报了)。于是，众人纷纷开始幻想：某天正在喝茶的你会突然看到未来的你在向自己招手，或者你会猛然看见过去正在打瞌睡的自己……
这种想象源于中微子比光子提前60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)到达，即每秒钟多“跑”6公里。那么，每秒多“走”6公里，是否意味着经常在电影、电视里看到的“穿越”情节可以发生在我们普通人身上？实际上，即使这个数据是正确的，从理论上讲“穿越”是可能的，实现这一点也具有相当的难度。虽然单看每秒多跑6公里这个数字很多，但其实差距并不是很明显。从计算结果来看，中微子5万多天也只比光速少跑一天，所以想要任意在时光隧道上“穿越”，很难实现。因此，在这一意义上，中微子超过了光速只具有理论意义，只能说原来限制这些的基本原理被打破了，并不意味着新理论一定能给人类带来制造时间机器的方法。
当然，如果超光速中微子真的存在，那么，将会出现一系列让人无法接受的现实。比如，因果论是现代物理学的基本立足体系，即首先有原因才会有结果。超光速中微子如果存在，这一理论将被颠覆。简单地说，也就是我们所熟知的由因到果的次序都将颠倒，可能有了果再有因：比如炮弹，是先打出去，然后落到对方阵地爆炸；因果论被颠覆后，我们看到的将是炮弹已经爆炸，却还没从大炮上被打出去呢。
难以发现的系统性错误？
对于中微子超越光速这一“颠覆性发现”，由于实验结果和相对论矛盾，国际顶尖的科学家们大多持否定态度，认为实验出错的概率大于相对论出错的概率，首先怀疑实验有误差、设计有漏洞，或者有什么不可知的因素干扰了结果。甚至有科学家打赌称，如果这是真的，他就把内裤吃下去。
德国电子同步加速器研究中心研究人员克里斯蒂安•施皮林说，发现超光速中微子的消息公布时，他正和大约100名中微子专家一同开会，“我的同事十分怀疑这一结论，毕竟相对论已在无数实验中得到证实。”后来，施皮林进一步解释说，他并非认为爱因斯坦的相对论就一定正确，“但我非常、非常、非常确信，测量数据里存在迄今尚未发现的系统性错误”。
诺贝尔物理学奖得主、常年在欧洲核子研究中心从事磁谱仪数据分析工作的麻省理工学院丁肇中教授认为：“这是一个极其困难的实验，只有经过很多不同的方法重复这个实验，才能使人对这个实验有信心。这种困难的实验，外人很难看出和了解它的细节。”
诺贝尔物理学奖得主、得克萨斯大学奥斯汀分校理论物理学家史蒂芬•温伯格也对此数据持怀疑态度：“我还没有看到任何科学文章描述这项工作。令我困扰的是大量证据表明各种各样的其它粒子的速度从未超越过光速，而观测中微子极为困难。这就好比一些人说他家花园下面有小精灵，而只能在雾蒙蒙的黑夜才能看到。”
英国著名物理学家霍金也认为：“目前对中微子发表评论言之过早，还须进行更多实验及澄清工作。”
面对如此众多科学家的质疑，一些物理学家甚至进一步认为，“OPERA”项目研究人员不应过早地公布测量数据，而是应该先自查疏漏，因为轻易公开不确凿的数据可能损害物理学界的信用。
结语
近年来，很少有科学领域的实验结果，能像“中微子跑过了光速”那样，引起的关注远远跨过专业的边界，演变成一个公众事件。
实际上，由于近几十年来，科学发现一直没有特别重大的突破，无法刺激新一轮质变式的发展。有人甚至怀疑，我们所处的时代正是一个“新思想和新发现的衰竭期”。在这样的痛苦中，人们太希望有重大发现，能够再一次刷新自己的世界观，重估生命存在的价值。这可能是此次舆论沸腾如斯的潜在原因：和科学无关，但和潜意识里生命的发展冲动有关。
这番情景，仿佛回到了19世纪末期。当时的科学家得意地认为，物理界的大部分谜团都已解开，凡是能被震动、被加速、扰、被化合、被蒸馏的种种原理，他们都已了解，并能控制。一大堆的普遍定律，至今仍是教育的基础内容。很多那个时代的聪明人都认为，科学家已经没有多少事可干了。
然而，事实却不止于此。横空出世的爱因斯坦及其相对论，猛然给物理学注入一针强心剂，从此以后，科技突破层出不穷，时刻挑战人类既有的经验和想象力。
宇宙里，似乎有一个人类永远无法理解的微观世界：电子从一个轨道跳到另一个轨道，不经过中间的任何空间，意味着物质突然从无到有，又从有到无。“不相容原理”、“测不准定律”等等，乃至于玻尔在某次会议上说：“问题不是它是否荒唐，而在于它是否足够荒唐！”就连推导实验和方程的科学家自己，都不敢相信手中的理论意义，也无法喜欢自己的发现。