微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

楊曉燕，李云霞，楊 琳，劉衛(wèi)紅，蘇鴻雁

（大理學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南大理 671003）

微生物學(xué)是生物類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，許多生命科學(xué)的重要理論和實(shí)驗(yàn)方法均建立在微生物學(xué)基礎(chǔ)之上〔1-3〕。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)的重要組成部分，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)理念的形成和操作技能的培養(yǎng)直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)后續(xù)課程如分子生物學(xué)、遺傳、基因工程、發(fā)酵工程等的學(xué)習(xí)〔4〕。由于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的廣泛適用性，微生物學(xué)操作技能的好壞甚至?xí)绊懙綄W(xué)生的就業(yè)問題〔5-7〕。同時(shí)，傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也存在諸多不足，針對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革也成為各高校教育改革的重點(diǎn)內(nèi)容〔8-10〕。

1 傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

筆者自參加工作以來，一直從事微生物學(xué)教學(xué)和科研工作，也切身感受到微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)考核制度均存在很多問題，如:實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例高，探索性實(shí)驗(yàn)少；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不系統(tǒng)，沒有整合和歸類；教學(xué)方法程序化，缺少對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)考核制度單一和不完善，主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行評(píng)判。這些問題直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，主動(dòng)性不夠，實(shí)驗(yàn)做好做差一個(gè)樣，抄襲現(xiàn)象成風(fēng)，參與實(shí)驗(yàn)成為一種獲得學(xué)分的走過場(chǎng)的形式?；谏鲜鰡栴}，我們的微生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和學(xué)生實(shí)際情況逐步對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，取得了較好的教學(xué)效果。

2 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，完善考核制度

2.1 整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維 對(duì)絕大部分微生物而言，微生物是一種肉眼不可見的微小生物，僅憑課堂講授無法讓學(xué)生深刻體會(huì)微生物的特性，因此，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一安排為“環(huán)境微生物的檢測(cè)”，讓學(xué)生選取自己感興趣的材料，進(jìn)行微生物的初步分離培養(yǎng)。通過觀察菌落的形成，使學(xué)生感受到微生物無處不在的特性，同時(shí)對(duì)微生物的生長速度和菌落形態(tài)也有了直觀的認(rèn)識(shí)。去除“芽孢、莢膜及鞭毛染色”實(shí)驗(yàn)，將“顯微鏡的使用和簡單染色”及“革蘭氏染色”合并為“顯微鏡的使用及革蘭氏染色”實(shí)驗(yàn)。將“酵母菌的形態(tài)觀察、大小測(cè)定”及“顯微鏡直接計(jì)數(shù)法”合并為一個(gè)實(shí)驗(yàn)，保留“乳酸發(fā)酵與乳酸飲料制作”實(shí)驗(yàn)，增加“細(xì)菌的生化反應(yīng)（V.P.反應(yīng)、甲基紅、吲哚、糖發(fā)酵）”實(shí)驗(yàn)。“培養(yǎng)基的配制及滅菌”是微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)必開的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但由于配制好的大量培養(yǎng)基無法長期保存，單獨(dú)開設(shè)該項(xiàng)目勢(shì)必造成實(shí)驗(yàn)材料的極大浪費(fèi)。因此將本實(shí)驗(yàn)放在綜合性實(shí)驗(yàn)——“蒼山自然保護(hù)區(qū)土壤微生物的分離及純化”之前開設(shè)，這樣上一個(gè)實(shí)驗(yàn)配制好的培養(yǎng)基可以在下一個(gè)實(shí)驗(yàn)中利用，避免了材料浪費(fèi)，保證了實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性，學(xué)生也因前一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)而有了責(zé)任感。在早期的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整中，我們?cè)黾恿嗽O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，整個(gè)流程為：學(xué)生分組→查詢資料→自擬題目和實(shí)驗(yàn)方案→教師審核→與學(xué)生討論后確定實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)驗(yàn)教師提供實(shí)驗(yàn)原材料→學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和試劑→實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案→完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告（以論文形式提交）。這種實(shí)驗(yàn)方式很受學(xué)生歡迎，學(xué)生普通反應(yīng)學(xué)到的知識(shí)多，操作技能得到系統(tǒng)的鍛煉和提高。但這種由學(xué)生自擬題目的方式也給實(shí)驗(yàn)室?guī)砗艽髩毫?，很多材料盡管用量不多都得重新購買，往往也造成很多浪費(fèi)，況且學(xué)生自擬的部分題目由于受實(shí)驗(yàn)儀器和時(shí)間的限制無法開設(shè)，這會(huì)在一定程度上挫傷學(xué)生的積極性?？紤]到這些因素，我們將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)改為綜合性實(shí)驗(yàn)，即“淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選及酶活力測(cè)定”。這類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生以組為單位提交實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行小組討論，實(shí)驗(yàn)材料由小組自行準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)由各組獨(dú)立實(shí)施，以達(dá)到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的。

2.2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力 通過了解畢業(yè)生找工作的經(jīng)歷得知，一些用人單位招聘與微生物相關(guān)的工作人員時(shí)會(huì)要求面試者當(dāng)場(chǎng)包扎玻璃器皿，演示接種技術(shù)或操作高壓滅菌鍋。正是這種非常簡單的操作卻使很多學(xué)生遭到淘汰。與之相反的是，一位跟隨筆者做畢業(yè)論文的2005級(jí)生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生，因?yàn)椴僮骷寄芎芎枚庥诠P試直接被省內(nèi)知名企業(yè)錄用。因此，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作技能訓(xùn)練，注重學(xué)生能力培養(yǎng)，顯得非常重要。如何能在學(xué)生人數(shù)較多，指導(dǎo)老師少且課時(shí)受限的情況下保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練是一個(gè)很棘手的問題。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中除教師示范和多媒體展示外，對(duì)學(xué)生的操作嚴(yán)格要求。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的操作問題進(jìn)行及時(shí)糾正。對(duì)接受能力較弱的學(xué)生，給予耐心輔導(dǎo)，鼓勵(lì)他們反復(fù)操作訓(xùn)練。操作技能的訓(xùn)練要從基礎(chǔ)做起，由于受學(xué)時(shí)限制，一些常用的操作技能往往只能在等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過程中示范和督促學(xué)生練習(xí)，如玻璃器皿的清洗和包扎。為了避免學(xué)生只看不做，我們采取隨機(jī)抽查并對(duì)操作不規(guī)范的學(xué)生實(shí)行扣分制的方式，保證學(xué)生都能得到訓(xùn)練。在實(shí)驗(yàn)儀器的使用方面，學(xué)生偏愛新儀器，覺得新儀器操作簡單?？紤]到雖然現(xiàn)在各高校和科研院所的設(shè)備都較好，但基層各單位的實(shí)驗(yàn)儀器卻相對(duì)落后，我們對(duì)所有實(shí)驗(yàn)儀器都是從老式到新式，實(shí)驗(yàn)室沒有的，利用網(wǎng)絡(luò)資源尋找相關(guān)資料，逐一講解并要求學(xué)生掌握基本的操作要領(lǐng)。

2.3 改革教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí) 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是教師講原理和注意事項(xiàng)，做示范后學(xué)生再按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)操作，完成一次操作后無論實(shí)驗(yàn)結(jié)果好壞都結(jié)束實(shí)驗(yàn)。這使得學(xué)生養(yǎng)成了課前不預(yù)習(xí)，上課不聽講解，不關(guān)心實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是東抄抄西抄抄了事。整個(gè)實(shí)驗(yàn)流于形式，成了走過場(chǎng)。為了糾正這種不良的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，我們改灌輸式為互動(dòng)式、參與式教學(xué)，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，在教師講解的過程中調(diào)動(dòng)學(xué)生參與討論并實(shí)時(shí)提問。提倡學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)提出不同看法，在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下學(xué)生可以根據(jù)自己的想法完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的參與度將計(jì)入實(shí)驗(yàn)成績。教師的示范動(dòng)作中人為增加一些錯(cuò)誤，如果有學(xué)生能夠及時(shí)指出，也能計(jì)入實(shí)驗(yàn)成績。針對(duì)學(xué)生習(xí)慣的教師準(zhǔn)備所有耗材和試劑，學(xué)生只管做實(shí)驗(yàn)的方式，我們要求學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，參與與否也將計(jì)入實(shí)驗(yàn)成績中。這種教學(xué)方式能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)思維能力。

2.4 以學(xué)生為本，注重全體學(xué)生全面發(fā)展 在長期的教學(xué)過程中，筆者注意到很多學(xué)生嚴(yán)重缺乏自信，不善與其他人交流，遇到問題不敢提問，這種現(xiàn)象在云南農(nóng)村生源中尤其普遍。而一部分同學(xué)雖然理論學(xué)習(xí)較差，但操作能力卻較強(qiáng)。對(duì)這樣的學(xué)生我們多采取主動(dòng)關(guān)注他們的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和結(jié)果并與其討論的方式，肯定他們的結(jié)果并進(jìn)行鼓勵(lì)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。如果他們制作的臨時(shí)裝片染色效果好，其實(shí)驗(yàn)成績給予加分，并要求其它同學(xué)觀看和學(xué)習(xí)，同時(shí)將這些臨時(shí)裝片制成永久封片保存，注明制作者姓名，增強(qiáng)學(xué)生榮譽(yù)感和成就感。我們還讓操作規(guī)范、操作技能好的學(xué)生參與教師的示范和實(shí)驗(yàn)教學(xué)；對(duì)完成較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行點(diǎn)評(píng)等。這些措施對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生成就感和自信心十分有效。最近幾年來，很多平時(shí)不上進(jìn)，缺乏自信，甚至有多門補(bǔ)考的學(xué)生通過微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)找回了自信，后續(xù)科目成績得到了顯著提高，有的學(xué)生還順利考取了微生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的研究生。

2.5 注重學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力及團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng) 長期以來，學(xué)生已經(jīng)形成混學(xué)分的習(xí)慣，對(duì)實(shí)驗(yàn)不用心，得過且過。在實(shí)驗(yàn)過程中依賴其它同學(xué)或各自為政，嚴(yán)重缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。因此，我們?cè)谖⑸飳W(xué)實(shí)驗(yàn)一開始就實(shí)行“包產(chǎn)到組，責(zé)任到人”的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行機(jī)制，由學(xué)生自行分組，4～5人一組，組長負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和監(jiān)督，要求組內(nèi)自行監(jiān)督所有操作技能的訓(xùn)練，若有人不過關(guān)，則會(huì)影響到其它人的實(shí)驗(yàn)成績。例如，在做綜合性實(shí)驗(yàn)“淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選和鑒定及酶活力測(cè)定”時(shí)，要求各組內(nèi)成員獨(dú)立完成淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選和鑒定工作。為了保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)的順利完成，在淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選這一環(huán)節(jié)，同學(xué)們希望分離到能產(chǎn)生具有較強(qiáng)淀粉酶活力的菌株，這樣他們會(huì)充分考慮淀粉酶產(chǎn)生菌的生存環(huán)境，從而擴(kuò)大采樣范圍。由于有了責(zé)任，同學(xué)們會(huì)相互協(xié)商和監(jiān)督，以保證實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。綜合實(shí)驗(yàn)極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)了他們的責(zé)任心，有的學(xué)生為繼續(xù)深入研究，以此為課題申請(qǐng)我校實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目并獲得了資助。

2.6 嚴(yán)把實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生誠信價(jià)值觀抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告是目前高校學(xué)生中普遍存在的被大部分學(xué)生視為正常的非正常現(xiàn)象。為了杜絕這種現(xiàn)象，我們嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。繪圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄都要求在實(shí)驗(yàn)室完成。指導(dǎo)教師認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)報(bào)告書寫格式、文字表述、討論分析甚至錯(cuò)別字都進(jìn)行修正，同時(shí)鼓勵(lì)報(bào)告完成好、有進(jìn)步或者對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有獨(dú)到見解的同學(xué)。對(duì)有抄襲現(xiàn)象的學(xué)生，無論抄與被抄都作零分計(jì)，并在班內(nèi)通報(bào)批評(píng)。采用這種獎(jiǎng)懲分明的方式，基本杜絕了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲現(xiàn)象，為培養(yǎng)他們實(shí)事求是的工作態(tài)度和誠信價(jià)值觀起到了積極的作用。

2.7 完善實(shí)驗(yàn)考核制度，營造公平的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 建立公平合理，具有激勵(lì)性質(zhì)的考評(píng)制度才能真正體現(xiàn)學(xué)習(xí)效果和激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣〔11〕。而對(duì)實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)定，通常依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績而定，這就使得學(xué)生不注重實(shí)驗(yàn)操作，修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，抄襲其它同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)是非常不利的。為此我們重新制定了實(shí)驗(yàn)考評(píng)制度，并在第一次實(shí)驗(yàn)課上將考核辦法告知學(xué)生。我們的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有單獨(dú)開課，實(shí)驗(yàn)成績占微生物學(xué)考核成績的30%，我們將實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定分為：平時(shí)成績（占實(shí)驗(yàn)總評(píng)的40%）和考核成績（占實(shí)驗(yàn)總評(píng)的60%）。其中平時(shí)成績包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績（占平時(shí)成績的50%）、實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)（提問、討論、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、打掃衛(wèi)生）（占平時(shí)成績的40%），參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)（占平時(shí)成績的10%）。實(shí)驗(yàn)考核分隨堂考核（占考核成績的40%）和期末操作技能考核（占考核成績的60%）。

3 教學(xué)效果

我校對(duì)各門課程教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要由學(xué)生評(píng)價(jià)和專家評(píng)價(jià)組成，對(duì)課程教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)分理論和實(shí)踐兩塊，其中對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)歷年的教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。從表1可見，微生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)率先于2007年對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，改革后的微生物學(xué)教學(xué)得到了評(píng)議專家和同學(xué)的積極肯定。另外，微生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)先后有8人次被評(píng)選為學(xué)校教學(xué)質(zhì)量優(yōu)秀教師。

表1 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生評(píng)教結(jié)果

自2007年以來，報(bào)考微生物學(xué)相關(guān)專業(yè)研究生的學(xué)生人數(shù)占總報(bào)考人數(shù)的33.7%，08屆生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)則達(dá)到41.2%。先后有學(xué)生被武漢大學(xué)、四川大學(xué)、昆明理工大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、云南大學(xué)微生物學(xué)相關(guān)專業(yè)錄取。4個(gè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)后續(xù)項(xiàng)目獲得了學(xué)校開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資助，這充分說明改革后的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系提高了課程教學(xué)的效果和質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)期的效果。

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