“微生物檢測”教學(xué)改革的探索與實踐

杜春梅，宋 剛，凌宏志

(黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物學(xué)重點實驗室，黑龍江哈爾濱150080)

“微生物檢測”實用技術(shù)性強、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，與生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密，在食品、藥品的加工和質(zhì)量控制過程中起著非常關(guān)鍵的作用［1，2］。因此，在涉及生物、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的本科課程設(shè)置中，往往作為一門專業(yè)課而存在。作為微生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，“微生物檢測”課程既是對微生物學(xué)理論的延伸和拓展，也是提高學(xué)生實驗操作能力的重要組成部分。尤其是近幾年來，隨著人們對食品和藥品質(zhì)量安全的關(guān)注度越來越高，社會對微生物檢測實用型技術(shù)力量的需求量也呈現(xiàn)上升的趨勢［3，4］。因此為了適應(yīng)社會需求，更好地培養(yǎng)技能型人才，教師對“微生物檢測”的教學(xué)進行了改革與探索，取得了較好的效果。

一、理論教學(xué)的改良和嘗試

(一)適應(yīng)專業(yè)特色，強化重點內(nèi)容

微生物檢測技術(shù)含蓋的范圍廣，內(nèi)容多，要想在有限的學(xué)時范圍內(nèi)，讓學(xué)生扎實的掌握該課程的精髓，確實要動一番腦筋。課題組根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特色，貫徹學(xué)以致用的原則，對“微生物檢測”理論課程所要講解的內(nèi)容重新進行了布局和設(shè)計。對基本內(nèi)容進行了有機整合，突出重點、夯實基礎(chǔ)，體現(xiàn)現(xiàn)代性和實用性。

首先，讓學(xué)生對微生物檢測的一般程序有整體的認識和宏觀的理解。然后，把重點放在樣品的采集和制備、菌落總數(shù)和大腸菌群的測定、現(xiàn)代檢測技術(shù)手段的發(fā)展和應(yīng)用等方面。尤其是菌落總數(shù)和大腸菌群這2個衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的測定上增加了一定的學(xué)時，并將一些快速檢測的方法和手段融合進來。

實際上，致病微生物的分離和檢測在微生物檢測技術(shù)中占有極大的比重，但是由于專業(yè)課的學(xué)時通常較少，難以面面俱到的講解?？紤]到授課的對象主要是生物技術(shù)和食品工程的本科生，將來從事醫(yī)學(xué)和藥劑學(xué)的可能性較小，因此教師把致病微生物的檢測部分進行凝練和強化，挑選其中典型的致病微生物進行講解，如致病性大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌，金黃色葡萄球菌、鏈球菌和梭菌。并且根據(jù)某些微生物在檢測上有一些共性的原理和過程，教師采用側(cè)重講解某個微生物的檢測原理和技術(shù)，再采用聯(lián)系和對比的方式對相近微生物的檢測方法和手段進行剖析，既有助于學(xué)生的理解，又重點突出。

(二)改良教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

根據(jù)“微生物檢測”課程環(huán)節(jié)清晰的特點，教師針對各個環(huán)節(jié)的教學(xué)手段進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整優(yōu)化。在講解檢測對象時，利用PPT課件，把細菌、真菌、病毒的微觀世界生動形象的展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生從感性認識再到理性認識，清晰直觀的掌握理論知識。在介紹檢測對象的危害時，課前查新資料，隨時根據(jù)實際需要增減或更新授課內(nèi)容，插講一些與現(xiàn)實相關(guān)的科研動態(tài)或新聞花絮，如禽流感病毒的研究動態(tài)、近年發(fā)生的重要的食物中毒事件等，極大地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，讓學(xué)生充分感受到“微生物檢測”課程的重要性，了解微生物學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀和未來的趨勢，從而為后續(xù)的教學(xué)過程奠定基礎(chǔ)。在講解檢測原理和程序時，主要利用flash動畫技術(shù)，使晦澀難懂的原理和復(fù)雜的操作過程變得趣味盎然、直觀易懂，讓學(xué)生充分感覺到新奇，使教學(xué)質(zhì)量和水平得到極大地提升。

(三)課堂互動探討，消化難點內(nèi)容

將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)中的互動探討模式有機的結(jié)合，充分展現(xiàn)教學(xué)藝術(shù)的魅力。

最初，教師在課堂上采取多媒體教學(xué)模式，主要是填鴨式的傳授，結(jié)果是老師使盡渾身解數(shù)在臺上侃侃而談，學(xué)生對圖片也表現(xiàn)出濃厚的興趣，看起來聽課也很認真，但是考試的時候一些問題就暴露出來了，很多學(xué)生遇到有些難度的分析問題，成績就不理想了。

事實上，微生物檢測課程中有一些重點和難點內(nèi)容僅僅通過老師的講解是難以讓學(xué)生記憶深刻、扎實掌握的。根據(jù)這種狀況，教師采取了在課堂上適當(dāng)增加練習(xí)、探討的環(huán)節(jié)，為學(xué)生創(chuàng)造輕松愉快的學(xué)習(xí)情境。例如對抽樣方案的學(xué)習(xí)，有些學(xué)生對什么情況下采用二級抽樣方案和三級抽樣方案分不清，對其中n，c，m，M所界定的意義不能很好的理解，筆者在課堂上隨機設(shè)定一些相關(guān)問題，讓學(xué)生馬上回答，學(xué)生們對這種隨機問題表現(xiàn)出了極大的興趣和熱情，為了表現(xiàn)自己非凡的反應(yīng)能力，搶著回答問題，有的同學(xué)心太急搶答錯了，全班樂成一團，在愉快的氛圍中，學(xué)生們掌握了知識，也收獲了快樂。筆者也體驗到了為人師者的幸福。

在利用三糖鐵瓊脂試驗區(qū)分大腸桿菌、沙門氏菌和志賀氏菌的教學(xué)過程中，筆者又一次采取了這種互動教學(xué)的模式，在介紹了三者在三糖鐵瓊脂試驗上的區(qū)別之后，筆者用PPT放映圖片現(xiàn)象，讓學(xué)生馬上分析這種現(xiàn)象最可能是哪種菌產(chǎn)生的，同樣取得了極好的教學(xué)效果。

二、實驗教學(xué)的優(yōu)化和探索

(一)教師轉(zhuǎn)變角色，學(xué)生全程參與

在微生物檢測的教學(xué)過程中，實驗教學(xué)有助于加強學(xué)生對有關(guān)理論知識的理解和掌握，是完成教學(xué)任務(wù)的一個非常重要的環(huán)節(jié)。但是教師在實驗教學(xué)中應(yīng)該扮演什么樣的角色是個很重要的問題。如果教師把實驗所需要的材料、試劑和儀器面面俱到的準(zhǔn)備好，學(xué)生僅僅接種、觀察現(xiàn)象，那么這個實驗既不會給學(xué)生留下深刻的印象，也不會提升其對檢測原理的理解。因此，教師將自己“傳授和準(zhǔn)備”的角色修正為“指導(dǎo)和監(jiān)督”，讓學(xué)生自己全程參與實驗的各個環(huán)節(jié)，包括試劑和器皿的準(zhǔn)備、培養(yǎng)基的配制、樣品的采集與制備、接種和培養(yǎng)、結(jié)果觀察和分析。在每個實驗開始前都有一個答疑過程，保證學(xué)生對實驗內(nèi)容和原理有充分的理解，教師在每個環(huán)節(jié)都要密切關(guān)注、檢查和監(jiān)督，關(guān)鍵點進行必要的指導(dǎo)和示范，讓學(xué)生在“做”的過程中“學(xué)”，允許學(xué)生失誤和犯錯，讓學(xué)生在“錯”的過程中加深對知識的領(lǐng)悟，真正融入到實踐與理論一體化的情境教學(xué)方式。

(二)實驗設(shè)計留有余地，拓展學(xué)生科學(xué)思維

雖然讓學(xué)生全程參與實驗過程在一定程度上提升了學(xué)生的動手操作能力，但是如果檢測的樣品一致，步驟一致，甚至結(jié)果都近似，甚至完全一致，不利于激發(fā)學(xué)生的科研潛質(zhì)和對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。筆者在教學(xué)中嘗試了一些改革措施，提高了學(xué)生對實驗的興趣。

1．增加實驗的設(shè)計性和趣味性 實驗選材貼近生活更容易激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，讓學(xué)生有自主設(shè)計實驗的機會。例如在測定大腸菌群時，學(xué)生可以檢測自己感興趣的食品或飲料，也可以檢測自來水、游泳池水、或者市售純凈水，每組依據(jù)自己的選材來設(shè)計試驗的具體步驟，準(zhǔn)備所需要的材料，學(xué)生要考慮自己的樣品是否要稀釋，稀釋多少倍等等相關(guān)問題。因此，讓原本的驗證性實驗變得富于變化和挑戰(zhàn)。而實驗的材料和設(shè)計不同，讓學(xué)生對自己的實驗結(jié)果有了一定的期待，分析結(jié)果的過程就自然增添了一些趣味性。

2．增加實驗的綜合性和系統(tǒng)性 微生物檢測即涵蓋了對食品衛(wèi)生的檢測，也包括對發(fā)酵制品質(zhì)量的檢測。教師根據(jù)本專業(yè)的特色，把一些知識點融入到一個綜合性的實驗中，以便讓學(xué)生對所學(xué)的知識有系統(tǒng)的認識。例如，在菌落總數(shù)的測定中，教師選擇不同品牌的酸奶，讓學(xué)生按照國標(biāo)法設(shè)計實驗，實驗檢測的指標(biāo)有乳酸菌、需氧雜菌、酵母和霉菌。同時，在課程中引入快速測試紙片和快速顯色培養(yǎng)基技術(shù)，同步測定產(chǎn)品的需氧雜菌、酵母和霉菌、大腸菌群、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等指標(biāo)，使整個實驗的綜合性和系統(tǒng)性大大提高。與傳統(tǒng)的檢測方法相比，快速測試紙片和快速顯色培養(yǎng)基技術(shù)的靈敏性、特異性和選擇性都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)培養(yǎng)基［5，6］。將傳統(tǒng)方法與快速檢測方法有機地結(jié)合在一起，讓學(xué)生更好的掌握了理論基礎(chǔ)知識和快速檢測方法。

3．提高實驗的先進性和分析性 雖然微生物檢測技術(shù)發(fā)展迅速，技術(shù)手段先進，但是往往耗材和儀器價格昂貴。為了讓學(xué)生真切的感受到微生物檢測技術(shù)的快速和先進性，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，教師選擇了一個實驗“利用酶聯(lián)免疫試劑盒定量檢測食品中黃曲霉毒素的含量”，這個實驗既能體現(xiàn)微生物檢測技術(shù)手段的先進性，又需要儀器(酶標(biāo)儀)進行檢測，還需要通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算毒素的含量，具有很強的分析性。同時這個實驗也是檢測微生物產(chǎn)生的毒素的一個很好的例證。讓學(xué)生充分認識到微生物檢測的不僅僅是活體微生物，微生物產(chǎn)生的毒素也是微生物檢測的重要指標(biāo)。

4．提高實驗的針對性和研究性 為了提高學(xué)生的探索能力和應(yīng)用能力，教師適度的開放了實驗室，讓一部分學(xué)有余力的學(xué)生能夠在實驗室進行有針對性和研究性的實驗。例如，今年為某企業(yè)生產(chǎn)的醬油進行微生物學(xué)的檢測，有8名學(xué)生參與了整個檢測過程，每2人一組。整個過程老師只是起到指導(dǎo)和訂購藥品的作用，從查閱資料到實驗設(shè)計，從實驗準(zhǔn)備到結(jié)果分析，學(xué)生們充分發(fā)揮了自己的主觀能動性，在查閱了國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，他們采用國標(biāo)法對醬油樣品進行了菌落總數(shù)、大腸菌群的檢測，利用增菌和顯色培養(yǎng)基對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、志賀氏菌進行了分離檢測，采用ELISA對黃曲霉毒素進行了檢測。由于與本科實驗教學(xué)在時間上和方法上不完全一致，他們在檢測過程中遇到的很多細節(jié)問題都是他們自己通過查閱資料解決的。這種針對性、目的性和研究性都很強的實驗，大大提高了學(xué)生解決實際問題的能力，融會貫通了他們的知識體系，鍛煉了他們的科研能力，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識和探索精神，提升了他們的綜合素質(zhì)。根據(jù)這幾年的教學(xué)經(jīng)驗，教師也得出一個結(jié)論:你給學(xué)生一個多大的舞臺，他們就會回報你多大的驚喜。

(三)改革考核模式，重視操作過程

經(jīng)過幾年的實驗教學(xué)，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生之間存在明顯個體差異。分為如下幾類:第一類學(xué)生思維活躍，動手能力強，喜歡對結(jié)果進行科學(xué)分析，這類學(xué)生無疑是非常優(yōu)秀的;第二類學(xué)生動手能力較弱，或者不愿意動手做實驗，但是文字分析能力較強，寫實驗報告的態(tài)度很認真，分析邏輯性強，如果單從實驗報告來看，這類學(xué)生無疑也是非常優(yōu)秀的;第三類學(xué)生則與第二類學(xué)生恰恰相反，好奇心強，喜歡動手操作，實驗結(jié)果也很好，但是不善于或者不想分析，實驗報告寫得馬虎隨意，如果單從報告來看，當(dāng)然拿不到好成績;第四類學(xué)生既不想動手，也不想動腦，抄抄實驗報告，拿個60分就達到自己的標(biāo)準(zhǔn)了。

根據(jù)這種現(xiàn)象，教師改變了已往以實驗報告為主的考核做法，增加了對實驗設(shè)計、操作過程和創(chuàng)新思維的考核，這種考核模式能夠更加客觀、真實、全面、合理的反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，而且在一定程度上，讓學(xué)生對實驗課程的學(xué)習(xí)態(tài)度有了明顯的改觀。這種考核機制能夠激勵第一類學(xué)生更加上進，提升第二類學(xué)生的動手能力，開發(fā)第三類學(xué)生的分析視角，強迫第四類學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，讓實驗課的開設(shè)真正達到了教育的初衷，促使學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范操作的習(xí)慣、嚴(yán)謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和科學(xué)分析的能力。

三、存在的一些問題和思考

雖然，近年來“微生物檢測”課程的教學(xué)改革嘗試取得了一定的成功，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的理論素質(zhì)，而且增強了學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，符合高等教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)。但是在微生物檢測技術(shù)的教學(xué)過程中還存在一些問題，需要教師不斷的努力去解決。

(一)教材內(nèi)容更新慢

近年來，微生物檢測的技術(shù)更新很快，尤其是在快速檢測方法上，不斷推陳出新。相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)也有了較大程度的改進。但是，許多教材的相關(guān)內(nèi)容更新不夠。國內(nèi)相關(guān)教材的實驗操作部分寫得比較粗放籠統(tǒng)，檢測原理缺乏細致的注釋和說明，不利于學(xué)生扎實的掌握基礎(chǔ)理論知識。因此，有必要對教材的知識點進行細化和更新。尤其要更新國內(nèi)外微生物檢驗的標(biāo)準(zhǔn)方法和先進的參考方法，培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的人才。

(二)操作過程考核難

由于學(xué)生數(shù)量多，難以做到對每一個學(xué)生的動手能力進行有效的觀察和考核。但是可以通過減少每輪實驗學(xué)生的數(shù)量，保證每個人都有動手操作的機會。但教師則需要付出更多的時間和精力，加強觀察和指導(dǎo)。

(三)開放實驗室受益人數(shù)少

對于設(shè)計性和研究性的實驗項目而言，開放實驗室無疑是最好的選擇，但是實驗室的容量有限，因而能夠參與開放實驗室項目的學(xué)生數(shù)量有限?？梢酝ㄟ^定期的方式，讓更多的學(xué)生參與進來，尤其是本課程面對的是大四的學(xué)生，他們的時間相對自由，可以每組在開放實驗室進行為期一周或半個月的有針對性的研究性實驗，然后換下一組。

當(dāng)然，微生物檢測課程的改革是一項長期細致的工作，需要教師在實際教學(xué)中不斷總結(jié)經(jīng)驗，銳意改革，深化教育，關(guān)注科技前沿，實時改進教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)技能型人才，使教學(xué)質(zhì)量不斷提高。

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