《微生物工程實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐研究

郎亞軍等

摘要

以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際能力為目標(biāo)，從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、建立有效教學(xué)模式、完善綜合考核方式等方面進(jìn)行微生物工程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革；教改效果

中圖分類號S-01文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）06-01893-02

AbstractIn order to enhance students operation ability and cultivate their comprehensive analysis ability linking theory to practice， the teaching reform was conducted from optimizing teaching content， establishing effective teaching models， perfecting assessment methods for improving teaching quality. The better teaching results were achieved.

Key words Experimental teaching； Teaching reform； Teaching effect

生物技術(shù)是21世紀(jì)帶動(dòng)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，其中以微生物為核心的生物技術(shù)的迅猛發(fā)展給人類帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)利益，成為新經(jīng)濟(jì)的主要推動(dòng)力。微生物工程是生物工程的核心，是其他生物工程技術(shù)轉(zhuǎn)產(chǎn)的關(guān)鍵，其基本理論及實(shí)踐研究一直備受關(guān)注。

微生物工程課程是生物技術(shù)專業(yè)的必修課程，它是以生物代謝和代謝控制為研究對象，與微生物學(xué)、生物化學(xué)、化學(xué)工程學(xué)和藥學(xué)等學(xué)科密切相關(guān)的交叉性學(xué)科[1-2]。微生物工程是實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成。大慶師范學(xué)院針對生物技術(shù)專業(yè)的特色，開設(shè)了《微生物工程實(shí)驗(yàn)》課程，并設(shè)置為專業(yè)必修課。該課程的重要性在于對基礎(chǔ)理論的實(shí)際解析，為科研實(shí)驗(yàn)的實(shí)施進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)操作技能及創(chuàng)新能力。筆者根據(jù)《微生物工程實(shí)驗(yàn)》課程的特點(diǎn)，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)體會(huì)、教改措施、教學(xué)效果等方面對課程教學(xué)進(jìn)行探討。

1 微生物工程實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)

微生物工程實(shí)驗(yàn)課程是圍繞理論教學(xué)內(nèi)容而獨(dú)立設(shè)置的實(shí)踐課程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及微生物菌種的選育、培養(yǎng)基的選擇及制備、發(fā)酵條件優(yōu)化、發(fā)酵過程控制、發(fā)酵液的預(yù)處理、產(chǎn)品分離純化等重要章節(jié)。因微生物發(fā)酵過程的連續(xù)性，使得微生物工程實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目多為綜合性、設(shè)計(jì)性的大實(shí)驗(yàn)。微生物工程的理論與實(shí)驗(yàn)的研究與生物化學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展聯(lián)系緊密，涉及多學(xué)科的理論基礎(chǔ)知識，因此在微生物工程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中產(chǎn)生了諸多的教學(xué)環(huán)節(jié)。一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)周期往往較長。微生物工程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容既與生物工程學(xué)理論緊密結(jié)合，又多與工業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，適合理工科生物技術(shù)和生物工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)[3-4]。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體會(huì)

微生物工程課程本身是實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科[5]，實(shí)驗(yàn)課程是理論課程的有效補(bǔ)充，與理論結(jié)合密切的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠使學(xué)生充分理解理論知識，從而降低理論教學(xué)的難度，因此微生物工程實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果直接影響理論教學(xué)的效果。然而，因各種因素的影響，在實(shí)際教學(xué)過程中存在著諸多問題。

2.1教學(xué)資源不足

教學(xué)資源不充足是許多高校都面臨的問題。由于客觀原因的存在，使得實(shí)驗(yàn)課程實(shí)際運(yùn)作受到一定程度的限制，主要體現(xiàn)在因?qū)W時(shí)少、人數(shù)多造成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置受限；因?qū)嶒?yàn)經(jīng)費(fèi)短缺而造成的實(shí)驗(yàn)材料不足；因教學(xué)環(huán)節(jié)多和實(shí)驗(yàn)周期長而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)效果較差等。

2.2學(xué)時(shí)少、人數(shù)多

大學(xué)三年級是專業(yè)課集中開課的學(xué)期，學(xué)生各專業(yè)課程的學(xué)習(xí)時(shí)間安排緊湊。就微生物工程實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)而言，安排的學(xué)時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，最終導(dǎo)致的結(jié)果就是在有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源下，每組的學(xué)生人數(shù)增多，一定程度上減少了每位同學(xué)進(jìn)行獨(dú)立操作的時(shí)間，不能夠達(dá)到較好的實(shí)踐訓(xùn)練效果。

2.3考核方式不系統(tǒng)

按照學(xué)校以往的要求，作為實(shí)驗(yàn)課程的考試，期末考試成績占60%，實(shí)踐考試成績占40%。這種方式的考核對學(xué)生實(shí)踐能力考查是不全面的，不能夠體現(xiàn)學(xué)生掌握實(shí)踐操作技術(shù)的真實(shí)水平，同時(shí)也容易給學(xué)生造成考核不公平的心理。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

3.1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

完善的知識體系、合理的教學(xué)內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)保障，直接影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解和實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置需要兼顧專業(yè)培養(yǎng)的技術(shù)要求和實(shí)際的客觀條件。

3.2合理編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

知識系統(tǒng)、思路清晰、內(nèi)容前沿的教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)質(zhì)量的重要保障，而優(yōu)秀教材是教學(xué)內(nèi)容選取的主要依據(jù)。根據(jù)微生物工程實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，結(jié)合理論課程需求與實(shí)驗(yàn)條件的實(shí)際，選擇《發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（陳軍，2013）、《微生物工程實(shí)驗(yàn)》（陳必鏈、王明茲，2012）、《發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)》（鄧開野，2010）等作為主要的參考教材，選取適當(dāng)內(nèi)容，重新整合編排了適合大慶師范學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)的系列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)技術(shù)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)四大部分?；A(chǔ)驗(yàn)證性和技術(shù)性實(shí)驗(yàn)著重強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的進(jìn)一步理解；而就綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)而言，則側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用理論知識和操作技術(shù)的能力。

3.3精心制定教學(xué)大綱

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有機(jī)整合是教學(xué)成功與否的關(guān)鍵，而教學(xué)大綱是教學(xué)過程的主要依據(jù)。為了強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐操作，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，在兼顧理論知識學(xué)習(xí)的同時(shí)，設(shè)置了大量綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生3人一組，要求能夠根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)情況，在教師指定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目范圍內(nèi)，獨(dú)立設(shè)計(jì)方案并安排實(shí)驗(yàn)的順序，獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，充分發(fā)揮自主性。

3.4建立有效的教學(xué)模式

教師對課程的熟悉是教學(xué)的基本要求，而在教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)、恰當(dāng)處增加有趣味、實(shí)用的內(nèi)容，助力學(xué)生的學(xué)習(xí)更為重要。有效的教學(xué)模式會(huì)使教師的教學(xué)思想輕而易舉地傳遞給學(xué)生，這一有效傳遞最終都會(huì)體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)的質(zhì)量上，進(jìn)而體現(xiàn)教的質(zhì)量。在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，為應(yīng)對學(xué)時(shí)不足、實(shí)驗(yàn)資源緊缺、學(xué)生人數(shù)多等問題，教師曾默認(rèn)課一開始使勁講，講完之后馬上做，不會(huì)做就立刻指導(dǎo)的原則，結(jié)果是老師累、學(xué)生忙，學(xué)生很難掌握真正的知識。因此，針對這些問題，增加了實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，加大了實(shí)驗(yàn)資金的投入，進(jìn)行了教學(xué)模式的改革。首先是在理論課上提前布置實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，要求學(xué)生預(yù)習(xí)準(zhǔn)備；其次，把實(shí)驗(yàn)課各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開課的時(shí)間間隔增大，給學(xué)生留出預(yù)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間；再次，實(shí)驗(yàn)課上改為由學(xué)生自己講解本次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原理及方案，由老師進(jìn)行補(bǔ)充及總結(jié)。實(shí)驗(yàn)課劃分3人小組，增加學(xué)生實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，加大技術(shù)熟練度。

3.5完善綜合考核方式

期末的考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)的最終檢驗(yàn)，是學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)，更是教學(xué)效果的檢驗(yàn)。以往的實(shí)驗(yàn)課程考核方式是各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的理論知識閉卷考試（占40%）和實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)場考試（占60%）相結(jié)合。為更公平、更全面考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)效果，建立了新的綜合考核方式，具體如下：①實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的理論考核占20%，學(xué)期末閉卷考試，主要針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原理及關(guān)鍵知識點(diǎn)。②實(shí)驗(yàn)操作考核占60%，實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行過程中即時(shí)考核，提前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)考核點(diǎn)，隨堂提問、隨時(shí)考核、注重實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)際掌握程度，避免應(yīng)試突擊練習(xí)。6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在學(xué)期課程中每人最低考核5次，記錄成績，期末進(jìn)行匯總。③平時(shí)成績占20%，主要觀測點(diǎn)是學(xué)生的出勤、課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況等。

4教改效果

經(jīng)過兩輪實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐，幾乎每位學(xué)生，從課前實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、預(yù)實(shí)驗(yàn)、課堂實(shí)踐、課后總結(jié)及報(bào)告等方面，都獲得了充分學(xué)習(xí)和鍛煉，調(diào)動(dòng)了參與實(shí)驗(yàn)的積極性，提高了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣，很大程度上彌補(bǔ)了理論教學(xué)的不足。同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析、解決實(shí)際問題的能力，為培養(yǎng)具有生物技術(shù)的應(yīng)用型本科人才打下了基礎(chǔ)。

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