微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐探索

張麗 彭小列 劉祝祥 陳義光 楊冬梅 李朝陽

摘要：本文以微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式進(jìn)行了實(shí)踐和探索，旨在夯實(shí)學(xué)生基本知識(shí)和基本技能，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力及綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新與實(shí)踐探索；夯實(shí)基礎(chǔ)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）36-0234-03

實(shí)驗(yàn)課是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性、探索性和啟發(fā)性等特點(diǎn)[1]，在培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力鍛煉其扎實(shí)的基本功上具有獨(dú)特的作用。微生物學(xué)課程是生物科學(xué)專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)、環(huán)境工程專業(yè)、生物工程專業(yè)和植物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，與其相配套的微生物實(shí)驗(yàn)課是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的工具課，具有其獨(dú)特的試驗(yàn)方法和技術(shù)，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的好壞可以直接影響到后續(xù)生命科學(xué)其他課程的學(xué)習(xí)[2]。各院校已將其列為獨(dú)立開課，但由于近些年課程設(shè)置改革以及學(xué)生實(shí)踐課業(yè)的增多和公共課程的設(shè)置，整個(gè)專業(yè)課程的學(xué)時(shí)數(shù)都在縮減，該實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)數(shù)由原來的36課時(shí)縮減到目前的24學(xué)時(shí)。課時(shí)減少了，但是必要的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)是不能減少的，這就要求我們在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)上必須充分利用有限的學(xué)時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的養(yǎng)成，基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)以及實(shí)驗(yàn)思維的開拓。目前我院有生物工程、生物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程和植物科學(xué)五個(gè)專業(yè)，大約每年的第一學(xué)期有生物科學(xué)、生物師范教育、生物工程和植物科學(xué)等專業(yè)4個(gè)班約120人進(jìn)行該課程的學(xué)習(xí)，第二學(xué)期有環(huán)境科學(xué)和環(huán)境工程專業(yè)2個(gè)班約80人進(jìn)行該課程的學(xué)習(xí)，每學(xué)年約有200人要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行該課程的學(xué)習(xí)，教學(xué)資源相對緊張。筆者借鑒其他高校教師的觀點(diǎn)方法和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)[3，4]，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式進(jìn)行了實(shí)踐和探索，旨在夯實(shí)學(xué)生的基本知識(shí)和基本技能，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力及綜合素質(zhì)。

一、明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，把握好實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的各個(gè)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是為了讓學(xué)生掌握最基本的試驗(yàn)方法和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀。因此教學(xué)目標(biāo)必須落實(shí)到教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)。

（一）重視入門教育，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探知的興趣

重視第一課，培養(yǎng)激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣。首先筆者介紹微生物學(xué)的發(fā)展前沿以及在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的興趣；其次通過圖片、資料、視頻等展示本教研室教師的風(fēng)采以及各位教師的研究方向和所取得的科研成就，使同學(xué)們有初步的感官認(rèn)識(shí)。比如我院陳義光教授在極端環(huán)境下微生物的研究成果；何興斌博士利用微生物降解環(huán)境污染物所取得的成就以及發(fā)表的論文；其他教師在微生物發(fā)酵，制茶、釀醋以及微生物在生物工程中的應(yīng)用的成就；等等。然后介紹實(shí)驗(yàn)室的歷史發(fā)展以及對未來的展望以及本實(shí)驗(yàn)室所能完成的科研和教學(xué)任務(wù)。這種由淺入深的介紹使學(xué)生明白微生物在生物科學(xué)、醫(yī)療制藥、食品加工儲(chǔ)藏、環(huán)境污染治理和保護(hù)以及人們生活中的種種應(yīng)用。最后讓學(xué)生通過手指、口鼻腔、超凈工作臺(tái)、普通環(huán)境、紫外光照射等不同環(huán)境中微生物的檢測等手段，讓學(xué)生建立起微生物確實(shí)無處不在的概念。在第一堂課中就在學(xué)生的腦海里建立起一個(gè)概念“有菌”，激發(fā)他們學(xué)習(xí)研究微生物的強(qiáng)烈愿望。

（二）充分把握課堂教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到事半功倍的效果

課前預(yù)習(xí)、課堂講解、實(shí)驗(yàn)觀察記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論這四個(gè)環(huán)節(jié)對整個(gè)實(shí)驗(yàn)不可或缺并且環(huán)環(huán)相扣，筆者對每一步都嚴(yán)格把關(guān)，落到實(shí)處。課前預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，預(yù)習(xí)做得好，學(xué)生試驗(yàn)時(shí)就會(huì)心中有數(shù)，做起實(shí)驗(yàn)來不僅得心應(yīng)手還可以在實(shí)驗(yàn)過程中形成新的想法和觀點(diǎn)，我們不僅要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，而且還將教師的課件以及視頻材料提前發(fā)給學(xué)生，要求他們基本掌握實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，并在實(shí)驗(yàn)開始前檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

課堂講解起著承上啟下的作用，教師講解中必須規(guī)范操作，尤其是在演示實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不但要規(guī)范，還要講操作要點(diǎn)，對容易出錯(cuò)或易被忽視的操作進(jìn)行說明和強(qiáng)調(diào)，并適當(dāng)提問，啟發(fā)學(xué)生思考回答，或請學(xué)生進(jìn)行操作演示，然后同學(xué)討論并指出其優(yōu)點(diǎn)或不足之處。需要注意的一點(diǎn)是，要提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程是一個(gè)連續(xù)的過程，所以每一次實(shí)驗(yàn)（尤其是需要培養(yǎng)或處理的）都必須做好實(shí)驗(yàn)標(biāo)記，并做好實(shí)驗(yàn)觀察記錄。在每一堂實(shí)驗(yàn)課接近尾聲時(shí)，用5分鐘左右的時(shí)間對該堂實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行總結(jié)，指出學(xué)生普遍存在的問題，糾正其錯(cuò)誤，并對好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出表揚(yáng)。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的觀察記錄是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中最瑣碎、延時(shí)最長的過程，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和耐心細(xì)致作風(fēng)的過程。這個(gè)過程的完成需要學(xué)生的耐性、責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察階段，我們開放實(shí)驗(yàn)室，并安排實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師坐班，隨時(shí)解決學(xué)生在觀察中遇到的困難。同時(shí)制定一些切實(shí)可行的監(jiān)督機(jī)制和興趣調(diào)動(dòng)方法，比如觀察記錄要有小組長或教師的批注，在觀察到一些特殊的情況時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生研究探究的興趣，促使每個(gè)學(xué)生都盡量抽時(shí)間來進(jìn)行觀察，提高自己的觀察分析問題和解決問題的能力。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況可以反映學(xué)生對本實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知和理解，為學(xué)生將來從事研究工作或完成科研論文打下基礎(chǔ)。一篇好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告相當(dāng)于一篇科研論文的雛形。在書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，由于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解相對較難，學(xué)生往往直接復(fù)制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的原話，我們要求學(xué)生盡量不要照抄，希望他們通過閱讀、實(shí)驗(yàn)和討論，用自己的語言組織描述實(shí)驗(yàn)原理，主要目的就是促進(jìn)學(xué)生自學(xué)，鼓勵(lì)他們廣泛查資料、多動(dòng)腦子。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論對本科生來說是一個(gè)難點(diǎn)，很多學(xué)生不會(huì)分析，找不到思路，這時(shí)可以充分利用指導(dǎo)書后的思考題或教師提出的一些問題，啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生慢慢掌握分析討論問題的思路，并且鼓勵(lì)學(xué)生多參閱他人的相關(guān)文章，開動(dòng)腦子根據(jù)自己在實(shí)驗(yàn)過程中的心得體會(huì)，提出對實(shí)驗(yàn)改革的建議和方法。

二、加強(qiáng)微生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)首先必須建立起“有菌”概念，無菌操作技術(shù)是微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，貫穿著實(shí)驗(yàn)的始終?；诖耍覀冊谖⑸飳W(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐中始終加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。我們打開實(shí)驗(yàn)室的大門為學(xué)生建立了一個(gè)開放的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，首先準(zhǔn)備好充分的實(shí)驗(yàn)資料：將純培養(yǎng)技術(shù)、常規(guī)涂片技術(shù)、高壓滅菌鍋的使用、無菌器材的包扎準(zhǔn)備、無菌操作技術(shù)、發(fā)酵培養(yǎng)、結(jié)果觀察記錄等編寫入實(shí)驗(yàn)課件以及實(shí)驗(yàn)教材中，圖文并茂詳細(xì)闡述操作方法、操作步驟、技能要點(diǎn)、儀器設(shè)備使用等。其次充分利用多媒體教學(xué)手段和互聯(lián)網(wǎng)資源，下載生動(dòng)活潑、趣味性強(qiáng)、學(xué)生喜愛易接受的圖片、影像資源，并組織學(xué)生自己錄制實(shí)驗(yàn)操作演示錄像，使學(xué)生易于把握。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生骨干，帶動(dòng)和輔導(dǎo)其他同學(xué)，尤其是在基礎(chǔ)訓(xùn)練中，無菌操作技術(shù)、常規(guī)涂片技術(shù)、染色技術(shù)等都可以通過學(xué)生骨干掌握后，一對一地和同學(xué)進(jìn)行交流輔導(dǎo)（此舉還可解決輔導(dǎo)教師缺少的困難）。也可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作和某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果演示影像隨時(shí)放映給學(xué)生，便于學(xué)生掌握操作要點(diǎn)。第三要成立學(xué)生創(chuàng)新小組，以實(shí)驗(yàn)小組的形式開展靈活多樣的業(yè)余科研活動(dòng)。由學(xué)生提出問題和自己感興趣的內(nèi)容，比如有的學(xué)生對微生物降解環(huán)境污染感興趣，有學(xué)生想了解酸奶的制作、釀酒、泡菜發(fā)酵過程中微生物的變化。針對這些不同的內(nèi)容，我們要求他們制訂切實(shí)可行的開放性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，由學(xué)生以小組的形式在教師的指導(dǎo)下查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的匯總，然后準(zhǔn)備開放內(nèi)容及相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，擇優(yōu)進(jìn)行多層次、多方位的學(xué)生研究性和探索性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、資料的查詢、所需要的藥品、儀器設(shè)備以及使用、實(shí)驗(yàn)的操作步驟、實(shí)驗(yàn)的觀察記錄都讓學(xué)生親歷親為，這樣極大地提高了學(xué)生參與的能動(dòng)性。最后在教學(xué)環(huán)節(jié)也毫不松懈，實(shí)驗(yàn)課前要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理方法步驟和實(shí)驗(yàn)要求（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）等，上課時(shí)，有目的性的將重點(diǎn)、難點(diǎn)和容易出錯(cuò)或模糊的地方以提問的方式或?qū)W生討論的方式或?qū)W生以自己講解的方式提出來，并利用實(shí)驗(yàn)間隙對學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告批閱后出現(xiàn)的問題應(yīng)盡快當(dāng)面給學(xué)生指出并要求其糾正，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的積極性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三、針對微生物實(shí)驗(yàn)學(xué)科特點(diǎn)完善試驗(yàn)考核體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核是客觀評價(jià)學(xué)生所掌握的理論和技能的重要手段，也是檢驗(yàn)和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效措施。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)注重全面考察各專業(yè)學(xué)科本科生的素質(zhì)，不僅要考察學(xué)生所掌握的基本知識(shí)和技能，還要考察學(xué)生獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用的能力以及學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中所表現(xiàn)出來的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)和團(tuán)隊(duì)合作精神等。

目前我校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)尚未納入單獨(dú)考核范圍內(nèi)，因此導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類、教學(xué)內(nèi)容、考核方式以及成績劃分等環(huán)節(jié)上缺乏整體布局設(shè)計(jì)，制約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的整合，影響了考核體系的建立。針對這種情況，我們做了一系列的創(chuàng)新和實(shí)踐探索。

過去學(xué)生只要來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成績都通過，或者只要交了實(shí)驗(yàn)報(bào)告也就能通過。這樣做顯然是很片面的，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主觀能動(dòng)性。針對這種情況我們將改革實(shí)驗(yàn)考核方法，將實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，微生物的實(shí)驗(yàn)成績由期末考核成績（30%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績（40%）、平時(shí)成績（30%）三個(gè)部分構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績由每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績進(jìn)行加和平均計(jì)算，平時(shí)成績由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、課堂提問、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作能力、熟練程度以及同學(xué)間是否相互合作協(xié)調(diào)構(gòu)成。因此實(shí)驗(yàn)考核成績落實(shí)到了每一個(gè)實(shí)驗(yàn)和每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室其實(shí)就是進(jìn)入考試和學(xué)習(xí)的狀態(tài)，促使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)氣，注重實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，比如認(rèn)真預(yù)習(xí)、規(guī)范操作、團(tuán)隊(duì)合作、結(jié)果觀察分析等。這樣成績的評定較為客觀，減少了教師的主管隨意性，使成績的評定做到更加客觀、公正。

四、教學(xué)改革實(shí)踐與探索所取得的成就

幾年來，通過在微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新實(shí)踐與探索，改革教學(xué)體系和模式，注重學(xué)生基本技能、基本知識(shí)的訓(xùn)練，夯實(shí)學(xué)生的基本功，大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

通過微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生掌握了微生物研究的基本技術(shù)和方法，訓(xùn)練了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性。每完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)一些學(xué)生會(huì)根據(jù)自己掌握的微生物的相關(guān)知識(shí)和技能，積極和申報(bào)全省大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目和我校的大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)。比如2011級(jí)植科的鐘發(fā)俊等同學(xué)申報(bào)的《湘西地區(qū)葛的葛銹病病原微生物的分離及防治》獲得了2013年吉首大學(xué)學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，并形成了論文初稿，即將在《吉首大學(xué)學(xué)報(bào)》公開發(fā)表；2010級(jí)生科班的何凱霞、肖藝等同學(xué)撰寫的《羅漢果果實(shí)總黃酮的含量變化及其抑菌作用》在《氨基酸和生物資源》（2013年4月）公開發(fā)表；2010級(jí)的徐果[5]、張俊生[6]等同學(xué)參與的實(shí)驗(yàn)研究也在《食品科學(xué)》等期刊上分別公開發(fā)表了《百合粉中秋水仙堿的提取及抑菌性研究》、《湘西節(jié)節(jié)草總生物堿的提取和抑菌性研究》。

微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革通過不斷的創(chuàng)新與實(shí)踐探索，學(xué)生普遍反饋很好。大部分學(xué)生認(rèn)為提高了微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效率，提高了自身的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。通過探索實(shí)踐學(xué)生在觀察、思考、分析問題和解決問題的能力上得到了很大的提高，使學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)也有很大的提高。微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)長期而系統(tǒng)的工程，我們將不斷努力，繼續(xù)總結(jié)和完善，為進(jìn)一步培養(yǎng)高素質(zhì)的人才而不懈努力。

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