微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生綜合技能策略探索

【摘 要】 在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，優(yōu)化完善實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置，探索新的教學(xué)模式，構(gòu)建微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，引導(dǎo)學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，以學(xué)生自己動(dòng)手為主，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的綜合技能。

【關(guān)鍵詞】 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；學(xué)生綜合技能；培養(yǎng)策略

微生物學(xué)是高等院校生命科學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，也是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要基礎(chǔ)。而微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間安排主要是以理論教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，而且實(shí)驗(yàn)課程容量少，實(shí)驗(yàn)單元內(nèi)容單一，且單元之間相對(duì)獨(dú)立以及綜合性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)較少等弊端。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的參與程度較低，對(duì)實(shí)驗(yàn)的方法原理和步驟等理解不透，學(xué)生表現(xiàn)出的動(dòng)手實(shí)踐能力差，畢業(yè)后不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需求。[1-3]筆者近些年來(lái)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上進(jìn)行了多方面的探索與研究，取得了明顯成效。

一、傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常見(jiàn)問(wèn)題

微生物學(xué)在整體教學(xué)中占有非常重要的地位，而微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)環(huán)節(jié)中把理論和實(shí)踐進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高了學(xué)生的綜合技能，但是原有教學(xué)模式及教學(xué)內(nèi)容已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需求，主要存在以下若干問(wèn)題。

1、學(xué)生實(shí)驗(yàn)單元容量少

現(xiàn)代高等教育對(duì)高校學(xué)生綜合能力有著更高的要求，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能尤為重要，對(duì)高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上還存在諸多問(wèn)題，[4]所開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容多為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，如高壓蒸汽滅菌、培養(yǎng)基制備、簡(jiǎn)單染色或革蘭氏染色、微生物的培養(yǎng)、微生物形態(tài)觀察等，而且每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元相對(duì)獨(dú)立，缺乏聯(lián)系。內(nèi)容設(shè)置簡(jiǎn)單無(wú)序，占用課時(shí)相對(duì)較多，一學(xué)期所學(xué)內(nèi)容相對(duì)較少，學(xué)生得不到實(shí)踐能力的提高，創(chuàng)新也就無(wú)從談起。因此，不利于學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的提高。

2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一及學(xué)生參與程度低

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直沿用由實(shí)驗(yàn)員將實(shí)驗(yàn)課所需的儀器、耗材、器皿均在課前準(zhǔn)備齊全，知道教師講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、方法步驟和注意事項(xiàng)。使學(xué)生形成了依賴心理，學(xué)生進(jìn)入課堂后只是簡(jiǎn)單地按照實(shí)驗(yàn)教程所示實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，整堂課基本上是處于機(jī)械被動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解深度不夠，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不認(rèn)真，實(shí)驗(yàn)步驟模糊不清，也不能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析不透徹不全面，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。學(xué)生宏觀設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ貌坏较鄳?yīng)提高，不能很好地獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，將來(lái)不能很好從事科學(xué)研究工作

二、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系的建立

德州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)多年實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，一改傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依附于理論課程且只有一套簡(jiǎn)單獨(dú)立實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的狀況，2008年始，根據(jù)不同專業(yè)人才培養(yǎng)方案對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了優(yōu)化和整合。建立了一套微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

1、實(shí)驗(yàn)課程模塊的設(shè)置與優(yōu)化

在整個(gè)學(xué)期期間，先將微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)模塊：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練、綜合實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要完成對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全及基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練；綜合性實(shí)驗(yàn)主要訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；研究?chuàng)新實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練主要是學(xué)生可以通過(guò)自選給定實(shí)驗(yàn)題目或自行設(shè)計(jì)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)題目，以小組為單位由學(xué)生自主共同完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。一般情況下，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在時(shí)間上是按照一定順序緊密安排，保證實(shí)驗(yàn)有效遞進(jìn)和銜接，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排順序是：掌握如何培養(yǎng)微生物→如何檢查微生物的存在→如何分離和純化目的微生物→如何篩選區(qū)分和鑒定目的微生物→如何應(yīng)用微生物。

2、課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)單元的整合與優(yōu)化

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中有些實(shí)驗(yàn)單元的實(shí)驗(yàn)原理或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間存在必然聯(lián)系，在教學(xué)大綱范圍內(nèi)，打破各個(gè)實(shí)驗(yàn)單元的之間的界限，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、技術(shù)、方法等進(jìn)行有機(jī)組合，以達(dá)到在較短時(shí)間內(nèi)最大程度地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。在把微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程分成了3個(gè)模塊基礎(chǔ)上，每個(gè)模塊下設(shè)置若干實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能模塊中，內(nèi)容包括6個(gè)基礎(chǔ)性整合實(shí)驗(yàn)，每個(gè)整合實(shí)驗(yàn)又包含若干內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單但必須要掌握的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要內(nèi)容涵蓋了微生物學(xué)要求的基本能力訓(xùn)練。要求學(xué)生必須掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理，熟練掌握實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能夠進(jìn)行分析并解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。綜合實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練階段主要鍛煉學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，在教師引?dǎo)下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了若干綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其目的主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的基本理論、基本知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)方面的科學(xué)思維及科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓM(jìn)而可以進(jìn)行初步的教學(xué)、科研及技術(shù)開(kāi)發(fā)。研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練階段主要使學(xué)生達(dá)到利用已學(xué)知識(shí)探究未知結(jié)果能力目的。本階段主要是以當(dāng)?shù)厣鐣?huì)需求或教師科研課題為基礎(chǔ)，設(shè)置若干與微生物學(xué)密切相關(guān)，可操作性和應(yīng)用性要強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題目。由學(xué)生共同查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線，以共同完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

通過(guò)對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)置、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的整合，初步建立了一套微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系。學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力明顯提高，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使人才培養(yǎng)的質(zhì)量和規(guī)格得到很大提高。

三、全程參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能

要想達(dá)到理想的教學(xué)效果，必須有一套科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，同時(shí)，更多的還需要學(xué)生主體的主動(dòng)參與。學(xué)生要想得到較高的實(shí)驗(yàn)操作技能必須要經(jīng)過(guò)一個(gè)綜合過(guò)程。在教師的正確引導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)示范作用下，學(xué)生的認(rèn)真思考、親身動(dòng)手體驗(yàn)、對(duì)儀器設(shè)備的正確使用以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理性分析等是圓滿完成實(shí)驗(yàn)的必要條件。在整個(gè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，突出以學(xué)生為主體，打破由教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只在課堂上操作的傳統(tǒng)做法，在教師的統(tǒng)一指導(dǎo)下，按照設(shè)置的模塊和實(shí)驗(yàn)課程計(jì)劃，學(xué)生從文獻(xiàn)資料的查閱、制定實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線、實(shí)施實(shí)驗(yàn)過(guò)程、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果、分析整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。尤其是加強(qiáng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，讓學(xué)生自己動(dòng)手參與試劑的配置、所需培養(yǎng)基和玻璃器皿的滅菌、儀器的調(diào)試使用等，完全要求學(xué)生獨(dú)立完成。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，無(wú)菌操作是最基礎(chǔ)的核心內(nèi)容，要想完全做到無(wú)菌操作，必須使學(xué)生在思想上要建立一個(gè)無(wú)菌操作意識(shí)，這個(gè)過(guò)程的建立需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間段，通常涉及到學(xué)生行為習(xí)慣的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)思路是否清晰及學(xué)生動(dòng)手能力的強(qiáng)弱等因素直接相關(guān)。每次做實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生必須認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，了解實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。如在從土壤中分離微生物這一實(shí)驗(yàn)中，需對(duì)土壤進(jìn)行稀釋，需用到一些無(wú)菌水、無(wú)菌玻璃珠、無(wú)菌移液管或移液槍頭、無(wú)菌試管等，這些物品在實(shí)驗(yàn)教程上所需試劑耗材并未給出，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中又必須用到，如果學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程沒(méi)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，在課前往往就不會(huì)對(duì)這些物品進(jìn)行滅菌處理，導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中才意識(shí)到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的不足，最終直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在革蘭氏染色這一經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中，取樣的大腸桿菌和葡萄球菌一般處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，染色的效果最佳，這就需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需菌種的時(shí)間，從菌種的轉(zhuǎn)接、活化、擴(kuò)大培養(yǎng)這一培養(yǎng)過(guò)程完成后最終使其正好處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。培養(yǎng)時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)都會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果容易產(chǎn)生假陰性或假陽(yáng)性。因此，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段忽略了這一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很容易失敗。因此，讓學(xué)生全程參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程有助于培養(yǎng)學(xué)生的宏觀設(shè)計(jì)能力，有助于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，大大提高了學(xué)生綜合素養(yǎng)。

四、微信公眾平臺(tái)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建立在教學(xué)上也顯示其巨大優(yōu)勢(shì)，其中，微信具有推送對(duì)象精準(zhǔn)、參與程度高、支持多種格式文件的發(fā)送和下載、信息傳播方便快捷等特點(diǎn)，教師與學(xué)生通過(guò)朋友圈、公眾平臺(tái)、掃二維碼等功能進(jìn)行適時(shí)交流或獲得資訊。在高校中，大學(xué)生是微信用戶的主要群體、高校網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施已經(jīng)具備。因此，微信平臺(tái)在高校課程教學(xué)中的應(yīng)用成為可能。[5]為了提高教學(xué)效果，根據(jù)學(xué)生的基本學(xué)情，利用微信公眾平臺(tái)網(wǎng)站注冊(cè)一個(gè)訂閱號(hào)，微信平臺(tái)公眾號(hào)為“微生物學(xué)微課平臺(tái)”，并讓學(xué)生通過(guò)手機(jī)客戶端添加關(guān)注，讓學(xué)生更及時(shí)了解課程的信息變化。公眾號(hào)平臺(tái)分為理論基礎(chǔ)、實(shí)踐實(shí)驗(yàn)、答疑輔導(dǎo)三個(gè)基本模塊及15個(gè)接口，整合了包括文字、圖片、微視頻、鏈接等多種文件形式的信息資源。實(shí)踐實(shí)驗(yàn)?zāi)K與理論基礎(chǔ)模塊緊密結(jié)合，通過(guò)對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)與練習(xí)，學(xué)生將來(lái)可以從事與微生物學(xué)相關(guān)的科研工作或?qū)嶋H生產(chǎn)的職業(yè)。在實(shí)踐實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，包含5個(gè)接口，分別為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、視頻資料、實(shí)踐應(yīng)用。這些接口分別與微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系模塊形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生樹(shù)立起無(wú)菌觀念，能分離、純化、保藏微生物，且能宏觀區(qū)別典型微生；學(xué)生通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)能力以及獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究的能力；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)主要目的是首先建立一個(gè)課題，然后學(xué)生自行思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線，其主體是學(xué)生。通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)改革，可以有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中逐漸掌握了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，其創(chuàng)新實(shí)踐的能力得到了大大提高。視頻資料接口主要包含一些實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)性規(guī)范操作，如十倍稀釋法、稀釋倒平皿、平皿劃線接種、斜面轉(zhuǎn)接、油鏡使用等，使學(xué)生有直官感受，以提高其掌握基本規(guī)范操作技能。教師與學(xué)生在微信平臺(tái)上可以進(jìn)行信息交流，可以通過(guò)好友、群聊、朋友圈等多種形式的指導(dǎo)，充分利用學(xué)生的碎片化時(shí)間，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，并及時(shí)解答學(xué)生的疑惑以提高教學(xué)效率。在實(shí)踐教學(xué)中，微信融入的多種宣傳方式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)受到場(chǎng)地和時(shí)間限制的不足、開(kāi)拓了學(xué)生的學(xué)習(xí)視野、提高了教學(xué)資源的利用率、激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于改革微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要意義。

五、成果與實(shí)效

1、課程體系的建立

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中構(gòu)建了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，包括對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系的優(yōu)化、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)順序安排、增設(shè)綜合性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。大大增加了學(xué)生對(duì)本課程各個(gè)實(shí)驗(yàn)原理的深刻理解，有效提高了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2、提高學(xué)生綜合能力

學(xué)生通過(guò)參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理方法和實(shí)驗(yàn)步驟有了更全面的深刻認(rèn)識(shí)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的思路更加清晰，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象的分析更加全面透徹。同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)互助的品質(zhì)，獨(dú)立思考能力增強(qiáng)，為學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)、科研、工作打下良好基礎(chǔ)。因此，學(xué)生通過(guò)參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作可以大大提高學(xué)生綜合能力。

3、微信平臺(tái)的建立提高了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果

微信公眾平臺(tái)應(yīng)用在教學(xué)中是一種新型的教學(xué)模式的嘗試，其利用微信平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)受到場(chǎng)地和時(shí)間限制的不足，加強(qiáng)了師生之間的融洽關(guān)系。實(shí)踐證明，微信公眾平臺(tái)的應(yīng)用拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，提高了教學(xué)資源的利用效率，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革具有重要的意義。

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【作者簡(jiǎn)介】

許禔森，山東德州人，職稱：副教授.