高等院校適應(yīng)不同專業(yè)需求的微生物實(shí)驗(yàn)改革研究＊

（西北民族大學(xué) 實(shí)驗(yàn)中心 甘肅蘭州 730030）

微生物學(xué)是高等院校生物類、食品類、環(huán)境工程類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)它也是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)科。隨著生活水平的不斷提高，微生物學(xué)對(duì)人類的生產(chǎn)生活必將產(chǎn)生巨大影響。與微生物學(xué)相配套的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門操作技術(shù)性、實(shí)用性很強(qiáng)的工具課程，是許多專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，它是培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、獨(dú)立分析問題和解決問題能力的重要途徑[1-2]。

以本校為例，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)作為必修課程，在生物類、化工類不同專業(yè)均有開設(shè)，實(shí)驗(yàn)開設(shè)項(xiàng)目12-15個(gè)不等，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)24-36學(xué)時(shí)，但在傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容基本相同，實(shí)驗(yàn)相似率高達(dá)90%，并未按照專業(yè)特點(diǎn)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行區(qū)分，如此導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果差，既不能滿足多學(xué)科多專業(yè)差異的要求，也無法適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。再者，課程所開設(shè)內(nèi)容多為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通常為基本操作技術(shù)，如培養(yǎng)基的配制及滅菌，微生物分離純化等，設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)較少，實(shí)驗(yàn)缺乏系統(tǒng)性和完整性，不利于學(xué)生形成完整的科研思路。此外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，多年沿襲同樣的教學(xué)大綱，與高速發(fā)展的科技信息時(shí)代相脫離，不符合人才培養(yǎng)的實(shí)際需求，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，也不利于學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，在新技術(shù)與新方法迅速發(fā)展的背景下，需要對(duì)基礎(chǔ)微生物實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行大膽改革，讓學(xué)生了解該課程對(duì)于將來所從事專業(yè)的重要性，讓該課程在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提髙學(xué)生動(dòng)手能力，發(fā)展創(chuàng)新意識(shí)方面起重要作用。

一、對(duì)微生物實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改革，方法如下：

1.優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容

目前我校各專業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)12-15個(gè)不等，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)24-36(見表1)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：普通光學(xué)顯微鏡的使用、微生物形態(tài)觀察、霉菌形態(tài)觀察、細(xì)菌簡單染色、細(xì)菌革蘭氏染色、細(xì)菌芽孢染色、細(xì)菌運(yùn)動(dòng)力觀察、酵母死活細(xì)胞鑒定、微生物計(jì)數(shù)、微生物大小測定、培養(yǎng)基的制備與滅菌、微生物分離與純化、空氣微生物的檢測、水中微生物總數(shù)測定、微生物生理生化實(shí)驗(yàn)。這15個(gè)項(xiàng)目，經(jīng)刪減和整理，可將其綜合為四大塊：微生物顯微觀察技術(shù)、微生物染色技術(shù)、微生物分離培養(yǎng)技術(shù)及微生物鑒定技術(shù)。這四大塊內(nèi)容作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于每個(gè)專業(yè)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目優(yōu)化和整合，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)一目了然，也使學(xué)生更容易了解所學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的用途，實(shí)驗(yàn)所用學(xué)時(shí)也由以前的20學(xué)時(shí)，縮減為16學(xué)時(shí)，這樣可以節(jié)約大量課時(shí)用于綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展。整合后具體實(shí)驗(yàn)情況見表2。

表1 不同專業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)情況比較

表2 整合后實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列表

2.分專業(yè)開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

生物工程、生物技術(shù)是一個(gè)生物、醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)交叉的工科類專業(yè)，主要培養(yǎng)在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。生物工程、生物技術(shù)專業(yè)需要學(xué)習(xí)分子生物學(xué)技術(shù)、DNA重組操作技術(shù)、發(fā)酵工程技術(shù)，以滿足該領(lǐng)域不斷發(fā)展的需要[3]。生物工程、生物技術(shù)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要抗生素發(fā)酵、微生物質(zhì)粒分離實(shí)驗(yàn)、堿性蛋白酶高產(chǎn)菌株的選育及其基因的克隆與表達(dá)、有機(jī)磷農(nóng)藥污染土壤(水體)中微生物群落結(jié)構(gòu)的分析、微生物誘變實(shí)驗(yàn)等方面內(nèi)容。

動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)是一個(gè)農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)交叉的專業(yè)。動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)專業(yè)，它是以生物學(xué)為基礎(chǔ)，研究動(dòng)物（包括家禽、家庭寵物、野生動(dòng)物等）營養(yǎng)與疾病的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對(duì)疾病進(jìn)行診斷和防治，保障動(dòng)物健康的綜合性學(xué)科。該專業(yè)培養(yǎng)具備動(dòng)物飼養(yǎng)、醫(yī)學(xué)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，能在獸醫(yī)業(yè)務(wù)部門、動(dòng)物生產(chǎn)單位及有關(guān)部門從事獸醫(yī)、防疫檢疫、教學(xué)、科學(xué)研究等工作的高級(jí)科學(xué)技術(shù)人才。動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要開設(shè)抗生素對(duì)微生物生長的影響，抑菌實(shí)驗(yàn)等方面內(nèi)容。

食品科學(xué)與工程是一個(gè)農(nóng)業(yè)科學(xué)和營養(yǎng)科學(xué)交叉的專業(yè)。食品科學(xué)與工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有食品生化、食品化學(xué)、食品（畜產(chǎn)品、發(fā)酵食品、園產(chǎn)品）加工、檢驗(yàn)等技術(shù)知識(shí)，能在食品領(lǐng)域從事食品生產(chǎn)技術(shù)管理、銷售、品質(zhì)控制、產(chǎn)品開發(fā)、科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)等方面工作的高級(jí)科學(xué)技術(shù)人才。該專業(yè)需要學(xué)習(xí)食品微生物檢驗(yàn)、發(fā)酵工程技術(shù)、食用菌栽培以及滅菌技術(shù)，以滿足今后就業(yè)和工作的需要。食品科學(xué)與工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要開展食物中致病菌檢測、檸檬酸發(fā)酵、酸奶制作、飲用水中大腸桿菌和細(xì)菌總數(shù)檢測、霉菌檢驗(yàn)以及各種滅菌技術(shù)實(shí)驗(yàn)等方面內(nèi)容。

環(huán)境工程是一個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)和化工交叉的工科類專業(yè)。該專業(yè)是運(yùn)用環(huán)境科學(xué)、工程學(xué)和其他有關(guān)學(xué)科的理論和方法，研究合理保護(hù)和利用自然資源，控制和防治環(huán)境污染，以改善環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)人類與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的工程技術(shù)學(xué)科，它對(duì)環(huán)境資源的綜合利用和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的作用。環(huán)境工程專業(yè)需要學(xué)習(xí)微生物分離純化技術(shù)、微生物誘變育種技術(shù)，以滿足該領(lǐng)域不斷發(fā)展的需要。環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要土壤微生物分離、活性污泥中微生物分離純化、微生物誘變實(shí)驗(yàn)等方面內(nèi)容。

3.增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生地學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)還具有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為豐富，實(shí)驗(yàn)方法較為多樣的特點(diǎn)，給學(xué)生提供了極大的自由發(fā)揮空間，可很好的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維[4]。設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，老師只給出實(shí)驗(yàn)題目和所提供的儀器、設(shè)備等，要求學(xué)生自己預(yù)先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品試劑和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖標(biāo)記錄方式等，后續(xù)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生全部完成，老師只進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，這樣使學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)的主角，從而提高學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

根據(jù)各專業(yè)學(xué)習(xí)背景和將來從事職業(yè)的不同，特開設(shè)以下具有專業(yè)特色的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，具體內(nèi)容見表4。

表3 各專業(yè)綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

以“不同食物源中乳酸菌的分離及產(chǎn)酸性能測定”實(shí)驗(yàn)為例，可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，決定樣品來源，設(shè)計(jì)鑒別培養(yǎng)基種類，獨(dú)自分離純化菌株并完成后續(xù)工作。此實(shí)驗(yàn)涉及微生物的菌落觀察、染色與形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察、無菌操作、培養(yǎng)基制備及純培養(yǎng)技術(shù)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程可使各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目銜接密切，這樣可以讓學(xué)生明白微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)是一個(gè)連續(xù)、系統(tǒng)的知識(shí)體系，各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，也使學(xué)生知道前期實(shí)驗(yàn)的成功與否將影響到后續(xù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)行，從而增強(qiáng)了責(zé)任感，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的能力。

通過以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，使微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提髙學(xué)生動(dòng)手能力、發(fā)展創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才方面起到了積極的作用。