微生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題及改革創(chuàng)新實踐

李海娟

摘 要：微生物學(xué)實驗是生物專業(yè)一門重要的實踐性課程，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中占據(jù)著重要地位。該文分析了當(dāng)前微生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等方面提出了教學(xué)改革與創(chuàng)新的對策措施，打造了“以學(xué)生為中心”的實驗教學(xué)課堂，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，有效地提高了微生物學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：微生物學(xué)實驗;教學(xué)改革;以學(xué)生為中心

中圖分類號 G642文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）19-0127-03

Deficiency Analysis and Reform and Innovation of the Teaching in Microbiology Experiment

Li Haijuan

Abstract：Microbiology Experiment is an essential pratical course for biological major，which plays an important role in cultivation of technical talents. The dificiencies in teaching process of Microbiology Experiment was initially analyzed in this study. Accordingly，the Microbiology Experiment teaching was adjusted and innovated from several aspects，i.e.，teaching system，contents of courses，teaching method and assessment method. This reform has created “student -centered” class，and thus stimulated learning enthusiasm and intiative of students. Therefore，the reform has improved the quality of the Microbiology Experiment teaching.

Key words：Microbiology Experiment;Teaching reform;Student-centered

微生物學(xué)是生物相關(guān)專業(yè)的核心課程之一，是一門基礎(chǔ)與應(yīng)用相結(jié)合的學(xué)科。隨著微生物學(xué)科的不斷發(fā)展，自然界中的微生物越來越多地被應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、食品、環(huán)境保護等各個領(lǐng)域，因而扎實掌握微生物學(xué)實驗方法，對于其研究和應(yīng)用具有重要的意義[1]。在傳統(tǒng)的微生物學(xué)實驗教學(xué)過程中，一般的流程是授課教師先安排好實驗課程，實驗員按照要求準(zhǔn)備好儀、試劑及藥品、實驗材料等;授課教師講授實驗?zāi)康摹⒃?、方法?而學(xué)生僅需要一味模仿照搬教材或教師提供的方法，以現(xiàn)成的實驗材料為對象進行操作，機械性地完成實驗課程[2]。這種教學(xué)方法不利于學(xué)生主動思考、不注重動手過程、只注重完成任務(wù)的受教慣性，使學(xué)生無法領(lǐng)略到實驗課程的精髓，不能掌握操作技術(shù)要點，最終喪失了學(xué)習(xí)的興趣[3]。微生物學(xué)實驗課程具有內(nèi)容豐富、涉及面廣、時間持續(xù)長等特點，傳統(tǒng)的實驗課程教學(xué)體系與方法已遠遠不能滿足學(xué)生今后的發(fā)展需求[4]。基于此，筆者立足于西安文理學(xué)院的辦學(xué)宗旨，即培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才，以學(xué)生的實際學(xué)習(xí)能力及水平為依據(jù)，針對當(dāng)前微生物學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的問題，從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等方面進行了教學(xué)改革與創(chuàng)新。

1 微生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1.1 實驗儀器設(shè)備不足或老舊 目前，許多高等學(xué)校對本科生的微生物學(xué)實驗課程還不夠重視，這在儀器設(shè)備的購置與維護方面得到了充分體現(xiàn)[5]。對于西安文理學(xué)院而言，首先不能順應(yīng)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)的要求，補充新型的儀器設(shè)備;其次，對于老舊的設(shè)備，也不能做到定期維修與養(yǎng)護，許多儀器設(shè)備形同虛設(shè)，導(dǎo)致學(xué)生實驗經(jīng)常性失敗。以微生物學(xué)實驗課中最基礎(chǔ)的實驗設(shè)備，即超凈工作臺為例，超凈工作臺本應(yīng)該是用于需要進行無菌操作實驗技術(shù)的設(shè)備，如果不進行定期維護清洗，不更換已壞的紫外燈管，該設(shè)備雖然還能使用，但提供不了無菌環(huán)境，目標(biāo)微生物培養(yǎng)物會受到雜菌污染，導(dǎo)致學(xué)生無法觀察到預(yù)期的實驗結(jié)果，實驗課程也就達不到目的要求。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)模式不夠科學(xué)合理

1.2.1 實驗課程時間 西安文理學(xué)院的微生物學(xué)實驗課時間安排為每周1次課程，1次3個學(xué)時，但有些章節(jié)的實驗在學(xué)生操作完后，需要經(jīng)過2d甚至更長時間的培養(yǎng)，才能觀察到結(jié)果。例如，土壤微生物的分離、培養(yǎng)、生化反應(yīng)、生長曲線測定等，這樣通過1次或者幾次間斷的實驗課很難順利地完成整個實驗過程[6]。目前，一般是在第2次課時再進行前1次課實驗結(jié)果的觀察，由于存在7d的時間間隔，在這期間學(xué)生的時間被其他課程占據(jù)，容易將上周的實驗內(nèi)容忘卻;另外，培養(yǎng)物超期培養(yǎng)，即便能及時取出來放置冰箱，也難以保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，同樣導(dǎo)致學(xué)生觀察不到理想的實驗結(jié)果。

1.2.2 教學(xué)內(nèi)容 設(shè)置在進行教學(xué)改革之前，西安文理學(xué)院所設(shè)的微生物學(xué)實驗課程總共開設(shè)10次課，均是小型、獨立、驗證型實驗，完全沒有綜合型、設(shè)計型實驗。驗證型的小實驗只能使學(xué)生學(xué)會一些極其基礎(chǔ)的實驗技術(shù)，若不增設(shè)一些綜合型、設(shè)計型實驗內(nèi)容，學(xué)生最終可能無法知道那些學(xué)過的基礎(chǔ)實驗技術(shù)究竟有何用途，究竟能否與實際生產(chǎn)實踐掛鉤。顯然，驗證型的實驗只是單純地讓學(xué)生按照實驗步驟完成實驗，整個過程猶如加工車間，不利于學(xué)生探究與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，沒有切實達到實驗教學(xué)的目的。而綜合型、設(shè)計型實驗，是指學(xué)生根據(jù)給定的實驗任務(wù)，查閱文獻資料，自行設(shè)計實驗方案，準(zhǔn)備實驗儀器及試劑，獨立進行實驗操作，最后總結(jié)與分析實驗結(jié)果，書寫實驗報告[7]。可以看出，設(shè)計型實驗的主體是學(xué)生，整個實驗由學(xué)生獨立設(shè)計和操作，實驗中出現(xiàn)的問題由學(xué)生提出并自行設(shè)法解決，因而可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的理論知識應(yīng)用能力。

1.2.3 教學(xué)方法 目前，多數(shù)高等學(xué)校開設(shè)的微生物學(xué)實驗課程，所采用的教學(xué)方法仍普遍過于陳舊[8]。在西安文理學(xué)院以往的實驗教學(xué)中，主要采用傳統(tǒng)的講授法和演示法，旨在教會學(xué)生如何開展實驗研究，學(xué)會儀器的使用。其基本過程是：任課教師首先選擇實驗內(nèi)容，根據(jù)教材或其他參考資料規(guī)整出實驗方法及步驟，而試劑的配制及實驗材料均由實驗員完成，學(xué)生極少參與這一過程。學(xué)生上實驗課做的就是聽教師講解實驗?zāi)康摹?nèi)容、步驟，而后按照教師的指令按部就班地進行實驗。這樣的教學(xué)體系便造成了學(xué)生的依賴思想，最直接的行為反應(yīng)就是學(xué)生們課前不預(yù)習(xí)，實驗過程中不認(rèn)真，課后不思考，實驗結(jié)果分析不到位等，最終學(xué)生對該門課程失去興趣。

1.2.4 考核方法 在進行本次教學(xué)改革之前，西安文理學(xué)院的微生物學(xué)實驗課程的學(xué)生總成績按規(guī)定其評定方案為期末70%～80%，平時成績20%～30%。很明顯，作為一門實踐課程，這種成績評定方式是不合理的。這種考核方式導(dǎo)致學(xué)生忽視實驗過程的進行，甚至為了在實驗報告中體現(xiàn)得到了成功的實驗結(jié)果，抄襲他人數(shù)據(jù)或者隨意編造數(shù)據(jù)。期末考核的方式有3種，一是試題，二是論文，三是組織進行1次實驗操作。但這3種方式都無法對1名學(xué)生的實驗動手能力進行綜合評估，而平時成績所占的比例又太少，導(dǎo)致一些平時認(rèn)真、動手能力強的學(xué)生，最后該門課程的總成績卻不夠理想，嚴(yán)重打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2 微生物學(xué)實驗課程教學(xué)改革與實踐

為了解決微生物學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的問題，為社會發(fā)展輸送更多的實驗動手操作能力強、運用專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力強、理論聯(lián)系實際的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力強的生物科學(xué)應(yīng)用型人才，筆者在多年教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷分析總結(jié)，對微生物學(xué)實驗課程教學(xué)進行了改革與創(chuàng)新。

2.1 改善實驗設(shè)施 微生物學(xué)教學(xué)實驗室基礎(chǔ)儀器設(shè)備是否滿足實驗要求，是否處于可運行狀態(tài)是開設(shè)該門課程的奠基石，針對提出的設(shè)備缺乏與老舊問題，筆者在進行教學(xué)改革最開始之際，就積極并多次地向?qū)W院、學(xué)校提出申請要求改善設(shè)施。在學(xué)校的大力支持下，目前微生物學(xué)教學(xué)實驗室已添置了能進行綜合型、設(shè)計型實驗的儀器設(shè)備，如增加了空氣采樣器、氣體流量計等，這為開設(shè)“空氣中微生物的檢測”這一綜合型實驗提供了前提條件。另外，還增加了分子微生物學(xué)分析的儀器，如高速離心機、PCR儀、紫外可見分光光度計等，為設(shè)計型實驗的開設(shè)做好鋪墊。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)模式

2.2.1 合理配置實驗教學(xué)內(nèi)容，增加綜合型、設(shè)計型實驗 西安文理學(xué)院微生物學(xué)實驗總學(xué)時數(shù)為32個學(xué)時，為使學(xué)生在有限的教學(xué)時間內(nèi)，實驗技能、理論知識的綜合應(yīng)用能力得到拓展，在遵循學(xué)生的認(rèn)知心理、已有的知識結(jié)構(gòu)的前提下，以訓(xùn)練學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，循序漸進地進行教學(xué)模式改革。首先，對教學(xué)內(nèi)容進行規(guī)整，主要原則是將基礎(chǔ)型實驗內(nèi)容按照類別進行合并，適當(dāng)縮減每個基礎(chǔ)實驗占的學(xué)時數(shù)，增加綜合型、設(shè)計型實驗內(nèi)容，即建立模塊式實驗教學(xué)體系—驗證型（基礎(chǔ)型）實驗教學(xué)模塊、綜合型實驗教學(xué)模塊和設(shè)計型實驗教學(xué)模塊（具體實驗內(nèi)容見表1），每個模塊均包括實驗技能訓(xùn)練和思維能力訓(xùn)練。

2.2.2 改革教學(xué)方法 改變一味的講授與演示的教學(xué)方式，采用微課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，結(jié)合不同的實驗、學(xué)生的特點適時調(diào)整，將知識傳授與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)融于實驗教學(xué)之中。對于必須扎實掌握的微生物學(xué)實驗基本操作，如培養(yǎng)基的制備及滅菌、無菌操作倒平板、微生物的制片染色及觀察、微生物的大小測定、微生物的顯微計數(shù)法、微生物涂布分離法、劃線分離法等，提前錄制微課視頻后發(fā)給學(xué)生，并督促其預(yù)習(xí)相關(guān)實驗。通過微課視頻傳授實驗技巧有其絕對優(yōu)越性，因為教師在課堂上演示實驗技巧可能會導(dǎo)致后排的學(xué)生看不清楚或聽不清楚，而通過反復(fù)觀看教學(xué)視頻，學(xué)生可更直觀地掌握基本的實驗技術(shù)要點，也就能更加深刻地理解實驗原理、掌握重點和難點。對于綜合型、設(shè)計型的實驗，真正嘗試體現(xiàn)“學(xué)生為主，教師為輔”的原則。首先，關(guān)于實驗時間的確定，如上所述，綜合型、設(shè)計型實驗連貫性強、內(nèi)容多，若按照傳統(tǒng)的上課時間模式，很難順利完成實驗，因此將上課時間進行調(diào)整，保證學(xué)生有連續(xù)的一整段時間進行實驗。其次，學(xué)生自行組建實驗組，一般4人1組，團隊組建后，并可進行實驗準(zhǔn)備工作，包括查閱文獻資料、設(shè)計實驗方案、列出所需要的儀器試劑等，并依此寫成完整的預(yù)習(xí)報告，而后經(jīng)小組討論和教師點評后，確定最終的實驗方案。與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，這種翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式加大了學(xué)生的參與度和積極性，使學(xué)生查閱資料、制定方案、分析問題和解決問題的能力得到提升，在達到鞏固理論知識和實驗技能的目的同時，還能培養(yǎng)學(xué)生的小組合作能力。

2.2.3 改革考核方式 傳統(tǒng)的實驗課程考核傾向于實驗報告的實驗結(jié)果，忽視了實驗課程的過程考核，從而打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，阻礙了實驗教學(xué)質(zhì)量的提高[7]。實驗課的考核應(yīng)體現(xiàn)課堂表現(xiàn)、操作能力、實驗結(jié)果分析等多方面，盡量做到公平公正。在考核方式改革過程中，教師密切關(guān)注學(xué)生的課堂表現(xiàn)及動手操作水平，并及時做好記錄。據(jù)此，將微生物學(xué)實驗的考核方式改為：總成績評價由基礎(chǔ)型實驗?zāi)K、綜合型實驗?zāi)K的實驗成績（70%）和設(shè)計性實驗成績（30%）組成?；A(chǔ)型和綜合型實驗?zāi)K主要體現(xiàn)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗技能掌握和綜合應(yīng)用能力，設(shè)計型實驗?zāi)K則體現(xiàn)出了學(xué)生的創(chuàng)新水平，該考核方式受到了學(xué)生的一致好評。

3 結(jié)語

對于旨在培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才的高校而言，實驗教學(xué)有著不可動搖的地位，是教學(xué)工作的重中之中。實驗教學(xué)的不斷改革創(chuàng)新，對于學(xué)生綜合應(yīng)用能力、實際工作技能、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度的培養(yǎng)有著重要意義。本文分析了西安文理學(xué)院微生物學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的問題，針對這些問題，從基礎(chǔ)硬件設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等多個方面進行了完善與改革創(chuàng)新，力求提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性，爭取打造“以學(xué)生為中心”的課堂。隨著教學(xué)改革的進行，學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)實驗技能的基礎(chǔ)上，逐步樹立了創(chuàng)新意識，西安文理學(xué)院也將在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才道路上砥礪前行。

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（責(zé)編：張宏民）