微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與思考

李正鵬　楊威　谷益安　宦海霞　張跡　王新風(fēng)

摘 ?要：微生物實(shí)驗(yàn)在微生物學(xué)是生物學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域中極為重要的基礎(chǔ)性學(xué)科，同時(shí)也是生物工程和生物技術(shù)專業(yè)的核心課程。為了提高微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合素質(zhì)，切實(shí)踐行OBE理念和應(yīng)用型人才導(dǎo)向，在教學(xué)過程中不斷進(jìn)行教學(xué)方法改革與實(shí)踐。本文總結(jié)了生物技術(shù)專業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)舉措、考核評價(jià)體系及學(xué)生自主能力培養(yǎng)等方面的教改實(shí)踐探索。

關(guān)鍵詞：OBE ?應(yīng)用型人才 ?自主綜合性實(shí)驗(yàn) ?課程改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-1578（2019）11-0043-02

1 ? 引言

微生物學(xué)是生命科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及微生物學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識和操作技能，具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性、實(shí)踐性和應(yīng)用性[1][2]。其中，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物教學(xué)過程中不可分割的一部分，也是所有生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)。因此，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是深化理論知識、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。尤其是在當(dāng)前的產(chǎn)出教育模式（Outcomes-based Education，OBE）和應(yīng)用型人才導(dǎo)向背景下[3]，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)也成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、科學(xué)思維和提高對本專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的重要手段。近年來，淮陰師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院在生物技術(shù)專業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，為了切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，積極開展實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的一系列改革探索，初步取得了一定效果。

2 ? 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化組合，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)邏輯性

淮陰師范學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)課程設(shè)定32學(xué)時(shí)，傳統(tǒng)上要求必須學(xué)習(xí)無菌技術(shù)、染色技術(shù)、純培養(yǎng)技術(shù)、顯微技術(shù)，加之OBE理念和應(yīng)用型導(dǎo)向的高素質(zhì)、寬口徑和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，將課程內(nèi)容優(yōu)化組合：

表1 微生物實(shí)驗(yàn)?zāi)K化教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

從表1中可以看出，教學(xué)內(nèi)容涉及“五大”系列實(shí)驗(yàn)技能講解與訓(xùn)練，保留了傳統(tǒng)的“四大技術(shù)”的學(xué)習(xí)，同時(shí)添加了“自主綜合性實(shí)驗(yàn)”這一模塊，突出了對學(xué)生自主動(dòng)手能力培養(yǎng)的重要性。自主綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求包括“五大”系列實(shí)驗(yàn)中基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的復(fù)習(xí)，更涉及到學(xué)生自主動(dòng)手創(chuàng)新能力培養(yǎng)試驗(yàn)，讓學(xué)生明確需要達(dá)到什么樣的試驗(yàn)?zāi)康?，試?yàn)?zāi)康囊饬x何在，通過什么實(shí)驗(yàn)技能才可能達(dá)到期望的試驗(yàn)?zāi)康囊约叭绻囼?yàn)結(jié)果與期望目標(biāo)不一致，該怎么去理解。通多以上四個(gè)問題，不斷培養(yǎng)學(xué)生理解基本實(shí)驗(yàn)原理與技能的能力、查閱文獻(xiàn)及正確理解試驗(yàn)結(jié)果的能力。

同時(shí)，表1中課程講授的邏輯性、實(shí)驗(yàn)開展的承接性更具優(yōu)勢。作為微生物實(shí)驗(yàn)的開始，首先講授“培養(yǎng)基的制備技術(shù)”是一個(gè)必然的選擇，明確了為什么要做培養(yǎng)基，有哪些常用的培養(yǎng)基和特殊的培養(yǎng)基，配制過程中根據(jù)不同配方成分的注意事項(xiàng)有哪幾類。舉一反三的思想蘊(yùn)含其中，學(xué)生容易明白配制各種不同、乃至以后遇到的新培養(yǎng)基時(shí)，都能夠按照所需成功配制。其次， “滅菌技術(shù)”緊隨而來，弄清常見滅菌技術(shù)原理方法，實(shí)驗(yàn)過程中常見材料的滅菌方式選擇依據(jù)。再次，“微生物的分離與純培養(yǎng)技術(shù)”將在上述準(zhǔn)備好的滅菌培養(yǎng)基和材料上進(jìn)行，講授“無菌操作技術(shù)”，首次分離篩選不同環(huán)境中的真菌、細(xì)菌及放線菌，并獲得純培養(yǎng)。接著，利用顯微技術(shù)觀察純化培養(yǎng)的微生物特征和數(shù)量測定。最后，在了解普通光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握油鏡的使用方法，結(jié)合“染色技術(shù)”將獲得的細(xì)菌染色后觀察。以上五步系列技術(shù)的講授將為“自主綜合性實(shí)驗(yàn)”的開展奠定了良好的理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。

3 ? 與在線MOOC平臺相結(jié)合，減負(fù)增效

MOOC是大規(guī)模開放在線課程（Massive Open Online Courses）的縮寫，中文譯為“慕課”[4]。慕課進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了教學(xué)過程的中心由教師向?qū)W生的轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)了教師與學(xué)生的互動(dòng)反饋信息，提升教學(xué)質(zhì)量與效果[5][6]。淮陰師范學(xué)院微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在線MOOC平臺已于2017年9月投入教學(xué)使用，取得了初步成效。由表2可以看出，在線MOOC平臺上實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為五個(gè)模塊：“微生物基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)篇”體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，是對教學(xué)基本內(nèi)容的拓展與深化;“微生物經(jīng)典實(shí)驗(yàn)篇”展示了一個(gè)完整的微生物小實(shí)驗(yàn)的過程，包括了實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)思路的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程操作及實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄這一完整過程，體現(xiàn)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，更糅合了教學(xué)基本操作技術(shù)，更能讓學(xué)生在觀看過程中深化理解理論，達(dá)到教學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一結(jié)合;“應(yīng)用篇”體現(xiàn)了應(yīng)用，內(nèi)容更是涉及到“糯米甜酒的釀制”、“啤酒的生產(chǎn)”及“污水處理”等生活中常見的問題，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用的理念;“項(xiàng)目化教學(xué)篇”是對“經(jīng)典實(shí)驗(yàn)篇”與“應(yīng)用篇”的擴(kuò)大與深化，讓學(xué)生進(jìn)一步了解一個(gè)真正的試驗(yàn)的設(shè)計(jì)理念與實(shí)施過程，為后期的“自主綜合實(shí)驗(yàn)”方案的擬定與實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)理論與技術(shù)基礎(chǔ)。最后是“考核篇”，考核的目的是對學(xué)生在自主綜合實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)涉及、動(dòng)手實(shí)施能力及結(jié)果分析的全方位評價(jià)。

同時(shí)，由表2中可以看出，在每一個(gè)章節(jié)，都設(shè)定了不多的典型的課后檢測和問題，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對基本技術(shù)的掌握，而且利用網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)更方便了學(xué)生與老師的交流。尤其是“自主綜合實(shí)驗(yàn)”環(huán)節(jié)，會(huì)有很多學(xué)生在“應(yīng)用篇”與“項(xiàng)目化教學(xué)篇”的啟發(fā)下，自主查閱文獻(xiàn)資料，擬定初步的實(shí)驗(yàn)方案后，與老師交流就更多了。教師也充分利用MOOC平臺，不斷給予引導(dǎo)、指導(dǎo)和評價(jià)，幫助學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)順利開展完成。

4 ? 導(dǎo)向性拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)合科研方向

實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力中具有重要的作用，“自主綜合性實(shí)驗(yàn)”就可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。我院微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“自主綜合性實(shí)驗(yàn)”是通過實(shí)驗(yàn)小組（2-4人）的形式開展的，過程包括題目的設(shè)定、文獻(xiàn)查閱及實(shí)驗(yàn)方案的擬定、實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)施及結(jié)果分析，以及最后的論文撰寫和PPT匯報(bào)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，教師多以“綜合性實(shí)驗(yàn)”和“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”為導(dǎo)向，既要鞏固基本技術(shù)能力，又要有所拓展與升華。如“檢測超市貨架期某品牌酸奶中酵母菌含量”、“降解廚余垃圾的細(xì)菌篩選與效果評價(jià)”、“具有對某植物病原真菌有顯著抑制作用的放線菌篩選”等，貼近生活且富有創(chuàng)新價(jià)值。尤其是我校生科院一般是大二開展微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師可以以“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目”為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)開放性的，有一定創(chuàng)新性的試驗(yàn)性小課題，初步形成創(chuàng)新課題。同時(shí)，也會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)院相關(guān)老師的科研項(xiàng)目，甚至可以“改造”相關(guān)項(xiàng)目試驗(yàn)內(nèi)容，使之成為學(xué)生能夠?qū)嵤┑木C合性實(shí)驗(yàn)。更是將相關(guān)學(xué)科知識交叉，讓學(xué)生在探索中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中實(shí)現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)型的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

5 ? 科學(xué)合理的考核體系，及時(shí)反饋

考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)，是評估學(xué)生學(xué)習(xí)成效的重要手段。傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，考勤情況等為輔綜合評定的方法在一定程度上會(huì)導(dǎo)致不少本科生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫作為“掙分”要點(diǎn)，逐漸喪失了實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，更不用說創(chuàng)新能力的培養(yǎng)了。按照之前所述教學(xué)過程，我院微生物實(shí)驗(yàn)課程考核實(shí)行“分類計(jì)分，全面考查”的方式?？荚嚨淖罱K成績=平時(shí)成績（10%）+實(shí)驗(yàn)成績（40%）+自主綜合性實(shí)驗(yàn)成績（50%），其中平時(shí)成績分為簽到成績和預(yù)習(xí)報(bào)告成績，實(shí)驗(yàn)成績分為在線課程課后檢測成績和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績。以上考核方式即包含了基礎(chǔ)能力的考核，又更加側(cè)重考核了學(xué)生的自主動(dòng)手能力。尤其針對自主實(shí)驗(yàn)，教師會(huì)認(rèn)真從實(shí)驗(yàn)方案的擬定、查閱文獻(xiàn)解決問題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及PPT匯報(bào)答辯等方面全面考核。同時(shí)，教師對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的疑問給予適度引導(dǎo)和解答，并且?guī)椭麄兲嵘齈PT答辯過程中的表現(xiàn)力。以上評價(jià)體系做到了將平時(shí)、操作技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)果分析、成果匯報(bào)等多種形式的有機(jī)結(jié)合，有利于學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握、動(dòng)手創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的養(yǎng)成以及個(gè)人表現(xiàn)力的呈現(xiàn)。

6 ? 總結(jié)與展望

《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》是生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是現(xiàn)代生物技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性很強(qiáng)。因此，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的掌握，對于培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力有著重要的作用?；搓帋煼秾W(xué)院生物技術(shù)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革從借鑒他人經(jīng)驗(yàn)開始，正在嘗試從教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化組合、教學(xué)方法與高效網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段結(jié)合、教學(xué)效果多角度多途徑考核反饋等方面不斷改進(jìn)，期望不斷能夠提高微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出契合OBE理念和應(yīng)用型導(dǎo)向的具備動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的本科生。

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作者簡介：李正鵬，講師，博士，主要從事微生物資源開發(fā)研究。