新時(shí)代高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與思考

[摘 要] 為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，滿(mǎn)足新時(shí)代以學(xué)生為中心的教改要求，高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程必須利用現(xiàn)代多種教學(xué)技術(shù)，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和手段，以及考核體系等多方面實(shí)施改革措施，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和思維、鼓勵(lì)學(xué)生自主思考。

[關(guān)鍵詞] 微生物學(xué);實(shí)驗(yàn)課程;教學(xué)改革

[基金項(xiàng)目] 2018年度華中師范大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（CCNU18TS023）

[作者簡(jiǎn)介] 蔣金輝（1979—），男，江蘇宜興人，生態(tài)學(xué)博士，華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院講師，主要從事污染生態(tài)學(xué)研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.3 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）34-0375-03 ? ?[收稿日期] 2019-11-17

微生物學(xué)是高校生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程則是微生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分[1]。傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課以驗(yàn)證理論知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能為目的，其教學(xué)理念已落后于現(xiàn)代教學(xué)改革要求，即培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)能力的創(chuàng)新型人才。事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要途徑[2，3]。因此，反思微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的問(wèn)題，利用現(xiàn)代化的技術(shù)、手段以及新的教學(xué)模式，針對(duì)性地提出并實(shí)施改革措施已成必然。通過(guò)文獻(xiàn)研究，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為改革關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和思維、鼓勵(lì)學(xué)生自主思考和創(chuàng)新。以下就通過(guò)總結(jié)目前高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課普遍存在的問(wèn)題，提出改革措施，并談?wù)劯母飳?shí)踐效果與思考。

一、高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課存在的普遍問(wèn)題

（一）教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)分散，仍以驗(yàn)證理論知識(shí)為主

基于傳統(tǒng)教學(xué)理念，許多高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容仍以驗(yàn)證理論、鞏固知識(shí)的實(shí)驗(yàn)為主，且會(huì)依據(jù)理論課程的進(jìn)度設(shè)置實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，導(dǎo)致知識(shí)點(diǎn)分散，各實(shí)驗(yàn)之間缺乏關(guān)聯(lián)性，體系性差，不利于學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)思維的鍛煉。因?yàn)楦鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪^(guò)于簡(jiǎn)單且偏理論，學(xué)生缺少主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中完全沒(méi)有自主思考的意愿，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意識(shí)和能力得不到應(yīng)有的鍛煉，教學(xué)效果差。有些高校甚至將實(shí)驗(yàn)課作為理論課的附屬課程[4]，嚴(yán)重壓縮課時(shí)，使學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)動(dòng)力的缺失。

（二）教學(xué)模式落后，教學(xué)手段單一

多數(shù)高校的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)仍以傳統(tǒng)的以教師教授為中心的教學(xué)模式，教師利用多媒體講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后進(jìn)行示范，學(xué)生再開(kāi)始實(shí)驗(yàn)操作，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。整個(gè)教學(xué)過(guò)程學(xué)生一直處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的位置，不符合“以學(xué)生為中心”的教改要求，教學(xué)模式落后且手段單一。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的方式多以書(shū)本理論知識(shí)為主，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作并沒(méi)有深入理解，這也直接導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中照本宣科，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿減弱，學(xué)習(xí)興趣降低。此外，傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)示范教學(xué)的模式，也會(huì)因?yàn)閷W(xué)生人數(shù)眾多而效果不佳，且教師及助教難以兼顧每一位學(xué)生，也使部分學(xué)生產(chǎn)生懶惰情緒，學(xué)習(xí)效果堪憂(yōu)。

（三）考核體系單一，學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度不足

高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課考核體系通常比較單一，平時(shí)考核多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，而期末考核則多以理論考試為主。這樣的考核體系，導(dǎo)致學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中更重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)，而不是教學(xué)過(guò)程，教學(xué)參與度差。學(xué)生在課堂不認(rèn)真聽(tīng)，不認(rèn)真操作，甚至在團(tuán)隊(duì)合作時(shí)完全不參與，也有學(xué)生為追求高分而抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，影響了學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。期末理論考試學(xué)生則采用臨時(shí)記憶的應(yīng)考方式，缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和步驟的真正理解。由此可見(jiàn)，單一的考核體系，也是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳的重要原因。

（四）課時(shí)安排僵化，缺乏對(duì)課程特點(diǎn)的針對(duì)性

微生物實(shí)驗(yàn)多基于培養(yǎng)，特別是綜合性實(shí)驗(yàn)，各組成實(shí)驗(yàn)在時(shí)間上存在連續(xù)性，所以很難適應(yīng)傳統(tǒng)每周一次的課時(shí)安排。正是這種僵化的課時(shí)安排，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散，綜合性實(shí)驗(yàn)難以開(kāi)展。每次實(shí)驗(yàn)課多為單獨(dú)的1～2個(gè)實(shí)驗(yàn)，各實(shí)驗(yàn)之間缺少邏輯上的聯(lián)系，致使學(xué)生綜合性實(shí)驗(yàn)思維能力得不到鍛煉。不僅如此，為保障學(xué)生在有限的上課時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，所有實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作都需要由老師和助教提前替代完成，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體性缺乏認(rèn)識(shí)，也妨礙了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。也因?yàn)闀r(shí)間限制，學(xué)生更是缺少反復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成功率，打擊學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣。

二、高校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的實(shí)踐及思考

（一）教學(xué)內(nèi)容改革，增加綜合性實(shí)驗(yàn)

針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的問(wèn)題，開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)是有效的改善途徑。通過(guò)基本實(shí)驗(yàn)的邏輯綜合，解決一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，既可以增加學(xué)生的興趣，也可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)思維[5]。我校增加了如“環(huán)境水樣中細(xì)菌總數(shù)的鑒定”“土壤中枯草芽孢桿菌的分離與鑒定”等綜合實(shí)驗(yàn)，特別是后者，結(jié)合了“培養(yǎng)基的配置與滅菌”“細(xì)菌的平板分離純化技術(shù)”“細(xì)菌的簡(jiǎn)單染色”“細(xì)菌的革蘭氏染色”“細(xì)菌的芽孢染色”“細(xì)菌的大小測(cè)定”“細(xì)菌的生化鑒定技術(shù)”以及“細(xì)菌的分子鑒定技術(shù)”等8個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)間邏輯關(guān)聯(lián)（見(jiàn)圖1），讓學(xué)生真正理解這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際科研中的價(jià)值，有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的習(xí)慣，鍛煉學(xué)生分析、分解科學(xué)問(wèn)題的能力。也有學(xué)者指出，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)更利于激發(fā)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維[2]。但開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)已在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)必修課程體系外，并有相應(yīng)的學(xué)分體系、實(shí)驗(yàn)室管理體系及考核體系的配套改革才能實(shí)現(xiàn)。

（二）教學(xué)模式及手段改革，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生自學(xué)能力

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，新的教學(xué)手段不斷涌現(xiàn)，比如慕課、云課堂、雨課堂、虛擬教學(xué)等互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的出現(xiàn)[6-8]，豐富了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。利用這些資源，可打破學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間限制，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果。而翻轉(zhuǎn)課堂的新教學(xué)模式[6]，更可在充分利用有限實(shí)驗(yàn)時(shí)間外，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。例如本校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程利用了我校國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心資源，在模擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)生自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間并反復(fù)練習(xí)，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和步驟的理解，提高實(shí)驗(yàn)成功率。綜合性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)（見(jiàn)圖2），也加強(qiáng)了學(xué)生解決綜合性問(wèn)題的科學(xué)思維和能力鍛煉。另外，實(shí)驗(yàn)課也利用了云平臺(tái)加強(qiáng)溝通交流，在線(xiàn)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，豐富了結(jié)果的呈現(xiàn)形式，在一定程度上實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。通過(guò)實(shí)踐，這樣的教學(xué)方式顯著提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的參與度，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考。

（a）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心首頁(yè)（b）土壤中枯草芽孢桿菌分離與鑒定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目首頁(yè)（c）土壤中枯草芽孢桿菌分離與鑒定操作頁(yè)面

（三）考核體系改革，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)課參與度，強(qiáng)化自主思考

單一的課程考核體系也是阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的重要原因，增加平時(shí)考核項(xiàng)目，提高期末考核質(zhì)量是提升教學(xué)效果的必要途徑之一。在平時(shí)考核中，除實(shí)驗(yàn)報(bào)告外，可以增加實(shí)驗(yàn)思維考核分，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與討論;增加實(shí)驗(yàn)操作考核分，鼓勵(lì)學(xué)生規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提高參與度;增加實(shí)驗(yàn)安全與禮儀考核分，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣;以及增加實(shí)驗(yàn)合作能力考核分，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力等。在期末考試中，增加開(kāi)放性的題目，答案并不唯一，考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)增加綜合性試題考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。總之，通過(guò)課程考核體系的改革，從外部促使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，參與教學(xué)過(guò)程，提升主動(dòng)學(xué)習(xí)以及自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。

（四）提高實(shí)驗(yàn)成功率，激發(fā)學(xué)生興趣

由于課時(shí)限制，學(xué)生一般難有重復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，但作為初學(xué)者，失敗概率高，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想似乎已經(jīng)符合了部分學(xué)生的心理預(yù)期。一方面，擔(dān)心失敗導(dǎo)致學(xué)生謹(jǐn)小慎微，注意力全部集中在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟，無(wú)心思考背后的原理，既無(wú)主動(dòng)思考，也缺少實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣;另一方面，面對(duì)不理想的結(jié)果，部分學(xué)生徹底放棄，不思考原因，且對(duì)以后的實(shí)驗(yàn)信心也大大下降，丟失了學(xué)習(xí)興趣。因此，提高實(shí)驗(yàn)成功率，是激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的重要保障。因此本校微生物實(shí)驗(yàn)課程均在課前完成預(yù)實(shí)驗(yàn)，比如在“環(huán)境水樣中細(xì)菌總數(shù)的鑒定”實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行平板菌落計(jì)數(shù)時(shí)，反復(fù)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定合適稀釋度，確保較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為提高成功率，還可以采用效果更好的試劑、藥品或試劑盒，比如細(xì)菌革蘭氏染色中采用快速試劑套裝，使學(xué)生更容易獲得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大大提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)實(shí)踐的興趣。

三、結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代的教學(xué)改革要求轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的以教師為中心的單向傳輸?shù)慕虒W(xué)模式，形成以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)形式，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力以及創(chuàng)新能力，提升教學(xué)質(zhì)量。因此，作為培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和實(shí)踐創(chuàng)新能力重要途徑的高校實(shí)驗(yàn)課程也必須開(kāi)展一系列的改革，適應(yīng)時(shí)代要求?，F(xiàn)代微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革必須利用現(xiàn)代教學(xué)手段，革新教學(xué)理念，改變教學(xué)模式，豐富課程內(nèi)容和考核體系，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和思維，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考和創(chuàng)新。通過(guò)課程教學(xué)改革提升教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)新時(shí)代的創(chuàng)新型高素質(zhì)人才做出貢獻(xiàn)。

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