淺論微生物學實驗課程體系的建設

　　摘 要： 作者從教學內容改革、教學方法改革和實驗評價方法改革入手，建設了科學的微生物學實驗課程教學體系。
　　關鍵詞： 微生物學實驗 課程體系 教學改革
　　
　　當前生物科學已進入一個高速發展的新紀元。微生物學是現代生物科學的重要組成部分，微生物學實驗是生物學專業的必修課程。微生物學實驗是一門非常重要的專業基礎課，是一門實用性很強的工具課，其獨特的實驗方法和技術在生命科學領域中占有不可替代的地位，其教學效果直接影響到后續生命科學各學科的學習［１］。我院雖然一直較為重視微生物學實驗的教學，但由于采用的微生物學實驗教學方法比較傳統，教學內容、手段、測評等方面均存在很多不足，造成學生動手能力、創新技能得不到良好的訓練，因此我院微生物學實驗教學亟待改革，需要建立獨立的科學的課程體系。近幾年，在任課老師和實驗員的共同努力下，我院對微生物學實驗教學環節進行了改革，收效較為明顯，現將經驗匯報如下。
　　1.教學內容改革，建設科學的課程體系
　　實驗內容上，開設的實驗大多為微生物學理論教學內容的演示性、驗證性實驗，綜合性、設計性實驗較少［２］。雖然實驗內容較多，也較全面，基本上可覆蓋微生物學的基本技術部分，但是由于部分學生學習興趣差，加上實驗課考核、成績評定等方面存在問題，因此實際教學效果不甚理想。比如微生物實驗最基本、關鍵的無菌操作環節，許多學生在實際操作時不按要求執行，而實驗老師在有限的實驗時間里也無法糾正每個人的不規范操作，結果在全部實驗課程結束后，很多學生的無菌操作技術仍然不過關，無菌操作的意識仍然非常薄弱。還有微生物學實驗雖然設置了一些綜合性的實驗，老師也布置了課前預習，但很多學生由于對微生物學實驗課程不夠重視，課前預習僅僅是抄寫書本上的東西以求完成實驗報告，做實驗時也是機械地照搬書本上的步驟，實驗效果大打折扣。如食品專業在做完水中細菌總數和大腸菌群的檢測這一綜合實驗后，還有很多學生仍然不明白EMB平板與乳糖蛋白胨發酵管的作用和陽性結果特征。
　　針對這些情況，我們首先改變了傳統的實驗教學模式，將實驗課獨立設置，微生物學實驗不再是理論課的附庸，保證了實驗教學的整體性和連續性，建設成以教授微生物學各種重要技術、訓練學生動手能力和創新能力為目標的一門獨立的課程，在人才培養、目標培養上與理論課成為既緊密聯系又相對獨立的兩個支柱。
　　其次，我們在課程內容上進行了適當的改革和調整。我院在新修訂的教學大綱中將微生物實驗課程由原來的40學時增加到48學時，并對實驗重新進行了設置，增加了綜合性和設計性實驗的比例，使之占到50%以上，并對開設的實驗進行了系統化。在微生物學實驗課程體系的建設上，突出技術學的特點，突出能力的培養。將實驗內容分為三大部分：基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗。（1）基礎性實驗，突出微生物學的基本實驗技術，把顯微技術、染色技術、無菌技術、純培養技術等微生物學的四大基本技術貫穿于整個實驗過程，使學生建立了一個完整的微生物學形態學概念［３］—［４］，增強了對理論知識的感性認識。（2）綜合性實驗，是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關知識的實驗，是學生在掌握一定的基礎理論知識和基礎實驗上，運用某一課程或多門課程知識，對實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合性實驗。（2）設計性實驗，安排在微生物實驗后期時間，此時學生既具有微生物學理論知識，又掌握了微生物學基本實驗技術。老師只講解實驗目的、要求和基本原理，學生自行理解、甄別、判斷，將所領悟到的零散知識一點點串聯起來，寫出實驗方案；以小組為單位，一般4—6人為一組，自己準備實驗材料和配制試劑，自己動手完成實驗，觀察實驗現象和結果；自行解決實驗中出現的問題，撰寫出規范的實驗報告。教師根據學生的設計方案思路，以及具體的實驗操作、實驗記錄、實驗結果、實驗報告綜合評分。完成這樣一個實驗需要學生在實驗過程中對知識重新進行消化、吸收、重組，還要用到前面所學的微生物學基本實驗技術，不僅可以提高學生對實驗課的學習興趣，增強微生物實驗技能，而且可以讓學生獲得一個真實的實驗研究過程鍛煉。
　　2.教學方法改革，配合課程體系的建設
　　我院原來的實驗教學方法都比較傳統、陳舊，一般都是由教師先講解和示范本次實驗的內容、流程和操作技巧，然后放手讓學生自己動手做實驗，教師在教室里四處巡查，解答疑難問題。在課堂教學時間內，除了負責教學外，在所剩不多的時間內，教師只能指導有限的幾個學生，大部分同學不能得到有效而及時的輔導，這樣教學效果往往不甚理想。很多學生注意力不集中，對老師講過的東西學后就忘。
　　近幾年，我院重視微生物實驗教學，加大了實驗設備的投入，將多種現代化教學手段和工具運用到微生物實驗教學上，如采用多媒體、顯微成像示教系統進行教學，提高了學生的學習興趣，加深了學生對所學內容的理解和記憶，不但豐富了實驗教學手段，而且規范了實驗教學內容，圖文并茂，使復雜問題簡單化，抽象問題具體化，從而增強了教學效果。此外，采用現代教學工具，利于改革微生物學的教學內容，建立科學的課程體系。
　　我院微生物學實驗課開設了幾個微生物的形態學觀察實驗，由于做實驗的班級多，實驗員準備實驗的工作量很大，因此每個形態學觀察實驗都只選取了幾樣典型菌作代表，讓學生自己制備標本，其余由實驗員準備標本，學生直接進行觀察。我院在改革教學方法后，對微生物學實驗的內容進行了相應的改革。如將原來單獨設置的幾個形態學觀察實驗合并在一起，作為一個完整的實驗，在做實驗前先播放多媒體課件，讓學生觀看各種微生物典型菌的形態照片，在剩下的時間里再讓學生自己動手制備標本，掌握一些簡單的標本制備法。實驗中利用顯微成像示教系統，引導學生細致觀察，在觀察中思考和分析問題，提出問題的解決辦法［５］。例如在觀察根霉的形態時，先引導學生觀察孢子囊和孢囊孢子，然后順著孢囊根尋找假根和匍匐枝。將從教師顯微鏡看到的特殊、典型的微生物圖像切換到大屏幕，讓全體同學共享。這樣既減輕了實驗員的工作負荷，又讓學生直觀地觀看到了更多種類的微生物的形態圖片，擴大了知識面，還減少了原來實驗設置中的重復操作，節省下來的課時可用于安排更多的研究設計型實驗，增加了學生動手動腦的機會。
　　3.實驗評價方法改革，完善實驗課程體系建設
　　微生物學實驗本來是一門實踐性和應用性很強的課程，應該以學生動手能力的表現和實驗效果為評價指標，但學生多，教師少，教師對學生缺乏了解。有的實驗教師在上完一學期的實驗課后，還認識不了幾個學生，所以微生物學實驗課程的評分都是以學生提交的實驗報告為主要依據，這樣就造成了學生輕實驗操作，重實驗報告的不良局面。問題包括：不少學生僅追求實驗報告寫得長和整潔，部分學生抄襲他人的實驗報告，甚至少數學生為得到一個所謂的“好”結果而篡改數據，等等。因此，建立合理的多重考核體系對樹立學生正確的科學觀，培養學生的分析問題、解決問題的能力和獨立創新能力有重要意義。因此我們對現有的實驗評價體系進行了改革，增加了平時實驗中的參與和表現的考核，如微生物畫線分離法，要求每位學生進行平板和斜面畫線，分離出單個菌落。在課程結束之后通過實驗技能考試對學生逐一進行考核。這樣就避免了部分學生始終處于支配角色，一些學生機械操作，消極地應付實驗，沒有學習到實驗技能的問題。
　　4.強化學生科研意識，科研活動與教學相結合
　　緊跟學科發展是培養創新型人才的途徑，激發科學研究的興趣是培養創新型人才的動力，實驗技能的訓練是培養創新型人才的基石。在微生物學實驗教學初期，我們讓學生參與實驗準備，盡量增加學生動手操作的機會、加深印象；在大三、大四期間，我們讓學生根據自己的興趣或結合指導教師的科研課題自主選題，利用課余時間，進入實驗室，在教師的指導下，開展綜合型、設計型、探索型實驗進行研究性和創新性學習，培養學生的科學素養和動手能力及創新精神。同時鼓勵學生積極申報開放實驗室項目，讓他們的濃厚興趣得以延伸。進入實驗室學習的學生都能提前完成畢業論文，而且畢業論文質量較高，部分學生的論文或綜述已正式發表。這對提高人才培養質量和教學質量起到了積極的推動作用。
　　總之，微生物實驗教學改革是一項細致、長期的工作。只有不斷學習和實踐，及時總結，進一步在微生物實驗教學上改革和探索，才能更加充分調動學生的積極性，使之成為具有較強綜合能力的人才。
　　
　　參考文獻：
　　［1］張美香，馬同索，劉坤，張紅兵.夯實基礎，培養能力——普通微生物學實驗點滴體會［J］.微生物學通報，2008，35，（6）：963-966.
　　［2］葛紅蓮，王紅星.微生物學開放性實驗教學的探究與實踐［J］.考試周刊，2011，27：189-190.
　　［3］汪正清，胡曉梅.培養學生創新能力的微生物實驗教學體系實踐［J］.中國高等醫學教育，2009，1：83-85.
　　［4］趙斌，何紹江.生物學實驗［M］.北京科學出版社，2002：38-139.
　　［5］胡國元，胡婧.微數碼互動實驗室系統在微生物學實驗教學中的應用［J］.武漢工程大學學報，2010，10：103-105.
　　
　　基金項目：武漢工業學院微生物學校級精品課程。