工科院校微生物學實驗教學模塊的構建與實踐

摘 要 針對我校環境與生物工程專業微生物學實驗課程，根據教學內容和專業特征，設計建立“寬基礎，活模塊”的實驗教學模塊，改革實驗教學方法，完善實驗教學考核體系，對提高學生基本操作能力，促進學生創新應用能力及獨立從事科研活動能力等起一定作用。

關鍵詞 工科 微生物學 實驗教學模塊

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

近年來許多地方高校超常規發展，加上科學技術與社會進步，傳統的教學模式已經不適應現代教育要求，特別是對于工科專業的實驗教學方面矛盾更為突出，主要表現為：大學教學內容與企業生產實踐相脫節，學生綜合素質（如團隊精神、協作能力等）與企業要求存在差距，特別是企業對畢業生的實驗技能、問題解決能力和實踐經驗都提出了更高的要求。這些都影響了人才的培養質量，造成高校畢業生就業形勢日益嚴峻。

微生物學是生物工程、環境工程、制藥工程、食品工程、發酵工程等專業學生必修的一門專業基礎課程，是一門應用性和實踐性很強的學科。微生物學實驗又是微生物學教學的重要組成部分，具有直觀性、實踐性、綜合性、探索性和啟發性等特點，其具體內容和設置對于開拓學生對該專業研究與應用的視野，促進不同學科間的融會和交叉，提高學生研究與應用的創新能力，具有重要的作用。①因此構建有利于培養學生綜合素質的微生物學實驗教學新模式非常必要。我校根據工科專業的教學要求與培養目標，針對微生物學實驗教學中存在的突出問題，從2010級生物工程、環境工程專業本科生開始，就實驗整體內容、實驗教學方法和實驗教學考核進行改革，構建了模塊式實驗教學新體系，完善了實驗教學考核體系，提升了微生物學實驗教學的質量。

1 整合教學內容，構建模塊式實驗教學

模塊化教學是一種國際公認的應用型人才培養模式范例，與傳統教學相比形式靈活，可以根據學科發展趨勢，增補新的教學內容。②針對傳統微生物學實驗教學體系的不足，我們將實驗課程模塊分為：經典性、綜合性、設計應用性三大實驗教學模塊，設計出“厚基礎、寬口徑”的實驗教學模式，注重實驗教學內容的基礎性、實用性、學科性，將理論教學與實踐教學相融合，形成教、學、研一體化教學模式。

1.1 經典性實驗課程模塊

微生物學基礎實驗模塊在課程開設的時間上力求與理論課教學時間達到一致，經典通用性實驗課程由簡單的驗證與培養觀察實驗組成，約占總實驗學時的30%。在教學內容的安排上，以驗證型實驗為主，強調微生物學中微生物制片及染色技術、光學顯微觀察技術培養基配置滅菌技術等、無菌操作技術、讓學生對微生物的形態、群體特征有直觀的認識，對微生物無菌操作、培養、觀察方法有一定的理解和掌握。

1.2 綜合性實驗課程模塊

微生物學綜合實驗模塊是在微生物學經典實驗基礎上開設的一門專業設計性實驗課程，目的是進一步提高學生的實驗技能，提升學生專業素質與思維能力。在教學內容上主要安排有：土壤中不同類型微生物的分離和純化、水中細菌總數與總大腸菌群的測定、環境及人體表面微生物的檢測、環境因素對微生物生長的影響、微生物鑒定中常用的生理生化試驗等，約占總實驗學時的40%。

綜合性實驗課程模塊以掌握微生物的培養、分離、鑒定與分析為重點，將經典性實驗操作貫穿始終，使學生在掌握實驗技能的同時，學會收集、整理和分析數據結果。例如“環境及人體表面微生物的檢測”，要求學生采集不同地點（無菌室、實驗室、教室、衛生間、操場等）、不同人體部位清洗消毒前后的微生物，進行培養觀察及鏡檢，分析細菌數量差異較大的原因，在驗證微生物無處不在的同時，深刻理解和認識到微生物無菌操作的重要性。微生物無菌操作是整個實驗教學的核心，是實驗成功的保障。又如實驗“水中細菌總數的測定”，要求學生自主選擇采集水樣（如黃家湖湖水、生活污水、自來水、礦泉水、牛奶等），進行細菌學檢測，要求學生討論并分析不同水樣取樣方法、實驗結果準確性和可靠性，并參照國家衛生標準進行評價。

1.3 設計應用性實驗模塊

微生物學設計應用性實驗模塊要求學生自己設計實驗方案，并通過小組討論式教學法來完善實驗方案，以提高學生實驗的主觀能動性，將應用型、創新型人才培養模式真正落到實處。在教學內容上主要安排有：產蛋白酶菌株的篩選、微生物產沼氣試驗裝置設計制作及效果分析、微生物的誘發突變及篩選、牛乳巴氏消毒及酸乳的制作等。

該模塊實驗以學生為主體，教師不向學生提供現成的實驗方案，而是向學生提出實驗要求和目的，讓學生在課余查找文獻，經過自學在實驗前提出實驗方案，然后與老師探討實驗方案的正確性和可行性，并加以完善后放能實施實驗。如“產蛋白酶菌株的篩選”實驗，學生確定實驗方法后與老師討論菌株的來源、稀釋度的確定、菌落的鑒定等，又如“微生物產沼氣試驗裝置設計制作及效果分析”，學生預計自然發酵產沼氣效果不好，討論菌種類型及接種濃度對產甲烷效果的影響等。

民辦高校的實驗教學除了要求學生掌握基本的實驗技能，還應當培養學生的實際應用能力。我們嘗試運用開放式教學理念，積極鼓勵學生進行綜合性、應用性實驗研究，通過模塊式教學方式，提高學生的參與創新意識。

2 改革教學方法，注重實驗習慣培養

實驗課是培養學生養成良好的實驗習慣，培養提升科研素質和應用能力的重要訓練場所。因此在實驗課中教師通過教學方法的改良使學生養成良好學習習慣，包括：實驗安全規范教育、課前預習的習慣、嚴格無菌操作規范、規范實驗報告等。③

我校實驗室實行開放制，任課老師提前告知學生實驗安排，有興趣的學生可以與實驗員老師一起參與實驗的準備，并強調學生實驗前必須上交實驗預習報告。實驗課上要求學生統一穿著實驗服。學生操作前教師集中講解整個實驗的目的、原理、操作步驟及注意事項，預留2～3個思考題，讓學生一邊實驗一邊思考。實驗過程中盡量單人單組，最多2人一組，以提高學生動手頻次和操作熟練度，實驗老師隨堂巡視指導學生實驗操作，針對實驗操作及內容隨時提問，并記錄每位學生的實驗規范程度與問題回答情況。實驗完畢后學生必須上交原始的實驗數據，檢查合格后實驗才算完成。實驗結束前教師會總結本次實驗操作過程中存在的問題及不足，提醒學生謹慎注意，并概述下次實驗課內容，要求學生做好實驗預習及實驗前準備工作。

實驗報告是實驗教學中體現學生對實驗掌握情況的重要依據，反映學生的實驗歸納總結、數據分析以及思考辯證能力。實驗教師必須及時批改實驗報告，并在下次實驗中將批改后的報告分發給學生，講解實驗思考題，糾正分析報告中的錯誤和不足，能讓學生做好實驗的同時，學會反思，勤于總結。

3 完善實驗教學考核，建立考核評分體系

實驗課考核機制是實驗教學中不可缺少的一部分，鑒于以往學生學習偏重實驗報告的書寫、看重理論知識考試結果而忽略平時實驗操作技能與技巧的訓練，④我們對學生考核的內容與權重分為三部分：平時成績（40%）、實驗報告（40%）、實驗考核（20%）。為了避免抄襲實驗報告的情況發生，現在的考核方法中提高了平時成績在總成績中的地位，更改了過去實驗考核主要是教師根據學生的實驗報告來評定，使實驗成績充分反映學生的實際水平和教學效果。

其中平時成績由三部分組成，考勤管理占20%、預習報告占30%、實驗操作占50%。平時成績考核內容涉及實驗紀律規范，強調了實驗的預習和準備，加大了對實驗操作規范性的考量，是避免部分學生實驗課不動腦、少動手的壞毛病和提高教學管理水平的重要保證。實驗報告評分主要依據學生書寫報告的規范程度、認真程度以及實驗結果、討論與回答思考題的準確程度給予評分。⑤實驗考核分兩部分：理論考試主要側重于實驗原理、實驗方法、實驗操作中應注意的事項等進行筆試考試；操作考試主要由教師設計一個綜合性實驗，考查學生實驗技巧與規范程度。以上兩部分各占實驗考核成績的一半。

實驗教學考核評分體系的建立與理論教學考核目的不同，它往往讓學生融會貫通所學基本專業知識技能的同時，更重要的是培養學生解決問題思路方法和熟練掌握操作技巧，進而鍛煉學生克服困難精益求精的意志品格。⑥

4 結束語

實驗教學改革是一項長期的任務，系統構建工學院環境與生物工程專業微生物學實驗模塊的實踐與探索才取得初步成效，在今后的教學實踐中，我們將根據工科微生物發展的方向和特點，設計“寬基礎，活模塊”的實驗教學模塊，以適應民辦高校培養應用型、創新型人才的需求。

注釋

① 季淼，葉明，楊柳等.工科院校微生物學實驗教學改革與實踐[J].微生物學通報，2008.35（6）：977-979.

② 肖春玲，王安萍，鄒小明.微生物學模塊式實驗教學體系的構建與應用[J].井岡山大學報，2011.35（2）：127-131.

③ 范立梅.獨立學院微生物學實驗教學的改革和實踐[J].科教導刊，2013（1）：152-153.

④ 張茵，徐旭士，何偉等.微生物學實驗模塊“蛋白酶產生菌的篩選、培養和選育”的教改研究與實踐[J].微生物學通報，2010.37（11）：1698-1700.

⑤ 王素英，楊曉麗，韓克勤.模塊式微生物實驗教學體系的構建與實踐[J].實驗室研究與探索，2012.31（4）：108-110.

⑥ 蘇文金，周常義，蔡慧農.微生物學實驗教學改革的若干實踐[J].微生物學通報，2008.35（6）：983-985.