制藥工程專業微生物學設計性實驗的探索與實踐

摘 要 近幾年在為制藥工程專業微生物學開設設計性實驗的過程中，如何為學生選擇設計性實驗的題目和研究的內容、如何對學生及實驗室進行管理、對學生如何進行考核等等問題探索出了一些解決的辦法，并在實踐的過程中取得了很好的教學效果，對學生的綜合素質和實驗室的管理水平都有明顯的提升作用。

關鍵詞 制藥工程 設計性實驗 綜合素質

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

2008年西北農林科技大學為了與國家對大學生培養目標相一致，對各專業的培養方案和培養目標進行了修訂。根據國家“厚基礎、寬口徑”的培養目標，制藥工程專業新的培養方案中加大了對基礎課如大學英語、高等數學、化學、物理等基礎課的課時量，而對于專業基礎課和專業課的課時量則大大地壓縮。由于新的培養方案的實施，導致各門課程都要重新修訂新的教學大綱，以適應新的培養方案。在制藥工程專業微生物學新的教學大綱修訂的過程中重點考慮到課時量的縮減對所講內容以及課程實驗的影響，特別是在微生物學實驗教學大綱的修訂過程中考慮到既要保證學生能夠學到有關微生物學的基本技能外；又要滿足國家在《普通高等學校本科教學工作水平評估方案（試行） 》中，對實驗教學提出的要開設綜合性、設計性實驗的要求；更重要的是要與制藥工程專業特色相結合，為學生后續學習制藥工程專業的專業課做好鋪墊，所以在實驗教學大綱的修訂過程中注重開設了“設計性實驗”一欄。

1 設計性實驗的選題依據與內容設計

所謂的設計性實驗是指給定學生實驗目的、要求和實驗條件， 由學生自主設計實驗方案加以實現的實驗，所以設計性實驗對于學生來說具有了更多想象的空間和執行的自由度。對于設計性實驗如何選題，實驗內容主要體現那些方面就是教師要慎重考慮的內容。對于制藥工程專業的學生來說，設計性實驗既要保證學生有能力去完成它，又要體現出設計性實驗與以往所做的驗證性實驗的不同，更重要的是要在學生做實驗的過程中能夠領悟到此實驗與“制藥”息息相關，體現出了專業的味道。根據近幾年對設計性實驗的多次實踐，我們確定了設計性實驗的研究內容為“微生物與微生物的拮抗關系”。

1.1 內容符合教學大綱，學生有能力自主完成

在設計性實驗開設之前，學生已經掌握了基本微生物學的操作技能，如：認識了不同微生物的菌落特征和結構特點；掌握了不同類型微生物培養基的制備、消毒與滅菌；無菌操作技術以及培養了學生的無菌操作概念；更重要的是，學生在做設計性實驗之前剛剛做了一個綜合性大實驗“土壤微生物拮抗菌的篩選”，在此實驗中，學生已經能夠熟練地把有關微生物學的操作技能綜合應用，培養了學生初步對“整體性實驗”的認識，為設計性實驗的順利開設提供了保障。

1.2 內容新穎，與制藥工程專業緊密結合

在“微生物與微生物的拮抗關系”這個設計性實驗中，提出的實驗內容是：（1）要讓學生通過皿內對峙法了解不同微生物的關系（細菌與細菌、細菌與真菌、細菌與放線菌、放線菌對放線菌、放線菌對真菌、真菌對真菌），關于菌種實驗室會提供上百種菌源，學生自主選擇；（2）對已知有拮抗關系的兩種微生物（要求其中一種為常見的植物致病菌），要求學生通過組織法，進一步確定它們的拮抗關系；（3）對第二步篩選出來的拮抗菌進行發酵處理，用發酵液處理致病微生物，看看療效如何。

如果學生能夠順利地將上述實驗做下來，學生既深入了解了微生物與微生物的拮抗關系，又初步領悟生防菌、發酵、生物測定等等概念，為以后學習制藥工程專業的專業基礎課打下了良好的基礎。

2 設計性實驗的實驗室管理

設計性實驗與驗證性實驗和綜合性實驗不同，設計性實驗教師只提供給學生實驗目的、實驗內容，至于實驗如何設計，要靠學生自己去設計和完成，這里面會有很多學生自己的想法要在實驗中體現；實驗要想順利完成需要花費學生大量的時間，占用很長時間的實驗室；學生自己無法獨自完成，要依靠小組內的各個成員協調完成；各小組可能由于選擇菌源的不同，后續的實驗也不同，對于實驗室管理人員來說，如何準備實驗也是一個難題。經過近幾年的探索，實驗室已經找到了很好的辦法來解決以上問題，其核心是要嚴格要求學生遵守實驗室操作規范，主要體現在以下幾點：

2.1 自由分組，組長負責制

要求學生自由選擇組員，5至6個人為一組，選出組長一名，組長負責實驗的設計與執行。在做實驗的過程中，由于持續時間較長，組長要負責安排好時間，對各個組員進行分工；組長要與實驗室管理者經常溝通，協調好占用實驗室的時間，以免與學生的其它實驗相沖突；組長就實驗的進展情況要及時與教師溝通，對實驗中可能出現的問題要早發現、早解決，保證實驗能夠順利完成。

2.2 參與準備實驗

由于學生個體的差異，菌源的不同，學生在做實驗的過程中可能用到的實驗儀器、藥品、材料等都會有所不同，為了保證實驗能夠順利完成，要求小組成員要與實驗員溝通好，參與到實驗的準備工作中去。

2.3 操作規范統一

雖然在前面的驗證性實驗和綜合性實驗中一些常規的微生物學操作技能都已掌握，但是設計性實驗充分體現了學生的自主和能動性，所以要嚴格要求學生遵守實驗室的各種規定、掌握操作規范，組間和組內協調統一，以保證實驗能夠安全、順利地完成。

3 設計性實驗的成績考核

設計性實驗由于其靈活性和結果的多樣性，其考核方法也與普通的實驗有所不同，經過多年的探索，對于設計性實驗如何考核，總結出了以下幾點：（1）每組只需要上交一份實驗總結報告，組長負責對實驗報告進行答辯，在組長答辯過程中，組員可以協助組長回答問題；（2）教師根據答辯情況，以及該組的實驗設計、實驗結果、團隊合作、操作規范等情況對改組進行打分；（3）設計性實驗的成績占總實驗成績的30%。

4 設計性實驗對學生綜合素質的培養

設計性實驗從頭至尾如：實驗的設計、實驗的準備、實驗的實施、問題的解決、實驗結果分析以及答辯，無不體現了學生知識的全面性、動手能力的強弱、解決問題的能力、與人溝通的能力、語言表達的能力等等，是學生綜合素質的一個全面體現。通過近幾年設計性實驗的開設，發現學生與教師的溝通能力、學生的動手能力、發現問題和解決問題的能力都明顯加強，學生的綜合素質得到了全面的提升。

4.1 提高了學生的自主學習能力、創新思維能力

由于設計性實驗的設計要靠學生自己去完成，所以學生需要運用以前所學的知識，來實現自己想要的實驗結果。要想完成實驗目的，學生需要學習很多知識，這包括向老師學習、實驗管理員學習、與微生物學相關的課程學習等。這些都要求學生要有主動學習的動力和能力，并要有豐富的想象力才能夠實現，大大提高了學生的學習興趣，一改往日課堂上的沉悶氣氛，學生自主學習能力明顯提高。

4.2 對實驗的整體性有了更深層次的理解

以往的實驗都是一個個驗證性實驗，實驗在未做之前就已經知道了實驗結果，并且一個實驗與另外一個實驗是獨立的，沒有相關性。學生很難通過實驗，領悟到微生物學各個知識點的相關性，微生物與微生物之間的混居雜生，以及因果難連的現象。通過設計性實驗，使學生在綜合性實驗和設計性實驗的基礎上，對實驗的整體性有了更深層次的認識。

4.3 具有了團隊合作精神

每個人要想完成一件事情，無不存在著與其他人之間的相互合作。通過設計性實驗的實施，使學生從實際中體會到了與人合作、與人溝通的重要性，要想僅憑一己之力就想成就一番事業，是根本不可能實現的。

參考文獻

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