微生物學自主設(shè)計性實驗教學的探索與實踐

【摘要】探討了微生物學實驗教學中開展學生自主設(shè)計性實驗的實施步驟及其與傳統(tǒng)的實驗教學方法相比具有的優(yōu)勢，分析了開展設(shè)計性實驗過程中需要注意的問題。教學實踐證明，自主設(shè)計性實驗?zāi)芴岣邔W生的學習能動性，在培養(yǎng)學生動手動腦能力及科學思維等方面具有明顯優(yōu)勢，是實驗教學改革的一個方向。

【關(guān)鍵詞】微生物學;自主設(shè)計性實驗;教學改革

微生物學實驗是微生物學教學的重要組成部分，通過微生物學實驗教學，不僅能使學生了解和掌握微生物學實驗基本方法、基本操作技能，而且也為學生深入學習微生物學及相關(guān)學科奠定了基礎(chǔ)。同時，對培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新思維能力及理論聯(lián)系實際的能力起著非常重要的作用[1]。所以，微生物學實驗教學是培養(yǎng)優(yōu)秀生命科學人才的一個重要環(huán)節(jié)[2]。以往我校開設(shè)的微生物學實驗主要包括顯微鏡技術(shù)、微生物染色技術(shù)等微生物學基本實驗技能。由于這些傳統(tǒng)的實驗多以教師為中心，學生沒有參與實驗設(shè)計和實驗準備，課堂上只是很機械地模仿和驗證，極大的束縛了學生的創(chuàng)造性思維，不利于學生獨立思考、綜合分析問題和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[3]。為了改善微生物實驗教學的效果，提高學生的自主能動性，筆者在完成微生物基本操作技能的教學后，嘗試開設(shè)了自主設(shè)計實驗。所謂自主設(shè)計性實驗，是指學生自己選題，自行設(shè)計實驗方案、準備實驗儀器和藥品，獨立進行實驗操作，獨立書寫實驗報告，總結(jié)實驗結(jié)果的實驗。整個實驗過程由學生獨立設(shè)計和操作，實驗中出現(xiàn)的問題由學生自己設(shè)法解決。因此，大大提高了學生的積極性和能動性，提高學了生分析問題和解決問題的能力，同時也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和團隊合作意識。經(jīng)過幾年的教學實踐，取得了良好的效果。現(xiàn)將開展學生自主設(shè)計性實驗的一些做法和體會報告如下。

1、自主設(shè)計實驗的實施過程

1.1學生分組、選題

根據(jù)學生的學號和實驗座次進行分組，每組3～5人[4]。實驗以小組為單位，小組成員通過討論確定感興趣的實驗項目。在這個環(huán)節(jié)，教師應(yīng)根據(jù)實驗室的條件和學生的能力水平，結(jié)合學生所學專業(yè)，對學生的選題進行指導(dǎo)，既保證所選擇的實驗項目不能過大過難，超出學生的基本操作能力和知識水平，使學生喪失信心，也不能過小過于簡單，難以達到“設(shè)計性”實驗的目的。選題的一般原則是以學生已經(jīng)掌握的基本知識為基礎(chǔ)，有利于學生將已學過的知識系統(tǒng)化和實用化，有利于啟發(fā)學生探究學科理論。

1.2查閱文獻、設(shè)計實驗方案

每個小組在確定實驗項目后，通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等查閱有關(guān)資料、文獻等，對所查閱的文獻資料進行歸納總結(jié)，制定詳細的實施方案。在完成實驗設(shè)計后，教師組織學生在教室中利用多媒體向全班同學展示實驗內(nèi)容，包括實驗的目的、原理、步驟、可能遇到的問題及解決的措施等，與全班同學進行交流和溝通，使每個同學了解各個組的實驗內(nèi)容、原理和方法，拓展自己的知識面。

1.3實驗操作

學生按照實驗設(shè)計方案，獨立進行實驗。微生物實驗所用的培養(yǎng)基、染色劑、藥品等較多，且一般要進行微生物培養(yǎng)，時間跨度比較大。因此，實驗時要求小組成員科學安排實驗時間，合理分工、通力合作，同時在使用公共儀器設(shè)備和藥品等方面與其他組及時溝通，以免引起不必要的麻煩影響實驗進程。在實驗中出現(xiàn)意外或遇到困難，盡量獨立地處理、解決，必要時指導(dǎo)教師給予適當?shù)闹笇?dǎo)。在實驗的同時，小組成員要做好各項實驗的原始記錄，已備出現(xiàn)問題時查找原因和實驗結(jié)束后撰寫實驗報告。

1.4總結(jié)實驗結(jié)果，撰寫實驗報告

實驗結(jié)束后，應(yīng)及時對所記錄的實驗數(shù)據(jù)進行整理、歸納和分析，并按照科研論文的要求和格式撰寫實驗報告。如時間允許，教師可組織學生在多媒體教室內(nèi)進行論文答辯。

1.5考核評價

自主設(shè)計性實驗考核評價應(yīng)該對學生的設(shè)計思路、操作能力、綜合處理問題和分析問題的能力等做重點考察。在實驗之前就應(yīng)該向?qū)W生公布考評要求，考評指標要量化。

2、開設(shè)學生自主設(shè)計性實驗應(yīng)該注意的問題

自主設(shè)計性實驗要求學生獨立的設(shè)計實驗，調(diào)動了學生的積極性和能動性，提高了學生分析問題和解決問題的能力，同時也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神。然而，自主設(shè)計性實驗的開設(shè)也需要注意一些問題：

首先，自主設(shè)計性實驗持續(xù)時間往往比較長，且不同組同學的實驗時間一般不同，很多實驗可能會安排到周末或晚上。所以，為了保證自主設(shè)計實驗的教學效果，保證實驗室的安全，維持實驗室的正常運轉(zhuǎn)，要求實驗教師跟蹤每一組學生的實驗進程，這要比普通的實驗付出更多的時間和精力。

其次，自主設(shè)計性實驗時間較長，同時同學們還要兼顧其他課程，所以只能利用課余時間進行實驗，這就要求實驗室必須向?qū)W生完全開放。實驗室的開放提高了實驗室及其儀器設(shè)備的利用率[5]，但也提高了實驗教師的工作量，增加了實驗室的安全隱患，這就需要對實驗室進行規(guī)范化的管理，以保證實驗的順利完成。

第三，在學生分組時，盡量避免自愿分組。自愿分組往往會出現(xiàn)學習好的一組、關(guān)系好的一組、被剩下的一組等現(xiàn)象，導(dǎo)致小組之間的水平相差較大，實驗效果參差不齊。所以，應(yīng)采用按座次分組的原則，如每一排4個同學為一組，實現(xiàn)了不同學習成績的同學隨機搭配，同時規(guī)定自己的物品放自己的實驗臺上，實現(xiàn)實驗用品的科學管理，避免了物品被誤用等混亂現(xiàn)象。

第四，自主設(shè)計性實驗是以小組為單位進行的，但實驗過程中發(fā)現(xiàn)有的學生不動手不動腦只作旁觀者，更有個別學生鉆了自主設(shè)計實驗難以考勤的空子干脆不來實驗。這些都背離了開展自主設(shè)計性實驗的初衷。因此，需建立一套科學有效的實驗過程評價體系。

盡管自主設(shè)計性實驗在實施中存在一些不足，但我校多年的實踐證明，它有利于學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學生的動手能力和實際應(yīng)用能力，有利于學生綜合素質(zhì)的提高，應(yīng)該是實驗教學改革的一個方向。我們今后將繼續(xù)開展微生物實驗教學方法的研究，不斷嘗試設(shè)計性和綜合性實驗教學，緊密結(jié)合學生專業(yè)和社會生活的實際，以增強知識的實用性，從而提高學生的綜合能力。

參考文獻：

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資助項目：中國農(nóng)業(yè)大學煙臺研究院《微生物學》精品課程

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