《微生物工程實驗》課程教學改革與實踐研究

郎亞軍等

摘要

以提高學生的實驗操作能力，培養(yǎng)學生綜合分析、理論聯系實際能力為目標，從優(yōu)化實驗教學內容、建立有效教學模式、完善綜合考核方式等方面進行微生物工程實驗的教學改革，取得了較好的教學效果。

關鍵詞實踐教學；教學改革；教改效果

中圖分類號S-01文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）06-01893-02

AbstractIn order to enhance students operation ability and cultivate their comprehensive analysis ability linking theory to practice， the teaching reform was conducted from optimizing teaching content， establishing effective teaching models， perfecting assessment methods for improving teaching quality. The better teaching results were achieved.

Key words Experimental teaching； Teaching reform； Teaching effect

生物技術是21世紀帶動人類社會經濟發(fā)展的關鍵技術，其中以微生物為核心的生物技術的迅猛發(fā)展給人類帶來了巨大的經濟利益，成為新經濟的主要推動力。微生物工程是生物工程的核心，是其他生物工程技術轉產的關鍵，其基本理論及實踐研究一直備受關注。

微生物工程課程是生物技術專業(yè)的必修課程，它是以生物代謝和代謝控制為研究對象，與微生物學、生物化學、化學工程學和藥學等學科密切相關的交叉性學科[1-2]。微生物工程是實踐性較強的學科，實驗教學與理論教學相輔相成。大慶師范學院針對生物技術專業(yè)的特色，開設了《微生物工程實驗》課程，并設置為專業(yè)必修課。該課程的重要性在于對基礎理論的實際解析，為科研實驗的實施進行基礎訓練，培養(yǎng)學生基本的實驗操作技能及創(chuàng)新能力。筆者根據《微生物工程實驗》課程的特點，結合多年的教學實踐，從教學體會、教改措施、教學效果等方面對課程教學進行探討。

1 微生物工程實驗課程的特點

微生物工程實驗課程是圍繞理論教學內容而獨立設置的實踐課程，實驗內容涉及微生物菌種的選育、培養(yǎng)基的選擇及制備、發(fā)酵條件優(yōu)化、發(fā)酵過程控制、發(fā)酵液的預處理、產品分離純化等重要章節(jié)。因微生物發(fā)酵過程的連續(xù)性，使得微生物工程實驗的項目多為綜合性、設計性的大實驗。微生物工程的理論與實驗的研究與生物化學、微生物學、分子生物學、化學、遺傳學、細胞生物學等學科的發(fā)展聯系緊密，涉及多學科的理論基礎知識，因此在微生物工程實驗的教學過程中產生了諸多的教學環(huán)節(jié)。一個完整的實驗，實驗周期往往較長。微生物工程實驗的內容既與生物工程學理論緊密結合，又多與工業(yè)應用相結合，適合理工科生物技術和生物工程專業(yè)學生學習[3-4]。

2 實驗教學體會

微生物工程課程本身是實踐性較強的學科[5]，實驗課程是理論課程的有效補充，與理論結合密切的實驗教學能夠使學生充分理解理論知識，從而降低理論教學的難度，因此微生物工程實驗課程的教學效果直接影響理論教學的效果。然而，因各種因素的影響，在實際教學過程中存在著諸多問題。

2.1教學資源不足

教學資源不充足是許多高校都面臨的問題。由于客觀原因的存在，使得實驗課程實際運作受到一定程度的限制，主要體現在因學時少、人數多造成的實驗內容設置受限；因實驗經費短缺而造成的實驗材料不足；因教學環(huán)節(jié)多和實驗周期長而導致的實驗效果較差等。

2.2學時少、人數多

大學三年級是專業(yè)課集中開課的學期，學生各專業(yè)課程的學習時間安排緊湊。就微生物工程實驗課程特點而言，安排的學時遠遠不足，最終導致的結果就是在有限的實驗教學資源下，每組的學生人數增多，一定程度上減少了每位同學進行獨立操作的時間，不能夠達到較好的實踐訓練效果。

2.3考核方式不系統

按照學校以往的要求，作為實驗課程的考試，期末考試成績占60%，實踐考試成績占40%。這種方式的考核對學生實踐能力考查是不全面的，不能夠體現學生掌握實踐操作技術的真實水平，同時也容易給學生造成考核不公平的心理。

3實驗教學改革

3.1優(yōu)化實驗教學內容

完善的知識體系、合理的教學內容是實驗教學的基礎保障，直接影響學生對實驗原理的理解和實踐操作能力的培養(yǎng)。實驗內容的設置需要兼顧專業(yè)培養(yǎng)的技術要求和實際的客觀條件。

3.2合理編排實驗內容

知識系統、思路清晰、內容前沿的教學內容是教學質量的重要保障，而優(yōu)秀教材是教學內容選取的主要依據。根據微生物工程實驗課程的特點，結合理論課程需求與實驗條件的實際，選擇《發(fā)酵工程實驗指導》（陳軍，2013）、《微生物工程實驗》（陳必鏈、王明茲，2012）、《發(fā)酵工程實驗》（鄧開野，2010）等作為主要的參考教材，選取適當內容，重新整合編排了適合大慶師范學院生物技術專業(yè)的系列實驗內容，包括基礎驗證性實驗、基礎技術性實驗、綜合性實驗和設計性實驗四大部分。基礎驗證性和技術性實驗著重強化學生對理論知識的進一步理解；而就綜合性和設計性實驗而言，則側重培養(yǎng)學生靈活運用理論知識和操作技術的能力。

3.3精心制定教學大綱

實驗內容的有機整合是教學成功與否的關鍵，而教學大綱是教學過程的主要依據。為了強化學生的實踐操作，培養(yǎng)學生理論聯系實際的能力，在兼顧理論知識學習的同時，設置了大量綜合性和設計性實驗。學生3人一組，要求能夠根據具體實驗情況，在教師指定的實驗項目范圍內，獨立設計方案并安排實驗的順序，獲得理想的實驗結果，并獨立完成實驗報告，充分發(fā)揮自主性。

3.4建立有效的教學模式

教師對課程的熟悉是教學的基本要求，而在教學關鍵點、恰當處增加有趣味、實用的內容，助力學生的學習更為重要。有效的教學模式會使教師的教學思想輕而易舉地傳遞給學生，這一有效傳遞最終都會體現在學生學的質量上，進而體現教的質量。在以往的實驗教學過程中，為應對學時不足、實驗資源緊缺、學生人數多等問題，教師曾默認課一開始使勁講，講完之后馬上做，不會做就立刻指導的原則，結果是老師累、學生忙，學生很難掌握真正的知識。因此，針對這些問題，增加了實踐教學學時，加大了實驗資金的投入，進行了教學模式的改革。首先是在理論課上提前布置實驗課程內容，要求學生預習準備；其次，把實驗課各實驗項目開課的時間間隔增大，給學生留出預實驗的時間；再次，實驗課上改為由學生自己講解本次實驗項目的原理及方案，由老師進行補充及總結。實驗課劃分3人小組，增加學生實際操作的機會，加大技術熟練度。

3.5完善綜合考核方式

期末的考核是對學生學習的最終檢驗，是學習效果的檢驗，更是教學效果的檢驗。以往的實驗課程考核方式是各實驗項目的理論知識閉卷考試（占40%）和實驗操作現場考試（占60%）相結合。為更公平、更全面考查學生實驗課程的學習效果，建立了新的綜合考核方式，具體如下：①實驗項目的理論考核占20%，學期末閉卷考試，主要針對實驗項目的原理及關鍵知識點。②實驗操作考核占60%，實驗課程進行過程中即時考核，提前設計實驗考核點，隨堂提問、隨時考核、注重實驗技術實際掌握程度，避免應試突擊練習。6個實驗項目，在學期課程中每人最低考核5次，記錄成績，期末進行匯總。③平時成績占20%，主要觀測點是學生的出勤、課堂表現和實驗報告完成情況等。

4教改效果

經過兩輪實驗教學的實踐，幾乎每位學生，從課前實驗方案設計、實驗材料準備、預實驗、課堂實踐、課后總結及報告等方面，都獲得了充分學習和鍛煉，調動了參與實驗的積極性，提高了學生對實驗課程的學習興趣，很大程度上彌補了理論教學的不足。同時，培養(yǎng)了學生綜合分析、解決實際問題的能力，為培養(yǎng)具有生物技術的應用型本科人才打下了基礎。

參考文獻

[1]

曹軍衛(wèi)，馬輝文，張甲耀.簡明微生物工程[M].3版.北京：科學出版社，2012.

[2] 賀小賢.生物工藝原理[M].2版.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

[3] 任曉莉，趙潤柱，梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學改革與實踐[J].微生物學通報，2011，38（1）：127-130.

[4] 馬小魁，陶樹興，邰發(fā)道，等.微生物工程實驗課程建設與教學實踐[J].微生物學通報，2006，33（5）：165-168.

[5] 許波，黃遵錫，楊云娟，等.發(fā)酵工程實驗教學改革初探[J].微生物學通報，2007，34（3）：600-602.