微生物學(xué)實驗教學(xué)改革實踐

【摘 要】微生物學(xué)實驗是生物制藥專業(yè)、生物工程專業(yè)一門主要的基礎(chǔ)實驗課。在教學(xué)中根據(jù)制藥工程、生物工程的培養(yǎng)目標(biāo)及微生物學(xué)實驗室現(xiàn)有的條件合理安排實驗，用結(jié)合實際的方式來突出微生物學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課的特點，增設(shè)設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的興趣、加強對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，改變原來微生物學(xué)實驗教學(xué)中教師為主的模式，提高實驗課的教學(xué)質(zhì)量。同時改變傳統(tǒng)的微生物學(xué)實驗考核的模式，積極建立開放實驗教學(xué)平臺。通過微生物學(xué)實驗的革新，培養(yǎng)出既具有扎實理論基礎(chǔ)知識，又有較高實驗技能和實驗創(chuàng)造力的專業(yè)型人才。

【關(guān)鍵詞】微生物學(xué)實驗 教學(xué)改革 實驗技能

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）29-0034-03

微生物學(xué)是生命科學(xué)的一個重要分支，是制藥工程、生物工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的主要目的是引導(dǎo)學(xué)生走進微生物的世界，向?qū)W生講授微生物學(xué)的基本概念、知識、原理及規(guī)律等。而微生物學(xué)實驗課則是在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上促進學(xué)生對微生物學(xué)實驗基本技術(shù)理論的認(rèn)知，以及對于微生物學(xué)實驗基礎(chǔ)性操作的掌握。通過微生物學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)，希望與專業(yè)相關(guān)的學(xué)生重點掌握微生物的培養(yǎng)、形態(tài)觀察、分離純化等方面的基本技術(shù)，為培養(yǎng)生物制藥專業(yè)技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)，使學(xué)生能夠在實踐中掌握微生物學(xué)的基本理論、基本技能，微生物學(xué)與藥學(xué)的關(guān)系及微生物學(xué)在醫(yī)藥工程中的應(yīng)用。因此，做好微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)改革，對制藥工程、生物工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。

一 本學(xué)院開設(shè)的微生物學(xué)實驗課在教學(xué)中主要存在的問題

第一，微生物學(xué)是一門實踐性和應(yīng)用性很強的學(xué)科，是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要基礎(chǔ)。其獨特的實驗方法及技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域中有不可替代的地位，其所涉及的實驗技術(shù)廣泛滲透在生命科學(xué)的各個分支領(lǐng)域。而本學(xué)院開設(shè)的微生物學(xué)實驗課程所用教材滯后，實驗內(nèi)容陳舊孤立。現(xiàn)今的實驗教材與十幾年前的實驗教材相比，并無太大突破，實驗與實驗間缺乏聯(lián)系、孤立存在，不利于學(xué)生對知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和整體性的掌握。

第二，本學(xué)院開設(shè)的微生物學(xué)實驗主要分成三種形式，一種為必修課實驗32學(xué)時（制藥工程專業(yè)），一種為必修課中實驗12學(xué)時（生物工程專業(yè)）、第三種則是選修課中實驗8學(xué)時（化工、輕工等其他專業(yè)）。實驗安排課時不合理，與學(xué)科發(fā)展方向不能夠很好地匹配，課程實驗內(nèi)容不夠全面，學(xué)科交叉性不夠突出，無法使學(xué)生對于該領(lǐng)域有一個宏觀的認(rèn)識。

第三，教學(xué)模式不能突出學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生依賴講義、按部就班地進行實驗操作，限制了學(xué)生的獨立思考，缺乏創(chuàng)造性。課時安排緊張，實驗往往以小組形式的方式進行，每次開課最多安排8組實驗，一組3～5名學(xué)生，導(dǎo)致不是所有的學(xué)生都能夠積極地動手操作。

二 針對問題提出相應(yīng)的對策

本研究針對本學(xué)院微生物學(xué)實驗課程所面臨的問題，通過對實驗課程的改革來幫助學(xué)生加深對知識的理解，幫助學(xué)生較好地掌握動手操作能力，幫助學(xué)生養(yǎng)成獨立思考問題的能力，幫助學(xué)生初步體會什么是科學(xué)研究，開拓學(xué)生的思維，增強學(xué)生對于學(xué)習(xí)微生物學(xué)的熱情。通過一系列的創(chuàng)新改革，對培養(yǎng)學(xué)生解決生物工程、制藥工程交叉領(lǐng)域?qū)嶋H問題的能力具有重要意義。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，我們對實驗課程的教學(xué)內(nèi)容、手段及方法進行了一系列的革新嘗試。

1.通過微生物學(xué)實驗大綱的更新，合理分配實驗課時

首先，對教學(xué)方案和實驗內(nèi)容編排進行了必要的改革，將原有的必修課32課時重新進行分配。在學(xué)時數(shù)相對充足的情況下，將原有的32個學(xué)時8個實驗重新分類，分別為：基礎(chǔ)性實驗、設(shè)計性實驗、創(chuàng)新性實驗。

基礎(chǔ)性實驗包括以下四個實驗：（1）培養(yǎng)基的制備和滅菌（包括多種培養(yǎng)基的制備、消毒與滅菌的區(qū)別）；（2）微生物的接種、培養(yǎng)以及無菌操作技術(shù)（包括斜面、平板的接種技術(shù)、菌種保藏技術(shù)）；（3）微生物的染色及形態(tài)觀察（包括顯微鏡的使用和顯微鏡計數(shù)、四大微生物形態(tài)觀察）；（4）細(xì)菌生長曲線的制作。四個實驗基本涵蓋了微生物學(xué)實驗基礎(chǔ)操作的必要技能，符合微生物學(xué)研究的思路，保證了學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)的連貫性，基礎(chǔ)實驗課時占總課時的1/2。

新增1～2個簡單可行的設(shè)計性實驗，保證學(xué)生整個過程的接觸，讓學(xué)生建立從課前文獻查閱、實驗設(shè)計到實踐操作等系統(tǒng)化的實驗步驟，鍛煉學(xué)生的綜合操作能力，初步培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、綜合分析問題的能力，為之后的獨立完成畢業(yè)論文打下堅實的基礎(chǔ)。實驗教師則根據(jù)學(xué)生提交的設(shè)計方案給出可行性的修改意見。可供選擇的設(shè)計性實驗包括：（1）產(chǎn)纖維素酶和半纖維素酶菌株的篩選及產(chǎn)酶實驗；（2）土壤中微生物的分離、純化與鑒定；（3）藥用真菌的液體培養(yǎng)和固體栽培；（4）乳酸菌的分離、培養(yǎng)基酸奶的制備等實驗。設(shè)計性實驗安排在基礎(chǔ)性實驗之后，占總課時的1/4。

創(chuàng)新性實驗則是根據(jù)目前制藥工程系中教師們在研的課題中的關(guān)鍵實驗環(huán)節(jié)，以學(xué)生參與的方式開展創(chuàng)新性實驗。與微生物學(xué)領(lǐng)域前沿科學(xué)研究的接觸，不但能開拓學(xué)生的思路，而且能夠增強學(xué)生對于微生物學(xué)實驗的熱情，創(chuàng)新性實驗安排在設(shè)計性實驗之后，占總課時的1/4。學(xué)生們在參與創(chuàng)新性實驗后，可以在相關(guān)教師的幫助下，申報校級或省級的大學(xué)生創(chuàng)新課題和大學(xué)生挑戰(zhàn)杯創(chuàng)業(yè)計劃大賽等項目，不但鼓勵了學(xué)生的積極參與性，同時為其今后的發(fā)展提供一個良好的平臺。

其次，對于微生物學(xué)課中實驗以及選修課的課中實驗，積極與理論課的教師進行溝通，做到實驗課程的安排與理論課的講授內(nèi)容同步。在以往的課中實驗中，常出現(xiàn)實驗課開始的時候理論課的內(nèi)容還沒有銜接上，導(dǎo)致學(xué)生對于課中的理論知識得不到一個很好的實踐機會。由于課中實驗的課時安排緊張，因此對于非本專業(yè)學(xué)生的要求也相對較低，但也要保證四個基礎(chǔ)性實驗的開展。而對于設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗，則可以通過興趣小組的形式向其他專業(yè)學(xué)生開放，利用晚上或者周末的時間對全院各專業(yè)的學(xué)生開放，通過增加實踐分來鼓勵學(xué)生積極地參與到微生物學(xué)實驗興趣小組。

2.建立完善的課程評價體系

隨著實驗課的集中授課，傳統(tǒng)的微生物學(xué)從實驗內(nèi)容的選取、實驗思路的設(shè)計、實驗器材的準(zhǔn)備都是實驗老師為主導(dǎo)，一手包辦。在課堂上學(xué)生只需要按照老師提供的實驗步驟按部就班地完成即可，這樣使得學(xué)生很容易養(yǎng)成一種依賴思想，最直接的反應(yīng)就是課前不預(yù)習(xí)，課中不集中精神、不思考，甚至不動手（微生物學(xué)實驗常常按組分配，往往出現(xiàn)一個人動手實驗，部分學(xué)生袖手旁觀，最后實驗報告以一人的結(jié)論為準(zhǔn)）。導(dǎo)致這樣的結(jié)果與實驗考核方式有很大關(guān)系，一般都是通過實驗報告書面反映成績，實際操作中實驗報告書面成績占到70%以上，大家資源共享，實驗報告內(nèi)容雷同，實驗報告不能完全反映出學(xué)生的實際上課效果。因此，除了改革實驗課程內(nèi)容，建立一套完善的實驗課評價體系也是提高教學(xué)效果的重要條件。

第一，建立課前考核，現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)時代，與學(xué)生取得實時的聯(lián)系很方便。因此，每次開課之前，將要進行的實驗課的內(nèi)容提前發(fā)布給學(xué)生，讓學(xué)生提交實驗預(yù)習(xí)報告。在每節(jié)實驗課前增加15分鐘的考核時間，將本次實驗的幾個關(guān)鍵要點、步驟等設(shè)計成幾個簡單的填空、選擇和問答題，現(xiàn)場作答，預(yù)習(xí)實驗報告和評改統(tǒng)計成績占學(xué)期總成績的20%。

第二，在實驗課程過程中，實驗教師對學(xué)生實驗操作的過程進行近距離的指導(dǎo)和觀察，加強課堂實時的記錄，每次實驗課對每個學(xué)生進行打分。提供實驗所需的所有器皿、試劑等材料，讓學(xué)生自己搭建實驗平臺，不再是課前老師按小組給大家準(zhǔn)備好。對實驗操作規(guī)范、實驗效果較好的學(xué)生做好圖片記錄，在下次實驗課的過程中利用多媒體的方式向?qū)W生展示，讓學(xué)生互相學(xué)習(xí)。實驗課中的操作評價占學(xué)期總成績的30%。

第三，期末考試不再簡單地以開卷答題的方式進行，而以實際操作打分的方式替代，在實驗期末考試時，選擇無菌操作、顯微鏡的使用、接種、微生物分離純化等項目通過抽簽的方式讓學(xué)生進行期末考核。學(xué)生在完成實驗考核的同時，要求現(xiàn)場完成一份實驗報告，這樣既能檢查實驗教學(xué)成果，也能夠促進學(xué)生的主動性，期末考核占學(xué)期總成績的30%。

第四，實驗報告的合理書寫，從書寫格式、實驗數(shù)據(jù)等方面進行綜合評價，實驗報告成績占學(xué)期總成績的20%。

通過一系列的考核方式的完善，讓實驗報告的成績比例從原先的70%降低為20%。新的評價方式多樣、注重實驗過程，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性得到提高。

3.改變傳統(tǒng)師生課堂教學(xué)的交流模式

在實驗課教學(xué)中，要改變傳統(tǒng)的老師按講義步驟來講解實驗課程，在提供必要的實驗材料、器皿、儀器設(shè)備的同時，在教學(xué)中要增設(shè)一些疑點難點，讓學(xué)生能夠在實驗過程中自己解決難題。當(dāng)學(xué)生提出問題的時候，要鼓勵學(xué)生多進行獨立思考，要鼓勵學(xué)生相互討論，通過實驗過程的探索，共同找尋解決方式。

教師要參與到學(xué)生的實驗中，一起動手、一起討論，要挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，善于提問，抓住學(xué)生實驗課程中的重點與難點。在學(xué)生面對實驗失敗的時候，要多引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生克服困難、正視失敗的能力，耐心地分析失敗的原因，并利用成功的實驗結(jié)果給予學(xué)生正面的教育。

通過以上一系列改革，我們相信，只要不斷地進行實驗教學(xué)模式的改革探索，微生物學(xué)實驗室一定能夠成為培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新精神的多功能實踐教學(xué)基地，使實驗教學(xué)質(zhì)量大大提高，為今后實驗課程的開展、學(xué)生畢業(yè)論文的順利完成提供保障。希望我們的實驗教學(xué)改革能夠不斷完善，為培養(yǎng)出具有扎實理論基礎(chǔ)和較高實驗創(chuàng)新能力的未來生物制藥之星而努力。

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〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕、汪二款〕