自主研究機制推進食品微生物綜合大實驗改革

摘 要：食品微生物綜合大實驗主要培養(yǎng)學生動手能力和解決實際問題的能力，整個實驗過程全部由學生自主完成。將自主研究機制引進綜合大實驗的改革，增加綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗，通過使學生自主安排設計并完成實驗，提高學生綜合實驗技能。自主研究機制培養(yǎng)了學生主動、開放、合作的能力，受到學生、教師及實習單位的好評。

關鍵詞：自主研究；食品微生物；綜合大實驗；實驗改革

食品微生物綜合大實驗實踐性很強，主要是注重培養(yǎng)學生的綜合實驗技能。這門課程是在培養(yǎng)學生具備普通微生物和食品微生物實驗技能的基礎上，將食品微生物領域有代表性的實驗技能綜合后開設的一門課。通過這門課程，主要強化學生對基礎理論知識的理解和運用，增強學生的動手能力，提高學生分析問題和解決實際問題的綜合能力。

食品微生物綜合大實驗在一個教學周內完成，期間實驗連續(xù)不間斷，從樣品的采集、實驗準備、結果觀察和結果分析連貫進行某一主題的實驗，整個實驗全部由實驗小組獨立完成。因此，在某種程度上，學生自主研究意識的強弱直接響實驗效果。近兩年的實驗改革中，自主學習機制被引入到食品微生物綜合大實驗中取得了良好的效果，學生主動參與實驗的熱情高漲，學生的查閱文獻能力得到鍛煉，微生物綜合實驗技能普遍得到提高，且在實習中受到校外實習基地和校本導師的好評。

一、自主研究學習的概念

自主研究學習機制，就是充分調動學生的積極主動性，將實驗的主動權交由學生。在以往的微生物實驗中，實驗課的內容多是驗證性的實驗，實驗基本是按照實驗指導書按部就班進行，是模仿過程，缺乏自主性和創(chuàng)造性，故而學生的學習熱情不高。同時，很多實驗過程是經(jīng)過實驗課教師事先準備好，學生只是就某個實驗點完成部分實驗，因而對實驗整個流程缺乏全面認識，這樣實際工作中就會缺乏整體規(guī)劃。

自主研究學習的引入，使學生成為整個實驗的中心，學生主動通過多種渠道獲取所學領域的知識，學習方式開放靈活。學生可針對某一主題主動探索、發(fā)現(xiàn)和構建知識體系。此過程中，教師只是學生學習過程的幫助者。自主研究學習機制可以使學生形成主動、開放、合作的特質，使學習過程更有創(chuàng)新性和批判性。

二、自主研究學習在大實驗中改革的應用

1.整合實驗內容，建立實驗框架

食品微生物實驗內容涉及非常廣泛，隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展，微生物檢測新技術也不斷涌現(xiàn)，食品微生物實驗內容也在更新，為了更好地讓學生在有限的時間內最大化地掌握基本實驗技能，同時了解最新研究動態(tài)，就需要從繁雜的實驗中選取針對性強、應用性廣、能代表發(fā)展趨勢的實驗研究內容，并將這些實驗內容拆解到各個具體實驗中，最終將這些實驗點串聯(lián)整合成一整套實驗框架。

食品微生物綜合大實驗主要是選擇了食品工廠、各大型檢驗機構中普遍檢測的微生物項目，如食品中菌落總數(shù)的檢測、大腸菌群的檢測、酵母和霉菌金黃色葡萄球菌的檢測、食品中沙門氏菌的檢測等。選擇了幾大類食品原料，比如肉與肉制品、奶與奶制品、蛋與蛋制品、水產(chǎn)食品、冷凍飲品飲料、海產(chǎn)類、調味品、冷食菜、豆制品、糖果、糕點、蜜餞類、罐頭等。根據(jù)不同種類的食品中易染菌的差異，重點分析檢測的項目也有差別。在同一檢測項目中比較國標第一法、第二法以及快速檢測方法的區(qū)別。在學生實驗的整個過程，中將樣品的取樣技術、前處理技術、顯微技術分離純化技術、無菌操作技術、培養(yǎng)基的制備和滅菌技術、生化實驗技術、微量生化實驗反應技術、實驗用品的滅菌處理、實驗結果觀察和辨別等技術加以訓練。

2.學生自主設計實驗整個流程

（1）自主檢索文獻。引入自主研究機制的主要目的就是要提高學生內化知識的能力。培養(yǎng)文獻檢索能力能夠有效地提升學生獲取專業(yè)知識的技能，可以使學生在短時間內，從海量的數(shù)據(jù)中高效地甄別，篩選對實驗有用的、最新的信息，同時快速對提取出的信息進行加工和重組，將外在的知識內化為自己的知識。因此自主檢索文獻對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新力和實踐力具有重要作用。綜合大實驗進行之前，學生自由分組，選擇所感興趣的食品樣品，通過圖書館、網(wǎng)絡等各種渠道，查閱最新的國標或行標以及最新的檢測方法和歐盟、美國的標準，比較不同標準之間的差別和限量標準。之后通過學生文獻匯總，教師指導選擇方法和標準。

（2）自主設計實驗流程。自主研究機制的引入打破了以往驗證性實驗的性質，實驗整個過程由學生從“物”和“時間”兩個方面自主設計。當學生選定需檢樣品后，根據(jù)樣品差異，從樣品采集、保存、前處理、所需檢測項目等方面綜合計算實驗過程中需要的實驗物品、試劑、設備等，進行“物”方面的總體設計。同時從需要檢測的項目、需要的對照組數(shù)以及不同檢測項目之間的銜接進行“時間”的設計。因所有檢測項目要在一個教學周期內完成，每個檢測項目培養(yǎng)時間和觀察結果時間的不同步性，需要學生對實驗流程進行周密的設計。自主設計實驗流程，需要學生對整個實驗過程非常了解，對每一個分析步驟的目的和意義清晰明了，對每個實驗過程的操作步驟有準確的把握。

（3）開放實驗室，自主完成實驗。引入自主研究機制，使學生的實驗時間不再局限于平常實驗課的三個課時，學生可根據(jù)自己的實驗設計開展實驗并隨時根據(jù)實驗進度調整實驗節(jié)奏。在整個綜合大實驗期間，實驗室每天開放10小時，如需要，在提前申請的情況下，可在其余時間對部分有需要的學生開放門禁系統(tǒng)，保證學生有充分自主的實驗時間。

（4）由學生自主完成所有實驗，強化實驗技能訓練。當學生完成充分查閱文獻并對實驗進行縝密的設計之后，學生將實施實驗方案。實驗實施之前，每組講解自己的實驗思路和安排，集體討論，分析方案的優(yōu)劣和出現(xiàn)的問題。進一步完善實驗設計之后，學生以組為單位到老師處領取物品，開始實驗。自主研究學習的過程中，依然要強化實驗技能的訓練。教師將具體的實驗技能以影像資料的形式放映，復習、鞏固所需技能。教師由主導主講角色轉變?yōu)橐龑А椭f(xié)助的角色，并在實驗各個環(huán)節(jié)保障實驗室的有序和安全。整個實驗過程中學生是實驗的主體，由學生完成實驗樣品的采集、保存、前處理、培養(yǎng)基的制備、結果的分析和觀察以及實驗報告的書寫。在實際操作過程中，技能模塊被打散再重新組合，從而有效地培養(yǎng)學生的綜合能力。

（5）公開討論實驗結果，培養(yǎng)準確判定實驗結果的能力。準確觀察實驗結果，對結果進行正確的統(tǒng)計計算是非常重要的實驗技能。微生物實驗中，很多實驗都要觀察微生物的生長量，微生物菌落的顏色、形態(tài)，培養(yǎng)基顏色的變化，是否產(chǎn)氣，是否有沉淀環(huán)及培養(yǎng)基的混濁程度等。這些都需要要有很豐富的實踐經(jīng)驗，才可以對實驗結果中微小的變化進行準確度把握。微生物綜合大實驗中，對比和討論不同組之間的實驗結果。因不同檢測樣品的限量不同，微生物菌量不同，操作步驟不同，故同一檢測項目的結果有較大差異。在自主學習的過程中，比較不同組之間的結果，讓學生學會觀察不同的結果并分析結果差異的原因，培養(yǎng)其準確辨別實驗結果的經(jīng)驗和能力。

（6）各組相互考核評分，形成良性競爭。自主研究學習，不是放任自由，沒有約束，對學習效果不評價。而是通過自主學習，調動學生的學習熱情和主動參與意識，讓學生在自主學習過程中將知識系統(tǒng)連貫融，理解掌握，內化為實際的實驗技能。自主研究學習中，考評是很重要的環(huán)節(jié)。微生物綜合大實驗中，每個步驟都有對學生實驗態(tài)度、效果的考評。在查閱文獻階段，驗設計階段、實驗實際操作階段、結果觀察階段、實驗報告書寫階段，都讓各組之間互相評分。主要在于督促學生，形成良性的競爭循環(huán)。

三、結束語

食品微生物綜合大實驗是在普通微生物學和食品微生物學的基礎上，對學生微生物實驗技能的進一步提升。通過自主研究，學生自主設計實驗，自主完成實驗，并對實驗結果互動評判。在整個過程中，學生在科技文獻檢索，整體設計實驗，全局規(guī)劃實驗，實驗結果判斷和實驗報告書寫等方面的能力得到鍛煉和提升。形成了學生間主動、開放、合作的科研氛圍，提高了學生的綜合和創(chuàng)新能力。食品微生物綜合大實驗的改革受到學生、教師和用人單位的好評，取得了良好的效果。

參考文獻：

[1]唐赟，宋波.高師院校微生物實驗教學改革的實踐與思考[J].微生物學通報，2010，37（2）：295-298.

[2]董婷婷，張寶善，鄭戰(zhàn)偉，等.獨立思考能力在食品微生物實驗教學中的培養(yǎng)[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2012（1）：149-151.

[3]王革，張擁軍，朱麗云.項目教學法在食品微生物檢測技術課程中的應用[J].高等函授學報（自然科學版），2012，25（1）：49-50.

[4]劉石泉，趙運林，雷存喜，等.自主研究性模式改革微生物實驗初探[J].實驗科學與技術，2011（4）：118-120，187.

[5]馬群飛.微生物檢測的特點及新型檢測手段、標準的研究[J].分析與檢測，2011（9）：26-27.

[6]李速婷.在微生物實驗教學中開展自主設計實驗的探索與實踐[J].醫(yī)學教育，2007（12）：130.

作者簡介：張艷艷（1974— ），女，碩士研究生，實驗師，長期從事食品微生物研究和實驗室管理方面的工作。