從美國橋港大學微生物學實驗教學模式探討實驗環節的改革

孔芳，趙世光，楊超英，魏明，錢森和

?

從美國橋港大學微生物學實驗教學模式探討實驗環節的改革

孔芳，趙世光，楊超英，魏明，錢森和

（安徽工程大學 生物與化學工程學院，安徽 蕪湖 241000）

通過介紹美國橋港大學微生物學實驗課程的教學模式，結合國內的實際教學，從橋港大學的實驗教材、教學大綱、內容安排和考核方式等方面進行剖析，對我國高校的相關實驗課程教學改革進行了探討，提出國內高等院校如何提高教學質量，以及如何培養具有創新性國際化人才的若干建議．

微生物學；教學模式；實驗環節

對美國橋港大學（University of Bridgeport）工程科技學院開設的微生物學課程進行了考察．橋港大學教育采用小班教學為主，結合啟發式教學與創新性的教學模式，強調培養學生能力為主，提升理論教學和創新人才培養的實用性，具有典型的美式特征[1-2]．特別是在該課程的實驗環節設置上，如實驗學時設定、實驗內容安排以及綜合性實驗的進行保證了對學生能力的培養．而相比較而言，我國該課的實驗教學方法中存在諸多不足，對照不足之處，可以從國外的實驗教學中受益，得到有益于教學改革的寶貴經驗．

1　實驗教材編寫特點

橋港大學采用的微生物學實驗教材（Leboffe and Pierce：Microbiology laboratory theory and application，2ndedition）中使用大量的高分辨率的顯微照片及平板菌落圖，可以幫助學生理解與建立微生物的生長模式，圖片形象生動，還有微生物臨床病例學習案例等[3]．教材插圖質量高，加有圖注，用粗體強調關鍵部分，極易辨認，使學生易于理解與掌握，即使沒有教師指導，按照提前預習及手冊操作步驟實驗，也可獲得較為理想的實驗結果．同時可以激發學生學習微生物的興趣，并且可利用教材中大量圖例與自己實驗結果中的圖片比較，尋找差異，判斷實驗結果正確與否．如細菌對外界環境中氧濃度耐受實驗，分別將嚴格好氧培養、微好氧培養、耐氧培養、兼性厭氧培養及嚴格厭氧培養微生物的陽性和陰性結果對比說明，并將實驗結果以彩圖展示，使學生直觀地了解微生物對外界環境中氧的耐受實驗的基本原理和實驗結果，加深這部分內容的理解與掌握．而國內的實驗指導書編寫內容雖然也有實驗原理與實驗步驟，但大多缺乏清晰的黑白或彩色顯微圖片和模式圖，每一章節的內容銜接較零散，遞進編排性較差，很少有學生真正做到在實驗前認真閱讀及查閱文獻．

2　課程的高水平教學大綱

橋港大學的微生物學教學大綱是其國內教學大綱和教學計劃的完美結合體，包括對課程、參考書、文獻資料、每周理論教學、實驗內容、考核方式以及請假說明細節等內容的詳細講解，同時授課教師提供郵箱聯系方式．其目的是真正為課程服務．這種高水平的教學大綱保證了教學質量和學生的學習目標[4]．而國內高校對待實驗教學環節的重視度較低，大部分實驗只是理論教學的輔助，主要以沈萍[5]主編的《微生物學實驗》（第4版）作為教綱參考．如安徽工程大學的食品科學、生物技術、生物工程與環境工程等4個專業在同一學期開展微生物實驗，使用同一教材版本，并沒有根據各專業教學側重點的不同在實驗安排上顯示出其專業特色．

3　實驗內容安排

橋港大學微生物學課程共計5個學分，其中包括理論課3學分，實驗2學分，實驗安排為10個基礎性實驗和1個綜合性設計實驗．實驗教學在培養學生專業技能中具有雙重作用，一方面，幫助學生理解微生物學的基礎知識和基礎理論；另一方面，又可提高學生分析及解決實際問題能力．如綜合性實驗，要求學生查閱文獻，匯總與運用所學知識，分組自行采集不同地域的樣品進行微生物的分離純化及鑒定，結合不同的選擇培養基和篩選條件分離不同類型的微生物，通過形態染色觀察，生理生化指標等對獲得的微生物菌株進行菌種鑒定．這種自行設計性實驗對于激發學生的實驗興趣，提高科研創新能力非常重要．安徽工程大學微生物學課堂，依舊沿襲課堂教學+實驗教師講解+學生動手操作的模式，內容安排在有限的學時內完成，各實驗之間關聯性不大，學生難以體會實驗體系的完整性，對微生物實驗形成了枯燥無味、不成系統，甚至無用的印象．因此，國內需要將基礎驗證性實驗串聯起來形成網絡形式，鼓勵學生尋找出自己感興趣的菌種，并將純化分離的菌種保存在實驗室，在微生物綜合實驗中可將分離出的菌種進行系統化鑒定，充分認識基礎性實驗在科學研究中的應用．

4　實驗環節的特點

4.1實驗學時

在橋港大學課程的設置中，實驗課時的設置特點為：實驗學時飽滿，突出體現了學校在學生能力培養上的重視程度．在微生物學課程中，實驗課占該課程總學分的40%，實驗安排的時間為每周6 h，而理論課時每周3 h，實驗總學時超過了講課總學時．安徽工程大學在壓縮本科生專業基礎課學時的情況下，為保證講課學時，只能壓縮實驗學時，有時甚至為節省時間將2個無關的實驗拼湊在一起完成．因此，國內各高校盡管意識到需要加強學生實踐創新能力的培養，而在具體實施中，卻不能保證基本的實驗學時．

4.2實驗進行方式

4.2.1學生的學習主動性橋港大學實驗課程的教學計劃及學習資料會提前公布在校園網上（Bridgeport.instructure.com），注冊的學生可到網站下載，在實驗前2周，根據實驗要求提前預習準備，這樣在上課時師生互動頻繁，實驗氣氛活躍愉快，實驗內容不僅緊扣理論教學，而且具有趣味性與啟發性，激發了學生的好奇心與學習興趣．而在安徽工程大學的大班實驗教學中，大多數學生對實驗的重視程度遠遠不夠，或者對實驗課興趣不高，甚至有的學生在實驗前連實驗指導書都沒有看過，有的學生即使準備了預習報告，也存在抄襲現象，實驗過程敷衍了事，有些學生甚至在實驗完成后都不理解實驗結果的意義，對實驗過程中出現的問題在實驗報告中也未能正確闡釋．這樣做不但限制了學生的主動性與創造性，而且還助長了部分學生對實驗講解的依賴性，使實驗完全變成了一個按指令進行的被動的操作過程．因此，要求學生寫好并做好實驗預習報告，寫清實驗目的，簡述實驗原理，擬定實驗步驟，畫出實驗流程圖，甚至能對指導書上的實驗方案提出質疑，預測實驗結果及解答思考題等，對增強學生對實驗本身的感性認識，提高分析及解決問題的能力具有重要作用．

4.2.2提高實驗效率，引導學生完成特定目標的探究式學習方式由于橋港大學學生在開學初就制定好詳細的學習計劃，而所用的參考書都將是所開課程所要傳遞的觀點與理念，其數量較多，且質量較高．由于實驗課前學生已經預習，因此實驗課上教師引導學生通過觀看視頻，花較少的時間講解，并用提出問題的方式引出實驗主題，學生在實驗過程中勿需死記硬背操作步驟，即使出現失誤也能及時發現，不用重做，可以避免學生在實驗過程中的盲目性，并且可在不增加實驗學時的情況下，節省時間并豐富實驗內容．

4.2.3培養學生的探索和研究能力，提高學生的積極性與創新性美國教師擅長以開闊的視野引導學生關注知識的掌握與運用，培養學生運用已有的科研成果進行創新與探究．因此，富有挑戰且帶有鮮明的綜合性特點的課題，學生會主動利用圖書館、網絡等資源平臺查閱文獻，獨立解決．如微生物的分離純化及生理特性的鑒定綜合性實驗設計，可以激發學生的設計能力與學習興趣，要求學生在已有的基礎知識和學習經驗上，自行設計實驗方案與步驟．學生在實驗前將設計的方案交給教師歸納指點，對學生的大膽設想、大膽質疑以及有創新的設計方案加以表揚，這樣可以激發學生的積極性，使他們更加想通過實驗來驗證自己的設想，一旦出現與實驗結果不相符的現象，會激發學生認真分析原因，并正確解釋結果，這樣可以改變學生被動做實驗的局面，對培養學生從事科學實驗與解決實際問題具有很好的成效．這種創新培養模式可以很好地應用于國內微生物教學中，將日常生活中的常識應用于實驗中，從而提高專業學習的興趣與思考．如污水處理廠的廢水，印染廠浸泡的活性污泥，化學加工廠的土壤以及菜場傳統釀制的酸菜等都可以作為微生物菌種分離的菌源，鼓勵學生自己取樣，查閱文獻資料，結合所學微生物基礎知識完成實驗設計，甚至畢業論文，體現以基本實驗技能為基礎，以培養創新能力為目標的教學改革體系．

4.2.4實驗考核方式嚴格橋港大學并不以期末考試成績作為衡量學生學習成果的唯一標準．其微生物學課程采用５級制打分，其中A/A-為93~100/90~92.9，B+/B/B-為87~89.9/83~86.9/80~82.9，C+/C/C-為77~79.9/73~76.9/70~72.9，D+/D/D-為67~69.9/63~66.9/60~62.9，F≤59.9，各等級之間差距大多不超過3，可見非常嚴格．如可能只有1次考試得B-，其它都得A的條件下，最后平均可能只有B的成績．考核通過隨堂考、作業、多次小測驗、考勤和實驗能力等形式進行，其中理論課占60%（包括隨堂考20%+作業、4次小測驗40%），實驗成績占40%（隨堂考15%+實驗操作25%）．而國內“重實驗報告，輕動手操作”的傳統考核機制存在較大弊端，導致抄襲現象嚴重．實驗課雖然不能做到每次實驗隨堂考，但可以借鑒橋港大學的實驗考核方式，在限定的時間內進行分組考核，對實驗操作過程中的重要環節做到嚴格考核，由授課教師和實驗教師共同監考，并最終評定小組成績，再結合小組成績評定個人成績，這樣可以避免學生照著實驗書寫答案，還能做到對實驗知識的真正理解與掌握．實踐證明，引入操作技能考核機制，使學生在實驗中有緊迫感，不但要理解實驗原理，注重實驗方法和技術的訓練，并且能夠嚴肅對待實驗過程的總結和報告撰寫，科學合理地培養學生在科學研究中的嚴肅態度和嚴謹的科學工作作風，為學生適應更高層次的科學研究奠定良好的基礎．

總之，借鑒美國橋港大學的教學模式，結合我國現有的實際教學模式，融入更多新的教育理念，培養出既有扎實深厚基礎，又有創新能力的高素質人才，以提高競爭力．因此，從專業課入手，結合課程內容，從實驗預習，樹立學生主動性和創新性及考核方式等方面進行改進探討，以期提高學生的思維能力，文獻資料的檢索應用能力和在實際工作中獨立發現問題、分析和解決問題的能力，培養社會所需的多層次創造型人才．

參考文獻：

[1] 田虎偉．中美兩國高等教育研究方法現狀的比較分析[J]．中國高教研究，2008（4）：28-29

[2] 吳紹春．從11門課程看美國大學的教學方法和理念[J]．西安歐亞學院學報，2008，6（3）：15-18

[3] 陳向東，唐曉峰，鄭從義．中外微生物學教材建設狀況調查與分析比較[J]．微生物學通報，2008，35（12）：1980-1986

[4] 趙明剛．美國高校的實踐教學模式評析[J]．教育評論，2011（1）：156-158

[5] 沈萍．微生物學實驗[M]．4版．北京：高等教育出版社，2013

Exploration on experiments innovation from microbiology experimental teaching model of University of Bridgeport in America

KONG Fang，ZHAO Shi-guang，YANG Chao-ying，WEI Min，QIAN Sen-he

（School of Biological and Chemical Engineering，Anhui Polytechnic University，Wuhu 241000，China）

Discussed the characteristics of the teaching model of the microbiology experimental course of University of Bridgeport in America，which combined with practical experiences in domestic university．Teaching suggestions of microbiology courses abroad are discussed in the respect of experimental textbooks，syllabus，arrangement of contents，assessment methods，which will provide a reference of reformation for improving teaching quality and cultivate international students with innovative talents in order to meet the social needs．

microbiology；teaching mode；experimental contents

1007-9831（2016）10-0095-04

Q93-3∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.10.028

2016-07-12

安徽工程大學校級項目（自然科學類）（2016yyzr07）

孔芳（1973-），女，湖北隨州人，副教授，博士，主要從事微生物學方面的研究．E-mail：kongf2003@126.com