《動物微生物》教學中科學素養培養初探

湖南環境生物職業技術學院 421005

第九次中國公民科學素質調查顯示，2015年我國公民具備科學素質的比例為6.20%[1]，而美國早在2007年的數據為25%[2]，由此看出，我國公民科學素質的培養任重道遠。為此國辦發〔2016〕10號文件《全民科學素質行動計劃綱要實施方案 （2016-2020年）》中特別強調，應大力推進高等教育的科技教育工作，提高在校大學生的科學素養。高職教育是高等教育的重要組成部分，本文將探討在《動物微生物》教學過程中如何提升高職學生的科學素養問題。

《動物微生物》是高職寵物、畜牧和獸醫等專業的重要基礎課程，本著高職學生“必須、夠用”的基本原則，著重培養學生對微生物基礎知識的掌握，但這是“授人予魚”，更應該“授人予漁”，注重在教學過程中對學生科學素養的培養。“科學素養”最早是由美國學者赫德于1958年提出，主要指人們理解科學及其在應用這個過程中所表現出來的基本素質[3]，可劃分為三個維度，即科學知識維度、科學方法維度和科學意識維度[4]。下面本文從這三個維度探討如何運用在《動物微生物》教學過程中提升學生的科學素養。

1 科學知識

（1）科學術語。科學知識即擁有更多的科學術語和概念[4]。在《動物微生物》的教學計劃中，理論課僅26學時，這需要教師在較短的課時內遴選出最重要的概念和專業名詞，詳盡、準確地介紹給同學們。而科學術語是枯燥的、刻板的，因此高職的同學們對某些術語的理解不深刻、不徹底。如基礎培養基、營養培養基、選擇培養基和鑒別培養基這幾個術語，尤其是選擇培養基和鑒別培養基，在理解和運用時同學們往往容易混淆，此時我會告訴同學們，選擇即設定條件，達到這個條件能被選上。如高考即是一種選拔賽，高于某一個分數可以進入大學，接受國家的高等教育。麥康凱瓊脂培養基就是一種選擇培養基，大腸菌群和腸道致病菌能選擇性生長在此培養基上。鑒別則是一種鑒定，如親子鑒定。培養基與所培養細菌之間有特定關系，如伊紅美藍培養基。大腸桿菌通過培養后，會產生綠色金屬光澤，因為大腸桿菌分解乳糖產酸時帶正電荷而被染成紅色，再與美藍結合形成紫黑色。

（2）科學知識的基本觀點。歐美科學家如魯巴和安德森提出科學知識具有非道德性、創造性、發展性、簡約性、可驗證性和同一性等基本觀點[5]。在初等教育階段同學們為備戰高考，認為所有知識是絕對正確的。其實科學知識是發展的，可以被修改，甚至被推翻。于2018年全國卷1化學試題中一道選擇題所描述的信息“酶是一類具有高選擇催化性能的蛋白質”，這個觀點在高中的教科書中被視為正確，但是隨著科學發展，發現某些酶的化學性質不是蛋白質，如核酸類酶。1908年的諾貝爾獎獲得者Elie Metchnikoff 100多年前發現酸奶中乳酸桿菌可讓人長壽，但是最近的科學證實酸奶的功能沒有想象中強大。這是因為科學知識具有發現性，這需要教師在課堂上灌輸科學知識的基本觀點，同學們可以學習科學知識、利用知識。

2 科學方法

（1）科學試驗代替驗證實驗，以提升學生的科學方法認知。在高等教育中的高職層次，教科書后的實驗是以驗證性實驗為主，其目的在于增強學生的動手能力，培養嚴謹規范的態度，但是缺失科學方法的訓練。在試驗課堂上，教師可以通過改進驗證性實驗，增加其可行性，對學生而言受益不淺。例如在革蘭氏染色的實驗教學過程中，實訓指導書中強調“酒精脫色”這一步驟是關鍵，但是學生并不能深刻體會。因此本人上課時，根據脫色時間設計梯度對比實驗來直觀揭示這一關鍵因素對結果判定的影響。思路如下：將學生分為4組，用同一種細菌做實驗，革蘭氏染色，其余步驟按照教科書所述執行。但第一組酒精脫色時間改為5秒，第二組為30秒，第三組為60秒，第4組為120秒，觀察實驗結果，得出革蘭氏陽性菌脫色時間對結果判定至關重要的結論[6]。

（2）課外科技活動提升學生的科學素養。高職生科學素養的培育需要合理利用和開展課外科技活動，營造良好的氛圍，提高學生主動增強科學素養的積極性,進而使學生的科學素養得以全面提升[7]。課外科技活動又稱為第二課堂，主要有三種形式展開，即個人活動、小組活動和集體活動。單獨開展科研活動對于高職的學生而言有難度，但是教師可以帶領學生進行小組活動。比如筆者帶領對微生物感興趣的同學監測校園自來水、桶裝水和湖水等的細菌總數及大腸桿菌數的項目，通過測定，小組同學對微生物興趣盎然。集體活動如報告會和科學知識專題講座等也能夠有效加強學生的科學素養。

（3）指導學生參加科技創新比賽以加強學生的科學方法技能。科技創新比賽能加強學生的科學方法。比賽獲獎不是最終目的，提升和檢測學生的科學方法是重點，尤其在評比嘉獎的過程中，應著眼于學生創新成果的未來，分析其存在的優勢和不足，以便其針對性地改進，并實現可持續性發展，這對學生提升科學方法有積極作用[8]。

3 科學意識

（1）捋順微生物科學史。微生物學經歷了發現微生物、認識發酵現象、逐步建立醫學微生物學、開創化學治療方法和發現磺胺類藥物、青霉素、維生素，再到微生物與生理學、生物化學、遺傳學、分子生物學的相互融合等階段，最終形成現代微生物學。捋順微生物科學史可以預見動物微生物的發展方向，提高同學們的科學意識[9]。

（2）再現經典科學事件。根據微生物學的教學目的和要求，挖掘一系列內容完整、情節具體和具有代表性的歷史典故，通過講解、分析、討論和交流等，使學生對抽象的微生物學現象有一個系統、深入的了解，強化對現象本質聯系的認識。如Hooke發明了顯微鏡，并且觀察到微小的物體，讓同學們感受到認真鉆研的力量；Jenner醫生開創了接種牛痘預防天花的研究，提高了同學們認識問題、分析問題和解決問題的能力；巴斯德發明“巴氏滅菌法”并沿用至今的典故給學生提供了更多的思考和想象的空間[10-11]。典故的講述能夠增加學生課堂的參與度，激發學習興趣，拓寬學生的知識面。

（3）引領科學前沿與熱點。近年來微生物學研究突飛猛進，教師需要簡明扼要地把一些高深的理論用形象、易懂的語言傳遞給學生。首先，老師應當對國內外的科技前沿進行挖掘，然后有選擇性地介紹給學生，以拓展知識面，啟發學生的好奇心。如在講解抗體相關知識時，可引用最近《Science》期刊上發表的關于艾滋病病毒(HIV)抗體的相關研究成果[12]。追逐社會熱點亦是培養科學意識的重要途徑，對于動物微生物而言，2006年豬鏈球菌病、2007年的繁殖與呼吸綜合征、2015年的小反芻獸疫和2018年的非洲豬瘟等熱點問題也是納入當年的課堂，使微生物的教學與生活更加緊密地聯系。

4 小結

大學生的科學素養體現了一個國家科技發展水平的潛在實力。高職學生雖然不是推動國家科技創新的生力軍，但是卻會成為運用科技和實踐科技的新力量，其科學素養至關重要。因此，有必要在《動物微生物》的教學過程中推動學生科學素養的提升。