微生物實驗教學改革實踐與思考

李正鵬　楊威　谷益安　宦海霞　張跡　王新風

摘 ?要：微生物實驗在微生物學是生物學和生命科學領域中極為重要的基礎性學科，同時也是生物工程和生物技術專業的核心課程。為了提高微生物實驗教學質量和學生綜合素質，切實踐行OBE理念和應用型人才導向，在教學過程中不斷進行教學方法改革與實踐。本文總結了生物技術專業微生物實驗教學內容、教學舉措、考核評價體系及學生自主能力培養等方面的教改實踐探索。

關鍵詞：OBE ?應用型人才 ?自主綜合性實驗 ?課程改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-1578（2019）11-0043-02

1 ? 引言

微生物學是生命科學專業的專業基礎課程，涉及微生物學的基本理論、基礎知識和操作技能，具有很強的實驗性、實踐性和應用性[1][2]。其中，微生物學實驗是微生物教學過程中不可分割的一部分，也是所有生命科學研究的基礎。因此，微生物學實驗課程是深化理論知識、培養學生分析問題和解決問題能力的重要環節。尤其是在當前的產出教育模式（Outcomes-based Education，OBE）和應用型人才導向背景下[3]，微生物學實驗也成為培養學生創新能力、科學思維和提高對本專業學習興趣的重要手段。近年來，淮陰師范學院生命科學學院在生物技術專業微生物實驗教學過程中，為了切實提高學生學習興趣和動手能力，積極開展實驗課堂教學的一系列改革探索，初步取得了一定效果。

2 ? 教學內容優化組合，加強實驗邏輯性

淮陰師范學院生物技術專業微生物實驗課程設定32學時，傳統上要求必須學習無菌技術、染色技術、純培養技術、顯微技術，加之OBE理念和應用型導向的高素質、寬口徑和創新型人才的培養目標，將課程內容優化組合：

表1 微生物實驗模塊化教學內容設計

從表1中可以看出，教學內容涉及“五大”系列實驗技能講解與訓練，保留了傳統的“四大技術”的學習，同時添加了“自主綜合性實驗”這一模塊，突出了對學生自主動手能力培養的重要性。自主綜合性實驗的設計要求包括“五大”系列實驗中基礎實驗技能的復習，更涉及到學生自主動手創新能力培養試驗，讓學生明確需要達到什么樣的試驗目的，試驗目的意義何在，通過什么實驗技能才可能達到期望的試驗目的以及如果試驗結果與期望目標不一致，該怎么去理解。通多以上四個問題，不斷培養學生理解基本實驗原理與技能的能力、查閱文獻及正確理解試驗結果的能力。

同時，表1中課程講授的邏輯性、實驗開展的承接性更具優勢。作為微生物實驗的開始，首先講授“培養基的制備技術”是一個必然的選擇，明確了為什么要做培養基，有哪些常用的培養基和特殊的培養基，配制過程中根據不同配方成分的注意事項有哪幾類。舉一反三的思想蘊含其中，學生容易明白配制各種不同、乃至以后遇到的新培養基時，都能夠按照所需成功配制。其次， “滅菌技術”緊隨而來，弄清常見滅菌技術原理方法，實驗過程中常見材料的滅菌方式選擇依據。再次，“微生物的分離與純培養技術”將在上述準備好的滅菌培養基和材料上進行，講授“無菌操作技術”，首次分離篩選不同環境中的真菌、細菌及放線菌，并獲得純培養。接著，利用顯微技術觀察純化培養的微生物特征和數量測定。最后，在了解普通光學顯微鏡的基礎上，進一步掌握油鏡的使用方法，結合“染色技術”將獲得的細菌染色后觀察。以上五步系列技術的講授將為“自主綜合性實驗”的開展奠定了良好的理論依據和技術基礎。

3 ? 與在線MOOC平臺相結合，減負增效

MOOC是大規模開放在線課程（Massive Open Online Courses）的縮寫，中文譯為“慕課”[4]。慕課進一步實現了教學過程的中心由教師向學生的轉變，加強了教師與學生的互動反饋信息，提升教學質量與效果[5][6]。淮陰師范學院微生物學實驗課程在線MOOC平臺已于2017年9月投入教學使用，取得了初步成效。由表2可以看出，在線MOOC平臺上實驗教學內容分為五個模塊：“微生物基本實驗操作技術篇”體現了網絡資源的優勢，是對教學基本內容的拓展與深化;“微生物經典實驗篇”展示了一個完整的微生物小實驗的過程，包括了實驗材料的準備、實驗思路的設計、實驗過程操作及實驗結果記錄這一完整過程，體現了科學實驗的態度，更糅合了教學基本操作技術，更能讓學生在觀看過程中深化理解理論，達到教學理論與實驗的統一結合;“應用篇”體現了應用，內容更是涉及到“糯米甜酒的釀制”、“啤酒的生產”及“污水處理”等生活中常見的問題，進一步加強學生理論聯系實際，技術在實踐中應用的理念;“項目化教學篇”是對“經典實驗篇”與“應用篇”的擴大與深化，讓學生進一步了解一個真正的試驗的設計理念與實施過程，為后期的“自主綜合實驗”方案的擬定與實施奠定堅實理論與技術基礎。最后是“考核篇”，考核的目的是對學生在自主綜合實驗過程中實驗涉及、動手實施能力及結果分析的全方位評價。

同時，由表2中可以看出，在每一個章節，都設定了不多的典型的課后檢測和問題，進一步加強學生對基本技術的掌握，而且利用網絡互動更方便了學生與老師的交流。尤其是“自主綜合實驗”環節，會有很多學生在“應用篇”與“項目化教學篇”的啟發下，自主查閱文獻資料，擬定初步的實驗方案后，與老師交流就更多了。教師也充分利用MOOC平臺，不斷給予引導、指導和評價，幫助學生自主實驗順利開展完成。

4 ? 導向性拓展實驗設計，結合科研方向

實踐教學在培養大學生創新能力和實踐能力中具有重要的作用，“自主綜合性實驗”就可以實現基礎實驗技能培養和創新能力培養的有機結合。我院微生物學實驗中的“自主綜合性實驗”是通過實驗小組（2-4人）的形式開展的，過程包括題目的設定、文獻查閱及實驗方案的擬定、實驗過程的實施及結果分析，以及最后的論文撰寫和PPT匯報。實驗設計過程中，教師多以“綜合性實驗”和“設計性實驗”為導向，既要鞏固基本技術能力，又要有所拓展與升華。如“檢測超市貨架期某品牌酸奶中酵母菌含量”、“降解廚余垃圾的細菌篩選與效果評價”、“具有對某植物病原真菌有顯著抑制作用的放線菌篩選”等，貼近生活且富有創新價值。尤其是我校生科院一般是大二開展微生物學實驗，教師可以以“大學生創新創業計劃項目”為導向，引導學生設計開放性的，有一定創新性的試驗性小課題，初步形成創新課題。同時，也會鼓勵學生參與學院相關老師的科研項目，甚至可以“改造”相關項目試驗內容，使之成為學生能夠實施的綜合性實驗。更是將相關學科知識交叉，讓學生在探索中創新，在創新中實現寬口徑、厚基礎型的人才培養目標。

5 ? 科學合理的考核體系，及時反饋

考核是實驗教學體系的重要環節，是評估學生學習成效的重要手段。傳統的以實驗報告為主，考勤情況等為輔綜合評定的方法在一定程度上會導致不少本科生將實驗結果和實驗報告的書寫作為“掙分”要點，逐漸喪失了實驗過程中發現問題、分析問題和解決問題的能力，更不用說創新能力的培養了。按照之前所述教學過程，我院微生物實驗課程考核實行“分類計分，全面考查”的方式。考試的最終成績=平時成績（10%）+實驗成績（40%）+自主綜合性實驗成績（50%），其中平時成績分為簽到成績和預習報告成績，實驗成績分為在線課程課后檢測成績和實驗報告成績。以上考核方式即包含了基礎能力的考核，又更加側重考核了學生的自主動手能力。尤其針對自主實驗，教師會認真從實驗方案的擬定、查閱文獻解決問題、團隊協作、實驗結果分析及PPT匯報答辯等方面全面考核。同時，教師對學生在實驗過程中產生的疑問給予適度引導和解答，并且幫助他們提升PPT答辯過程中的表現力。以上評價體系做到了將平時、操作技能、實驗報告、文獻查閱、實驗設計、結果分析、成果匯報等多種形式的有機結合，有利于學生基礎知識的掌握、動手創新能力的培養、團結協作的養成以及個人表現力的呈現。

6 ? 總結與展望

《微生物學實驗》是生物技術專業的專業基礎課程，是現代生物技術的基礎學科，實驗性和應用性很強。因此，微生物學實驗技能的掌握，對于培養學生良好的創新能力、實踐動手能力有著重要的作用。淮陰師范學院生物技術專業微生物學實驗課程教學改革從借鑒他人經驗開始，正在嘗試從教學內容的優化組合、教學方法與高效網絡技術手段結合、教學效果多角度多途徑考核反饋等方面不斷改進，期望不斷能夠提高微生物學實驗的教學質量，培養出契合OBE理念和應用型導向的具備動手能力和創新能力的本科生。

參考文獻：

[1] 付學琴，陳蘇，龍中兒，楊萍.研究性學習教學模式在微生物實驗教學中的應用[J].高師理科學刊，2015，38（05）：94-97.

[2] 陳獻忠，樊游，沈微.基于學科交叉融合的微生物學實驗教學改革探索[J].教育教學論壇，2016，47：108-110.

[3] 劉一鳴，劉靜.試論獨立學院應用型人才的培養[J].北京化工大學學報（社會科學版），2013（02）：85-88.

[4] Littlejohn， A， Hood， N， Milligan， C， Mustain， P. Learning in moocs： motivations and self-regulated learning in moocs. The Internet and Higher Education， 2016，29：40-48.

[5] 虞鑫，陸洪磊.學習者采用 MOOC的影響因素研究：基于清華大學“學堂在線”的用戶調查[J].現代遠距離教育，2014.

[6] 馬秀麟，毛荷，王翠霞.從 MOOC到SPOC：兩種在線學習模式成效的實證研究[J].遠程教育雜志，2016，34（4）：43-51.

作者簡介：李正鵬，講師，博士，主要從事微生物資源開發研究。