微生物實驗課實驗技能的分層次教學和訓練探究

陳毅堅　孫靜賢　杜剛　楊青松　胡琳　高路　熊勇

摘? 要：微生物學實驗課承擔著鞏固基礎知識、驗證所學理論、培養基本技能和實踐動手能力，具備將知識轉化為能力，具備解決問題和創新能力的教學任務。分層次教學模式可將教學目標細化和具有可操作性，是較為有效的達成目標的模式。本研究中，作者結合微生物實驗課的教學內容，開展了分層次的教學和訓練，建立層次遞進的目標和相應的要求，逐步培養出了學生相應的能力和提升了素質，顯示了較好的教學效果。本研究可為生物技術專業實驗課程的教學提供借鑒。

關鍵詞：微生物實驗;分層次教學;能力培養;素質提升

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）23-0087-03

Abstract： The experimental course of microbiology undertakes the teaching tasks of consolidating basic knowledge， verifying the theories learned， cultivating basic skills and practical ability， having the ability to solve problems and innovate. Hierarchical teaching mode is an effective mode to achieve the goal. In this study， the author combined with the teaching content of the microbiology experiment course， carried out hierarchical teaching and training， established hierarchical goals and corresponding requirements， gradually cultivated the students' corresponding ability and quality. It showed a better teaching effect. This study can provide reference for the teaching of experimental courses of biotechnology specialty.

Keywords： microbiology experiment; hierarchical teaching and training; ability cultivation; quality promotion

“微生物學”是現代生物技術的基礎學科，涉及面廣，應用性強，在生命科學重大基礎理論和現代生物技術的形成與發展中起著重要的作用，是當前生命科學中發展最快并與其他學科交叉與滲透的前沿研究領域[1-2]。因此，微生物理論課和實驗課是生命科學領域相關的各種專業本科階段傳授專業知識的重要課程，各高校的生命科學和生物技術專業培養方案中都把微生物課和微生物實驗課列為核心基礎課，受到了高度重視，課程教學在專業人才培養中發揮著重要作用。

微生物學具有系統的理論基礎又具有顯著的應用實踐意義，因此課程設置一般為理論課與實驗課課時比例為1：1，理論課注重基礎概念、基本理論、學科前沿知識的傳授，實驗實踐教學是專業人才培養的重要環節，集模擬教學、教學科研、社會服務、學生職業素養為一體[3]，因而實驗課既要強調對理論知識的鞏固，驗證，還要強調實驗基本技能的培養，動手能力、探究能力和創新能力的培養，課程承擔著重要的專業學習和素質教育的目標任務。

作者從事多年的微生物課程的教學，對如何實現課程教學目標展開了研究和思考，借鑒他人的“建立知識驅動——問題驅動——實例驅動——項目驅動四層次遞進式的教學方法體系”[4]的方法， 就如何在微生物實驗課中通過目標的層次遞進、實驗技能的階梯式提升、學生能力的培養和綜合素質的提升和顯現等方面，開展了分層次教學訓練和探究。

一、結合實驗內容，建立層次遞進的目標和相應的要求

我校微生物實驗課一學期（共48學時），開設的實驗項目共16個，實驗內容按照基礎性實驗、綜合性實驗和創新性訓練試驗的層次遞進，每一層次的具體要求見表1。

學生第一次進入微生物實驗室時，明確告知學生“三段三手”的要求，即要求學生進入實驗室要從開始階段的新手盡快過度到中期階段的熟手、期末階段的實驗老手，要盡快從微生物實驗的“小白”狀態變成能獨立開展實驗的能手。為了達到這樣的目標，教師在教學的過程中，充分結合實驗內容開展遞進式的教學和訓練，在學生第一次進入實驗室時，由于他們對于實驗室的一切較為生疏，并且在理論和實踐操作的經驗上也比較薄弱，因此，需要教師的耐心引領和指導，作者的具體做法是帶領學生巡視一遍實驗室，把實驗室的儀器設備的名稱，安放位置、用途，使用注意事項介紹給學生，讓學生充分了解實驗室的狀況，熟悉實驗儀器設備，使學生熟悉實驗室后心理上有了安定的情緒，為后續學生能獨立做實驗打好基礎。

基礎階段的實驗內容主要包括消毒滅菌和無菌操作技術、培養基的配制、土壤微生物的分離和純化三個相關聯的實驗，完成這三個實驗后，學生要掌握各種消毒滅菌技術、高壓蒸汽滅菌鍋的使用、常用的微生物實驗的器皿的使用方法、無菌操作技術、培養基的配制、平板、斜面的制作、各種器皿的包扎和存貯技術、無菌狀態的判斷、微生物的梯度稀釋液建立、涂布培養、混菌培養、及劃線分離純化技術，純培養物的保存等技術。對于這些基礎階段的微生物實驗知識和操作技能，教學的主要方式是教師仔細的講解和正確的示范，反復觀看視頻資料，學生的實操練習，教師的監督和糾錯，學生的反復練習，經驗的積累和總結等多環節的落實，使學生盡快掌握基本技能，為提升實驗水平打好基礎。完成了該階段的學習后，要求學生及時總結經驗，分析存在的問題，在實驗報告中提交階段總結，教師及時了解學生的體驗和收獲以及存在的問題，通過階段性的總結，教師可摸清學生的學習狀況和教學的實際效果，并及時補救不足和欠缺的方面。本階段注重學生的養成教育和好的實驗習性的培養，為更高層次的教學目標的實現奠定好基礎。

二、拓展實驗內容，實現實驗技能的階梯式提升訓練

微生物實驗課的第二層次是綜合型實驗，這一階段設計為技能提升階段和技能拓展階段。該階段的實驗要求掌握的技能是細菌涂片的制備及各種染色技術、顯微鏡油鏡的熟練使用、放線菌、酵母菌、霉菌的培養和觀察，細菌的生理生化檢驗實驗，細菌抗菌譜和抗生素效價測定等理論知識和實際應用相結合的內容，由于學生有了理論課的學習和基礎階段的訓練，這一階段的實驗教師就提出了更高的要求，要求學生預習實驗指導書和講義后既能按照指導書或講義教的步驟做出實驗結果，又能分析實驗過程中出現的各種問題并不斷修正，提升實驗技能，得出理想的實驗結果。如制作細菌的涂片和染色，要求學生不僅能按照講義所寫步驟做出合格的細菌涂片，還要求要盡量節省時間，制作出的涂片如果染色效果不佳，要分析產生的原因并重新制作。革蘭氏染色實驗要會判斷細菌革蘭氏染色的結果的正確性，分析影響染色結果的因素，如出現錯誤結果怎么分析和處理等問題。放線菌、酵母菌、霉菌的實驗，要求學生查詢資料，自己動手提前用水果，面包等培養出實驗用材料，如果培養不出來又是什么原因導致的，培養放線菌和霉菌的插片法和搭片法，要注意些什么事項才不容易污染，才能培養出效果好的菌絲和產孢結構便于觀察，在觀察微生物顯微特征時，顯微鏡的性能狀態對觀察有什么影響，細菌的生理生化實驗如果未出現典型的反應結果，要求學生回顧自己實驗從菌種活化培養、試劑配制、接種操作，恒溫培養條件設定等各個環節分析實驗產生問題的原因。抗菌譜實驗要考慮怎樣才能得出較好的抑菌圈，怎樣獲得數據進行分析并得出實驗結論等問題。學生在實驗的過程中，目的明確，問題導向，通過練習和帶有分析總結的反復練習，實驗技能得到了提升，許多學生經過這一階段的訓練，不僅成為了實驗操作的熟手，還能提交很好的實驗結果，有很好的收獲感。該階段的實驗項目盡量增加和拓展一些研究性和趣味性的主題，提高學生的創新能力[5]。

通過這一階段的提升訓練，讓學生不僅驗證了理論知識，還在驗證的過程中發現問題和解決問題，鍛煉了思維能力和提升了學習興趣，為更高層次的教學目標的實現奠定了基礎。

三、提升素質，顯現能力的綜合技能訓練

實驗室不僅是理論知識的實踐場地，更是學生平時在理論學習中疑問的答案源泉[6]。實驗室不僅僅扮演著單一的教學和科研角色，更具有教書育人、培養學生的復合內涵的功能。這種內涵應使學生在完成學習任務的同時，能產生對科學知識和技術的強烈渴望，對形成個人良好人格、品質、素養的主動追求。因此，除了完成既定的教學內容外，培養能力和提升素質則是更高層次的教學目標。而這個教學目標的實現，則是融合和貫穿在實驗課教學的整個過程中的。相對于顯性的專業知識而言，能力知識和素質知識則為隱形的知識，需要在教學的實際中傳授，讓學生結合自己的實驗過程和結果來發現問題，分析問題，解決問題，如實驗操作中顯微鏡、滅菌鍋、冰箱、電子秤、恒溫培養箱等儀器設備使用效果不佳或出現故障了，要求學生搞清原因和嘗試排除故障，經歷過這樣的過程后，學生一方面懂得了實驗儀器設備的保養和維護的知識，另一方面還激發了學生關注有關各種實驗室儀器設備的知識和信息的興趣。通過改變傳統的實驗報告的內容，要求學生增加附圖顯示實驗結果，提交電子版圖文并茂的原創作業，不僅可以改變學生提交相同“百度答案”報告的狀況，還可以引導學生將手機應用于學習中，拍照或錄制視頻記錄實驗結果，教師再提供專業的工具書或出版物給學生翻閱，與學生討論怎樣才是符合學術規范的圖表、照片，討論顯微攝影技術和圖片圖標的編輯技術，學生在這樣的過程中，獲取了專業知識以外的收獲，同時得到了美學熏陶，把被動學習變成興趣學習、研究學習、實踐學習，使教學的作用回歸到提高素質的本質上來，學生在教師的引導下，學習和積累了知識，接受了素質和能力的提升訓練，至學期末時逐步顯現出來了綜合的能力，學生能將實驗報告編輯成很好的報告冊上交，許多學生能夠獨立撰寫出項目申報書、研究計劃，結題總結等，顯現出了綜合能力培養的效果。將實驗的傳授式教學轉為學生的主動探究，學生的實踐能力和自主學習能力有了很大的提升，也使學生有更大的空間去發展個人興趣和愛好，以一種更飽滿的精神面貌去挖掘自我潛能[7]。多層次實驗教學模式改革，為人才培養質量的進一步提高發揮了積極作用，也為本專業教育教學改革積累了可供借鑒的經驗[8]。

綜上所述，在微生物學實驗課的教學中，通過對教學目標的由低到高層次設定，在教學過程中將知識自然流暢、循序漸進地傳授給學生，并在特定情境下拓展相關知識，得到素質提升的訓練，這樣的教學思路是有效的，該教學模式的應用與實踐，可有助于一門課時量有限的實驗課程的教學，這樣的做法既完成了專業知識的學習和實踐，又激發了學生的學習興趣，促成了能力的提升和教學效率的提高，是值得深入探究和踐行的教學活動。

參考文獻：

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