基于白酒釀造工程專業(yè)的《微生物學(xué)實驗》課程體系構(gòu)建研究

李芳香，謝 藝，王新葉，趙 亮

（茅臺學(xué)院，貴州仁懷 564507）

《微生物學(xué)實驗》課程是白酒釀造工程專業(yè)的主干基礎(chǔ)課和實驗必修課，是學(xué)生在釀酒相關(guān)企業(yè)工作和考研升學(xué)道路上必備的。學(xué)生需要在掌握微生物學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，重點掌握微生物學(xué)的基本技術(shù)和經(jīng)典的實驗方法，樹立微生物學(xué)實驗工作的無菌意識，體驗規(guī)范化的操作要領(lǐng)，同時肩負(fù)起一定的培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識與創(chuàng)新實踐能力的責(zé)任，為從事生命科學(xué)的各項研究和應(yīng)用工作打下牢固的技術(shù)基礎(chǔ)[1]。本課程屬于獨立于微生物學(xué)理論課之外的實驗技術(shù)課程，實踐環(huán)節(jié)為主。以全面掌握微生物學(xué)基本實驗技術(shù)為課程指導(dǎo)思想，以學(xué)技術(shù)和對技術(shù)的掌握為中心，圍繞技術(shù)、綜合和創(chuàng)新（開放性實驗）三個要素設(shè)計課程內(nèi)容，加強基本技能訓(xùn)練，增強學(xué)生的技術(shù)意識和無菌規(guī)范操作的意識，強化實驗考核手段。《微生物學(xué)實驗》課程已由附屬于理論課的直觀驗證為主，向著具有獨立考核體系和課程學(xué)分的實驗技術(shù)方向發(fā)展，不斷加強對學(xué)生綜合運用技術(shù)的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。

1 應(yīng)用型本科院校微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 實驗內(nèi)容的分散性

傳統(tǒng)的《微生物學(xué)實驗》課程主要包括微生物的形態(tài)觀察，微生物的大小與數(shù)量的測定，培養(yǎng)基的制備，滅菌和接種，微生物的營養(yǎng)與環(huán)境調(diào)節(jié)，微生物的分離純化，微生物的形態(tài)鑒定方法，微生物的生理鑒定常規(guī)實驗，微生物的血清學(xué)鑒定和分子鑒定，微生物的菌種保藏[3]?！段⑸飳W(xué)實驗》課程一般安排的實驗課時是32 課時，且一般按照4 課時一次課安排，只上8 次課。傳統(tǒng)課程主要安排：①實驗室安全教育，儀器的認(rèn)識和器皿的清洗，基本微生物實驗技術(shù)演示、包扎，滅菌鍋和顯微鏡的認(rèn)識；②顯微鏡的使用及注意事項；③微生物形態(tài)觀察（如，細(xì)菌（球菌和桿菌）、酵母和霉菌）；④微生物大小、形態(tài)的觀察和計數(shù)（如，細(xì)菌和酵母大小的比較，形態(tài)學(xué)觀察主要進(jìn)行簡單染色、革蘭氏染色、細(xì)菌芽孢、莢膜和鞭毛染色和血球計數(shù)板計數(shù)）；⑤培養(yǎng)基的制備、滅菌和接種；⑥微生物的分離和純化；⑦微生物的形態(tài)鑒定；⑧微生物的保藏[4]。課程體系相對較分散，學(xué)生僅僅掌握實驗的理論和實操知識，對整個實驗的連貫性和系統(tǒng)性沒有掌握。旨在讓學(xué)生掌握微生物學(xué)最基本的操作技能，了解微生物學(xué)的基本知識，對某些微生物理論知識有較深的理解即可。

1.2 實驗課程的單一性

傳統(tǒng)的《微生物學(xué)實驗》教學(xué)以教師講述、演示或者播放視頻為主，學(xué)生分組或個人實操。在此過程中，學(xué)生的主觀能動性較差，主動思考較差，只會機械的按照老師所給的實驗步驟來完成實驗，不考慮實驗原理和實驗過程中可能出現(xiàn)的問題[4]。如果實驗結(jié)果不理想，學(xué)生不會自主去分析實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果，對實驗的掌握程度總體較差，對實驗理解不徹底。對學(xué)生的動手能力、獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力沒有明顯的提高作用，對其畢業(yè)論文的完成沒有起到實質(zhì)性的提升作用。

1.3 實驗課程考核方式隨機

實驗課程的考核一般有兩種。一種是實操考核，教師對實驗課所學(xué)實驗項目編制序號，學(xué)生隨機抽簽來完成指定的實驗操作，考核教師主要對學(xué)生的實驗習(xí)慣是否正確，實驗操作是否標(biāo)準(zhǔn)，是否在規(guī)定時間內(nèi)完成了實驗操作且實驗結(jié)束后對實驗儀器、設(shè)備是否按要求歸置等做出評分[5]。此種考核方法存在的問題是，需要對學(xué)生進(jìn)行單獨考核，教師工作量較大，學(xué)生操作較繁雜，需時較長，考核工作相對較困難。另一種考核方式是試卷考核。教師根據(jù)上課項目出一份考試試卷，主要考核學(xué)生對實驗原理、實驗?zāi)康摹嶒灛F(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析等的掌握情況。學(xué)生容易出現(xiàn)“眉毛胡子一把抓”的情況，對實驗原理和實驗?zāi)康牧私獠磺?，對實驗?shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象分析不清楚。

1.4 基于白酒釀造專業(yè)的新教學(xué)模式的提出及論證

新的《微生物學(xué)實驗》課程體系的構(gòu)建主要從以下幾個方面入手：①實驗室安全教育，儀器的認(rèn)識和器皿的清洗，基本微生物實驗技術(shù)演示、包扎，滅菌鍋和顯微鏡的認(rèn)識；②醬香型酒醅中微生物的分離（自行查閱文獻(xiàn)，確定實驗方案，主要分析細(xì)菌和酵母菌）；③醬香型酒醅中微生物的純化和簡單鏡檢；④微生物的保藏；⑤細(xì)菌革蘭氏染色和酵母的鏡檢；⑥血球計數(shù)板測定微生物的數(shù)量；⑦糖發(fā)酵實驗；⑧環(huán)境因素對微生物生長的影響（抗生素）。學(xué)生在掌握微生物學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，重點學(xué)習(xí)微生物學(xué)的基本技術(shù)和經(jīng)典的實驗方法，樹立微生物學(xué)培養(yǎng)過程的無菌意識，體驗規(guī)范化的無菌操作要領(lǐng)；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)造能力，為從事生命科學(xué)的各項研究和應(yīng)用工作打下牢固的技術(shù)基礎(chǔ)。以全面掌握微生物學(xué)基本實驗技術(shù)為課程指導(dǎo)思想，以技術(shù)學(xué)和對技術(shù)的掌握為中心，圍繞技術(shù)、綜合和創(chuàng)新（開放性實驗）三個要素設(shè)計課程內(nèi)容，加強基本技能訓(xùn)練，增強學(xué)生的技術(shù)意識和無菌規(guī)范操作的意識，強化實驗考核手段[6]?！段⑸飳W(xué)實驗》課程通過實驗實操訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、提出問題、分析問題和解決問題的能力，實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的開拓精神，樹立勤儉節(jié)約、愛護(hù)公物的良好作風(fēng)。

2 基于白酒釀造專業(yè)的新的教學(xué)模式的實踐

2.1 課程基本情況及學(xué)生學(xué)情分析

我校白酒釀造工程專業(yè)有11 個班，約380 人，每班33 個人左右，在《微生物學(xué)》實驗課教學(xué)活動開始之前，通過問卷調(diào)查對學(xué)生的實際情況進(jìn)行摸底調(diào)查，如表1所示。

表1 學(xué)生實驗基本情況調(diào)查表[7]

以上調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)，本校學(xué)生在高中時期接觸過微生物相關(guān)實驗的學(xué)生較少，只占不到三分之一；學(xué)生通過前期無機化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗和生物化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)，對其實驗原理、實驗?zāi)康牡恼莆詹⒉惶茫粚W(xué)生計劃參加相關(guān)學(xué)科競賽的信心不足，對獨立設(shè)計實驗方案，按期完成實驗安排具有一定的畏懼心理。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

本研究所涉及的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計是基于微生物試驗的基礎(chǔ)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計試驗方案完成試驗操作，具體流程見圖1，項目設(shè)計及學(xué)時安排見表2。

表2 《微生物學(xué)實驗》課堂實驗項目設(shè)計

圖1 微生物試驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計流程

2.3 構(gòu)建科學(xué)的課程評價方法

2.3.1 同行教師評價

通過同行教師評教，授課教師合理安排學(xué)生課前查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫實驗方案，完成實驗預(yù)習(xí)報告，課后通過做練習(xí)題、查閱文獻(xiàn)深入研討相關(guān)課題，讓學(xué)生在課前徹底理解實驗原理，了解實驗?zāi)康?，明白本次實驗各步驟的意義，做到學(xué)有所思，學(xué)有所想，思有所得，思有所成。通過課前查閱文獻(xiàn)，確定實驗方案，課后深入學(xué)習(xí)，深入探究，將課堂所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，應(yīng)用于科學(xué)研究中，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2.3.2 學(xué)生評教

通過對課程的設(shè)計和實施，學(xué)生從傳統(tǒng)的“聽課—聽原理，聽目標(biāo)，聽操作”到“按照實驗步驟操作實驗，完成實驗，處理實驗數(shù)據(jù)，半懂不懂的完成實驗項目”過渡到教學(xué)改革后期學(xué)生根據(jù)教師的引導(dǎo)，自行查閱文獻(xiàn)，確定實驗方案，對特定功能的微生物進(jìn)行篩選，對所篩選的微生物進(jìn)行革蘭氏染色或者簡單染色和血球計數(shù)板計數(shù)，根據(jù)特殊功能菌的獨特特性，測定酒醅、大曲中所篩選微生物的糖發(fā)酵性能，最后測定抗生素對對微生物生長的影響。通過對《微生物學(xué)實驗》課程的設(shè)計，學(xué)生清楚的了解了功能微生物篩選的步驟，微生物抗菌活性的初步研究和微生物研究的一般思路，對學(xué)生完成本科畢業(yè)論文具有一定的啟發(fā)和指導(dǎo)意義。

2.3.3 問卷調(diào)查

實驗課結(jié)束后對380 名學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)如下問題。

綜合表1 和表3 得出，教學(xué)體系構(gòu)建和教學(xué)改革實施有一定的效果，比較而言，學(xué)生對實驗原理的掌握，實驗步驟的熟悉程度和設(shè)計實驗方案參加相關(guān)學(xué)科競賽的信心都有所提高，但學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的整理分析、能否得到想要的實驗結(jié)果和實驗安排是否合理都還缺乏較大的信心，在以后的授課過程中要注意相關(guān)能力的培養(yǎng)。

表3 《微生物學(xué)實驗》課后問卷調(diào)查情況

3 總結(jié)

通過此次教學(xué)體系的構(gòu)建和課程的實施，對學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力有一定的提升，但學(xué)生的整理分析數(shù)據(jù)能力、對實驗結(jié)果的不確定性和實驗時間是否安排合理還存在較大的疑慮和不確定。在以后的教學(xué)過程中，通過思政案例[8]的融入來提升學(xué)生對科研的信心，通過授課、慕課自學(xué)等過程，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和合理安排實驗等相關(guān)方面的學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。