進階型海洋微生物學實驗課程建設和人才培養(yǎng)的探索與實踐

摘 "要：該文從實驗教學的教材建設、教學內(nèi)容、課程評價體系和人才培養(yǎng)等方面分析傳統(tǒng)海洋微生物實驗教學存在的問題。通過對課程教學中存在問題的分析，圍繞進階型海洋微生物學實驗課程建設和人才培養(yǎng)進行探索與實踐，構(gòu)建“知識→實踐→能力”多層次遞進式的海洋微生物學實驗教學模式，探索出“教、賽、研”三位一體的人才培養(yǎng)模式。

關鍵詞：海洋微生物學實驗；課程建設；人才培養(yǎng)；教學改革；課程思政；教學模式

中圖分類號：G640 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）08-0097-04

Abstract： The article analyzes the problems of traditional experimental teaching of Marine Microbiology from the aspects of textbook construction， teaching content， curriculum evaluation system and talent cultivation. Through the analysis of the problems in the course teaching， it explores and practices the construction of experimental courses of Advanced Marine Microbiology and talent cultivation. It constructs a multi-level progressive experimental teaching model of Marine Microbiology of \"knowledge → practice → ability\"， and explores a talent cultivation model of \"teaching， competition， and research\" integrated into one.

Keywords： marine microbiology experiment; curriculum construction; talent cultivation; teaching reform; curriculum ideology and politics; teaching mode

現(xiàn)代高等學校中，專業(yè)實驗課程在培養(yǎng)學生的實踐能力、觀察能力、分析能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力方面具有重要意義[1]。海洋微生物學實驗課程作為高等院校海洋科學類專業(yè)的重要基礎課程，在海洋科學人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮著重要作用[2]，因此加強海洋微生物學的實驗教學是高校培養(yǎng)青年海洋微生物人才的重要途徑。然而，長期以來，海洋微生物學實驗課程存在一些問題，如教材陳舊、缺乏完整的教學體系、教學內(nèi)容與教學模式單一、缺乏針對不同學生特點和學習狀況的個性化實驗、考核方式單一等[3-5]。這些問題極大地限制了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。為了解決這些問題，我們圍繞海洋學科人才培養(yǎng)要求和學生自身特點，從優(yōu)化實驗教學內(nèi)容、更新教學手段、完善教學體系等方面進行了海洋微生物學實驗教學改革，將海洋微生物學實驗教學與學生競賽、大學生畢業(yè)論文、創(chuàng)新項目相結(jié)合，合理統(tǒng)籌安排實驗教學，構(gòu)建了“知識→實踐→能力”多層次遞進式的海洋微生物學實驗教學模式，探索出“教、賽、研”三位一體的人才培養(yǎng)模式，促進“知識型”大學生向“能力型”大學生的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)了海洋學科專業(yè)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

一 "傳統(tǒng)海洋微生物學實驗課程教學中存在的問題

（一） "缺乏具有鮮明海洋特色的海洋微生物學實驗教材

海洋微生物學實驗是海洋科學專業(yè)的必修課，在培養(yǎng)高校學生的實驗操作技能、創(chuàng)新思維能力和獨立工作能力等方面發(fā)揮重要作用。然而，目前涉海專業(yè)的海洋微生物學實驗課程大多參考微生物學實驗課程的教材開展，研究對象也主要集中在常規(guī)的、經(jīng)典的陸源微生物，缺乏海洋特色[5-7]。以海洋類微生物為研究對象的實驗教材較少，且在實驗內(nèi)容設計上往往不涉及綜合系統(tǒng)性大實驗，未能有效體現(xiàn)專業(yè)課程教學實驗與畢業(yè)論文、科研項目訓練的有機融合。同時隨著科學技術的進步，海洋微生物學中不斷涌現(xiàn)出新的方向和問題，因此迫切需要對海洋微生物學實驗的教學內(nèi)容進行優(yōu)化和改革，出版面向海洋科學專業(yè)本科生的海洋微生物學實驗教材。

（二） "實驗教學內(nèi)容缺乏個性化

傳統(tǒng)的海洋微生物實驗教學主要旨在加深學生對海洋微生物學基本理論的理解。然而，由于受實驗教學時間和課時的限制，實驗內(nèi)容往往分散，且包含了大量基本操作，大多數(shù)實驗只是對理論教學內(nèi)容的簡單驗證，操作簡單且重復性高。各個實驗之間缺乏有機聯(lián)系，在實驗內(nèi)容設計上也缺少綜合設計性實驗和研究性實驗，這導致學生的綜合能力得不到有效培養(yǎng)和鍛煉，也不利于學生綜合、系統(tǒng)性地掌握理論知識[8-9]。實驗實施過程中，學生根據(jù)指導教師講解與實驗教材要求，采用程序化的操作完成實驗內(nèi)容，然后按照規(guī)定的內(nèi)容及格式完成實驗報告。所有學生安排同樣的實驗內(nèi)容，沒有根據(jù)學生的特點和學習狀況去設計，學生的潛能難以得到發(fā)揮。這種單一、缺乏個性化的教學模式對學生沒有足夠的吸引力，降低了學生的學習興趣。

（三） "學生缺少課堂之外的實驗操作機會

海洋微生物學實驗是一門實踐性很強的課程，旨在培養(yǎng)學生掌握海洋微生物學的操作技能，為未來參與科研工作打下堅實的基礎[10]。但對于一種實驗技術，學生很難通過一次學習就能熟練掌握，需要反復強化練習。但是海洋微生物學實驗教學一般為每周2或4課時，教學時數(shù)少。由于課時的原因，傳統(tǒng)的教學模式為教師在課堂只示范操作一次，學生通常只有一次學習的機會。然而，僅僅通過一次課程的學習，學生很難掌握操作要領。特別是對于需要協(xié)作完成的大型綜合性實驗，動手積極性不高的學生可能連一次操作都沒完成。因此，教學質(zhì)量不能得到保證，學生的科研能力和創(chuàng)新能力也得不到鍛煉。同時，海洋微生物學實驗室平時不對學生開放，實驗課程只能定時、定點去完成。學生不能根據(jù)學習需要和自己的時間去進行實驗，學習的興趣和熱情受到抑制。

（四） "課程評價體系存在諸多問題

海洋微生物學實驗課程現(xiàn)有的評價體系過于關注學生的成績和考試結(jié)果，而忽視了實驗過程中的實際表現(xiàn)和實際應用。這種結(jié)果導向的評價方式可能會忽略學生的個體差異和潛在能力，導致無法全面準確地從知識、技能、態(tài)度和價值觀等多個方面評估學生的學習效果。同時，傳統(tǒng)的課程評價主要關注學科知識和實驗技能的掌握，而忽視了對學生的創(chuàng)新能力、批判思維、溝通能力等素養(yǎng)的培養(yǎng)。在評價方式上也存在單一化的問題，過于依賴標準化的考試和測驗，忽略了其他多樣化的評價方式[11]。上述諸多問題都導致學生的學習興趣和動機下降，嚴重影響學習效果。因此，為了更好地評價學生的學習效果，需要建立更加全面、多樣化和綜合性的課程評價體系，注重學生的個體差異和潛在能力，關注學生綜合能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)[12]。

二 "多層次進階型教學模式和人才培養(yǎng)的探索與實踐

（一） "建設具有鮮明海洋特色的海洋微生物學實驗課程教材

教材是體現(xiàn)大學教學內(nèi)容和教學方法的重要載體，推進課程建設的同時必須要加強配套的教材體系建設[13]。抓好教材建設工作，對于提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)人才具有十分重要的意義。在新時代背景下，目前海洋科學類課程的教材已經(jīng)無法適應課程教學改革發(fā)展需求，加強教材建設勢在必行。目前，涉海專業(yè)的海洋微生物學實驗課程大多參考微生物學實驗課程的教材開展，研究對象也往往是常規(guī)的、經(jīng)典的陸源微生物，缺乏海洋特色。同時隨著科學技術的進步，海洋微生物學中的新方向、新問題也層出不窮，因此急需對海洋微生物學實驗的教學內(nèi)容進行優(yōu)化和改革?；诖?，教學團隊從以下三方面開展海洋微生物學實驗課程教材建設。 第一，在教材編寫過程中樹立精品意識。明確編寫教材的目的是為課程提供優(yōu)秀的教科書，而不是為了個人利益，樹立精益求精的編寫理念。從資料收集、內(nèi)容設計、重點和難點處理以及文字可讀性等方面仔細推敲。完成第一稿后，主動“緩一緩”，不急于交稿，并請領域相關專家審閱，聽取他們的指教意見。第二，要理論聯(lián)系實際，利用好科研成果。大多數(shù)青年教師都是科研和教學并重型教師，能夠及時獲取領域內(nèi)的最新研究成果。因此，青年教師在編寫教材的過程中，可以充分利用科研成果不斷完善教材內(nèi)容，使科學研究與教學改革密切結(jié)合起來，讓科研直接為教材建設工作服務。同時理論與實際的結(jié)合也有利于教學過程中學生更好地理解。第三，強大的組織是教材編寫成功的重要保障。學院和教研室既是教材需求和使用單位，又是教材編寫任務的承擔單位，在教材建設中發(fā)揮著作用。因此，在教材編寫過程中，我們充分依靠“組織”——學院和教研室，尋求經(jīng)費支持、經(jīng)驗成果推廣等方面的幫助。最終歷時兩年，教學團隊編寫出版了海洋科學專業(yè)本科教材《海洋微生物學實驗》。

（二） "更新實驗內(nèi)容，將海洋微生物學實驗分為基礎性實驗、綜合性實驗和拓展性實驗三層次，構(gòu)建遞進式的實驗教學模式

對海洋微生物學實驗內(nèi)容體系進行了更新，既有“規(guī)定動作”，又有“自選動作”，同時突出海洋特色，構(gòu)建了以綜合性和拓展性為主導的新型實驗課程體系。將實驗內(nèi)容分為三大模塊，基礎訓練模塊（第一層次）、綜合研究型模塊（第二層次）和拓展性模塊（第三層次），使學生由基礎到實踐層層深入。基礎訓練模塊主要圍繞著微生物學實驗的基本方法，使用海洋微生物作為實驗對象，讓學生熟練掌握微生物學實驗方法，為更高層次的培養(yǎng)打下堅實基礎。在基礎模塊的基礎之上，綜合研究型模塊會進一步強化技能、提高難度，培養(yǎng)學生獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。根據(jù)海洋科學專業(yè)特點把相互獨立的實驗整合成系列綜合實驗，一環(huán)扣一環(huán)，中間任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都會影響其他實驗開展，這樣不僅能反復訓練基本操作技能，也可以讓學生認識到每一個實驗細節(jié)、每一部分小實驗的用意，以及各部分實驗之間的聯(lián)系，這些都加深了學生對實驗的理解，充分達到提高學生實驗操作能力和創(chuàng)新思維的目的。遞進式教學體系的最高層次為拓展性實驗，拓展性模塊鼓勵學生結(jié)合基礎海洋微生物學知識、當前研究熱點或最新實驗方法，通過分組討論、查閱文獻、咨詢老師等環(huán)節(jié)，自主擬定實驗內(nèi)容，設計實驗方案并實際操作驗證，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和獨立開展科學研究的科學素養(yǎng)。通過上述工作的開展，構(gòu)建了“知識→實踐→能力”多層次遞進式海洋微生物學實驗的教學模式

（三） "將海洋微生物學實驗教學延伸到大學生競賽、畢業(yè)論文和大學生科研訓練項目

海洋微生物學實驗是一門實驗性極強的學科，但是由于課時限制以及其他因素造成學生在課堂實際動手操作的時間比較有限，因此學生需要更多的課余時間去深入學習和反復練習。在課程建設過程中，積極開辟“第二課堂”，給學生創(chuàng)造課堂之外的學習機會。例如，教學團隊教師帶領學生參加全國性大學生實驗技能競賽，“以賽促學”，培養(yǎng)學生綜合實踐能力和創(chuàng)新能力；引導學生圍繞海洋微生物學實驗課的內(nèi)容，開展本科畢業(yè)論文的研究工作，達到“學以致用”的目的；指導學生利用在實驗課程所掌握的實驗技能和知識積極申報海洋微生物實驗內(nèi)容相關的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目和大學生實驗室開放基金項目，在實際科研活動中鞏固和檢驗教學成果，“以實踐促教學”。通過上述途徑將海洋微生物學課程實驗與學生競賽、科研項目訓練、畢業(yè)論文有機地結(jié)合在一起，探索“教、賽、研”三位一體的人才培養(yǎng)模式，體現(xiàn)教學和科研相輔相成的優(yōu)勢，有效提高學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

（四） "建立了一套由教師和學生共同參與，過程性與終結(jié)性評價相結(jié)合的海洋微生物學實驗課程考核評價體系

該評價體系大幅加強過程性評價，注重理實融合，關注實踐環(huán)節(jié)對知識的應用能力和個人綜合素質(zhì)的養(yǎng)成，對學生的知識、技能和素質(zhì)等多方面表現(xiàn)進行綜合評價。它將學生的學習過程和學習成果結(jié)合起來，全面評價學生的學習情況和能力發(fā)展。在該評價體系中，過程性評價主要關注學生在學習過程中的表現(xiàn)、實驗完成度和能力的提升，包括課堂出勤情況、課堂紀律、問題解決能力、實驗操作技能、實驗報告完成情況和獲獎情況等。終結(jié)性評價主要關注學生的學習成果和知識掌握程度，通過期末考試的方式來進行考核（表1）。在實施該評價體系時，制定了明確的評價標準和評價方法，確保評價的公正性和客觀性。

表1 "課程考核評價體系

（五） "針對海洋微生物學實驗的教學內(nèi)容和教學特點開展課程思政建設

課程思政是落實人才培養(yǎng)教育責任的應有之義。針對海洋微生物實驗課程的特點，我們從多角度開展了海洋微生物學實驗課程的課程思政建設。①強調(diào)科學精神和探索精神：在課程中引導學生了解科學研究的基本原則和方法，培養(yǎng)他們的科學思維和創(chuàng)新能力；②培養(yǎng)團隊合作和溝通能力：實驗過程中，學生需要進行團隊合作，共同完成實驗任務。通過組織學生進行小組討論、合作實驗等活動，培養(yǎng)其團隊合作和溝通能力，讓他們學會與他人合作、協(xié)調(diào)和溝通；③培養(yǎng)批判性思維和思想政治素養(yǎng)：在海水魚類病毒性病原體的分離及鑒定這一實驗過程中，以新冠病毒流行為案例，針對病毒流行早期“魚類感染新冠病毒”的謠言，引導學生理解病毒的傳播具有物種特異性，魚類病毒不會傳播給哺乳動物，更不會傳播到人。教育學生不信謠、不傳謠，學會利用掌握的科學知識有效識別謬誤，提高批判性思維能力和思想政治素養(yǎng)；④強化實驗室安全意識：在介紹海洋微生物培養(yǎng)基制備、滅菌及消毒技術的知識點時，結(jié)合高校實驗室發(fā)生的安全事故案例展開教學，使學生深刻理解實驗室安全的重要性，強化“紅線”意識，牢固樹立安全發(fā)展理念；⑤強調(diào)環(huán)境保護意識：在海洋微生物檢測實驗中，結(jié)合微生物學生態(tài)知識，強調(diào)改善環(huán)境及保護生態(tài)的重要性。通過讓學生了解海洋生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性和重要性，培養(yǎng)其環(huán)境保護意識，引導他們積極參與環(huán)境保護行動。

三 "現(xiàn)階段教學改革效果

（一） "《海洋微生物學實驗》教材受到廣泛關注和認可

《海洋微生物學實驗》作為海洋科學學院組織編纂的全國首套專門針對海洋相關專業(yè)的成體系本科課程教材之一，一經(jīng)出版就受到廣泛關注，被廣州日報、搜狐、新浪網(wǎng)和科學網(wǎng)等競相報道。《海洋微生物學實驗》教材經(jīng)在教學中應用，得到廣大學生的肯定。學生對課程教學滿意度逐年提高，認為該教材能有效地促進學生開展深度的研究性和創(chuàng)新性學習，為學生未來在海洋學科等領域做出高水平創(chuàng)新成果打下了扎實的基礎。2018—2020年海洋微生物實驗課程在學生評教中排名全校前茅。此外，在學校組織的十幾位老師隨機聽課反饋中，老師們普遍認為實驗設計新穎、具有較強創(chuàng)新性、實驗報告重點突出、不落俗套，教學模式值得推廣。

（二） "學生學習興趣明顯增強

通過教學模式的實施，學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習。通過開展“本科生進實驗室”、小組探究、“學中做、做中學”等課堂課后活動，學生學習積極性大大提升。教學團隊利用過程性和終結(jié)性評價結(jié)果統(tǒng)計分析2018級、2019級、2020級學生的學習情況，學生的知識、技能及素養(yǎng)目標達成度逐年提升，效果顯著。

（三） "本科生科研創(chuàng)新能力顯著提高

2016—2022年，海洋微生物學實驗課程的教學和訓練結(jié)束后，在教學團隊老師指導下，二十余位學生申報了關于海洋微生物實驗內(nèi)容相關的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目和大學生實驗室開放基金項目，獲得資助項目8項，其中國家級大創(chuàng)項目2項。項目組成員及時總結(jié)項目成果，發(fā)表研究論文8篇，其中以本科生為第一作者發(fā)表SCI論文5篇（中科院大類一區(qū)2篇）。同時，本科生作為發(fā)明人之一申請專利2項，并獲得授權。

教學團隊教師指導學生參加第二屆和第四屆高校大學生海洋和化學科技實踐論壇，多位學生獲得報告一、二等獎。其中指導本科生獲得珠海第一屆大學生海洋環(huán)保論壇一等獎。通過組織學生參加比賽，調(diào)動了同學學習的主動性、積極性，促進了同學創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)。

（四） "研究型人才培養(yǎng)效果的認可度得到提升

通過海洋微生物學實驗課程的教學，許多學生對海洋微生物學實驗產(chǎn)生濃厚的學習興趣。學生主動聯(lián)系團隊老師，希望能夠圍繞海洋微生物學實驗課所學的知識和技能，開展畢業(yè)論文的研究。2016—2022年，教學團隊老師指導本科生完成畢業(yè)論文12人次，其中5位同學的畢業(yè)論文獲評校級優(yōu)秀畢業(yè)論文，4位同學獲評中山大學優(yōu)秀畢業(yè)生。多名本科生同學成功申請到新加坡國立大學、香港大學、清華大學和中國科學院等國內(nèi)外知名高校和研究所攻讀博士學位的機會。

（五） "授課教師的課堂教學能力和教改能力等業(yè)務素養(yǎng)得到了錘煉和提高

通過開展課程建設，海洋微生物學實驗課程獲批中山大學一流本科課程建設；圍繞海洋微生物學實驗課程開展課程思政建設，獲批廣東省本科高校教學質(zhì)量與教學改革工程項目，在北大核心期刊等刊物發(fā)表多篇課程思政教改論文；授課教師賈坤同教授積極參加教學比賽，獲得中山大學第九屆教師教學競賽理科組一等獎；賈坤同教授牽頭的教學成果（進階型海洋微生物學實驗課程建設和實踐）獲中山大學本科教學成果二等獎。

四 "結(jié)束語

海洋微生物學實驗課程改革是一個漫長的過程，未來課程將繼續(xù)不斷改進和完善實驗教學的內(nèi)容和方法，加強理論教學和實驗教學的有機融合，提高學生的實驗能力和科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、科研能力和愛國情懷，以適應不斷變化的教育需求和科學發(fā)展的要求。

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