生物工程專業(yè)微生物學(xué)實驗教學(xué)改革探討

徐琳

(河西學(xué)院生物系，甘肅張掖734000)

生物工程專業(yè)是我校以培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型人才為目標(biāo)的工科專業(yè)，微生物學(xué)作為生物工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，不僅可以使學(xué)生掌握最新的微生物學(xué)理論知識和應(yīng)用技術(shù)，而且通過教學(xué)可有效提升學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。微生物學(xué)實驗技術(shù)是微生物學(xué)的重要組成部分，是微生物學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)。近年來，生物技術(shù)的迅猛發(fā)展以及高等教育體制改革中新情況、新問題的出現(xiàn)，對微生物實驗課程教學(xué)提出了新的要求［1］。如何加強和改進(jìn)微生物實驗教學(xué)、培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力成為微生物學(xué)教學(xué)改革的核心。

1 正確制定實驗計劃

工科微生物學(xué)實驗內(nèi)容主要包括:微生物形態(tài)的認(rèn)識、微生物的分類、微生物大小的測定、數(shù)量的測定、微生物生理生化測試、微生物誘變育種和微生物發(fā)酵等。這些實驗以驗證性實驗為主，實驗安排缺乏連貫性和系統(tǒng)性，使學(xué)生容易將每個實驗內(nèi)容獨立開來，很難對整個微生物學(xué)實驗有一個整體的認(rèn)識和把握，為了解決這一問題，需將實驗計劃進(jìn)行修改和完善。將傳統(tǒng)實驗中對微生物菌體形態(tài)的認(rèn)識和染色法2個實驗順序顛倒，將實驗中的環(huán)境微生物的分離提前到第一個實驗。這樣整個體系變成了從環(huán)境中分離、純化微生物，微生物的計數(shù)及大小測定，細(xì)菌的染色法，微生物形態(tài)的認(rèn)識，微生物生理生化的鑒定，細(xì)菌總DNA的提取，PCR基因擴增技術(shù)，菌種的誘變選育，酸奶的制作。這樣的安排避免了原有體系中雜亂的單個實驗為主，不能將整體貫穿的弊端，將菌種的得到、分離、純化、鑒定及應(yīng)用這些獨立的實驗環(huán)環(huán)相扣，形成了一個有機的整體，任何一個步驟的失誤將導(dǎo)致后續(xù)實驗的無法進(jìn)行，這種調(diào)整極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。

2 開設(shè)開放性實驗

目前的微生物學(xué)實驗是和理論課同步設(shè)置的，這樣的設(shè)置偏重于對理論的認(rèn)識，卻忽略了對學(xué)生創(chuàng)新能力的拓展和培養(yǎng)。學(xué)生從進(jìn)入實驗室到結(jié)束實驗，只是盲目地完成了老師在課堂上所講授的實驗路線中的每個步驟，因此對于學(xué)生而言，實驗課的收獲并不明顯，很多同學(xué)甚至在一學(xué)期之后都很難明了微生物學(xué)實驗課能有怎樣的實際用途，針對這一現(xiàn)象，參考其他院校經(jīng)驗，結(jié)合自身問題，提出和開展了一系列開放性實驗。

實驗室開放是對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系和封閉式教學(xué)方法的一種改革，其目的首先是把傳統(tǒng)固定模式的、封閉的教學(xué)方法，轉(zhuǎn)變成充滿生機的、開放型的教學(xué)方法，營造生動活潑的實驗教學(xué)環(huán)境;其次是吸引鼓勵學(xué)生多參加科研活動，將教師日常的教學(xué)活動、科研活動與學(xué)生科研能力的培養(yǎng)緊密結(jié)合起來;三是開放實驗室使實驗場所和設(shè)備得以充分利用，解決日常教學(xué)秩序中學(xué)生多，學(xué)時少，實驗設(shè)備套數(shù)少等矛盾，充分發(fā)揮實驗室功能即將實驗主動權(quán)交給學(xué)生，從實驗題目的確定、實驗項目的實施到寫出完整有效的結(jié)題報告都由以組為單位的學(xué)生團(tuán)隊自主完成。這一環(huán)節(jié)理論上制定課時為4課時，但從經(jīng)驗來看，絕大多數(shù)情況下學(xué)生會超時完成，一般占用實驗室的課時數(shù)在10課時以上，這就對實驗室的管理和開放提出了更高的要求。在整個開放實驗過程中，教師要給予悉心的指導(dǎo)，甚至在必要的時候讓學(xué)生自己來公開論證其設(shè)計的可行性。這樣的方式極大地開發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，很多同學(xué)形成了閑暇時查閱一手文獻(xiàn)、有問題及時交流的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3 形成良好的考核考勤體制

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)重視學(xué)生的考試成績，將筆試作為衡量學(xué)生學(xué)習(xí)水平的標(biāo)尺。我們在這方面進(jìn)行了有益的探索，將實驗考核體系分為4部分:平時出勤率、實驗態(tài)度和實驗紀(jì)律為第一部分，占到總考核成績的30%;實驗報告占30%，實驗報告不僅是實驗過程的反應(yīng)，更是學(xué)生通過實驗結(jié)果的分析，得到結(jié)論、提出問題并分析問題的重要環(huán)節(jié);操作考試占到30%，通過將實驗考核內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的量化，并將每一個實驗的要點都納入考核點，將實驗操作的考核時間延長至10 min，大大提高了學(xué)生對操作的重視程度，學(xué)生對于微生物基本實驗操作技能的掌握有了很大進(jìn)步。第四部分為實驗筆試，筆試囊括了所有實驗中所能涉及到的原理、基本試劑的配制、實驗操作過程及關(guān)鍵點、實驗結(jié)果的分析等，將學(xué)生平時實驗的操作技能平面化，使理論學(xué)習(xí)和實驗操作結(jié)合更加緊密。實踐證明，這樣的考核體制，將學(xué)生的實驗道德、實驗習(xí)慣也納入了考查的行列，最大程度地消除了考試帶來的隨機性，能客觀實際地反映學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)情況，使得每個學(xué)生從上課開始到課程考試結(jié)束的任何環(huán)節(jié)都不松懈，徹底改善了以往學(xué)生平時不認(rèn)真學(xué)習(xí)，考前臨時突擊，甚至靠作弊也能蒙混過關(guān)的現(xiàn)象。

4 教學(xué)方法的改革

教學(xué)方法的改革對實驗教學(xué)改革的效果起著至關(guān)重要的影響。主要從兩個方面進(jìn)行了實踐。

4.1 多媒體的應(yīng)用

傳統(tǒng)的教學(xué)以教師講解和示范為主，教師在詳細(xì)講授整個實驗原理實驗過程后，親自演示實驗步驟，這樣使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于被動狀態(tài)，很多同學(xué)還由于無法看清而實驗受阻。為此，在實踐中將教師講解與多媒體示范相結(jié)合作為主要方式，講解時教師只簡要明確交代實驗原理、材料和方法、預(yù)期結(jié)果及實驗報告應(yīng)該包含的內(nèi)容，而試驗示范階段，通過多媒體有聲有色的演示授課，使學(xué)生更加清楚地觀察實驗過程和實驗現(xiàn)象，從而將更多的時間留給了教師對學(xué)生實際操作過程中的指導(dǎo)環(huán)節(jié)。此外，多媒體的應(yīng)用使實驗課的教學(xué)趨于直觀化和形象化，起到了事半功倍的效果。

4.2 PBL式教學(xué)的應(yīng)用

PBL(problem-based-learning)是一種以學(xué)生為主題，問題為核心、啟發(fā)與討論并舉的啟發(fā)式教學(xué)方法［2］。為了充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，在每次實驗前1周，教師將新的實驗內(nèi)容的題目告知學(xué)生，并提出一些關(guān)鍵性的問題，讓學(xué)生帶著問題查詢資料，溫習(xí)理論知識，并以組為單位做好課件及幻燈片，實驗課前，每組選派代表或教師隨機抽選人員進(jìn)行講解，講解完畢后全班同學(xué)可進(jìn)行提問和討論。這樣的方式有效提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、獨立解決問題及團(tuán)隊合作的能力，同時使學(xué)生掌握了科研的基本思路，養(yǎng)成良好的科研探索習(xí)慣。

針對生物工程專業(yè)微生物實驗教學(xué)中的部分問題環(huán)節(jié)進(jìn)行以上的改革，取得了較好的效果，今后在教學(xué)中應(yīng)本著以學(xué)生為主體的理念，側(cè)重學(xué)生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)，優(yōu)化教學(xué)體系，促進(jìn)教學(xué)資源的合理配置和使用，繼續(xù)加大教學(xué)改革的力度，使微生物實驗教學(xué)能真正適應(yīng)生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需要。

［1］ 劉森林.微生物學(xué)實驗創(chuàng)新教學(xué)體系的研究與實踐［J］.微生物學(xué)通報，2005，32(4):153-155.

［2］ Taylor D，Miflin B.Problem-based learning:where are we now［J］.Med Teach，2008，30(8):742.