王 淼 許玉彬 王俊芳

河南大學(xué) 河南開(kāi)封 475001

微生物學(xué)學(xué)科是生命科學(xué)領(lǐng)域涉及面廣，應(yīng)用性強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，除了在生物學(xué)中占有重要位置之外，還與醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及化學(xué)等學(xué)科密切相關(guān)。目前，在綜合性院校中，微生物學(xué)相關(guān)課程主要包括微生物學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)和生物工藝學(xué)等。傳統(tǒng)的微生物學(xué)學(xué)科課程都有各自的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，且教學(xué)過(guò)程注重教師在實(shí)驗(yàn)課中的主導(dǎo)作用，但忽視了學(xué)生主觀(guān)能動(dòng)性的發(fā)揮，強(qiáng)調(diào)教師在實(shí)驗(yàn)課中基本知識(shí)的傳授而忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)。更為嚴(yán)重的是，各門(mén)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容各自為政，缺乏有機(jī)聯(lián)系，即使同一實(shí)驗(yàn)課程，由于受到實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制，也往往只能開(kāi)設(shè)一些以增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)為主的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)或者設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致盡管學(xué)生做了很多實(shí)驗(yàn)，但對(duì)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)等了解甚微，不僅脫離了生產(chǎn)實(shí)際，而且不利于應(yīng)用技術(shù)的掌握和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，通過(guò)整合各門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容，打亂原有的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置，開(kāi)設(shè)涵蓋各門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性，同時(shí)運(yùn)用科研手段，將科研思想、方法和技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探索，對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的培養(yǎng)具有重要意義。

1 整合各個(gè)相關(guān)學(xué)科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建立循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)體系

通過(guò)深入研究微生物學(xué)科各門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的基本內(nèi)容和要求，在兼顧基本實(shí)驗(yàn)操作和經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的情況下，設(shè)計(jì)出以綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主、循序漸進(jìn)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系，即首先集中開(kāi)展基本實(shí)驗(yàn)技能講授和訓(xùn)練，然后開(kāi)展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，最后由學(xué)生設(shè)計(jì)課題和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，開(kāi)展科學(xué)研究和科研能力訓(xùn)練。

1.1 基本實(shí)驗(yàn)技能的集中講解和訓(xùn)練

整合微生物學(xué)學(xué)科相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，將課程中的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)技術(shù)綜合在一起，集中講授、演示。這些項(xiàng)目包括：所用器皿的洗滌、包扎和滅菌，無(wú)菌操作，顯微觀(guān)察及制片，培養(yǎng)基的配置，微生物生長(zhǎng)的測(cè)定，發(fā)酵罐的使用，菌種保藏等。在原來(lái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置中，這些基本技能被作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)展，相互之間或與其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間連貫性不強(qiáng)，也較為簡(jiǎn)單，但卻是進(jìn)行許多后續(xù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是進(jìn)行科研實(shí)踐的基礎(chǔ)。我們將這些內(nèi)容集中在一起，作為一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作專(zhuān)題來(lái)進(jìn)行演示和講解，并據(jù)此開(kāi)展基本實(shí)驗(yàn)技能大賽，鼓勵(lì)和督促學(xué)生將這些基礎(chǔ)技能掌握扎實(shí)。

1.2 整合實(shí)驗(yàn)課程核心內(nèi)容，設(shè)置系統(tǒng)性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

打破課程內(nèi)容設(shè)置局限，將原有分散于各門(mén)實(shí)驗(yàn)課程中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)整合為系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在保持核心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不變的前提下，將實(shí)驗(yàn)技術(shù)連貫起來(lái)，環(huán)環(huán)相扣，組成一個(gè)有機(jī)的整體，使學(xué)生能夠在掌握基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，獨(dú)立自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，獨(dú)立分析、操作，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)素質(zhì)、科研素養(yǎng)的提高。

例如，以微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為核心，我們?cè)O(shè)置了以“柯赫法則的驗(yàn)證”為題目的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)以柯赫法則為主線(xiàn)，將許多實(shí)驗(yàn)技能貫穿起來(lái)，首先學(xué)生需要“配制培養(yǎng)基”，然后到田間取樣，“分離純化”出可能的病原微生物，將病原微生物“擴(kuò)大培養(yǎng)，再次接種健康寄主，待確定病原微生物后，再通過(guò)“微生物的顯微觀(guān)察”以及“微生物的鑒別染色”對(duì)微生物進(jìn)行初步鑒定，最終通過(guò)“v.p”等實(shí)驗(yàn)對(duì)該菌株進(jìn)行生理學(xué)研究。

在生物工藝學(xué)系列實(shí)驗(yàn)中，我們以“丙酮酸發(fā)酵”為主線(xiàn)，首先進(jìn)行“菌株的誘變，通過(guò)“平板快速篩選”得到高產(chǎn)丙酮酸的菌株，對(duì)菌株進(jìn)行多次“分離純化”和“菌種保藏”。然后“配制丙酮酸培養(yǎng)基”進(jìn)行“搖瓶發(fā)酵”，其間通過(guò)“比濁法”繪制出發(fā)菌株的“生長(zhǎng)曲線(xiàn)”，然后進(jìn)行“發(fā)酵罐發(fā)酵”，最后再進(jìn)行“丙酮酸的提取”。

1.3 結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽，開(kāi)展自選課題式實(shí)驗(yàn)和科研能力訓(xùn)練

全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽，簡(jiǎn)稱(chēng)“挑戰(zhàn)杯”，是一項(xiàng)全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，微生物學(xué)學(xué)科相關(guān)課程以及實(shí)驗(yàn)的授課對(duì)象為二年級(jí)、三年級(jí)學(xué)生，是參加挑戰(zhàn)杯的學(xué)生主體，對(duì)開(kāi)展課題式實(shí)驗(yàn)具有很高的積極性。我們結(jié)合微生物及生物工程教研組目前的科研課題，給出一些備選方向，作為自選課題式實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選擇。在課題式實(shí)驗(yàn)中，以學(xué)生為主體，教師給出研究性實(shí)驗(yàn)的框架和最終目標(biāo)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，結(jié)合已經(jīng)掌握的實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)查閱大量文獻(xiàn)，擬定具體實(shí)驗(yàn)方案，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。這種課題式的實(shí)驗(yàn)方法不僅使學(xué)生能盡快熟悉生物技術(shù)資料，對(duì)科研的艱巨性有所了解，同時(shí)充分發(fā)揮了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力。

1.4 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間參與科學(xué)研究

在微生物相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)體系開(kāi)展的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域興趣濃厚，動(dòng)手能力強(qiáng)，有很好的科研素養(yǎng)，通過(guò)與相關(guān)研究生導(dǎo)師溝通，我們對(duì)部分有意愿的學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)其深入?yún)⑴c科學(xué)研究，提高科研素養(yǎng)。

2 教學(xué)方法和考核方法的相應(yīng)調(diào)整

微生物相關(guān)學(xué)科實(shí)驗(yàn)課程整合以后，原有的教學(xué)方法和考核方法也隨之做出調(diào)整。

2.1 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法及教學(xué)模式的調(diào)整

實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的改進(jìn)主要是改變學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上的被動(dòng)局面，通過(guò)教師指導(dǎo)下的“課題式”實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，同時(shí)提高學(xué)生把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。但“課題式”實(shí)驗(yàn)不等同于放任不管，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行全程指導(dǎo)，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)操作能力較差的學(xué)生給予積極鼓勵(lì)，利用啟發(fā)式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

在改革教學(xué)方法的同時(shí)改變固定的教學(xué)模式，根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況隨時(shí)調(diào)整課時(shí)，如微生物培養(yǎng)需要24～48小時(shí)，所以全天開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，保證學(xué)生能夠及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)。

2.2 考核方法的調(diào)整

為了更好地促進(jìn)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)，我們對(duì)微生物相關(guān)課程的考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，建立以能力考核為核心的實(shí)驗(yàn)考核方法。

第一階段實(shí)驗(yàn)課考核側(cè)重考察基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定由平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)操作兩部分組成，各占50%。系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及后續(xù)自選課題式實(shí)驗(yàn)的考核包括平時(shí)成績(jī)，占50%(其中考勤占10%，實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占10%)；實(shí)驗(yàn)理論筆試成績(jī)，占20%；實(shí)驗(yàn)操作考核主要包括基本實(shí)驗(yàn)技能測(cè)試及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)完成情況，占30%。第一階段實(shí)驗(yàn)考核達(dá)標(biāo)才能進(jìn)入系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，同樣，設(shè)計(jì)性和系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)達(dá)標(biāo)才允許開(kāi)展課題式研究。每一階段的考核都要求平時(shí)成績(jī)合格才能參加操作考試和筆試。

這樣層層遞進(jìn)的考核體系，有利于學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作、數(shù)據(jù)處理、分析現(xiàn)象、解決問(wèn)題等能力，而且還有利于教師充分得到教學(xué)效果的反饋信息，進(jìn)一步提高教學(xué)水平。

以上是我們根據(jù)多年從事微生物學(xué)教學(xué)和科研的經(jīng)驗(yàn)，整合現(xiàn)有微生物學(xué)科課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建立以綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主的循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)體系的初步探索。該體系通過(guò)多年實(shí)踐表明，有效地提高了學(xué)生的整體實(shí)驗(yàn)水平，有利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情，培養(yǎng)學(xué)生基本的科研思路和科研素養(yǎng)。學(xué)生在近年大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽中取得了兩次三等獎(jiǎng)的好成績(jī)，相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在畢業(yè)論文教學(xué)實(shí)踐中的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力也得到了相關(guān)教師的肯定。構(gòu)建微生物學(xué)學(xué)科相關(guān)實(shí)驗(yàn)體系是一個(gè)探索性的嘗試，是一個(gè)涉及教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核體系、教學(xué)觀(guān)念轉(zhuǎn)變、教學(xué)環(huán)境優(yōu)化等多方面的系統(tǒng)性工程，我們將堅(jiān)持探索，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生科研素質(zhì)的提高。

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