高等農(nóng)業(yè)院校微生物學(xué)課程建設(shè)與改革研究*

劉素純

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長沙410128)

微生物學(xué)是從分子、細胞或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進化等生命活動基本規(guī)律，并應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護等實踐領(lǐng)域的科學(xué)。近年來，與數(shù)理化、信息科學(xué)和技術(shù)科學(xué)進一步交叉、滲透和融合，體現(xiàn)出旺盛的生命力。作為專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，微生物學(xué)在高等院校與生物學(xué)相關(guān)的本科教學(xué)活動中，在專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)過程中占有重要地位，受益面廣且影響深遠。

如何使高等院校微生物學(xué)教學(xué)緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐，突出理工農(nóng)結(jié)合特色，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握微生物學(xué)基礎(chǔ)理論同時，及時掌握最新的微生物學(xué)理論動態(tài)和應(yīng)用技術(shù)，具有較高的微生物學(xué)綜合素質(zhì)，是微生物學(xué)教學(xué)工作者面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。目前湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)有食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、生物工程、生物技術(shù)等10多個本科專業(yè)開設(shè)微生物學(xué)課程，每年都有7百多名本科學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)理論知識和實驗技能，參與有關(guān)生產(chǎn)實踐活動。本研究將以教學(xué)內(nèi)容的改革為核心，以教學(xué)方法的改革為基礎(chǔ)，充分利用已有的教學(xué)經(jīng)驗，發(fā)揮教師的積極性和學(xué)生的主動性，全方位開展微生物學(xué)課程建設(shè)，力求為社會培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)相互兼顧、協(xié)調(diào)發(fā)展的應(yīng)用型人才。

一、微生物學(xué)課程建設(shè)和教學(xué)內(nèi)容的改革

(一)微生物學(xué)教材建設(shè)

針對高校農(nóng)業(yè)院校的不同專業(yè)教學(xué)要求編寫的微生物學(xué)教材版本較多，各種教材內(nèi)容側(cè)重點也有很大的不同。結(jié)合我校各類專業(yè)的教學(xué)要求，突出理工農(nóng)結(jié)合的專業(yè)特色，我們在選擇和使用微生物學(xué)教材時進行了詳細的調(diào)研和探索實踐。在眾多的教材中，盡量選擇匯集學(xué)科近期研究進展、資料翔實、信息量大、符合大綱要求、并適于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)兩方面需要的教材。力求所選用的教材既能滿足當前專業(yè)教學(xué)要求，又可為部分優(yōu)秀學(xué)生報考其他院校相近專業(yè)碩士研究生考試作較全面的參考。因此，我們選用教育部獲獎及多所綜合性大學(xué)考研指定教材，不同專業(yè)有各自的主教材，生物類專業(yè)選用周德慶編寫的《微生物學(xué)教程》(第二版)為主教材，食品類專業(yè)選用江漢湖等主編的《食品微生物學(xué)》(第二版)，畜牧動醫(yī)專業(yè)選用陸承平主編的《獸醫(yī)微生物學(xué)》(第四版)，農(nóng)學(xué)類選用王賀祥主編《農(nóng)業(yè)微生物學(xué)》，推薦主要參考教材為面向21世紀課程教材沈萍主編的《微生物學(xué)》《(第二版)，和教育部高等教育司推薦、國外優(yōu)秀生命科學(xué)教學(xué)用書Prescott L M et al等編寫的《Microbiology》(Fifth Edition)影印版，為學(xué)生繼續(xù)深造奠定了良好的基礎(chǔ)。

(二)教學(xué)內(nèi)容整合與更新

微生物學(xué)課程內(nèi)容包括有微生物的分類及形態(tài)、營養(yǎng)與生長、代謝及調(diào)控、遺傳變異及育種、生態(tài)、傳染與免疫等。由于課程涉及面廣、內(nèi)容多，因此需在教學(xué)內(nèi)容上作合理調(diào)整和安排，強調(diào)微生物的基礎(chǔ)知識及其應(yīng)用性，重點講述微生物學(xué)課程中微生物分類及形態(tài)、營養(yǎng)與生長、代謝調(diào)節(jié)、篩選及誘變育種及生態(tài)。而微生物代謝的部分內(nèi)容簡略講述。微生物的基因工程技術(shù)、傳染與免疫等內(nèi)容是目前微生物學(xué)研究的熱點和難點，但在實際生產(chǎn)中應(yīng)用較少，主要集中于研究和應(yīng)用。因此在教學(xué)的安排中，作次重點講解，主要介紹基本概念和理論，鼓勵學(xué)生通過自學(xué)深入理解和掌握。其次學(xué)生相關(guān)的教育背景不同，教材內(nèi)容也應(yīng)進行了整合與更新處理。由于不同專業(yè)課程開設(shè)時間不同，如生物類專業(yè)該課程是三年級開設(shè)，對細胞生物學(xué)、免疫學(xué)及遺傳學(xué)、微生物形態(tài)、傳染與免疫、遺傳與變異等章節(jié)已經(jīng)學(xué)過，再詳細講學(xué)生感到枯燥乏味。因此為克服教學(xué)內(nèi)容交錯重疊的現(xiàn)象，充分了解先行課程的教學(xué)內(nèi)容，據(jù)此對微生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容和時間安排進行了適當?shù)恼{(diào)整，強化新知識，避免重復(fù)教學(xué)。其次為突出理工農(nóng)結(jié)合的專業(yè)特色，適當補充“工業(yè)微生物學(xué)”教學(xué)內(nèi)容。例如食品類專業(yè):將微生物的純培養(yǎng)好和液態(tài)發(fā)酵納入課堂教學(xué);在課程的最后，根據(jù)專業(yè)特點，補充微生物工業(yè)發(fā)酵和產(chǎn)品的相關(guān)內(nèi)容，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)的興趣，又注重了學(xué)生實際能力的培養(yǎng)。再者注意教學(xué)內(nèi)容的更新和系統(tǒng)性，適當?shù)卦鎏磉z傳工程育種新技術(shù)等新的研究成果和信息，對于教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、拓寬學(xué)生的知識面是十分必要的。在教學(xué)過程中，注意學(xué)科和學(xué)科之間的聯(lián)系，突出生命研究的系統(tǒng)性。

(三)食品微生物學(xué)課程研究型教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建

食品微生物學(xué)是食品類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該專業(yè)畢業(yè)生主要就業(yè)于食品加工企業(yè)，因此，學(xué)生應(yīng)具備在食品加工與管理實踐中應(yīng)用微生物學(xué)的知識提出問題和解決問題的能力。所以食品專業(yè)的微生物課程教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的理論分析能力和實際應(yīng)用能力，以學(xué)生初步具備“熟悉微生物、應(yīng)用微生物和控制微生物”的能力為中心構(gòu)建合理的微生物課程教學(xué)內(nèi)容體系。把“創(chuàng)新教育和能力培養(yǎng)”作為課程建設(shè)的指導(dǎo)思想，構(gòu)建“以問題為導(dǎo)向”的研究型教學(xué)內(nèi)容體系提高課程教學(xué)質(zhì)量和水平。課程內(nèi)容體系的構(gòu)建將理論和實踐的教學(xué)內(nèi)容整合為四個模塊，主要解決“什么是微生物”、“怎樣應(yīng)用有益微生物”、“怎樣控制有害微生物”和“怎樣研究食品加工過程中的微生物問題”四個問題。主要的教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標見表1。在課程的教學(xué)過程中，為了突出體現(xiàn)基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和前沿性，進行一些靈活的研究型設(shè)計，如在模塊2和3的基本理論教學(xué)內(nèi)容下充實一些教學(xué)與科研相結(jié)合的內(nèi)容。在實驗設(shè)計和案例分析的專題研究中(模塊4)，可以加上和食品加工操作實踐相關(guān)的環(huán)節(jié)。

表1 食品專業(yè)食品微生物學(xué)課程內(nèi)容的模塊設(shè)計

二、采用多樣化的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

人才培養(yǎng)，在很大程度上是興趣培養(yǎng)。而授課從形式上看是向?qū)W生傳授一門具體的科學(xué)知識;從內(nèi)涵上看是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣是研究性教學(xué)的重點。在微生物學(xué)課程中如何激發(fā)學(xué)生的興趣應(yīng)從細胞社會學(xué)的角度去思考微生物學(xué)的問題，同時引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想人類社會自身的某些現(xiàn)象去學(xué)習(xí)微生物學(xué)知識。在教學(xué)的過程中，主要強調(diào)以下幾個方面的方法。

(一)啟發(fā)式教學(xué)

改變傳統(tǒng)的教師在臺上照本宣讀，學(xué)生在臺下死記硬背的僵化做法。在教學(xué)過程中采用“看圖說話”的教學(xué)方法，充分發(fā)揮模式圖、功能圖的作用，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，有助于理解抽象的微生物細胞結(jié)構(gòu)和生命過程。

(二)引導(dǎo)式教學(xué)

為了更有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，更好地培養(yǎng)學(xué)生的能力，堅持教研室集體備課。在備課時，分別列出微生物學(xué)教材中的重點知識、一般知識和學(xué)生自學(xué)章節(jié)的提綱，分別發(fā)給學(xué)生，在授課時，結(jié)合各章節(jié)具體內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生運用分析、綜合和歸納的方法主動地學(xué)習(xí)，使他們對教材內(nèi)容有比較深刻的領(lǐng)會。例如生物類群形態(tài)結(jié)構(gòu)時，可將各種微生物的類群和結(jié)構(gòu)先作扼要介紹，如各類微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、菌落形態(tài)牲和繁殖方式有何異同，它們之間是如何區(qū)別和分類的，讓學(xué)生帶著問題聽課。在本章節(jié)內(nèi)容講完后，再針對性地出一些具有一定難度的思考題，供學(xué)生在課后復(fù)習(xí)之用。學(xué)生要完成思考題，必須在網(wǎng)上或圖書館查資料。這樣不僅能拓寬、強化專業(yè)知識，而且能鍛煉自學(xué)能力。

(三)多媒體課件教學(xué)

針對我校各專業(yè)本科生微生物學(xué)課程要求，開發(fā)和應(yīng)用了多媒體課件。在課件制作過程中，對因特網(wǎng)、英文影印參考書和教材中圖片進行了大量的搜集工作，并經(jīng)整理photoshop軟件處理和認真篩選后有機地整合在課件的相應(yīng)位置上，詳細而真實地表現(xiàn)微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其動態(tài)特點，將抽象的微生物學(xué)理論轉(zhuǎn)化為直觀的圖表講解;在某些章節(jié)中插入教學(xué)動畫，對于文本部分的處理以簡潔為原則，采用不同顏色、不同字體或字號、不同填充色等方式突出重點內(nèi)容，并根據(jù)需要隨時進行演示、修改;利用超鏈接技術(shù)，與其相應(yīng)的解釋或圖片相交互，加強學(xué)生對于知識的深入認識;利用繪圖工具自行繪制流程圖，強調(diào)知識體系的完整性和系統(tǒng)性。在整個教學(xué)課件設(shè)計過程中．貫穿自定義動畫技術(shù)．把握節(jié)奏，提高趣味性;在每章課后都配備一定數(shù)量的思考題，便于學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握。該多媒體課件應(yīng)用于我校相關(guān)專業(yè)本科生微生物學(xué)實際教學(xué)工作中，充分體現(xiàn)了教學(xué)性、科學(xué)性和趣味性，取得了較好的教學(xué)效果。

三、課程考核方式的優(yōu)化

考試是督促學(xué)生全面、系統(tǒng)復(fù)習(xí)所學(xué)課程基礎(chǔ)理論、基本技能和反映學(xué)生分析、綜合、解決問題能力的重要手段，也是反映教學(xué)質(zhì)量的重要方法。因此，對微生物課程考試方面作了一些改革:主要將平時考核與期末考試相結(jié)合，總評成績由平時成績和期末考試成績組成，平時成績由課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)完成情況和考勤組成，提高平時成績所占比例(圖1)。通過考核，一方面可反映出學(xué)生對微生物學(xué)知識的掌握程度，另一方面能促進學(xué)生分析問題和解決能力的提高。

圖1 微生物學(xué)理論課程考核成績構(gòu)成圖

四、改革傳統(tǒng)的實踐教學(xué)方式，建立獨特的實踐教學(xué)新模式

將普通微生物學(xué)實驗課與食品微生物學(xué)實驗課合并為獨立的課程，稱之為食品微生物學(xué)實驗技術(shù)，并從食品微生物學(xué)授課總教學(xué)時數(shù)中分離出來，單列為獨立的必修考試課，進行單獨考試和記分。實驗課的學(xué)時數(shù)48學(xué)時，學(xué)分2學(xué)分。課程考試方法與計分標準見圖2。通過這課程設(shè)置的變換，將加強學(xué)生對食品微生物學(xué)及其實驗課程的重視程度，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又有利于實驗的連貫性和系統(tǒng)化，從而有力促進微生物學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

圖2 食品微生物學(xué)實驗技術(shù)課程考試方法與計分標準圖

通過不斷改進補充實驗內(nèi)容，強化實驗技術(shù)訓(xùn)練，將現(xiàn)代化儀器的使用和成熟的科研成果引入實驗課等措施，提高實驗課的實用性。課程體系包括基本技能、綜合技能、創(chuàng)新能力培養(yǎng)以及工程技術(shù)應(yīng)用。在實驗內(nèi)容安排上做了適當?shù)恼{(diào)整，除開設(shè)細菌形態(tài)觀察及革蘭氏染色法、細菌特殊結(jié)構(gòu)的觀察、放線菌、霉菌形態(tài)觀察、酵母菌的形態(tài)觀察及死活細胞的鑒別、微生物直接計數(shù)等5個驗證性實驗外，安排了2個綜臺性實驗—“樣品中微生物的分離、純化及培養(yǎng)技術(shù)”和“細菌細胞的生理生化反應(yīng)實驗”。最后安排了兩個創(chuàng)新性實驗發(fā)酵食品的制作。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠參與科技創(chuàng)新活動、研究創(chuàng)新實驗中，挖掘和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，提高學(xué)生產(chǎn)品開發(fā)和解決工程實際技術(shù)問題的能力，同時學(xué)生獲得微生物檢驗師和食品檢驗師等資格證書，為生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)論文等其他實踐教學(xué)環(huán)節(jié)奠定良好的基礎(chǔ)。

五、結(jié)語

以上是在微生物學(xué)教學(xué)過程中進行的多年嘗試，對提高我校微生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量確實起到了一定的促進作用。但是如何進一步深化教學(xué)改革，建立一套充分突出理工農(nóng)結(jié)合特色、更適合農(nóng)業(yè)院校人才培養(yǎng)模式的微生物學(xué)教學(xué)體系，還有待我們?nèi)ゲ粩嗟呐μ剿骱蛯嵺`。

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