注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的微生物學(xué)教學(xué)改革

張春楊, 馬匯泉, 2, 丁忠峰, 盛桂華, 盧明鋒, 安春艷, 王麗娟, 劉紅亮, 高秀珍

(1.山東理工大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255049；2.山東理工大學(xué) 教務(wù)處，山東 淄博 255049)

注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的微生物學(xué)教學(xué)改革

張春楊1, 馬匯泉1, 2*, 丁忠峰1, 盛桂華1, 盧明鋒1, 安春艷1, 王麗娟1, 劉紅亮1, 高秀珍1

(1.山東理工大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255049；2.山東理工大學(xué) 教務(wù)處，山東 淄博 255049)

探索和實踐了注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的微生物學(xué)教學(xué)改革。在優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建與學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)的新的微生物學(xué)知識體系基礎(chǔ)上，對教學(xué)方法進行了改革。注重啟發(fā)式教學(xué)，通過有針對性的微生物學(xué)問題的引導(dǎo)來啟發(fā)學(xué)生的思考和學(xué)習(xí)興趣，注重理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法，并通過開展綜合設(shè)計性實驗來培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。改革了考核辦法，加強了對平時學(xué)習(xí)和實踐環(huán)節(jié)的重視，更加有效地培養(yǎng)學(xué)生的能力和綜合素質(zhì)，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。

微生物學(xué)；啟發(fā)式教學(xué)；討論式教學(xué)；設(shè)計性實驗；創(chuàng)新能力

微生物學(xué)是研究微生物基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，主要包括微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)代謝、生長繁殖及控制、遺傳變異、生態(tài)分布、分類進化和應(yīng)用等方面[1-2]。微生物學(xué)是高等院校生物類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，與其他學(xué)科以及食品、醫(yī)藥、環(huán)保和人類的生活關(guān)系十分密切。近幾十年是生命科學(xué)蓬勃發(fā)展的時期，微生物學(xué)作為生命科學(xué)重要組成部分之一，其發(fā)展速度前所未有。同時，社會生產(chǎn)不僅需要有豐富專業(yè)知識的人才，更需要有卓越創(chuàng)新能力和優(yōu)良素質(zhì)的高質(zhì)量人才。為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和社會需求，尤其是適應(yīng)知識-能力-素質(zhì)三位一體的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，微生物學(xué)教學(xué)改革勢在必行。本文以山東理工大學(xué)專業(yè)核心課程建設(shè)項目為支撐，對微生物學(xué)課程進行了改革探索和實踐。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建新的知識體系

微生物學(xué)課程包括理論課和實驗課兩部分。其中理論課學(xué)時數(shù)為48學(xué)時，實驗課學(xué)時數(shù)為32學(xué)時。如何在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)，是首先要考慮的問題。這要求教師具備相對完整的微生物學(xué)知識體系，熟悉教授內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，把握課程重點和難點，合理安排教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過程中，將傳統(tǒng)的微生物學(xué)理論與當(dāng)前生命科學(xué)發(fā)展中的新理論、新技術(shù)和新成果相結(jié)合，使微生物學(xué)理論逐漸形成新的知識體系。

在新的課程體系中，既保留原有較成熟的知識體系如形態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)代謝、生長繁殖及控制、生態(tài)應(yīng)用等，又適當(dāng)引入微生物分子生物學(xué)、微生物生理代謝調(diào)控等前沿學(xué)科的新知識，刪減與后續(xù)課程重復(fù)的內(nèi)容。對形態(tài)結(jié)構(gòu)部分，注重不同類型微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異，例如對比革蘭陽性細菌和革蘭陰性細菌的細胞壁結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成差異來介紹，便于學(xué)生清楚地理解和掌握。而且各部分結(jié)構(gòu)的介紹遵循從細胞外到細胞內(nèi)、從一般結(jié)構(gòu)到特殊結(jié)構(gòu)的順序組織教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生建立有序的知識體系。在營養(yǎng)代謝部分，除介紹各類微生物的基本營養(yǎng)要素之外，注重不同類型微生物的營養(yǎng)要求差異及其代謝類型的差異，這樣知識層次更清楚一些。另外，微生物代謝部分可適當(dāng)介紹代謝調(diào)控的方式，并以賴氨酸高產(chǎn)菌株為例，讓學(xué)生充分理解代謝酶活性的調(diào)控方式，并對生產(chǎn)實踐產(chǎn)生初步的認識和興趣，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。在微生物遺傳變異部分，既增加微生物基因組學(xué)的內(nèi)容，又對經(jīng)典的微生物遺傳學(xué)知識如微生物的遺傳重組方式及其在基因工程中的應(yīng)用著重講述，因為這也是微生物學(xué)對現(xiàn)代生物學(xué)貢獻比較突出的方面之一。對微生物變異作簡要介紹，對變異的特點、方式和分子機理等，則主要放到微生物遺傳育種學(xué)中講授。這樣，有詳有略，既提高了學(xué)生的興趣，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，又對核心理論和知識有全面深刻的學(xué)習(xí)。將微生物物種的多樣性安排為課后自學(xué)，此外實驗課上結(jié)合有關(guān)實驗項目，使學(xué)生進一步了解微生物物種的多樣性及其主要特點和功能。因為感染與免疫內(nèi)容要在后續(xù)的免疫學(xué)中詳細學(xué)習(xí)，所以在該課程中略講或不講。

2 改革教學(xué)方法與教學(xué)手段

傳統(tǒng)的教學(xué)方式注重知識的傳授，課上常常滿堂灌，課下學(xué)生又忙于書面作業(yè)，這種方式容易使學(xué)生產(chǎn)生厭倦心理，影響學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生缺乏探索和學(xué)習(xí)知識的主動性，更缺乏對知識合理應(yīng)用的能動性和創(chuàng)新性。因此進行了教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。

2.1 注重啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)不僅可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力[3-5]。在開始學(xué)習(xí)新章節(jié)知識之前，提出一些具體的現(xiàn)象和問題從而將學(xué)生的思維引導(dǎo)至所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。例如在介紹第八章第五節(jié)細菌基因轉(zhuǎn)移和重組之前先讓學(xué)生思考一下：“為什么抗蟲棉能表達細菌的殺蟲蛋白？”然后帶著這些問題開始新內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生通過了解問題、分析問題和解決問題的訓(xùn)練，綜合提高其專業(yè)素質(zhì)。

課堂上還引進目前備受關(guān)注的討論式教學(xué)模式。結(jié)合微生物學(xué)科的發(fā)展前沿和生產(chǎn)實踐現(xiàn)狀，先提出與學(xué)科密切相關(guān)的討論題目，如“如何有效解決細菌耐藥性的問題？”、“當(dāng)‘MERS’來襲”等，將這些題目公布給學(xué)生，同時鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣設(shè)計其他的新題目，在課下組成小組查閱文獻、交流思想，然后在課堂上以小組的形式進行討論或者以PPT的方式在課上做報告，大家發(fā)表自己的觀點和見解，教師則進行必要的指導(dǎo)、評議和總結(jié)，然后根據(jù)各組的觀點介紹、PPT講解、討論答疑等情況進行評價打分。整個過程貫穿了學(xué)生的思考、分析和對問題的觀點凝練。這種專題討論可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生體會到理論知識和實踐之間的具體聯(lián)系，從而進一步提高對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣，并為將來選擇職業(yè)方向提供了思路。同時還可鍛煉學(xué)生的協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和組織表達能力等。

2.2 在理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

微生物學(xué)是一門實踐性和應(yīng)用性較強的學(xué)科，在教學(xué)中要充分體現(xiàn)這一特點[6]。教學(xué)內(nèi)容的安排也盡量做到理論和實驗同步。例如在理論課講完微生物細胞的結(jié)構(gòu)和功能后，相應(yīng)跟上微生物的革蘭染色、莢膜染色等內(nèi)容，讓學(xué)生通過實驗充分體會不同微生物的結(jié)構(gòu)特點，并進一步理解染色的方法、原理和用途。在微生物的營養(yǎng)理論課后，緊跟著是微生物培養(yǎng)基的制備，讓學(xué)生在掌握培養(yǎng)基制備的一般原則基礎(chǔ)上，充分體會不同營養(yǎng)類型的微生物對營養(yǎng)的要求特點及制備培養(yǎng)基時的相應(yīng)不同，為將來從事不同的微生物生產(chǎn)活動打下良好的基礎(chǔ)。同時,創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也是教學(xué)活動的重要目標(biāo)[7-10]。實驗項目方面，除了基礎(chǔ)性實驗，還設(shè)置了與生活、生產(chǎn)及科研關(guān)系密切的綜合設(shè)計性實驗，讓學(xué)生結(jié)合自己的興趣選擇設(shè)計，如 “市售乳制品中活性乳酸菌的檢測” “葡萄酒/蘋果酒/糯米甜酒的釀制”“益生芽胞菌的分離篩選”“產(chǎn)脂肪酶微生物的分離、篩選及酶活性檢測”“利用固體有機廢棄物發(fā)酵產(chǎn)沼氣”等。學(xué)生查閱文獻、設(shè)計內(nèi)容、準(zhǔn)備材料，教師對其設(shè)計進行把關(guān)后學(xué)生開展實驗、分析結(jié)果并撰寫實驗論文。通過實驗，學(xué)生們充分掌握了所學(xué)的理論知識并學(xué)以致用，進而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)效果。

2.3 注重信息化教學(xué)

現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備和教學(xué)手段的運用不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量，更有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力[11]。我校微生物學(xué)課程組運用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行教學(xué)資源的編制、呈現(xiàn)、管理和討論。編制、完善了微生物學(xué)理論多媒體課件和實驗多媒體課件，增加了知識的形象性、準(zhǔn)確性和具體化，使其易于理解和掌握，更調(diào)動了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。同時，建設(shè)了微生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，把主要的教學(xué)資源上傳到平臺上，并利用平臺進行學(xué)生作業(yè)的布置、提交、批閱等，還可針對課程學(xué)習(xí)情況進行在線測試、互動討論、答疑等活動。

3 改革考核辦法

為了提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，改革了考核辦法。采用形成性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合的辦法，適當(dāng)加大形成性評價的考核力度。目前理論課的考核由出勤及課堂表現(xiàn)+作業(yè)(一般作業(yè)+思維導(dǎo)圖+出題等)+專題討論+平時測驗+期末考試各項構(gòu)成，其中期末考試成績占50%，其他各項形成性評價共占50%。實驗課的考核由實驗表現(xiàn)及實驗報告和實驗論文等+期末考試構(gòu)成，其中期末考試成績所占比例不超過50%。這樣，通過理論學(xué)習(xí)、資料查閱、專題討論、實驗學(xué)習(xí)、設(shè)計性實驗等多個環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高他們對學(xué)習(xí)、實踐和設(shè)計環(huán)節(jié)的重視程度。

4 小 結(jié)

我們對微生物學(xué)課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考核辦法等多個方面進行了改革探索，重在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。目前，改革已取得初步成效，學(xué)生反映對知識的理解更深入了，實驗技能增強了，調(diào)研、分析、解決問題的能力提高了，并且具備了一定的創(chuàng)新意識。然而改革也存在一些問題和不足，例如設(shè)計性實驗開展得還不夠深入，信息化教學(xué)程度還不夠高，學(xué)生的積極性還未充分調(diào)動起來，等等。今后，設(shè)計性實驗應(yīng)多鼓勵學(xué)生與某個研究方向結(jié)合起來開展探索性的實驗；教學(xué)手段方面注意提高課程網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)水平，適當(dāng)運用微課、SPOC等課程資源，結(jié)合更多的網(wǎng)絡(luò)互動、答疑討論等，進一步提高教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化、開放化和主動性。

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Teaching Reform of Microbiology Laying Stress on Fostering Students’Innovative Ability

ZHANG Chun-yang1, MA Hui-quan1, 2, DING Zhong-feng1, SHENG Gui-hua1, LU Ming-feng1,AN Chun-yan1, WANG Li-juan1, LIU Hong-liang1, GAO Xiu-zhen1

(1.Schl.ofLifeSci., 2.Dean’sOffice,ShandongUni.ofTechnol.,Zibo255049)

Exploration and practice of the teaching reform of microbiology were conducted with the objective of cultivating the innovative ability of students. Based on the optimization of theoretical knowledge and the construction of a new microbiology system which is adapted to the development of life science, the teaching methods of microbiology were then reformed. The method based on the heuristic teaching inspired students’ thinking and learning interest by guiding them aiming at microbiological issues, and laying stress on teaching method of combining theory with practices, and fostering the students’ practical and innovation capabilities through comprehensive experiments with design dimensions. Reform the assessment method, and strengthen the assessment of learning and practical links at ordinary times, and train the students’ capability and comprehensive quality more effectively, so as to improve the teaching quality of the course.

microbiology； heuristic teaching； discussion teaching； designable experiment； innovative ability

山東理工大學(xué)專業(yè)核心課程建設(shè)項目(2009105)

張春楊 女，副教授，博士。主要從事應(yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)方面的教學(xué)和科研工作。 E-mail:zhangcy@sdut.edu.cn

* 通訊作者。男，教授，博士。主要從事微生物學(xué)相關(guān)的教學(xué)和科研工作。Tel:0533-2781329, E-mail:mhqswp@sdut.edu.cn

2016-03-08；

2016-04-18

Q939

B

1005-7021(2017)01-0110-03

10.3969/j.issn.1005-7021.2017.01.018