微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索

王亞平　蔣思婧　周玉玲

摘 要 在現(xiàn)代高等教育中，興起了創(chuàng)新教育發(fā)展模式和觀念的教學(xué)改革浪潮。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也進(jìn)行了廣泛、深入的探索，取得了一定的成績(jī)，但也面臨一些問題。本文就微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索展開論述，結(jié)合現(xiàn)代微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成果及本校開展的融入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐所獲得的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行一定程度的總結(jié)。望對(duì)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索和有效開展具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 微生物學(xué) 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

Abstract In the modern higher education， the rise of the tide of teaching reform and innovation education development mode and idea. Microbiology experimental teaching are carried out extensive， in-depth exploration， has made some achievements， but also faces some problems. This paper will explore the microbiology experiment teaching experiment teaching is discussed， the combination of the results of teaching reform of modern microbiology experiment and the school to carry out the integrated design experiment of practical experience， to a certain degree of summary. Hope to the reform of microbiology experiment teaching effectively is of great significance.

Keywords microbiology； microbiology experiment； design experiment

1 微生物學(xué)與微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

微生物學(xué)是研究微生物在一定條件下的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、遺傳變異及微生物的進(jìn)化、分類、生態(tài)等規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科，是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。微生物學(xué)是生物領(lǐng)域一個(gè)重要的分支學(xué)科，是生物類專業(yè)的一門基礎(chǔ)主干課程，注重實(shí)踐性和應(yīng)用性是這個(gè)學(xué)科或課程的突出特點(diǎn)。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)的重要組成部分，是微生物教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，也是發(fā)酵工程、基因工程等學(xué)科的重要理論和技術(shù)來(lái)源，能夠熟練掌握微生物學(xué)基本理論和實(shí)驗(yàn)操作對(duì)提高學(xué)生動(dòng)手能力，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新性思維以及奠定科研基礎(chǔ)具有重要的意義。

1.1 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的組成和教學(xué)形式

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是含有生物學(xué)專業(yè)高校開設(shè)的一門實(shí)踐性基礎(chǔ)課程，具有豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教科書及系統(tǒng)的教學(xué)方式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般都有指定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課本，在開展實(shí)驗(yàn)時(shí)候，都是選擇一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。由于實(shí)驗(yàn)室條件、實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排等限制，使得需要花更多時(shí)間條件要求較高的綜合性大實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占比少。學(xué)生在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí)在很大程度上影響后續(xù)的實(shí)驗(yàn)階段學(xué)習(xí)，因此，掌握基本的操作理論，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，對(duì)開展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有促進(jìn)作用。大部分時(shí)間花費(fèi)在驗(yàn)證性試驗(yàn)上，使綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課時(shí)安排上緊湊，尤其是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。這樣，由于時(shí)間安排，不能夠全面地投入到實(shí)驗(yàn)中，在過程中產(chǎn)生的問題得不到有效解決。

1.2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要性

注重開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，能夠克服以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在某種程度的弊端，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有重要的意義。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以老師為主的模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔蠋熞龑?dǎo)、學(xué)生自主探索思考的創(chuàng)新性教學(xué)模式。學(xué)生可以選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)課題，有機(jī)會(huì)參與實(shí)驗(yàn)的全過程，包括實(shí)驗(yàn)過程的合理設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等。通過實(shí)驗(yàn)，不但加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，而且全過程的親身參與、思考，也鍛煉了學(xué)生的思維。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力及科學(xué)思維對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)用型人才具有非凡的意義。

2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索

我院早已經(jīng)開展了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革嘗試，其中，以注重設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)形成了較為系統(tǒng)的教學(xué)體系。我院結(jié)合教學(xué)實(shí)際，開展了如下教學(xué)探索。

2.1 提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課程比例

在傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。我院開設(shè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)共32學(xué)時(shí)，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有24學(xué)時(shí)，占比3/4，而綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)各4學(xué)時(shí)。開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)只有4學(xué)時(shí)，難以開展能夠產(chǎn)生較好教學(xué)效果的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。因此，為了較好地開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，我們將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)壓縮到14學(xué)時(shí)，綜合性實(shí)驗(yàn)調(diào)整到8學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)調(diào)整到10學(xué)時(shí)。同時(shí)，為了在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)階段達(dá)到教學(xué)要求，學(xué)生能夠熟練掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的及基本操作，需要微生物學(xué)理論課程和基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)相銜接。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)階段，實(shí)驗(yàn)課堂上不再講述基本的操作原理及注意事項(xiàng)，而將這一部分交給理論教學(xué)課堂。因?yàn)?，在教學(xué)中容易出現(xiàn)在兩個(gè)課堂重復(fù)講述一個(gè)問題的情況，并且，只在一個(gè)課堂講述，能夠更好地吸引學(xué)生注意。在理論課堂也可以將實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果展開討論。例如，在理論課堂上，可以講述革蘭氏染色的基本原理，還可以對(duì)出現(xiàn)的假陽(yáng)性、假陰性問題展開討論。這樣的課堂融合的教學(xué)模式，取締了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中枯燥講述實(shí)驗(yàn)原理的過程，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間去操作，思考，實(shí)驗(yàn)后與理論課堂相結(jié)合。

2.2 加大教學(xué)實(shí)驗(yàn)的資金投入

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行нM(jìn)行與實(shí)驗(yàn)室條件是分不開的，因此，為了滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開展基本要求，需要在實(shí)驗(yàn)材料上加大一定的資金投入。我院重視開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在創(chuàng)新教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量上，投入人力、物力及財(cái)力等支持。鼓勵(lì)學(xué)生開展豐富多彩的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。endprint

2.3 創(chuàng)新教學(xué)模式

在設(shè)計(jì)性教學(xué)上，放手讓學(xué)生在安全前提下開展自主實(shí)驗(yàn)，能夠獨(dú)立思考實(shí)驗(yàn)選題、實(shí)驗(yàn)方案，并獨(dú)立完成完整的實(shí)驗(yàn)流程，學(xué)習(xí)和體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)部分。

在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)階段，鼓勵(lì)每一個(gè)學(xué)生獨(dú)立操作，這樣能夠很好地掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。而在后續(xù)的綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，以小組的形式開展實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，以及培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，將學(xué)生以2～4人為一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組共同完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題、設(shè)計(jì)性方案、具體實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。小組中，每一個(gè)成員可以參與小組實(shí)驗(yàn)題目的選定中去，個(gè)人思考產(chǎn)生選項(xiàng)，后在小組中交流產(chǎn)生共同認(rèn)為是最佳的實(shí)驗(yàn)選題，分工撰寫實(shí)驗(yàn)方案交給老師進(jìn)行可行性評(píng)判。老師認(rèn)為合格，小組可以開始開展具體的實(shí)驗(yàn)。老師認(rèn)為不合格的小組，小組可以和老師討論，探索其中可能存在的不足，完善方案或者另行討論確定好選題和實(shí)驗(yàn)方案。

在實(shí)驗(yàn)的開展階段，學(xué)生在安全條件下開展實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課時(shí)要求是8學(xué)時(shí)，給學(xué)生討論確定題目的有2學(xué)時(shí)，6學(xué)時(shí)用于完成實(shí)驗(yàn)階段及實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成階段。

2.4 建立完善科學(xué)的考核制度

傳統(tǒng)的考核中以學(xué)生考勤、課堂操作表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生參與到微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中去，我們適當(dāng)減少了學(xué)生考勤的分?jǐn)?shù)比例。而且將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)進(jìn)行分解，加大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)考核比例。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，以小組表現(xiàn)和個(gè)人表現(xiàn)結(jié)合給出成績(jī)，小組不僅要交出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案，而且要共同做一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，另外，每一個(gè)小組成員，個(gè)人要寫一份設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)，這些都納入個(gè)人的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)，而且占據(jù)的比例較大。

學(xué)生為了較好地完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)需要掌握前面的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)無(wú)疑會(huì)影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的成敗，三者一脈相承。這樣的考核制度，將學(xué)生、老師、課程緊密聯(lián)系在一起。

3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索成果

3.1 探索成效

經(jīng)過上述的模式創(chuàng)新改革，我院的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得一定的成績(jī)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中表現(xiàn)積極，實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成度高，并且實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果好。積累的經(jīng)驗(yàn)也在逐步應(yīng)用到其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中去，并且這種探索也給傳統(tǒng)的理論課堂教學(xué)帶來(lái)改變，理論課堂和實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行學(xué)習(xí)互補(bǔ)，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中掌握實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)習(xí)理論，反復(fù)驗(yàn)證、運(yùn)用理論課堂上的知識(shí)，在理論課堂上，學(xué)生更加積極主動(dòng)地思考實(shí)驗(yàn)中的問題，二者教學(xué)的相互補(bǔ)充和銜接，對(duì)學(xué)生建立完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維具有重要的作用。學(xué)生在國(guó)家生物實(shí)驗(yàn)技能操作大賽、“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽中都有獲獎(jiǎng)。

3.2 探索中存在的不足

在具體的嘗試中，由于缺乏科學(xué)理論的支持和有效模式的學(xué)習(xí)，使得設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索有時(shí)候又重回到原來(lái)的教學(xué)模式。另外，學(xué)生小組中并不是每一個(gè)人都會(huì)主動(dòng)地參與到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中去，真正具有設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的學(xué)生占比少?？己酥贫热圆皇呛芡晟疲€是存在主要看實(shí)驗(yàn)報(bào)告就給出成績(jī)的現(xiàn)象，而忽視考慮學(xué)生在具體操作流程上的表現(xiàn)。

3.3 開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的體會(huì)

微生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)老師是一個(gè)新的挑戰(zhàn)， 實(shí)驗(yàn)教師不僅要分析學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)其可行性進(jìn)行審核，指出其中的不足并且提出完善的建議。老師不僅要對(duì)專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能有扎實(shí)的功底，而且要不斷學(xué)習(xí)充實(shí)和提高自己，及時(shí)了解本領(lǐng)域內(nèi)最新知識(shí)動(dòng)態(tài)，以保證實(shí)驗(yàn)順利完成。調(diào)整實(shí)驗(yàn)的課時(shí)分配，需要理論課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂相銜接，因此需要兩者老師之間做好互動(dòng)。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生的要求更高了，學(xué)生是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)完成的主題，需要全程參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作、總結(jié)中去。學(xué)生需要查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可能是不確定的，需要提前做好實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)和分析。實(shí)驗(yàn)中，也考驗(yàn)小組成員的協(xié)作能力，需要每一個(gè)人都參與進(jìn)來(lái)，每個(gè)人都需要得到鍛煉，為了實(shí)驗(yàn)需要共同努力。

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