創(chuàng)新型微生物學實驗教學體系構建與實踐

李艷賓 張琴 夏占峰 周慧杰

【摘要】本文通過更新實驗教學內容、采用互換角色法開展綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗、改革實驗考核方式等構建了創(chuàng)新型微生物學實驗教學體系，并結合“第二課堂”，提高了學生創(chuàng)新能力。該改革實踐在提高學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力中起到了較好的促進作用，并取得了一定的成效。

【關鍵詞】創(chuàng)新型 微生物學實驗 教學體系改革

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）19-0158-01

微生物學是一門理論性和實踐性很強的學科，實踐教學是不可或缺的重要環(huán)節(jié)[1]。微生物學實驗課程對于培養(yǎng)本科生的操作技能、創(chuàng)新能力和提高學生的綜合素質具有重要的作用。傳統(tǒng)的微生物學實驗課程在實驗教學內容、教學方法、考核方式等方面都存在弊端，因而對微生物學實驗教學進行改革迫在眉睫。在高校開展創(chuàng)新性、研究性教學是世界教學發(fā)展的大趨勢[2]。2005年教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》指出，高校要“積極推動研究性教學，提高大學生創(chuàng)新能力”[3]。

微生物學實驗課是我校生物技術、應用生物科學、生物制藥和化學工程與工業(yè)生物工程本科專業(yè)必修的基礎實驗課程。該門課程在微生物學理論指導下，以學生自己動手為主，在實驗中鞏固認識微生物個體形態(tài)、菌落特征，并提高相應的檢測技術，同時加強學生在微生物分離純化、生理生化測定、生長測定等方面的操作技能，在此基礎上通過綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗的開展考察學生學習微生物學的綜合能力，提高其創(chuàng)新能力。

1.更新實驗教學內容

我校生物技術、應用生物科學、生物制藥和化學工程與工業(yè)生物工程專業(yè)的微生物學實驗課共40學時，其中綜合設計型實驗8學時，研究創(chuàng)新型實驗12學時，從學時數(shù)分配上提高了綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗的比例。該課程以加強基礎、培養(yǎng)能力、提高素質的教學目標為出發(fā)點，改革了傳統(tǒng)的以驗證性實驗為主的實驗教學體系，精選驗證性實驗，增設綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗，以小的研究課題形式鼓勵學生獨立設計并完成實驗，提供給學生一個展示綜合學習水平和創(chuàng)新能力的平臺。

2.互換角色法開展綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗

綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗以學生為主體開展，授課教師輔助指導學生制定實驗方案和開展實驗操作。綜合設計型實驗涉及多個操作技術和一系列連續(xù)的操作步驟，學生在上課前先熟悉實驗內容，弄清實驗涉及的試劑、設備等，自行組織實驗。整個綜合性實驗項目包括了無菌操作、培養(yǎng)基的制備、增菌培養(yǎng)、培養(yǎng)基的選擇、平板的分離劃線和篩選鑒定等，全過程均由學生自主設計并獨立操作，教師主要起輔助指導作用。

研究創(chuàng)新型實驗依據(jù)近年來大學生創(chuàng)新項目申報的熱點問題而設計確定實驗主題，學生在實驗前1～2周熟悉實驗主題和實驗內容，進一步查閱相關的文獻資料，設計好實驗方案并確定實驗步驟，在此基礎上由授課教師評估實驗的可行性，再在實施過程中輔助指導學生自主設計和準備實驗，完善實驗數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理和分析并完成研究性小論文的撰寫，為學生之后開展創(chuàng)新項目、發(fā)表學術論文打下基礎。有的學生研究創(chuàng)新型實驗結合新疆特有的極端環(huán)境微生物資源和工農業(yè)發(fā)展方面，彰顯了本課程的地域特色。例如，生物技術、應用生物科學專業(yè)的其中一個研究創(chuàng)新型實驗為“生物防治微生物的分離和篩選”，學生從新疆棉田分離拮抗微生物，用于拮抗棉花枯黃萎病菌，為新疆棉花枯黃萎病的有效防治提供了菌株來源。

3.改革實驗考核方式

微生物學實驗課的考核制度較長時期限制了實驗操作能力和創(chuàng)新能力的提升，實驗成績主要為實驗報告成績，最終的實驗課成績即為多次實驗成績的平均值，因此學生只要完成好實驗報告就可以獲得較高的實驗成績了，嚴重制約了學生開展實驗和進行創(chuàng)新的積極性。改革后的微生物學實驗考核制度加大了綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗成績的權重系數(shù)，學生最終的實驗成績中，驗證性和綜合設計型實驗各占四分之一，研究創(chuàng)新型實驗占二分之一；綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗的成績又由實驗操作表現(xiàn)（30%）、研究報告形式（20%）和結果整理與分析情況（50%）三部分構成，這就要求學生在實驗過程中能較好地設計和開展實驗，在寫作研究論文時要形式合理完整（包括研究論文的題目、摘要、關鍵詞、前言、材料與方法、結果與分析、結論與討論及相關的參考文獻），結果中數(shù)據(jù)歸納總結較好，分析完善，有圖有結論，符合研究性論文的寫作規(guī)范。

4.結合“第二課堂”，提高學生創(chuàng)新能力

專業(yè)相關本科生通過理論課中學習專業(yè)前沿知識及查閱相關文獻，弄清自身的興趣方向，在實驗課研究創(chuàng)新型實驗開展中與指導教師討論相關實驗方案，確定創(chuàng)新方向，依托于我校建立的生物學實驗教學示范中心，組建興趣小組，開展微生物學“第二課堂”學習。在此基礎上，學生結合執(zhí)行微生物學實驗課中的綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗經(jīng)驗，提高自身實踐操作能力和創(chuàng)新能力，積極參與創(chuàng)新項目的申報和執(zhí)行。這一改革在專業(yè)相關本科生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)中起到了極大的促進作用，從2013年至2017年結題的微生物學相關的大學生創(chuàng)新項目中，有3項結題驗收優(yōu)秀，以本科生為第一作者發(fā)表論文5篇，本科生的自然科學論文作品在全國大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽中，有2項獲得國家三等獎，2項獲得兵團三等獎，體現(xiàn)了學生在創(chuàng)新能力方面的提升。

5.結語

通過上述實驗教學改革，改善了傳統(tǒng)的實驗教學方法和教學評價體系，鍛煉了學生的實踐操作技能，充分發(fā)揮了學生的主體作用，增強了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，提高了學生的研究和創(chuàng)新能力，收到了良好的教學效果，并提高了學生學習微生物學的興趣和積極性。通過本實驗課程的學習，學生能夠較好地將理論與實踐相結合，開展創(chuàng)新實驗的熱情和積極性增高，在大學生創(chuàng)新項目的申報和執(zhí)行中能更好地發(fā)揮主觀能動性。

參考文獻：

[1]何曉青，謝響明，李志茹，等.理科（生物學）基地微生物實驗教學的研究與探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2009，（4）：123-125.

[2]張華.研究性教學論[M].上海：華東師范大學出版社， 2010（12）：25.

[3]教育部高等教育司.關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見.教育部高等教育司[2005]11號，2005.

作者簡介：

李艷賓（1983-），男，湖南保靖人，副教授，博士。從事微生物發(fā)酵工程方面的研究。

張琴（1980-），女，四川雅安人，副教授，博士。從事微生物代謝工程方面的研究。