基于多層次微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)科研創(chuàng)新型人才

龐葉 于爽 遲乃玉 張慶芳 王曉輝

摘要：本文闡述了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)“多層次”教學(xué)模式的建立、在教學(xué)實(shí)踐中的實(shí)施過程和教學(xué)效果?！岸鄬哟巍钡膶?shí)驗(yàn)教學(xué)模式是指“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)→綜合性實(shí)驗(yàn)→設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)→創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)→開放性實(shí)驗(yàn)→創(chuàng)新或創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目→畢業(yè)論文”。該教學(xué)模式的實(shí)施，充分調(diào)動了學(xué)生的興趣和積極性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，有利于培養(yǎng)科研創(chuàng)新型人才，并已經(jīng)取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：微生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；多層次教學(xué)模式；科研創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0；Q93-33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）08-0263-02

從黨的十七大以來，建設(shè)科學(xué)研究和創(chuàng)新型國家的目標(biāo)已成為國家戰(zhàn)略發(fā)展的核心。國家對人才的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神也越來越關(guān)注。對于工科院校而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要方式之一，在為國家培養(yǎng)和輸送高素質(zhì)的科研創(chuàng)新型人才中起到了極大作用。因此，立足國家發(fā)展需要，大連大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)依托“遼寧省生物工程示范專業(yè)”“遼寧省海洋微生物工程技術(shù)研究中心”“大連市海洋微生物工程技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”科研平臺，創(chuàng)建“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)→綜合性實(shí)驗(yàn)→設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)→創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)→開放性實(shí)驗(yàn)→創(chuàng)新或創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目→畢業(yè)論文”多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，衍生相應(yīng)科研項(xiàng)目、專利及科研論文等，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)社會發(fā)展需要。

一、微生物學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性

微生物實(shí)驗(yàn)經(jīng)過多年的探索開展，現(xiàn)已建立“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)→綜合性實(shí)驗(yàn)→設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式。由簡單的“微生物形態(tài)鑒定”至復(fù)雜的“獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)篩選環(huán)境中微生物”這一系列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)充分提高了學(xué)生的動手實(shí)踐能力。其中基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，屬于常規(guī)學(xué)習(xí)部分[1]。綜合性實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的整體性和系統(tǒng)性。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則要求學(xué)生自主創(chuàng)新，提高了學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。

二、多層次教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

（一）理順實(shí)驗(yàn)板塊，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科研整體性與連貫性

在微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在一個普遍的問題是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例過大，而設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生在從事科研項(xiàng)目的時候就會暴露科研整體性薄弱的缺點(diǎn)。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)性思維。我們對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及順序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，將其整體分為兩個板塊：基礎(chǔ)技能訓(xùn)練板塊和開放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)板塊。第一模塊包括顯微鏡的使用以及細(xì)菌基本形態(tài)觀察（4課時）、革蘭氏染色（4課時）、放線菌和酵母菌（4課時）以及霉菌的形態(tài)觀察（4課時）、培養(yǎng)基的制備及滅菌技術(shù)（8課時），要求學(xué)生掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的基本原理與方法，學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并提出改進(jìn)措施，扎實(shí)基本實(shí)驗(yàn)技能，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣；第二模塊包括綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容為環(huán)境微生物的檢測（10課時）、微生物生長量的測定（6課時）、理化因素對微生物生長的影響（8課時），要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自由分組。在實(shí)驗(yàn)前查閱資料，獨(dú)立操作。在此模塊中，學(xué)生可以將所學(xué)到的實(shí)驗(yàn)技術(shù)綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生科研思維連貫性和整體性。

（二）培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性與主觀能動性，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，提高創(chuàng)造力

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、積極思考[2]。預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要部分，通過預(yù)習(xí)學(xué)生加深對于實(shí)驗(yàn)原理、步驟與操作方法的理解，鍛煉獨(dú)立思考能力。同時，通過課前預(yù)習(xí)情況，老師可以針對預(yù)習(xí)中學(xué)生存在的難點(diǎn)進(jìn)行具體解答，從而高效地利用實(shí)驗(yàn)課時，呈現(xiàn)良好的授課效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也要突出學(xué)生的主體地位，增加學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，使學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”。通過開放設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，學(xué)生自己分組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生的主動性提升。

（三）結(jié)合科研課題，引入生活相關(guān)項(xiàng)目，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)用性，促進(jìn)學(xué)生全面提高

“青年興則國家興，青年強(qiáng)則國家強(qiáng)”，為滿足青年人才的培養(yǎng)要求，我院開放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)K、有意識地引入科研項(xiàng)目或趣味性課題，如“鍵盤中致病菌的種屬與多樣性分布”“大連大學(xué)食堂筷子微生物的檢測”等。學(xué)生自主選擇綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，3-4人自由組合，查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)施。最后要求學(xué)生提交一份專利申請、研究論文或結(jié)題報(bào)告。同時，積極鼓勵學(xué)生將開放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為課題成果進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題、畢業(yè)論文課題進(jìn)行申報(bào)。與專利申請、畢業(yè)論文、創(chuàng)新項(xiàng)目相結(jié)合的模式不僅對實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容進(jìn)行了深入研究與拓展，而且鍛煉了學(xué)生的綜合能力。

（四）以實(shí)驗(yàn)考核為引索，在思維上引導(dǎo)學(xué)生注重創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核，只注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果，忽視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。我們應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分，對學(xué)生進(jìn)行整體打分。這種多元化評估機(jī)制的建立，提高了學(xué)生對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的參與，增加了對實(shí)踐動手能力、綜合素質(zhì)能力和創(chuàng)新性思維的多方面考察，有利于學(xué)生的整體發(fā)展。

三、現(xiàn)階段此項(xiàng)改革成效

大連大學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)通過實(shí)行此多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，堅(jiān)持“將科研引入教學(xué)，以科研帶動教學(xué)，一切為了學(xué)生，為了學(xué)生的一切”的教學(xué)理念，為社會培養(yǎng)出高素質(zhì)的科研創(chuàng)新型人才。通過大數(shù)據(jù)顯示，學(xué)院近幾年來創(chuàng)新成果突出，學(xué)生參與創(chuàng)新競賽、專利申請、大創(chuàng)申報(bào)人數(shù)明顯增加（圖1），參與科研項(xiàng)目的積極性大大提高。多層次教學(xué)模式的實(shí)施對于學(xué)生創(chuàng)新能力有了較大的提升，對于今后學(xué)生繼續(xù)深造和走向社會起到了舉足輕重的作用。

四、結(jié)語

微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的根本指導(dǎo)思想是探索創(chuàng)新，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的科研人才。多層次教學(xué)模式的實(shí)行和推廣在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維，創(chuàng)新成果突出。此教學(xué)改革需要進(jìn)一步加以完善，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題，增強(qiáng)開放性實(shí)驗(yàn)趣味性，加大創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽、畢業(yè)論文、專利申請等成果化轉(zhuǎn)換的力度，鼓勵支持更多的學(xué)生將實(shí)驗(yàn)成果融入到科研項(xiàng)目中去，得到鍛煉學(xué)生能力并且有益于行業(yè)、社會的創(chuàng)新成果。同時應(yīng)當(dāng)將此教學(xué)改革模式推行至其他專業(yè)、學(xué)科，促進(jìn)學(xué)科交織，共同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慶芳，李蓉，遲乃玉.基于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教改構(gòu)建生物工程人才培養(yǎng)體系——以大連大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院為例[J].大連大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，38（03）：109-112.

[2]于爽，張慶芳，王曉輝，等.教學(xué)在知情意行結(jié)構(gòu)中的探索與實(shí)踐[J].微生物雜志，2014，34（01）：107-109.