微生物學實驗教學改革探索
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【摘要】微生物學既是生物相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)學科，又是一門前沿學科，要想跟上其日新月異的發(fā)展速度，必須對現(xiàn)有的教學體系進行不斷更新。本文提出了目前微生物學實驗教學中普遍存在的幾點問題，并針對課程目標、教學體系以及評價方式等方面進行了探索和實施，以加強學生的自主學習意識和創(chuàng)新能力，為“雙一流”建設(shè)貢獻力量。
【關(guān)鍵詞】微生物學；實驗教學；“雙一流”；建設(shè)
在2018年6月召開的“新時代全國高等學校本科教育工作會議”上，陳寶生部長一再強調(diào)“高教大計，本科為本”。必須重視各個高校的本科教學，不斷探索教學改革方法，將提高學生的綜合素質(zhì)作為導向，加強大學生的實踐能力和創(chuàng)新水平，為國家發(fā)展不斷輸送高水平人才。微生物學是農(nóng)學、園藝、植物保護、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)本科生的必修基礎(chǔ)課，是一門實踐性很強的課程，實驗教學是其重要的環(huán)節(jié)。而實驗教學是讓學生在理論學習的基礎(chǔ)上，更加生動、形象、直觀地理解所學的知識，可以激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生的積極參與性，培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、分析能力、解決問題的能力和實驗設(shè)計操作的能力。通過微生物學實驗教學，使學生掌握研究與應用微生物的主要方法與技術(shù)，包括經(jīng)典的、常規(guī)的以及現(xiàn)代的方法與技術(shù)，使學生具有適應從事相關(guān)學科的基礎(chǔ)理論研究與實際生產(chǎn)應用的微生物學實驗技能，為學生今后的學習及工作實踐打下寬厚的基礎(chǔ)。
一、微生物學實驗教學現(xiàn)狀
目前微生物學實驗教學仍存在很多不足，導致其教學效果不甚理想。
1.實驗內(nèi)容陳舊單調(diào)，課程體系簡單分散。
微生物學實驗存在很多基礎(chǔ)性的課程內(nèi)容，但絕非很多個基礎(chǔ)實驗的簡單疊加，一些固定的傳統(tǒng)實驗內(nèi)容，“萬年不變”的教學項目，根本無法跟上時代更迭的步伐，培養(yǎng)學生的實驗熱情、提高操作技能更無從談起。同時，微生物學實驗課程體系缺乏一定的連續(xù)性，很多時候是彼此相對獨立的實驗項目機械的組成，沒有形成一套完整的、連貫的“課程鏈”。整個課程內(nèi)容缺乏內(nèi)在聯(lián)系，沒有系統(tǒng)性，導致學生對實驗課缺乏興趣，也就不利于學生掌握各種實驗技能，更談不上培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力，根本不能跟上學科發(fā)展的需求。
2.課堂利用率不高，考核方式機械片面。
目前多數(shù)實驗課成績都是由兩部分組成，即平時成績與實驗報告的成績，其中平時成績也大多是按照出勤情況擬定。只要學生能夠按時出勤，認真書寫實驗報告冊，最后基本都能得到比較滿意的成績，這種考核方式致使很大比例學生上課不認真做實驗，課后抄襲報告冊，無論是實驗還是報告都不加思考，機械地做，照搬的抄，面對老師的講解示范，僅僅是“依葫蘆畫瓢”，按部就班的操作，對于為什么這么做，為什么要注意這些事項不求甚解，最終的成績并不能真實全面地反映出學生的實驗水平。
二、明確教學目標
教學目標是教學的出發(fā)點和歸宿，是教師對學生達到的學習成果或最終行為的明確闡述，教學目標的設(shè)計和確定，能使教學有明確的方向，同時也給教學任務(wù)是否完成提供測量和評價的標準，因此教學目標是教學的基本前提。微生物學是農(nóng)學、園藝、植物保護、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、生物技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。我們要通過微生物的學習使學生對微生物的基本概念、生命活動規(guī)律以及與生產(chǎn)的關(guān)系有比較全面、系統(tǒng)的認識和理解；認識了解微生物的基本特征、生理生化特點、生態(tài)學規(guī)律，為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)，掌握利用有益微生物和控制消滅有害微生物的理論和方法。
1.優(yōu)化課程體系，改進教學方法。
課程體系不僅使培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)，而且是貫徹人才培養(yǎng)方案及實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)。我們對原本比較單一的實驗內(nèi)容和形式進行重新規(guī)劃整合，開展了由驗證型實驗、綜合型實驗、設(shè)計型實驗以及研究型實驗為一體的綜合實驗課程體系。其中：驗證型實驗屬于最基礎(chǔ)的實驗教學，這部分實驗的特點是簡單明了。培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力固然重要，但是脫離了基礎(chǔ)實驗的前提，沒有扎實的操作基礎(chǔ)，創(chuàng)新無從談起，因此，在教改大潮中這部分實驗內(nèi)容仍是非常重要的。我們設(shè)置了六個實驗項目作為驗證性實驗，分別是顯微鏡油鏡的使用及細菌形態(tài)、特殊構(gòu)造的觀察；細菌的簡單染色和革蘭氏染色；放線菌、霉菌、酵母菌形態(tài)觀察；微生物細胞大小測定及顯微鏡直接計數(shù)；噬菌體的檢查及效價測定；細菌鑒定中常見生理生化反應。這部分實驗主要是讓學生通過實驗感知并認識微生物，了解微生物學的基本操作，比如顯微鏡的使用方法、常規(guī)的無菌操作等，讓學生養(yǎng)成良好的實驗習慣，規(guī)范操作技能，為后續(xù)學習打下良好基礎(chǔ)。綜合型實驗部分我們注重讓學生比較系統(tǒng)地掌握微生物研究中常用的方法和手段，使其具備一定的實驗設(shè)計和規(guī)劃的能力。這部分我們僅僅設(shè)置了一個小實驗，即乳酸發(fā)酵與乳酸菌飲料的制備。通過這個實驗，將之前學到的微生物分離與培養(yǎng)技術(shù)、培養(yǎng)基的配制、微生物的接種、無菌操作等知識串聯(lián)起來，使學生既溫習鞏固了基礎(chǔ)操作，又清楚了這些簡單的零散的操作是如何支撐起一個具體的實驗的。設(shè)計型實驗和研究型實驗屬于較高水平的實驗，這部分實驗使學生接軌現(xiàn)有的科學研究，通過既定課題培養(yǎng)學生自主設(shè)計實驗的能力，提高學生創(chuàng)新水平。我們設(shè)置了三個方向，細菌的分子生物學鑒定與系統(tǒng)發(fā)育分析；植物病原真菌拮抗菌株的篩選；培養(yǎng)基的配制、滅菌及土壤微生物的分離與計數(shù)。學生可以有選擇地進行操作，希望通過資料查找——解決問題——實驗操作——結(jié)果分析——回顧與總結(jié)的過程提高學生的探索欲和主動性，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，增強分析問題和解決問題的能力。
2.完善課程評價體系。
考核是對學生學習效果的檢驗，是培養(yǎng)目標是否達成的判定標準。微生物實驗課程的教學目標是要求學生在掌握最基本實驗方法和技能的同時，培養(yǎng)學生問題解決、交流合作和批判性思維能力，事實上，實驗過程需要學生具備較高、較全面的能力和素質(zhì)，因為實驗不只是操作，還需要設(shè)計方案，需要對實驗中出現(xiàn)的問題進行分析，對實驗結(jié)果加以合理的解釋，還設(shè)計語言表達、繪圖、數(shù)據(jù)整理等能力。我們將微生物實驗成績分成三部分，即出勤率（20%）、實驗綜合表現(xiàn)（60%）和實驗報告（20%）。對實驗報告的成績占比進行了弱化，其中比重最大的實驗綜合表現(xiàn)包括很多內(nèi)容，例如實驗的預習情況，課堂提問情況，實驗操作情況，實驗結(jié)果與分析情況等等。我們在實際教學中，始終秉持這樣的原則：學生實驗操作和結(jié)果固然重要，但是良好謙虛的實驗態(tài)度更為重要。很多學生理所當然地認為老師應該把所有實驗材料準備妥當，而自己進入實驗室的工作就是利用備好的實驗材料和擺放整齊的器材，按照步驟把實驗做出來而已，這是一種對老師對他人不恰當?shù)囊蕾?，長次以往，學生永遠不可能獨立完成實驗，因此，鼓勵學生參與到課前實驗的準備工作中是十分必要的，作為老師，我們需要做的是開放實驗室，給予適當?shù)莫剟?，以激發(fā)學生參與的熱情。在教會學生一項實驗技能的同時，我們更要注重的是教會學生養(yǎng)成良好的實驗習慣，學會與他人合作，時刻注意維持操作環(huán)境整潔、有序、安全。教會了學生如何進行微生物實驗研究，但是學生以后未必從事微生物學相關(guān)研究工作，甚至有可能不會將科研當作事業(yè)，因此“授人以魚不如授人以漁”，良好的實驗態(tài)度和習慣會使學生受益終生。
3.堅持以競賽促實驗。
微生物的世界是一個豐富多彩的、奇妙的世界，有很多驚喜等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去探索。然而微生物學實驗課時有限，很難讓學生領(lǐng)略她的神奇，而參加學科競賽是一個很好的契機。我院每年都會鼓勵學生參加生物技能大賽以及微生物培養(yǎng)皿大賽，我們的微生物教學團隊每天都會對學生進行幾乎一對一的輔導，連續(xù)多年獲得優(yōu)秀指導團隊獎項，我們的老師多次榮獲指導教師一等獎，學生更是屢獲佳績，為學院拿下一個又一個的吉林省一等獎、二等獎。微生物培養(yǎng)皿藝術(shù)大賽中，團隊指導的作品“歸”更是以第一名的好成績代表東三省參加國賽，獲得了喜人的成績，這些榮譽不僅僅是一張張證書，更是師生共同努力的結(jié)晶。我們把這些獲獎作品做成海報輪流掛在生物學實驗室墻上進行展示，上課的時候都會進行大力宣傳推廣，激發(fā)學生參賽和學習的熱情。通過競賽，學生的創(chuàng)新意識、實踐能力和團隊協(xié)作精神都得到了鍛煉和提升。結(jié)語：通過對微生物學實驗課程的不斷探索和改進，在師生的共同努力下，我們正在朝著更好的方向發(fā)展，學生對微生物實驗以及相關(guān)競賽的熱情明顯提升，更有同學大學二年級就早早的進入研究室參與到相關(guān)課題研究中。然而教學方法上我們還需要進一步的完善，如今“互聯(lián)網(wǎng)+”盛行，許多教學app、微課、慕課等都成為教師教學的得力助手，各種虛擬仿真項目也是層出不窮，這些都是值得我們進一步探討和開發(fā)的。
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作者：王楚楚 郭慶勛 張明哲 單位：吉林大學植物科學學院
