微生物学实验教学的改革和探索

宋 刚，苏冬妹，范晓旭，平文祥，葛菁萍

(1.黑龙江大学 生命科学学院，哈尔滨 150080；2.哈尔滨学院 资产处，哈尔滨 150086)

微生物学实验教学的改革和探索

宋 刚1，苏冬妹2，范晓旭1，平文祥1，葛菁萍1

(1.黑龙江大学 生命科学学院，哈尔滨 150080；2.哈尔滨学院 资产处，哈尔滨 150086)

针对微生物学实验实践教学中存在的学生学习热情不高、教学形式陈旧以及学用衔接差等问题，改革教学方式和教学环节，有效地调动了学生的主观能动性，激发了学生的创新意识，培养了学生的创新能力、综合分析问题和解决问题的能力，有效地缩短了学习和科研生产的距离，为其完成毕业论文和从事科研、生产工作奠定了基础，可为其他实践类课程提供借鉴。

微生物学；实验教学；改革；教学效果

微生物学实验是生命科学各相关专业中一门非常重要的基础课，是微生物学理论课程的重要补充和实验依据[1]。多年的教学工作中，我们总结出这样的规律，一般来说实验课堂上表现出色的学生，其理论知识也相对掌握扎实且能学用贯通，可见，上好微生物学实验课对于巩固学生的理论知识学习和扩展学生的视野是非常有利的。特别是在重视动手能力和开拓精神的今天，如何在实验课的课内课外提高学习热情、锻炼创新意识、增强学用衔接成为许多教育工作者的研究课题。很多高校的微生物学实验课教育工作者在这方面做了卓有成效的工作，东北师范大学的李凡等人建立了入门教育、基础实验、综合实验和开放课题的“四阶段”教学模式，教学效果明显[2]；南京师范大学的袁生等人在教学过程中引入研究性教学方法，以研究型实验的方式模拟科学发现过程，结果表明对于提高学生的思维能力、动手能力有着积极的作用[3]。但是上述的研究成果均是建立在以课堂教学在课外的延伸基础上的，不适用于自主学习能力不强，基础知识不扎实的学生。我们在多年的教学工作中积极探索了一条既适合大多数学生群体，又能迎合今后学生在工作、科研、学习方面需求的实验课教学之路。

1 超前设计强化基础技能

在高校，微生物学理论和实验课作为生命科学的专业基础课一般同时开设在大二学年[3]，大多数实验课程的内容设置并不会与理论课完全同步，且在此之前学生并不会接触到微生物学的具体实验技术。很多学生是在几乎懵懂的状态下接受实验课的教学内容，因此在传统的教学环节结束后，基础实验技能并不扎实，导致很多学生在后续学习和工作中的表现差强人意。为了解决这一问题，很多相关的研究也做了相应尝试，这些尝试多是在课程内容上进行调整，如整合基础实验项目以强化训练[4]、加强课前的理论培训[5]等。但是很多基础实验技能和实验习惯，如显微镜技术、无菌操作技术、染色技术、接菌技术等并不是一朝一夕即能完全掌握的技术，尽管教师在课前反复强调，可是如果没有长时间的熏陶和积淀，对于本科生来说熟练掌握是不可能的。

2 设置问题提高学习兴趣

在实验课内容设置上，多分为验证性实验和综合设计性实验。而基础实验内容多为验证性的，课上使用的试剂、菌种为教师事前准备好的，学生动手的机会少，因此缺乏学习能动性。针对这一问题，传统的解决办法是将基础实验内容进行合理的整合和编排，或采用开放式教学，或采用拟合综合性实验项目的方式。但是这些方法都没有从根本上解决这些实验项目的验证性本质。

问题式学习能够很好地帮助我们解决验证性实验趣味性不高的问题，所谓的问题式学习，即PBL教学法，是以学生组成学习小组，围绕一系列复杂问题自主分析，找到解决方案，并在此过程中对所需知识进行学习的过程[6]。很显然这种教学法的灵魂是提出让学生感兴趣的问题，恩格斯在反杜林论中指出：“发现和提出问题为进行理论创新和实践创新提供了前提[7]。”感兴趣的问题会引导学生去探究问题解决的方式方法，学生在探究的过程中逐步尝试并学习了应该掌握的微生物学实验技术。

在教学实践中，我们把问题的提出设置为三个层次，即教师提出问题，教师主导提出问题，学生自主提出问题。具体的操作如图1所示。

图1 三层次问题式学习流程

在问题式学习过程中，教师根据实验项目的综合难易程度由三层次中分别逐步设定问题的提出方式，学生则针对问题分别设计具体的解决方案，以分组讨论的形式来完善实验思路和解决方案，进而按照既定方案实施并验证。这样每个实验项目都相当于由学生自己来设计并完成了一次科学研究的过程，以此激发学生的学习热情。例如，我们在“细菌形态观察实验”项目中由教师提出“如果在镜下观察到一个纯培养的群体中出现球状和杆状共存的情况，我们应该怎样去观察并确定到底是球菌还是杆菌？”由教师和学生分组分别提出解决办法，而后则由学生分组针对每一种解决办法进行实验验证，从而找出能够解决这一问题的方法。

3 教研结合促进学用衔接

基本实验技能的训练是老师牵着学生走的过程，在这一过程中学生应该掌握了微生物学各个单元的实验技术，很显然这并不能代表学生可以独立进行科学研究和生产实践，还需要将这些单元技术融会贯通。传统的实验教学环节是设置一些相对简单的综合性实验，如土壤中微生物的分离纯化[8]等，这些内容很明显是针对教学而设的，与实际应用完全脱节。而枯草芽孢杆菌活性菌株的分离与筛选，淀粉酶高产菌株的选育实验等。这些项目内容中的技术尽管能够加强学生对基本实验技术的熟练和串联，但大多陈旧，并不能使学生适应现代生物技术的发展。

为了配合学生未来进行科研和工作的需求，我们在教学过程中设置了多个设计性实验模块，可供学生分组选择。模块中的内容既有涉及微生物学的高新实验技术，也有与企业现行技术相关的内容，这些内容来自于学院相关学科教师的科研成果和来自于企业的科研成果，这些科研成果大多数已在相应企业中得到应用。如乳酸菌产生物活性物质的分离和性质研究，DGGE检测未知样品中的微生物多样性等项目内容。学生可以根据自己的兴趣爱好进行选修，提高学习的效率。

4 多方考核完善评测体系

5 结束语

我们在连续两个年级本科学生的微生物学实验课中进行教学改革实践，取得了良好的教学效果。很多学生在大二学年即主持或参加了微生物学相关的各级创新创业项目，主持校级开放实验室项目，表现出较强的科研潜质。综上所述，通过在教学内容、教学形式、考核形式进行了微生物学实验课程的教学改革后，能够有效地调动了学生的主观能动性，激发了学生的创新意识，培养了学生的创新能力、综合分析问题和解决问题的能力，有效地缩短了学生与科研和生产的距离，做到了学以致用，为其完成毕业论文和从事科研生产工作奠定了基础。

[1] 李姣清.微生物学实验课的创新式教学[J]. 实验科学与技术,2012,10(2): 121-123.

[2]李凡,刘东波,夏红梅，等.微生物学实验“四段式”教学模式的探索与实践[J].高校生物学教学研究,2012,2(1):47-49.

[3] 袁生,徐旭士,戴传超，等.微生物学实验课程的改革与实践[J].高等理科教育,2012(2):138-140.

[4]邓功成,赵洪,高礼安，等. 微生物学实验课程教学模式探索与实践[J].高等教育在线,2013(9):117-118.

[5]张小燕. 微生物学实验课程新思路探索[J].教育教学论坛,2013(10):191-192.

[6]钮旭光,韩梅,宋立超. 将PBL 教学模式引入农业微生物学实验课的几点思考[J]. 四川教育学院学报,2012,28(8):25-27.

[7] 张保振. 提出问题是解决问题的前提[N]. 人民日报, 2009-06-29(07).

[8] 赵银娟. 微生物学实验课程的教学改革体会[J]. 实验室研究与探索,2013,32(3):140-142.

[9] 陈丽虹,周莉,吴清泉，等. PBL教学模式效果评价及思考[J]. 中国远程教育,2013(1):70-73.

Reform and Exploration of Microbiology Experiment Teaching

SONG Gang1, SU Dongmei2, FAN Xiaoxu1, PING Wenxiang1, GE Jingping1

(1.School of Life Sciences Heilongjiang University, Harbin 150080, China; 2. Department ofAssets, Harbin University, Harbin 150086, China)

In view of low passion of learning, old forms of teaching and poor connect between learning and practice, reform and exploration were performed in the pattern and procedure of microbiology experimental teaching. In results, it is showed that the subjective initiative were moved, innovation consciousness were activated, the ability of innovation, comprehensive analysis and problem-solving skills were trained, the distance between learning and scientific research production, the foundations to finish the graduation thesis and engage in the research and production work were laid. The reform experience could provide references for the other courses.

microbiology; experimental teaching; reform; teaching effect

2014-04-10；修改日期: 2014-11-25

黑龙江大学教育教学改革工程基金重点资助项目(2013B29)。

宋 刚(1979-)，男，博士，副教授，主要从事微生物学教学与研究工作。

G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.02.026