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浅谈微生物实验教学改革实践与探索

作者：日期：2009-6-4 15:20:19 人气：标签：

李联泰

论文关键词：微生物实验教学动手能力考核
　　论文摘要：针对我院以往的微生物实验教学中存在学生动手能力不强的问题，笔者采用改善实验条件、优化实验内容、重视预习、鼓励学生参与实验准备和教师科研课题，考核方式多样化等方式对微生物实验教学进行了改革。结果表明，通过教改提高了学生观察、思考、分析和解决问题的能力，培养了学生勤奋、严谨的学风和科学的态度，学生不仅牢固地掌握了微生物学的基础知识和基本概念，而且初步具备了从事微生物应用和研究所需的基本方法和技能，为他们将来工作或进一步深造奠定了较好的基础。

　　
　　微生物学是生物类学科一门重要的专业基础课，它涉及面广、应用性强、受益面宽、发展迅速，既是生命科学理论研究的核心，又是一门应用性极强的学科，对生命科学和生物工程技术的发展起着巨大的推动作用。微生物学实验是微生物学的重要组成部分，是现代生物学技术的重要基础，其独特的实验技术在学科的发展中占据着突出的位置。我院微生物实验课面向生物工程、食品工程、生物技术、水产养殖等专业开设。为使这些专业的学生能熟练掌握微生物学实验技术和操作规程，培养他们观察、思考、分析和解决问题的能力，增强他们的创新意识，树立实事求是、严肃认真的科学态度以及勤俭节约、爱护公物的良好作风，我们从2003年开始对各专业微生物实验课做了相应改革探讨，以期达到较好的效果。
　　
　　一、我院以往的微生物实验教学存在的问题
　　
　　1.教师包办多，仪器经费有限，造成学生动手少。
　　我院以往的实验课教学从教学内容的选择、实验思路的设计、实验器材的准备，甚至实验的预期结果都由教师一手包办，到实验课上学生只是按照教师的指令按部就班地完成而已，这就造成了学生的依赖思想，课前不预习，实验过程中不认真、不主动，结果分析不到位。另外由于仪器设备及经费限制，一个小组往往2—4人，实验中有人做，有人看，有人当记录员，这样部分学生养成不爱动手的毛病，只要“认真”抄袭同组同学的数据照样能写出完美的实验报告。这样不仅错过了动手能力培养的机会，而且养成了投机钻营的恶习。
　　2.时间安排不合理，不利于学生观察分析。
　　微生物学实验课时间安排一般较紧，每周1次或两周1次，每次3—4学时，有些实验内容，如微生物的分离、培养、生化反应、生长曲线测定等，需要培养18小时以上才能观察分析结果，一次实验课难以完成。如果第二次课再观察结果，就难以保证实验结果的正确性和连续性，因此教师通常自行安排课间或课余时间进行。有些小组不来，有些小组派代表来观察，即使全部到齐，也由于时间短而紧张，导致学生观察不仔细，出现问题也无心分析和解决，由此影响了分析和解决问题能力的提高。
　　3.考核方法单一，导致学生忽视实验操作过程。
　　以往学生成绩的评定主要看实验报告，学生单纯地为实验报告而做实验，一旦操作出现错误或没有达到预期的实验效果，不是就此分析原因、总结教训，而是为了实验报告得到教师的“好评”而编造数据，甚至抄袭他人的结果。这种考核方式也导致了学生对实验过程的不重视。
　　4.前后项目安排不合理。
　　以往的实验项目，内容连贯性不强，一学期下来，学生感觉做了不少实验，但实际应用时不知所措，无从下手。
　　
　　二、教学改革采取的方式措施
　　
　　1.提高认识，合理利用现有条件。
　　我院微生物课程组的十多名教师，在分析问题的基础上，集思广益，统一认识，改变过去一包到底的做法，给学生动手留出足够的空间。学校近年来也加大了资金投入，不仅实验室宽敞明亮，实验所需仪器设备一应俱全，还添置了不少精密仪器，如奥林帕斯数码摄影显微镜、全自动荧光显微镜、大小不等的生物反应器、全温振荡培养箱、冷冻干燥机、超声波粉碎机等，这样既保证了实验教学的高质量完成，又给教师提供了很好的科研条件，教师吸纳学生参与科研活动，又进一步促进了学生动手能力的提高。
　　2.合理安排实验内容及开出顺序，增强其连贯性和实用性。
　　我院的微生物实验内容既要考虑基础知识和基本技能的培养，又要照顾各专业的特点，所选内容应覆盖微生物学的基本操作技能，尤其应突出微生物学独特的基本技术，如显微镜技术、无菌操作技术、接种和分离技术、培养技术等，既有简单的、基础的小实验，又有一些设计性和综合性实验，注意实验技术与基础理论的衔接，同时避免与其他学科实验内容的重复，以便于学生建立正确、全面的实验概念。
　　首先，在总体上，强调基础性和系统性，突出微生物学的基本实验方法和基本操作技术，如微生物形态结构观察中的染色技术，培养基的制备及各种灭菌技术，微生物的分离、纯化、培养及保藏技术，微生物生理生化特性测定技术及无菌操作技术等。其次，从专业的特点以及将来可能从事的工作性质出发，尽量安排一些选修的内容。第三，从简单的验证性实验向综合性实验发展，将有关实验内容有机结合起来，安排在一次实验课上或前后连接，既节约了课时，又增强了实验的综合性，也有助于学生判断、分析能力的提高。如将细菌革兰氏染色与细菌特殊结构观察、测微技术、显微镜直接计数法结合，微生物分离、纯培养技术与微生物鉴定结合，微生物紫外诱变与平板菌落计数法结合，各种理化因素对微生物的影响与微生物对碳、氮源利用的结合，微生物生长曲线的测定与生理生化反应的结合等。实验改进后，一环紧扣一环，中途如有一次失败，就会影响到以后的实验结果，这样学生对自己的结果关心得多了，动手操作的兴趣和能力也大大提高了。
　　3.重视课前预习，积极参与实验准备工作。
　　微生物实验内容比较繁杂，因课时限制，有时一次课要做多个实验项目，如果实验前不进行充分的预习，学生只能按板书内容和教师所讲闷头去做，对实验的全过程就知其然而不知其所以然，这样势必影响学习效果。所以我们要求：（1）每次实验前，学生必须阅读有关内容，了解实验目的、原理和内容，在做实验之前对要做什么、怎么做、关键步骤有哪些、预期效果如何等要做到心中有数，这样减少了实验的盲目性，做起来就会得心应手。（2）让学生参与实验准备工作，如玻璃器皿的洗涤、包扎，无菌水的分装、灭菌，试剂和培养基的配制，仪器的调试、保养等工作，这样不仅缓解了教师人手不足的问题，更重要的是增加了学生动手的机会。同时学生在准备实验的过程中，还学到了实验课之外的知识，增强了责任感，培养了严肃认真的科学态度。此外，学生和教师一起准备实验还有利于师生的沟通，便于教师及时发现问题，纠正错误。
　　4.提问精讲加小结，切实提高课堂效果
　　课前要求预习，但部分学生自觉性较差，如果不检查，预习就会流于形式。因此，实验课开始时，教师对要求预习的内容以提问的方式进行抽查，或者提前几分钟先让学生简要试讲，然后由教师给予补充和纠正。既可以强调重点，又可以使学生记忆深刻。

教师精讲，关键示范。教师的讲解和示范是必不可少的环节，但必须简洁明了，讲清该实验的实际应用、关键步骤、具体要求和历届学生易出现的错误等问题，关键操作要进行演示。尽可能腾出更多的时间让学生多动手、多练习，充分发挥学生的主体作用；实验过程中，教师巡回指导，细心观察学生操作的每一个环节，随时发现正在发生或可能发生的问题，发现问题教师时亲自动手示范，及时纠正错误，做到一丝不苟，培养学生严谨的学风和科学的态度。为了加深学生们的印象，还可抽时间让学生过关签名，努力做到让每位学生都能正确、熟练地掌握微生物学的基本实验技巧。鼓励学生勇于创新，引导他们多观察多思考。如果实验中出现异常，不要轻易放过，教师要引导学生认真分析，找出原因，提出改进意见，并在条件允许的情况下，鼓励学生重新实验，这样可以使学生收益更大。
　　下课前小结，是大家容易忽视的问题，发挥得好可以起到画龙点睛的作用。由于学生之间的差别、教学安排、技术因素等原因，容易使实验课结束时草草收场，结果一些学生的疑点和错误得不到及时解除和纠正，这一点在操作考试时表现得非常明显。因此教师应在每次实验课结束前，最好利用很短的时间对本次实验进行小结，纠正普遍性的问题，解释某些实验现象，表扬实验做得好的小组或学生。实验结束后要求学生将用过的物品清洗干净，摆放整齐，原始数据经教师看过签字后才能离开实验室，以此培养学生严谨的学风和科学的态度。
　　5.鼓励学生参与科研课题，拓展视野。
　　实验课因受课时、资金等因素的限制，只能安排一些最基本的内容（与前面的综合性实验内容有矛盾，看看如何调整）。较深的内容、耗时较多的内容、显示专业特色的内容就不可能面面俱到，唯一的办法就是课外弥补。我们在教学中体会到，不少学生希望动手，掌握更多知识的欲望非常强烈，就看教师怎么去引导。食品专业的学生喜欢食品原料或产品中微生物指标的检验，生物工程专业的学生则喜欢利用微生物来生产工业产品，生物技术专业的学生则想利用微生物生产基因产品，水产养殖专业的学生则想筛选生物制剂，防治水产动物疫病。根据以上情况，我们提倡学生通过参与教师科研课题，“自谋生路”；申请学校和系部立项的学生课题，“找米下锅”，期末参加综合大实验，或者组建兴趣小组等形式提高自己的综合能力，实验室也全天候为他们开放，教师主动热情地为他们“分忧解难”，形成了较好的学习氛围。有的选了食用菌菌丝体培养及DNA提取，有的选了食用菌栽培，有的选了市场酸奶样品的检测，有的选了海洋微生物产抗生素或者产酶菌株的筛选等等。选题之后，学生们一边去上网或图书馆查资料，了解前人的研究成果，一边编制自己的计划，摸索实验条件，干得不亦乐乎，实验结束时提交总结报告或者论文。通过锻炼，学生们开阔了视野，提高了分析问题和解决问题的能力。从前几届毕业的学生看，参加各种训练的学生做毕业论文时能很快进入角色，论文的水平也大大提高，有些学生在毕业前后就有一两篇论文发表；另外，通过锻炼，学生适应社会的能力强了，有些学生还没毕业，就利用自己所学的微生物知识帮家人和亲友脱贫致富，帮企业分析市场，研究开发新产品。
　　6.考核方式多样化，将操作能力培养贯穿始终。
　　我们的微生物学实验与理论可单独设课。实验课的考核包括平时考核和期末考核两部分。教师制定合理的考核标准，并在第一节课予以公布。平时考核成绩占总成绩的60％，主要考核学生的出勤、预习、回答问题、实验操作的态度和结果以及实验报告的写作水平。期末考核包括操作考核和实验理论笔试，占总成绩的40％。操作考核内容包括器皿的包扎、接种和制片技术、显微观察、微生物分离和培养、微生物计数、培养基的配制及灭菌等，教师对这些内容进行编号，让学生抽签进行单人考核，形式以动手操作为主，辅加一些口试，操作不及格者必须补考。实验理论笔试内容包括原理、试剂用途、注意事项、结果分析、实验方案的设计等。通过考核，督促学生进一步熟悉实验内容和仪器的使用方法，弥补了实验中的不足。考前许多学生主动到实验室查漏补缺，反复操练，生怕出错，在一定程度上起到了积极的作用。另外，考核学生的同时也是对教师的教学效果的检查，因此对教师改进教学也有一定的促进作用。
　　7.建立实验项目卡和实验档案，为进一步教改提供积累。
　　实验档案的收集，是一个学校教学成果的体现，也是教学经验的积累和进一步改革的基础，这个思想始终贯穿于我们的教学过程。每个实验项目建有卡片，每个卡上有实验目的、原理、操作要点、注意事项、所用的仪器台套数，消耗材料的多少等内容，即使新手准备实验也会一目了然。档案中有教师的预实验报告，记载着教师的试做过程、心得体会和改进意见，实验员有准备实验记录和开出记录，实验设备记录本上有使用记录，教学档案室存有历届学生的实验报告、综合大实验的总结报告、学生的平时成绩记录、实验理论考试试卷和总评成绩，这些原始材料的积累，为以后的改革提供了很好的参考。
　　
　　三、总结经验，深化改革
　　
　　1.教学改革后的效果
　　通过以上改革，学生认识到了本课程的重要性，大大激发了他们上好实验课的热情；更加牢固地掌握了微生物学的基础知识和基本概念，具备了从事微生物应用和研究所需的基本方法和技能，为后续课程的学习和将来顺利完成毕业论文提供了有力保障；提高了他们观察、思考、分析问题和解决问题的能力，培养了勤奋、严谨的学风和科学的态度，为他们将来工作或进一步深造奠定了较好的基础。
　　2.深化改革的设想
　　21世纪是知识经济的时代，是充满竞争的时代，这种竞争的核心是人才的竞争，因此，作为高等教育，培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的高质量人才是时代的要求，其具体表现在：（1）具有满足工作的知识和基本工作能力；（2）获得新知识、新技术的能力；（3）具备科研创新的基本素质和能力。
　　对照21世纪对人才的需求，我们还有许多工作要做，总结起来有以下几点：（1）进一步加大资金投入，添置与适应现代科技发展的仪器装备，争取更多的科研项目，使更多的教师和学生投入进来。（2）加强教师和实验技术人员自身的学习，不断提高业务和技术水平，将更多的新方法、新技术介绍给学生，更好地发挥教师的主导作用。（3）加大微生物学实验室对学生的开放程度，包括时间、空间和实验项目的开放，使学生有更多的机会和自由空间去选择实践，进一步提高他们分析问题、解决问题和科技创新的能力。
　　
　　参考文献:
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　　[2]范黎，刘明，张伟等.微生物学实验课教学改革的点滴体会[J].微生物学通报,2001,28(4)： 96-99.
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　　[4]柯乐芹.如何提高微生物学实验教学的效果[J].现代技能开发,2003,(1)： 58-58.