李會(huì)東，金元昌，李玉峰，張大為，張 潔

(湖南科技大學(xué)a.煤炭資源清潔利用與礦山環(huán)境保護(hù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;b.生命科學(xué)學(xué)院，湖南湘潭411201)

工業(yè)微生物學(xué)是生物工程專業(yè)的一門重要的理論課程，而工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課在整個(gè)專業(yè)教學(xué)體系中，它將微生物學(xué)理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系在一起［1］。而且作為一門先導(dǎo)課微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)還輻射到生物化學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程以及發(fā)酵工程等課程的實(shí)踐教學(xué)中［2，3］。然而，我院工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于實(shí)驗(yàn)條件等因素的限制，應(yīng)用型、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)明顯不足，多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，明顯地限制了該課程的作用，進(jìn)而影響到后續(xù)課程開(kāi)設(shè)的效果。因此，工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用型教學(xué)改革勢(shì)在必行［4，5］。

一 完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

以前實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式是由教師先詳解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、基本原理、儀器和用品、操作步驟和注意事項(xiàng)。重點(diǎn)示范關(guān)鍵步驟，學(xué)生模仿操作，得出已知結(jié)果，這樣學(xué)生往往只知道實(shí)驗(yàn)怎么做，而不知道為什么要這樣做。在教師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生沒(méi)有發(fā)揮主觀能動(dòng)性。這種教師主體、學(xué)生客體的教學(xué)模式不能使學(xué)生“學(xué)會(huì)求知”，這種教學(xué)模式與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)不相適應(yīng)［6］。

以往的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均是獨(dú)立、簡(jiǎn)單、枯燥的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏興趣和熱情，應(yīng)付了事。雖然學(xué)期結(jié)束后實(shí)驗(yàn)做了不少，但對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法不甚明了，不能從容地面對(duì)一個(gè)具體課題。為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課這一重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我們把實(shí)驗(yàn)課從理論課中分離出來(lái)，使實(shí)驗(yàn)課既密切配合理論課，又具有獨(dú)立性。我們對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，先開(kāi)設(shè)基本實(shí)驗(yàn)，占總課時(shí)的1/3，再開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，占總課時(shí)的2/3?；緦?shí)驗(yàn)每人1組，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)每3～4人1組。通過(guò)基本實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握光學(xué)顯微鏡的正確使用、微生物的形態(tài)與染色、無(wú)菌操作技術(shù)、微生物的計(jì)數(shù)方法和大小測(cè)定、培養(yǎng)基的配制與滅菌等基本實(shí)驗(yàn)技能。

工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)目的是培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主［7］。因此，以小課題的形式安排設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課題可以和老師的科研項(xiàng)目相關(guān)，也可以是學(xué)生感興趣的。例如食用菌栽培、酸奶制作、啤酒搖瓶發(fā)酵以及生物質(zhì)能源等，課題內(nèi)容必須涵蓋工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中必須掌握的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如無(wú)菌操作技術(shù)、接種和分離技術(shù)、培養(yǎng)技術(shù)和細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌4大類微生物培養(yǎng)觀察技術(shù)等，實(shí)驗(yàn)選題由教師提供或?qū)W生自擬，學(xué)生選定課題后要完成從實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的每一步，并以論文格式提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

二 “注重學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力培養(yǎng)”實(shí)踐研究

設(shè)計(jì)性試驗(yàn)分組后，選一人為組長(zhǎng)，其他人明確分工。課前圍繞實(shí)驗(yàn)主題，通過(guò)討論、查資料、完善實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)、確定實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備器材、檢查實(shí)驗(yàn)條件。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施前后，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)人人參與，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)腦、動(dòng)手能力、獨(dú)立操作能力及合作精神。杜絕以往實(shí)驗(yàn)過(guò)程中“一人動(dòng)手大家看”這種現(xiàn)象出現(xiàn)。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)必須查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無(wú)結(jié)果或結(jié)果不理想，查找資料，注意排查，分析原因，重新補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)。通過(guò)反復(fù)思考，不斷親力親為，最后取得理想結(jié)果，使學(xué)生獲得成就感，初步培養(yǎng)了學(xué)生愿意動(dòng)手的科研興趣。逐步建立起失敗中學(xué)會(huì)總結(jié)，鍥而不舍，敢于挑戰(zhàn)困難的意識(shí)和精神。

在上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，確定以學(xué)生為主，教師為輔，人人參與，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生主觀動(dòng)手的能力。

三 培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究工作的綜合能力

在工業(yè)微生物學(xué)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)“確定主題-查閱資料-提煉觀點(diǎn)-設(shè)計(jì)方案-組織實(shí)施-分析結(jié)果”這一整套環(huán)節(jié)的實(shí)施，不僅培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)中動(dòng)手動(dòng)腦的能力，而且提高了學(xué)生觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力。在應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)實(shí)施中，因?yàn)榍捌谧隽嗽敿?xì)的準(zhǔn)備工作，使學(xué)生思路清晰，細(xì)節(jié)難點(diǎn)明確，避免了以往實(shí)驗(yàn)中按部就班、機(jī)械盲目地重復(fù);實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性激發(fā)了學(xué)生對(duì)未知事物的好奇心，初步培養(yǎng)了從事科學(xué)研究的興趣;實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生不懂不確定就及時(shí)提出問(wèn)題，教師現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范操作與解答，鞏固并規(guī)范了學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技能;對(duì)學(xué)生的一些獨(dú)到的見(jiàn)解給予充分肯定，并鼓勵(lì)學(xué)生嘗試自己想辦法解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生從事科研工作的信心。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室可利用的條件，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展經(jīng)過(guò)合理論證的嘗試性試驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真觀察各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)記錄的重要性，使學(xué)生充分領(lǐng)會(huì)細(xì)節(jié)決定成敗的意義;注重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。要鼓勵(lì)學(xué)生多問(wèn)幾個(gè)“為什么?怎么辦?”培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，使學(xué)生善于提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。

四 小結(jié)

工業(yè)微生物學(xué)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教學(xué)首先在2009級(jí)生物工程專業(yè)學(xué)生開(kāi)始實(shí)施，在原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃的基礎(chǔ)上減少真菌形態(tài)觀察驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加草菇、平菇等食用菌的栽培實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括菌種的分離純化、培養(yǎng)基的配制、滅菌、無(wú)菌操作、菌種形態(tài)的觀察以及棉塞的制作等多個(gè)小型試驗(yàn)。把原來(lái)4個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合成一個(gè)應(yīng)用型大實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)周期相對(duì)較長(zhǎng)，學(xué)生有足夠的課上課下時(shí)間用于查資料、定方案、討論與實(shí)施。分離菌種的材料來(lái)自學(xué)生自己購(gòu)買于菜市場(chǎng)的鮮菇，清洗、消毒、接種、分離、純化、做母種、一級(jí)種等，均是學(xué)生親力親為培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手的能力。用自己分離的菌種和實(shí)驗(yàn)室保存的母種分別用于食用菌的栽培試驗(yàn)，使得學(xué)生躍躍欲試，熱情高漲，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提出了很多問(wèn)題，說(shuō)明學(xué)生自己動(dòng)腦想問(wèn)題了，加以輔導(dǎo)，最終問(wèn)題得以解決，使得學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力得到了鍛煉。通過(guò)這樣一個(gè)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，不僅完成了規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，而且極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并且培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)腦思考問(wèn)題和動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。

在上一年實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)上，2010級(jí)生物工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課又加以改進(jìn)，開(kāi)設(shè)了酸奶制作的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。酸奶的制作本身對(duì)學(xué)生就有著極大的興趣，所以課前學(xué)生報(bào)以極高的熱情，查閱資料、做方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中關(guān)鍵步驟以及細(xì)節(jié)問(wèn)題均準(zhǔn)備的非常詳實(shí)。通過(guò)此實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握了酸奶制作原理與工藝，乳酸桿菌與嗜熱鏈球菌培養(yǎng)的最佳條件，前酵與后酵的目的、發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)以及酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等。此實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)也極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，當(dāng)喝到自己做的酸奶時(shí)，學(xué)生收獲更多的是成就感。

通過(guò)對(duì)兩屆學(xué)生的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與嘗試，效果良好。課后許多學(xué)生自主找到任課教師，要求參加到課題組從事自己感興趣的科研工作。2009級(jí)6位同學(xué)參加了生物質(zhì)能源即纖維素降解生產(chǎn)乙醇的課題組，由于具備了較好的實(shí)驗(yàn)操作技能和濃厚的科研興趣，部分同學(xué)考取了中科院廣東能源所，上海生科院巴斯德研究所等繼續(xù)深造。2010級(jí)5位同學(xué)參加了生物質(zhì)能源即淀粉生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)乙醇課題組，一邊做實(shí)驗(yàn)一邊積極努力備考碩士研究生。

綜上所述，工業(yè)微生物學(xué)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教學(xué)與改革在培養(yǎng)實(shí)用型人才中，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)腦、動(dòng)手實(shí)踐操作能力，鍛煉了學(xué)生提出問(wèn)題-分析問(wèn)題-解決問(wèn)題的綜合能力。

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