羅建成++薛剛

摘 要：該文結合南陽的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)“工業(yè)發(fā)酵”，構建了基礎性、綜合性、設計性和探索性逐步深入的實踐教學內(nèi)容體系，探索了微生物學實踐教學創(chuàng)新模式。在實踐過程中受到了學生和上級教學管理部門的肯定。微生物學教學內(nèi)容體系的建立需要通過一系列的工作，比如做好實驗前的準備，加大實驗室硬件設施的建設與管理。通過不斷提高實驗教學條件，構建科學、合理的實踐教學內(nèi)容體系，培養(yǎng)學生獨立思維和團結協(xié)作的能力以及分析解決問題的能力，為以后的學習和工作打下良好的基礎。

關鍵詞：微生物實驗 實驗教學體系 構建 實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0150-02

1 研究背景

南陽理工學院生化學院生物工程專業(yè)（以下簡稱我院）培養(yǎng)目標定位于培養(yǎng)應用型生物工程專門技術人才，服務南陽及其周邊地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展。緊緊圍繞南陽發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。與南陽地方企業(yè)如河南天冠集團、南陽化學制藥廠等合作，開展了林可霉素、燃料乙醇等菌種選育及其發(fā)酵過程優(yōu)化，利用發(fā)酵技術對生產(chǎn)酒糟，工業(yè)有機廢水進行了綜合利用等科技攻關和服務，已初步形成以工業(yè)發(fā)酵微生物菌種選育和發(fā)酵生產(chǎn)工藝過程調(diào)控的專業(yè)特色。

微生物學是一門綜合性的學科，具有很強的實驗性和應用性，實驗教學是教學環(huán)節(jié)的一個重要組成部分[1]。然而，傳統(tǒng)的微生物學實驗教學存在很多缺點如實驗內(nèi)容陳舊、驗證性實驗過多等[2]，嚴重制約了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[3]，當務之急的工作是深化微生物學實驗教學改革。結合本校的特點對實驗教學體系進行改革，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下良好的基礎。

2 微生物學實踐教學體系構建的思路和目標

根據(jù)微生物實驗教學的特點和生物工程專業(yè)培養(yǎng)的要求，我們將微生物學實踐教學和理論教學各自獨立，并開設了微生物檢驗綜合實驗技術、微生物應用技術綜合實驗，鼓勵學生提前參與科研，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。建立“四層次”的實踐教學體系。第一層次是基礎性實驗，著重基本實驗技能的培養(yǎng)。第二層次是綜合性實驗，每3～5個學生為1組完成實驗內(nèi)容，采用設計型教學方式，訓練、培養(yǎng)學生對基礎性知識、技能的綜合運用能力和綜合思維能力。第三層次是設計性實驗，設2～3個實驗，用生物化學、微生物學等交叉的方法和手段，對實驗進行設計，結果進行統(tǒng)計、分析，得出結論；訓練學生分析問題、解決問題的能力。在三個層次的基礎上，最后與南陽本地的大型生物企業(yè)進行校企合作，聘請企業(yè)生產(chǎn)專家到校進行生物技術的實際應用講座，實習參觀和參與教師科研項目等手段最終達到探索性學習提高學生微生物學知識的實際應用能力的目的（即第四層次）。

3 微生物學實踐教學體系構建的實踐與探索

為了實現(xiàn)培養(yǎng)應用型高素質(zhì)人才的目標，結合我院微生物學實驗室、工業(yè)微生物南陽市重點實驗室和工業(yè)發(fā)酵技術實驗室的情況和特點，對微生物學實驗教學體系進行了改革，期望能夠為培養(yǎng)應用型和創(chuàng)新型人才奠定良好的基礎。鑒于此，在2009—2013年5年時間里對生化學院5屆460名生物工程專業(yè)學生的微生物學實驗教學進行了改革，得到了同學們的認可，也取得了一定的效果。

3.1 構建科學、合理的實踐教學內(nèi)容體系

我們根據(jù)根據(jù)微生物實驗教學的特點和生物工程專業(yè)培養(yǎng)的要求，我們將微生物學實踐教學和理論教學各自獨立，并開設了微生物檢驗綜合實驗技術、微生物應用技術綜合實驗，對孤立的實驗教學內(nèi)容進行梳理整合，建立了基礎性、綜合性、設計性和探索性逐步深入的實踐體系。在大一開設基礎生物學實驗；大二開設微生物學與獨立的微生物學實驗課程；大三上學期開設微生物技術綜合實驗，下學期開設微生物綜合檢驗；大四有與微生物技術相關的畢業(yè)論文。在整個教學過程中有意識培養(yǎng)學生的思考能力、分析能力、動手能力、創(chuàng)新能力。

第一階段：微生物學實驗課程教學內(nèi)容。

（1）細菌簡單染色與基本形態(tài)觀察4學時。

（2）細菌的芽孢、莢膜和鞭毛染色與形態(tài)觀察4學時。

（3）微生物測微技術與計數(shù)4學時。

（4）絲狀真菌和絲狀放線菌小室培養(yǎng)與形態(tài)觀察6學時。

（5）培養(yǎng)基制備、滅菌與微生物純種分離培養(yǎng)6學時。

（6）細菌鑒定中常用生理生化反應6學時。

（7）水中細菌總數(shù)測定2學時（自主設計、開放項目）。

（8）產(chǎn)蛋白酶和淀粉酶芽孢桿菌的分離和活力檢測2學時（自主設計、開放項目）。

（9）黃原膠生產(chǎn)微生物多糖的搖瓶發(fā)酵和提取2學時（自主設計、開放項目）。

第二、三階段：設計、系統(tǒng)性綜合實驗、

（1）分離源樣品采集。要求：根據(jù)目標菌的生物學特性或其作用底物的特性，進行選擇性采樣，2天。

（2）富集培養(yǎng)。要求：根據(jù)目標菌的生長要求，采用適宜的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件對分離源樣品進行富集培養(yǎng)，5天。

（3）選擇性初篩。要求：采用選擇性培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件對富集培養(yǎng)后樣品進行選擇性分離培養(yǎng)，5天。

（4）分離純化。要求：將鑒別分離出的目標菌各菌株分離培養(yǎng)于試管斜面培養(yǎng)基，4天。

（5）菌種鑒別。運用生理生化的理論和實驗知識對篩選菌種進行鑒定，5天。

（6）復篩菌種性能鑒定。通過發(fā)酵試驗確定篩選菌種的性能的好壞，5天。

第四階段：綜合探究型實驗：把教師科研課題引入實驗內(nèi)容。

3.2 完善實驗的系統(tǒng)性和條理性，增加綜合性實驗

傳統(tǒng)的微生物實驗內(nèi)容相互獨立，缺乏對條理性和系統(tǒng)性。調(diào)整順序后，在整個過程中既有經(jīng)典的驗證實驗，又設計了綜合性實驗，并使整個實驗內(nèi)容形成一個完整、系統(tǒng)微生物大實驗。學生在教師指導下自己設計實驗并制備實驗材料，有機地貫穿和結合了微生物學的各項基本實驗技能。提高了學生學習的積極性，同時節(jié)約了時間，提高了實驗教學的效率。endprint

3.3 增加設計性實驗，提高學生動手能力

傳統(tǒng)的實驗教學都是由實驗教師來完成準備工作，而且實驗材料、實驗因素等都是事先確定的，學生只是按照操作步驟把實驗完成。在我們構建的實踐體系中，學生自主設計實驗、準備實驗材料、設定實驗因素，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性和積極性。如在顯微鏡的使用這個實驗中，學生保留原來的標本片，還需要采集自己感興趣的樣品進行觀察。學生根據(jù)自己的興趣來采集樣品，既滿足了學生的好奇心，激發(fā)了學習自主性，又提高了學生的綜合設計能力。

3.4 開設探究性實驗，培養(yǎng)學生綜合能力

在完成設計性實驗的基礎上，設置一些探究性實驗，由老師制定題目，學生分為小組，自主查閱文獻資料，查找研究方法，探討并設計實驗方案，制定實驗計劃書。自己準備實驗材料，完成實驗過程，實驗報告以論文的形式呈現(xiàn)。通過探究性實驗，讓學生得到全方位的鍛煉，有效地培養(yǎng)了他們科學研究的創(chuàng)新能力和探索精神。

3.5 建立與實踐教學體系相適應的考核方式

合理的考核方法可以積極地督促和檢驗學生的學習效果?？己说姆绞礁鶕?jù)不同的內(nèi)容有不同的評定標準，對于基礎性實驗考核主要從學生的實驗動手能力、操作技能、實驗結果分析、實驗報告書寫等方面來綜合評定。對于設計性和探究性實驗主要從方案設計的合理性、可行性，操作的規(guī)范性、熟練性，分析問題、解決問題的全面性，報告的規(guī)范性、結果的合理性，記錄的真實性、詳盡性等方面進行綜合評定。在考核中重視對學生學習以及創(chuàng)新過程評價。具體方法為平時表現(xiàn)和期末考試成績各占50%。平時成績由紀律與協(xié)作精神（10%）、實驗的預習（20%）、操作能力（30%）、實驗結果分析（20%）、實驗報告撰寫（20%）組成；期末考試成績是由筆試（50%）和操作（50%）組成。

綜上所述，按照微生物學實踐教學新體系進行教學，不僅調(diào)動了學生的主動性和積極性，培養(yǎng)了學生自主學習的方法和思維方式，而且對提高學生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)起到重要作用。從2009年到2014年的5個學年中，我院學生的微生物學實驗課程平均成績達82.1分，其中90分以上占54.7%，不及格率為1.2%。我們的實驗教學改革才起步，我們將在微生物實驗教學基礎上進一步改革和探索，以達到預期的目標，并期望改革后的教學模式在一定范圍內(nèi)推廣應用。

4 結論

4.1 目的

本項目著力構建微生物學實踐教學創(chuàng)新體系，四個體系既各自成一體，又相互作用。

4.2 成果

結合南陽工業(yè)發(fā)酵的地方特色，搭建了微生物學課程精品課程、應用生物技術教學團隊和南陽市工業(yè)微生物重點實驗室教學和科研平臺，建立了創(chuàng)新性實驗教學體系，取得了良好的實踐效果。

生物工程專業(yè)2010級趙玲同學的體會：“上過微生物學實驗課后，能夠明顯地感覺到實驗安排的合理性，實驗過程中每個項目都是環(huán)環(huán)相扣的，使我們系統(tǒng)、循序漸進地掌握了實驗技能。和其他實驗課程最大的不同點是綜合性、研究性實驗老師們能夠放手讓我們獨立去完成。從最初的實驗設計，到實驗的進行，很真切地感覺到同學們的熱情與鉆研精神，也體會到了科研的樂在其中。最后的答辯也許會讓我記憶一生。雖然每個小組的時間只有短短的15 min，可是在這段時間中，我看到了對同樣實驗題目不同小組的實驗內(nèi)容、設計方案、操作過程和實驗結果。在后面的提問階段，每一個人更是想盡一切辦法讓自己的思想能更好地被同學和老師認同而努力。微生物學實驗不僅使我們掌握了一些專業(yè)知識，掌握了一些實驗技能，更重要的是它拓展了我們的思維，鍛煉了我們自主解決問題的能力，教會了我們?nèi)绾闻c他人合作，如何與人分享。”

參考文獻

[1] 黃瑤，黃翠姬，伍時華，等.改革微生物學實驗教學方法，提高學生綜合能力[J].微生物學通報，2009，36（6）：914-917.

[2] 黎庶，汪正清，胡曉梅，等.科學安排教學內(nèi)容，提高微生物學實驗教學質(zhì)量[J].山西醫(yī)科大學學報，2009，11（1）：51-53.

[3] 陳吉剛.微生物學合作式教學改革的探討和思考[J].浙江萬里學院學報，2009，22（2）：84-87.endprint