孟建宇， 張 峰， 陶 羽， 李 蘅， 馮福應(yīng)

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 呼和浩特 010018)

微生物學(xué)實踐課程改革與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

孟建宇， 張 峰， 陶 羽， 李 蘅， 馮福應(yīng)

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 呼和浩特 010018)

微生物學(xué)是生命科學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，該課程應(yīng)用性強(qiáng)。培養(yǎng)具有科學(xué)創(chuàng)新能力的科研人才和解決實際問題的應(yīng)用型人才，是地方綜合性大學(xué)的核心任務(wù)。為了更好地實現(xiàn)“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教育理念，對微生物學(xué)實踐教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和方法及師資培養(yǎng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革，取得了一定的成效，形成了多樣化的教學(xué)策略，為實踐教學(xué)改革提供了新的思路。實踐證明，學(xué)生能很好地掌握實驗技能，促進(jìn)了他們的實踐能力和創(chuàng)新能力，提高了他們的科研素質(zhì)。

微生物學(xué)；實踐教學(xué)；課程改革；教學(xué)策略；能力培養(yǎng)

實踐教學(xué)是高校教學(xué)體系中重要的組成部分，是反映教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用[1-4]。作為生物學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，微生物學(xué)起著承上啟下的重要作用，它是現(xiàn)代生物技術(shù)的基礎(chǔ)，對現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展有巨大的推動力[5]。微生物學(xué)內(nèi)容豐富，傳統(tǒng)的實踐教學(xué)體系[6]已不能滿足當(dāng)今學(xué)生發(fā)展的需求。因此，大力開展實踐教學(xué)的改革勢在必行。根據(jù)我校生物學(xué)各專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計劃，結(jié)合多年實踐教學(xué)經(jīng)驗，并參考兄弟院校改革實踐[7-10]，我們對微生物學(xué)實踐教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方法等進(jìn)行了改革與實踐，積累了一些教學(xué)經(jīng)驗和策略，希望為其他課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革提供一些有益借鑒。

1 改進(jìn)實踐教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生實踐能力

教學(xué)改革首先涉及到教學(xué)內(nèi)容的改革，實踐教學(xué)亦是如此。微生物學(xué)實踐教學(xué)即為微生物實驗課教學(xué)，它是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)造性思維以及理論聯(lián)系實際的重要課程。通過本環(huán)節(jié)的教學(xué)，學(xué)生不僅要獲得必要、完整、可拓展延伸的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，而且要使學(xué)生具備實踐技能和研究技能。微生物學(xué)的實驗操作技能特別是無菌操作技術(shù)等對后續(xù)課程如分子生物學(xué)、免疫學(xué)等課程的學(xué)習(xí)，甚至對學(xué)生畢業(yè)后工作均有重要的影響。要想在有限的教學(xué)時間內(nèi)使學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和提升，就必須要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和整合。

1.1 減學(xué)時不減內(nèi)容，充分滿足學(xué)生的需求

由于我校學(xué)生的培養(yǎng)方案中需要開設(shè)的課程很多，經(jīng)過多次調(diào)整修改培養(yǎng)計劃，很多專業(yè)課程的學(xué)時都相應(yīng)減少。其中，微生物學(xué)實驗學(xué)時也相應(yīng)減少(占課程總學(xué)時的33%)。為了使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)掌握基本的實驗操作技能，課程組將多個實踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，使知識完整化、系統(tǒng)化，從而達(dá)到學(xué)科內(nèi)各知識點的滲透和綜合。如將“實驗室環(huán)境及人體表面微生物的檢查”這一實驗進(jìn)行優(yōu)化整合，把培養(yǎng)基的制備、高壓蒸汽滅菌、無菌操作技術(shù)、分離純化技術(shù)、菌落計數(shù)、微生物的形態(tài)分類及菌種保藏等知識有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生在一項實驗教學(xué)內(nèi)容中能夠系統(tǒng)地掌握多種實踐操作和技能。

1.2 改進(jìn)探索性實驗內(nèi)容，提升學(xué)生創(chuàng)新意識

如將“微生物的分離與純化”延伸改進(jìn)為不限學(xué)時的“環(huán)境(土壤、水體)微生物的分離和生物學(xué)性質(zhì)研究”。學(xué)生組建研究小組，通過查閱文獻(xiàn)資料，確定取樣環(huán)境并設(shè)計實驗內(nèi)容和方案，分離出微生物菌株(可以為細(xì)菌、真菌、放線菌等)，進(jìn)行形態(tài)、生理生化和分子鑒定和一定的生物學(xué)應(yīng)用研究(如特殊降解性能、環(huán)境修復(fù)等性質(zhì))，最后以正式發(fā)表論文的格式完成報告，并由小組中一人代表作報告進(jìn)行交流。探索和創(chuàng)新實驗研究不僅可以鞏固之前學(xué)習(xí)的實驗技能，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和團(tuán)隊合作精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索能力。

1.3 改進(jìn)實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建層次化實踐教程

對微生物實驗指導(dǎo)書在實驗內(nèi)容方面進(jìn)行優(yōu)化，分為專業(yè)基礎(chǔ)性實驗、綜合與應(yīng)用性實驗和開放與創(chuàng)新性實驗3大類，即3個新的教學(xué)層次：基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性。突顯內(nèi)容新、系統(tǒng)性、針對性和開放性的特點。形成循序漸進(jìn)、相互銜接、交叉融合，由單一分散向系統(tǒng)綜合再到開放創(chuàng)新的縱向教學(xué)體系。

2 完善教學(xué)課件，更新教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

教師要注重知識的更新，密切跟蹤國內(nèi)外最新專業(yè)發(fā)展動態(tài)，適當(dāng)?shù)匾眯逻M(jìn)展、新成果和新概念進(jìn)行講授，以彌補(bǔ)教材中某些枯燥的理論闡述。形成一個體系完整、結(jié)構(gòu)簡明、重點突出、內(nèi)容先進(jìn)、形象化的多媒體素材。通過精心制作, 把優(yōu)美逼真和動感清晰、環(huán)環(huán)相扣的多種圖像(有模式圖、光學(xué)顯微鏡圖片、電子顯微鏡圖片、平面或三維圖片等)、動畫(轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合過程)、影視資料(如紀(jì)錄片“舌尖上的中國”中的風(fēng)味食品、食用菌等)、表格和文本, 展示給學(xué)生, 實現(xiàn)將抽象、復(fù)雜、微觀的微生物世界以直觀、形象、生動的形式表現(xiàn)出來,使教師教學(xué)更加生動, 啟迪學(xué)生的發(fā)散思維, 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 提高課堂的教學(xué)效果。

2.1 以學(xué)生為本，參與式教學(xué)

為充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，我們組織學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊進(jìn)行實踐教學(xué)課件的策劃和制作。這不僅能使新學(xué)知識融入深度記憶中，而且還會激發(fā)學(xué)生的好奇心和培養(yǎng)細(xì)致觀察力，使所學(xué)知識與生活實踐緊密結(jié)合起來。課件中大量引入了以往學(xué)生的實驗結(jié)果，充分體現(xiàn)了學(xué)生的參與性，使其具有親切感。課件發(fā)揮圖、文、聲、像并茂的優(yōu)勢，引導(dǎo)學(xué)生思考。這不僅增強(qiáng)了實踐教學(xué)的直觀性和生動性，而且還使學(xué)生能夠身臨其境，產(chǎn)生濃厚的求知興趣，進(jìn)而能很快地掌握操作要領(lǐng)，從而提高了學(xué)生的實踐水平。在教學(xué)中充分彰顯學(xué)生的主體地位，使整個實踐過程都是圍繞著學(xué)生這個核心展開，讓學(xué)生成為名副其實的主角，在盡情張揚個性的同時積極地激發(fā)自我的創(chuàng)造性思維，提高創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2.2 將科研融入實踐教學(xué)，提升教學(xué)品質(zhì)

科學(xué)研究課題合理地融入教學(xué)，可以補(bǔ)充全新的實踐應(yīng)用項目，豐富更新實踐教學(xué)內(nèi)容，還能廣泛地激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性。這種模式不僅可以提升實踐教學(xué)的品質(zhì)，使教學(xué)緊跟本領(lǐng)域的研究步伐，而且還能形成“科研帶動教學(xué)，教學(xué)促進(jìn)科研”的良性循環(huán)，是培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑[11]。我們近幾年就通過該模式組建了很多科研創(chuàng)新團(tuán)隊，拿到了學(xué)校和學(xué)院的科研(技)創(chuàng)新基金項目，如12級生物工程專業(yè)劉雷團(tuán)隊獲得的學(xué)校科技創(chuàng)新基金項目“內(nèi)蒙古荒漠化植物內(nèi)生放線菌的分離及鑒定”(白薇教授指導(dǎo))和12級生物技術(shù)專業(yè)趙霞、高敏團(tuán)隊獲得的學(xué)院師生協(xié)同科技創(chuàng)新基金項目“鄂爾多斯高原珍稀瀕?；哪嗄局参锷L促生菌的多樣性及初步應(yīng)用研究”(馮福應(yīng)教授指導(dǎo))。

2.3 “本科實驗室+功能研究室+創(chuàng)新實驗室”的層次化實踐教學(xué)

專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的一個重要舉措就是加大實踐技能的訓(xùn)練。充分考慮到學(xué)生的發(fā)展和興趣愛好，我們建立了以微生物學(xué)課程的實驗為內(nèi)容，本科實驗室為基礎(chǔ)，功能研究室和創(chuàng)新開放實驗室為實踐拓展基地的層次化教學(xué)模式。實施時間、空間、項目和設(shè)備的開放，把主動權(quán)交還給學(xué)生，學(xué)生自主完成實驗項目，從而提高學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，課題研究與實踐應(yīng)用相結(jié)合的能力。形成基礎(chǔ)性實驗→應(yīng)用性實驗→創(chuàng)新性實驗→課題探索研究的循序漸進(jìn)地層次化[12]實踐教學(xué)體系，鍛煉和提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、知識轉(zhuǎn)化能力、研究創(chuàng)新能力。

2.4 優(yōu)化考核評價體系，以“考”促“學(xué)”

傳統(tǒng)的“千人一面、千人一卷”的考核體系主要以實驗報告為主，忽略實驗操作，難以調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生養(yǎng)成了只重視實驗報告的習(xí)慣，也導(dǎo)致了部分學(xué)生缺乏壓力感，對實驗過程不重視。傳統(tǒng)的考核手段不僅片面而且也較單一，忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的關(guān)注和評價[13]，不能反映學(xué)生的整體能力。通過多年的實踐教學(xué)的改革探索，我們重新制訂了實踐教學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)，加大了過程監(jiān)控，減少終結(jié)性評價的比例。注重多樣化的考核方式，突出開放性的特點。首先是加大了實踐課成績在微生物學(xué)課程總成績中的比例，由原來的20%提高到30%；其次是加大實驗技能考核，建立了由理論水平+課堂表現(xiàn)+出勤+實驗設(shè)計和實施+實驗報告+實踐基本技能測評+團(tuán)隊合作+綜合性研究論文構(gòu)成的綜合考核體系。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度端正了，學(xué)習(xí)思維和動手能力也有了提升。這種多方面、多角度和多層次地全方位考核手段是實踐教學(xué)中“以學(xué)生為本”的具體體現(xiàn)。

3 以學(xué)為主，教學(xué)相長，共同提高

3.1 學(xué)生的目標(biāo)培養(yǎng)

3.1.1 知識目標(biāo)

通過微生物實踐教學(xué)，讓學(xué)生掌握微生物的基本形態(tài)、結(jié)構(gòu)、繁殖方式、營養(yǎng)、代謝、生長、控制、接種分離培養(yǎng)技術(shù)、育種、保藏和鑒定；無菌操作技術(shù)、常用滅菌方法；微生物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的基本原理和方法。

3.1.2 能力目標(biāo)

通過微生物實踐教學(xué)，讓學(xué)生掌握微生物的基本理論知識；掌握微生物的基本檢驗技術(shù)、會觀察、會鑒別、會分離、會培養(yǎng)、會鑒定；培養(yǎng)學(xué)生具有吸收新知識和新技術(shù)的能力；培養(yǎng)具有查找資料、文獻(xiàn)獲取信息的能力；成為“四有”(有理論知識、有實踐技能、有個人能力、有團(tuán)隊精神)專業(yè)人才[14]。

3.1.3 素質(zhì)目標(biāo)

通過微生物實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獨立觀察、分析問題和解決問題的能力；養(yǎng)成實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)研究態(tài)度；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作意識；提高職業(yè)意識和職業(yè)素質(zhì)。

3.2 “雙師型”教學(xué)團(tuán)隊的培養(yǎng)

內(nèi)部控制是指企業(yè)決策層、管理層和操作層為實現(xiàn)經(jīng)營目標(biāo)、財務(wù)目標(biāo)、合規(guī)目標(biāo)，而實施的一系列控制措施和過程，是企業(yè)規(guī)范經(jīng)營行為、防范經(jīng)營風(fēng)險、提升管理效果的重要手段。目前，國內(nèi)外理論界和實務(wù)界普遍認(rèn)為內(nèi)部控制主要包括五個方面，即內(nèi)部環(huán)境、風(fēng)險評估、控制活動、信息與溝通、內(nèi)部監(jiān)督。其中，內(nèi)部環(huán)境是實施內(nèi)部控制的重要基礎(chǔ)，風(fēng)險評估是內(nèi)部控制的首要前提，控制活動是內(nèi)部控制的具體措施，信息與溝通是內(nèi)部控制的必要條件，內(nèi)部監(jiān)督是內(nèi)部控制的保證手段。企業(yè)在實務(wù)操作中，需要將以上五方面按公司層面和業(yè)務(wù)層面進(jìn)行控制，因此，企業(yè)在內(nèi)部控制過程中理清好兩個層面的關(guān)系十分重要和必要。

高素質(zhì)的教師是保證應(yīng)用型人才質(zhì)量的根本。要培養(yǎng)一流的人才，必須有一流的師資。開展實踐教學(xué)改革，提高實踐教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵在于建立一支結(jié)構(gòu)合理，有較強(qiáng)能力的教學(xué)團(tuán)隊[15]。課程組相關(guān)教師共同研究制定實驗教學(xué)大綱，相互合作，備內(nèi)容、備對象、備方法，向課堂50分鐘要質(zhì)量。從學(xué)生“學(xué)”的基礎(chǔ)上進(jìn)行探索和反思，不斷調(diào)整教學(xué)項目設(shè)計和思路，從而實現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)全面提升。教師作為探索者要身體力行，注重自身知識結(jié)構(gòu)的更新[16]，在鞏固自身專業(yè)基礎(chǔ)的同時，積極參與創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)與指導(dǎo)，并善于將實踐經(jīng)驗轉(zhuǎn)化到課堂教學(xué)中。形成既能講授專業(yè)理論，又能指導(dǎo)學(xué)生實踐的“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊。

3.3 實踐教學(xué)策略和學(xué)生學(xué)習(xí)策略的形成

改變傳統(tǒng)上教師直接灌輸，學(xué)生被動接收知識的方式，采用“問題啟發(fā)”與“理論聯(lián)系實際”等教學(xué)策略，教會學(xué)生思考、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新及實踐的能力，同時也能提高學(xué)習(xí)熱情，又便于學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中更有針對性地思考問題，并為學(xué)生今后繼續(xù)深造的專業(yè)方向的定位提供思路。

3.3.1 教學(xué)策略

1)興趣策略。興趣是最好的老師，只有使學(xué)生產(chǎn)生了興趣，才能調(diào)動他們主動去學(xué)習(xí)的積極性。要把學(xué)生的好奇心調(diào)動起來，牢牢吸引住他們的眼球，使他們很期待盡快深入學(xué)習(xí)。2)組織歸納策略。將分散的知識融合成一個整體，引導(dǎo)學(xué)生掌握知識的內(nèi)在規(guī)律，使知識結(jié)構(gòu)有序且清晰，使得學(xué)習(xí)活動更適合于知識的規(guī)律。這樣既能加深理解，又能精簡內(nèi)容，形成知識鏈，減輕記憶負(fù)擔(dān)。3)互動策略。采取形象化、貼近式教學(xué)手段，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的直觀性和生動性，既能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的成就感，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實踐能力。4)綜合評價策略。改變以總結(jié)性評價為主的傳統(tǒng)評價模式，建立以過程評價為主體，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程的新型課程評價手段。

3.3.2 學(xué)習(xí)策略

1)學(xué)習(xí)筆記。拿來的始終是別人的，只有自己動手記下來才能成為自己的，印象才能深刻，才容易消化掌握。2)比較總結(jié)。將相近知識點歸納起來，通過分析比較(共同、異同)掌握。如細(xì)菌、放線菌、霉菌菌落特征、細(xì)菌的計數(shù)(活菌計數(shù)和血球計數(shù)板直接計數(shù))、干熱滅菌和濕熱滅菌等。3)親自動手。動手能力在生命科學(xué)中具有特別重要的地位[17]，微生物學(xué)尤其如此。對于基本的實驗技術(shù)和操作一定要親自動手，光看是看不會的。4)學(xué)以致用。課堂上學(xué)到的知識和實踐中的應(yīng)用結(jié)合起來。例如如何防止霉變、傳染性疾病，風(fēng)味食品(毛豆腐、奶酪、豆瓣醬、豆豉等)的制作原理、發(fā)酵產(chǎn)品(抗生素、酶制劑、蛋白、酒類等)的生產(chǎn)等。

4 結(jié)語

教學(xué)改革是實現(xiàn)先進(jìn)教學(xué)手段的有效途徑，快樂教學(xué)能使學(xué)生更好地掌握實踐操作技能、提高動手能力、調(diào)動學(xué)習(xí)興趣、挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性和積極性。實用有效的教學(xué)策略讓學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升了個人實踐能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊合作精神。采用分層次教育的方法，使學(xué)生分別培養(yǎng)成應(yīng)用研究型和應(yīng)用型人才模式，體現(xiàn)了“以人為本，因材施教”的教育思想。

經(jīng)過多年的教學(xué)改革，我院的微生物學(xué)教學(xué)取得了一定的成效，如微生物學(xué)專業(yè)方向的考研率不斷上升，學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)特別是微生物相關(guān)動手能力獲得校內(nèi)外及用人單位的好評。在今后的教學(xué)過程中，我們將不斷加大實踐教學(xué)力度，強(qiáng)化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，形成真正以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，營造和諧的教學(xué)課堂、活躍的學(xué)習(xí)氣氛和濃郁的創(chuàng)新氛圍，實現(xiàn)微生物學(xué)教學(xué)的良性循環(huán)。

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Practical curriculum reform of Microbiology and cultivation of students′ innovative ability

MENG Jian-yu，ZHANG Feng，TAO Yu，LI Heng，F(xiàn)ENG Fu-ying

(College of Life Science, Inner Mongolia Agriculture University, Hohhot 010018, China)

Microbiology, an important specialty basic course of life sciences, features high applicability. The important mission of local comprehensive university is to develop the students′ scientific innovation and their ability of solving the practical problem. In order to achieve the education idea of "student as subject and teacher as guider", we reformed the practical teaching contents and methods of microbiology, and teacher training. The reform measures achieved good results. Diversified teaching strategies were formed, which provides a new idea for the practice curriculum reform of Microbiology. The practice showed that students can master experimental skills very well. Students′ practical ability and creative qualities were promoted. The quality of their scientific research was improved.

microbiology；practical teaching；curriculum reform；teaching strategies；ability training

2104-07-26；

2104-09-15

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目(內(nèi)農(nóng)大教字[2012]19號)

孟建宇，副教授，從事微生物學(xué)教學(xué)和應(yīng)用與資源微生物的研究，E-mail：meng_jianyu@imau.edu.cn；

張 峰，博士，教授，研究方向為免疫學(xué)和納米生物學(xué)，E-mail：Fengzhang1978@hotmail.com。

G642.1; Q93-33

C

2095-1736(2015)01-0103-04

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2015.01.103