吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 吉林長春 130012

微生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，也是現(xiàn)代高新生物技術(shù)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生和生物工程等諸多領(lǐng)域。細胞學(xué)、免疫學(xué)、分子生物學(xué)、食品學(xué)等都是在微生物學(xué)基礎(chǔ)上進行實驗探索研究，其實驗性和應(yīng)用性較強。微生物學(xué)實驗是學(xué)習(xí)微生物學(xué)的重要組成部分。傳統(tǒng)的微生物學(xué)實驗課程以驗證性實驗居多，實驗內(nèi)容陳舊，實驗缺乏連續(xù)性[1]。學(xué)生不易學(xué)習(xí)掌握，影響學(xué)生對微生物學(xué)的興趣，甚至影響其他學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。通過對實驗教學(xué)方法的改革與實踐，逐步摸索出一套點線面結(jié)合的實驗教學(xué)方法。以綜合性大實驗為線索將各個知識點串聯(lián)，通過課前預(yù)習(xí)、基本技術(shù)培訓(xùn)、實驗習(xí)慣考核等多個環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣、科研素養(yǎng)。以設(shè)計實驗為藍本，結(jié)合各級創(chuàng)新大賽，擴大學(xué)生微生物學(xué)知識面，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識。

1 由點及面—培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式中，往往都是教師做好預(yù)實驗，準備好實驗材料，學(xué)生按照教師實驗前的講解、示教而進行重復(fù)性的實驗操作，得出可以預(yù)知的實驗結(jié)果，完成實驗報告。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生始終處于被動，不能主動地去動腦思考問題、分析問題以及解決問題，忽視了學(xué)生的積極參加作用，達不到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的[2]。

為了更好地使學(xué)生處于主體地位，轉(zhuǎn)換“以教為主”為“以學(xué)為主”，在實驗課開課前專門設(shè)置了一節(jié)微生物實驗原理與技術(shù)課程，教師將微生物實驗涉及的知識點、實驗?zāi)康暮驮?，以及實驗的?yīng)用前景等進行逐一介紹，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目的和實驗的方法等內(nèi)容。教師將微生物學(xué)實驗所涉及玻璃器皿的包扎技術(shù)、培養(yǎng)基配制及滅菌技術(shù)、無菌操作技術(shù)、微生物的分離純化技術(shù)、顯微鏡及油鏡的使用技術(shù)、微生物染色技術(shù)、微生物制片技術(shù)、插片技術(shù)以及菌種保藏技術(shù)等實驗技能知識點錄制成微視頻，依托愛課程網(wǎng)、吉林大學(xué)校園網(wǎng)、國家級生物實驗教學(xué)示范中心網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)平臺進行播放，使學(xué)生主動預(yù)習(xí)有抓手。實驗課前5分鐘增設(shè)“課前小考”，促使學(xué)生在實驗課之前搜集大量文章文獻，學(xué)習(xí)本節(jié)課涉及的知識點、實驗方法、實驗內(nèi)容等，從而培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力[3]。實驗課中要求學(xué)生根據(jù)實驗進展情況翔實記錄實驗材料、實驗步驟、實驗結(jié)果等內(nèi)容，每節(jié)實驗課結(jié)束時，教師需進行實驗記錄檢查并簽字，沒有教師簽字的實驗記錄不算成績。實驗課中實驗教師和助教需隨時觀察每位學(xué)生的實驗操作，對于有錯誤的操作要及時更正，并記錄學(xué)生實驗操作的規(guī)范程度、準確程度。從點滴做起，形成“精、細、實”的實驗過程管理，培養(yǎng)學(xué)生夯實的實驗基礎(chǔ)，也使學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。

2 以線貫穿—整合教學(xué)內(nèi)容

為了使學(xué)生在有限的學(xué)時里得到微生物的實驗技能全方位的訓(xùn)練，教師同時在實驗教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生循序漸進，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目標(biāo)，整合實驗教學(xué)內(nèi)容，建立綜合性實驗?zāi)Ｊ絒4]。從土壤樣品中分離純化微生物[5]，分離出來的細菌做形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察、革蘭氏染色、生理生化反應(yīng)以及生長曲線測定。學(xué)生在實驗過程中如果能分離到乳酸乳球菌還可以做Nisin的效價測定；分離出來的酵母菌可以做形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察、單菌計數(shù)以及死活細胞的鑒定；分離出來的放線菌和霉菌可以做菌落特征觀察。最后所有的單菌進行菌種保藏。

圖1 微生物學(xué)綜合性實驗流程圖

綜合性實驗土壤樣品中微生物的分離純化，不僅將各個單一的實驗串聯(lián)起來，讓學(xué)生有系統(tǒng)學(xué)習(xí)的興趣，同時也將培養(yǎng)基配制及滅菌技術(shù)、無菌操作技術(shù)，以及微生物的分離純化、染色、制片等技術(shù)，合理地、逐級地安排在每一個實驗項目中，促使學(xué)生在實驗過程中運用已有的知識去發(fā)現(xiàn)、分析及解決問題，激發(fā)學(xué)生的潛在能力。綜合性實驗貫穿了教學(xué)知識點，將多項實驗基本技能串聯(lián)起來，以循序漸進實驗方式，培養(yǎng)了學(xué)生多方面的實驗?zāi)芰?，也為進行設(shè)計性實驗奠定了基礎(chǔ)。

3 設(shè)計創(chuàng)新為藍本—培養(yǎng)綜合能力

扎實的基本實驗技能是開展創(chuàng)新實驗的基礎(chǔ)，但如何開展創(chuàng)新實驗，培養(yǎng)學(xué)生綜合的思維分析能力、系統(tǒng)性的設(shè)計能力一直是教育工作者探索的方向。吉林大學(xué)國家級生物實驗教學(xué)示范中心自2001年開設(shè)設(shè)計創(chuàng)新實驗以來，歷經(jīng)十余年的探索與實踐，逐步摸索出以設(shè)計創(chuàng)新實驗為藍本，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。微生物實驗課程中設(shè)有設(shè)計實驗部分，占實驗成績的20%。實驗課前教師結(jié)合微生物學(xué)科研究前沿知識和實驗課中學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的基本技能與方法，合理設(shè)計實驗設(shè)計內(nèi)容的題目，并在開課前布置給學(xué)生，讓學(xué)生帶著問題、帶著任務(wù)學(xué)習(xí)和探索。實驗課中學(xué)生可隨時與教師溝通設(shè)計實驗的內(nèi)容、方法等細節(jié)問題，并在課程結(jié)束前提交一份翔實可行的設(shè)計實驗報告。設(shè)計實驗內(nèi)容經(jīng)學(xué)生申請、專家審核可行性、教師指導(dǎo)等程序即可開展設(shè)計創(chuàng)新實驗，學(xué)生可利用課余時間進行實驗，教師及時指導(dǎo)并協(xié)助學(xué)生解決實驗中遇到的相關(guān)問題，最后學(xué)生將實驗結(jié)果撰寫成結(jié)題報告或文章等，以完成整個設(shè)計創(chuàng)新實驗的全過程。設(shè)計創(chuàng)新性實驗?zāi)軌蜓a充和豐富學(xué)生的專業(yè)知識，啟發(fā)學(xué)生在設(shè)計實驗中遇到問題的解決分析能力，培養(yǎng)學(xué)生查閱國內(nèi)外文獻的能力，開拓了學(xué)生的視野。學(xué)生在設(shè)計性實驗中通過實驗技術(shù)的綜合運用和反復(fù)實踐，強化了對微生物學(xué)基本實驗技能的掌握，提高了科研素質(zhì)。先后有《統(tǒng)計學(xué)分析方法應(yīng)用于蛹蟲草發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化》《統(tǒng)計學(xué)方法優(yōu)化乳酸乳球菌產(chǎn)乳鏈菌肽的搖瓶發(fā)酵條件》《治療糖尿病細腳擬青霉高產(chǎn)菌株的初步篩選》《采用化學(xué)計量學(xué)方法優(yōu)化白囊耙齒菌發(fā)酵條件》《采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法優(yōu)化白囊耙齒菌產(chǎn)孢培養(yǎng)基》共5個微生物設(shè)計實驗獲吉林省大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新實驗大賽特等獎。2016年在“首屆全國大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新實驗大賽”中《與AKT/MTOR/AMPK通路相關(guān)的蝙蝠蛾擬青霉抗疲勞耐缺氧活性的研究》和《蝙蝠蛾擬青霉鎮(zhèn)痛活性及機理的初步研究》雙獲一等獎，以此研究為基礎(chǔ)的《卓來科技—您身邊的健康貼士》創(chuàng)業(yè)項目被選送參加第二屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽。結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽鼓勵學(xué)生對微生物學(xué)的深入研究，從研究的深度和廣度方面予以肯定和獎勵[6]。這樣不僅使學(xué)生了解了當(dāng)前學(xué)科領(lǐng)域研究的方向，增添了新知識，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探索意識和科學(xué)探索能力，激發(fā)了學(xué)生的對微生物的熱情以及思維創(chuàng)造能力，促進了科研與教學(xué)的良好互動[7]。

4 完善管理機制—全面培養(yǎng)人才

實驗教學(xué)管理是提升學(xué)生素質(zhì)的一個平臺，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和優(yōu)良作風(fēng)奠定基礎(chǔ)。在微生物實驗教學(xué)管理環(huán)節(jié)中，從細節(jié)入手管理實驗室，從細微處入手培養(yǎng)學(xué)生。從儀器的調(diào)試及維護保養(yǎng)到管理制度及SOP上墻，從個人衛(wèi)生及實驗室衛(wèi)生到玻璃器皿的清洗及存放，制訂詳細的管理細則，實施人性化管理，以培養(yǎng)學(xué)生為根本[8]。如學(xué)生出現(xiàn)違反紀律規(guī)定等現(xiàn)象，不是以扣分為目的，而是以培養(yǎng)學(xué)生良好實驗習(xí)慣為目的。例如，某位學(xué)生上課遲到扣1分，顯微鏡油鏡未擦拭干凈扣2分，當(dāng)實驗習(xí)慣被扣3分時實驗教師會找這位學(xué)生詢問一下對于實驗課程的了解掌握程度，單獨進行輔導(dǎo)，幫助其解決實驗中遇到的困難；這位學(xué)生扣5分時督學(xué)教師會找這位學(xué)生進一步溝通，幫助解決實驗及思想認識上的問題，通過教師的交流、輔導(dǎo)、談心，培養(yǎng)其實驗興趣，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。每一次實驗課結(jié)束后，留下4名學(xué)生進行衛(wèi)生的清掃工作和整理工作，教師檢查合格后，方可離開實驗室。只有完善的實驗教學(xué)管理才能提升學(xué)生的思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、身體心理素質(zhì)，養(yǎng)成良好的作風(fēng)和習(xí)慣，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)全面人才。

5 結(jié)語

曾經(jīng)有人預(yù)言：“21世紀將是生物學(xué)的世紀”。在生命科學(xué)領(lǐng)域研究中，微生物學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科是重要的研究目標(biāo)和工具。微生物學(xué)實驗教學(xué)是理論知識與實踐相結(jié)合的紐帶，是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生實驗操作基本技能的重要手段，在微生物學(xué)發(fā)展中更具有舉足輕重的作用。通過近幾年微生物實驗教學(xué)逐步地完善，學(xué)生非常喜歡這種綜合性、連續(xù)性的實驗內(nèi)容，通過強化實驗基本技能，激發(fā)解決分析問題的能力，使學(xué)生得到質(zhì)的飛躍。實驗教學(xué)的不斷改革對培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力及實際操作能力有不可忽視的作用。

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[3] 劉艷,閆國棟,李帥.微課程應(yīng)用于電泳實驗教學(xué)的探索與實踐[J].生物學(xué)通報,2016,51(5):29-31.

[4] 周宜君,劉越,戴景峰.微生物學(xué)實驗教學(xué)改革探索與實踐[J].微生物學(xué)通報,2009,36(10):1609-1613.

[5] 閆國棟,李臣亮,姜丹.微生物快速鑒定系統(tǒng)配套培養(yǎng)箱的開發(fā)[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2016(243):1-2.

[6] 劉志偉,屈年瑞,高大威.微生物學(xué)開放性實驗的探索與研究[J].微生物學(xué)通報,2011,38(1):118-122.

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[8] 朱瑩,劉靖.微生物實驗教學(xué)管理體系建立與素質(zhì)教育探索[J].實驗室科學(xué),2015,18(5):115-118.