劉 艷， 葛海燕

(上海交通大學 農(nóng)業(yè)與生物學院，上海 200240)

0 引 言

微生物學是生物科學的基礎學科，微生物學的建立雖然起步晚但發(fā)展迅速，在生物領域積極推動生命科學的發(fā)展，尤其在進入分子研究水平之后，微生物學起到了關鍵的作用，在理、工、農(nóng)、醫(yī)等與生物相關專業(yè)的院校課程設置中都占有重要地位[1-2]。微生物學實驗作為專業(yè)基礎課程，對學生的理論知識和實驗技術(shù)都有較高要求，應充分重視實驗課地位，堅持重實踐、重能力培養(yǎng)的教學理念[3]。在以往的微生物實驗課程中，學生按部就班進行實驗、不善于思考、應對實際工作的綜合能力差等現(xiàn)象較為普遍[4-5]。鑒于這種情況，微生物學實驗應在課程中注重培養(yǎng)學生思維，使學生懂得聯(lián)想，善于分析，激發(fā)學生學習興趣，使學生具有獨立應對實際工作的綜合能力和可持續(xù)發(fā)展的學習能力及創(chuàng)新能力。

1 啟發(fā)式教學培養(yǎng)學生思維能力

1.1 設疑啟發(fā)培養(yǎng)學生聯(lián)想思維

啟發(fā)式教學是教師根據(jù)教學目的和學生的知識水平，運用各種教學手段，充分調(diào)動學生的積極性，采用啟發(fā)誘導辦法傳授知識、培養(yǎng)能力，促使學生積極主動思考學習的一種教學指導思想[6-8]。將實驗課程內(nèi)容結(jié)合生活實例和應用，拋出與本堂課教學內(nèi)容相關的問題請同學回答，了解學生對該方面知識的了解程度，同時也帶動學生跟隨老師思路進入本堂課教學內(nèi)容。例如，在動物病毒接種與培養(yǎng)、尿素液收集及血凝和血凝抑制實驗中，使學生聯(lián)想生活中出現(xiàn)的流感病毒現(xiàn)象，先提問學生對流感病毒的認識和防御措施了解多少？病毒與抗體的關系如何？然后提出遞進式問題：病毒為什么不穩(wěn)定易變異，讓學生明白要想對付病毒，首先要了解病毒特性、效價、危害程度等，最后引入實驗教學內(nèi)容病毒接種與培養(yǎng)的方法，以及檢測病毒與對應抗體的方法和原理，使學生帶著探索和好奇的心理進入實驗狀態(tài)。由實際問題或現(xiàn)象出發(fā)，讓學生由一種事物聯(lián)想到另一種事物，并從中受到啟發(fā)，學到新的知識和方法，并且結(jié)合了生活實例，學生記憶更加深刻，開拓了學生思維。

1.2 對比啟發(fā)培養(yǎng)學生邏輯思維

對比是認識事物本質(zhì)，把握事物特征的重要手段[9]。在實驗教學中將易于混淆的概念、原理等加以對比進行啟發(fā)教學，加深學生對相近而又不同知識點之間異同的理解和記憶，達到掌握和鞏固知識的目的。例如，將血凝和血凝抑制、沙門氏菌陽性血清玻片凝集和兩個實驗進行對比啟發(fā)教學，兩者在凝集原理中是否相同呢？再和大腸桿菌ELISA免疫吸附實驗進行比較呢？學生將這些實驗進行對比學習，有助于加深對抗原抗體反應作用機制的理解；又如，啟發(fā)學生思考噬菌體和細菌分離、培養(yǎng)以及濃度表達的的異同，通過對比使學生學會區(qū)別記憶，加深對原有知識的理解，使學生靈活學習知識，同時也有利于培養(yǎng)學生邏輯思維能力。

1.3 重視結(jié)果分析，活躍學生思維

實驗結(jié)果分析是實驗的重要一環(huán)，在教學過程中應非常強調(diào)這一點。學生在實驗過程出現(xiàn)錯誤必不可免，當結(jié)果不理想時，不能不了了之，應重視對實驗結(jié)果的分析。學生實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差或失敗時，在一定程度上反映出學生實驗操作的失誤，有可能是引起實驗成敗的關鍵因素，老師應引導學生積極回憶思考其實驗過程，從實驗材料準備到操作等方方面面各種可能的因素逐一列出，通過排除法進行原因分析，最后設計一個方案或重新實驗進行檢驗，找到問題所在，真正糾正錯誤。在這個過程中老師應啟發(fā)學生理解關鍵操作的重要性，理解其在實驗方案設計中的意義。另外，書本中編有較多的實驗思考題，可布置為作業(yè)，引導學生聯(lián)系實驗課所學知識積極動腦思考，靈活運用實驗課所學知識，使學生學會舉一反三，活躍思維。學生在實驗過程中會產(chǎn)生疑問，教師應鼓勵學生積極思考，引導學生帶著疑惑查閱書籍或文獻，通過自我學習探索答案，提高解決問題的能力。例如，在觀察酵母菌染色時，有學生發(fā)現(xiàn)“個體較大的‘酵母菌’都沒死”，產(chǎn)生是否個體大的酵母菌抗逆性強的疑問。學生查閱酵母菌特征及其生理生殖等方面文獻資料，并推測分析，判斷其是否為酵母菌，可以通過延長觀察時間等待酵母菌死亡，“酵母菌細胞”顏色是否變化進行判斷，另一方面根據(jù)查閱資料認為酵母菌在分裂期較活躍、活性較強等特點，加深了對酵母菌特性的理解，同時活躍了思維。

2 科研滲透教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識

科學技術(shù)發(fā)展迅速，科學研究應用的新技術(shù)廣泛運用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域，在實驗教學中提高實驗課起點，讓同學們在有限的教學時間內(nèi)，接受更多新的知識和實驗技能，廣開眼界，是擺在我們面前的重要任務[10]。在實驗教學中介紹新的實驗方法和技術(shù)，將成熟的科研內(nèi)容引入教學實驗中，完成教學與科研的相互銜接[11-12]。在微生物學實驗中，將涉及現(xiàn)代分子技術(shù)的實驗結(jié)合當前科研方向進行講解，向?qū)W生闡明本堂課所學技術(shù)在科研課題中有哪些應用，讓學生了解所學知識是深奧大課題研究的一部分，是從事最前沿研究需掌握的前提技術(shù)。例如質(zhì)粒的提取與檢測實驗，在研究分子生物、宏基因組等分析基因序列的實驗中，提取研究樣本的基因或質(zhì)粒是首要的前提，在此基礎上對基因進行PCR擴增、酶切等技術(shù)加工獲得關鍵的基因片段，然后進行深入研究，讓學生了解學習質(zhì)粒提取技術(shù)的重要意義。又如在免疫血清學和環(huán)介導等溫擴增技術(shù)在微生物快速檢測中的應用等實驗中，向?qū)W生介紹科研課題的成果轉(zhuǎn)化在實際生產(chǎn)中的應用實例，讓學生了解掌握科研新技術(shù)能夠更加快速便捷的進行分析檢測，比傳統(tǒng)培養(yǎng)、鑒定等方法更省時省力，看到科研技術(shù)和方法創(chuàng)新對社會生產(chǎn)和發(fā)展起到的積極意義?？蒲谐晒谏a(chǎn)中的實際應用很容易引起學生興趣，更加認真學習實驗內(nèi)容，打開思路和視角，培養(yǎng)其變通和創(chuàng)新意識。

3 注重自主學習能力的培養(yǎng)

實踐是創(chuàng)新的基礎，給學生提供一個更具綜合性和創(chuàng)造性的實驗平臺，使學生接受多個實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，不僅能使學生掌握扎實的基本知識與技能，而且有利于提高學生的綜合素質(zhì)，激發(fā)和鍛煉學生的創(chuàng)新意識和變通能力[13-16]。綜合設計實驗所納入的實驗原理、方法、技術(shù)等都是多種多樣的，知識點相互交叉，實驗深度逐漸加深，能鍛煉學生動手操作能力、統(tǒng)籌安排和分析處理問題的能力。開設復合型大實驗，如從自然界河水、土壤、食物中分離微生物并進行初步形態(tài)和生化鑒定，讓學生自己分組，設計實驗。實驗綜合性強、知識點多，從培養(yǎng)基制備、滅菌、樣品處理、分離純化、生化鑒定、觀察等多方面鍛煉和考察學生的實驗操作能力，實驗過程中遇到的很多問題都需要同學們自己解決，這是鍛煉學生實踐能力和綜合素質(zhì)非常好的機會，考驗學生靈活處理問題的方式，鍛煉查閱和整理專業(yè)文獻的能力，而且能夠培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，對提高學生自主學習的自信心也大有益處。又如在微生物藥敏實驗中，學生能夠自主設計方案對給定產(chǎn)抗生素菌株測定其所產(chǎn)抗生素的抗菌譜，而且能很好闡述其設計原理及其在生產(chǎn)中的應用。經(jīng)過幾輪次綜合設計實驗的鍛煉，學生打開了思路，自主學習能力得到提高，而且能夠從時間成本、問題處理合理性和社會生產(chǎn)應用等多角度出發(fā)考慮問題，思維方式更趨理性。

4 微生物學實驗學習效果的調(diào)查

對于在微生物學實驗教學中采用的啟發(fā)式教學、科研滲透教學和開展自主設計實驗等教學方法的實施效果，設計問卷對學生進行調(diào)查研究，了解學生學習態(tài)度和對自身學習效果的評價。本次調(diào)查問卷發(fā)放76份，有效回收75份，調(diào)查問卷內(nèi)容及結(jié)果見表1。

表1 學生對微生物學實驗學習效果的調(diào)查反饋 %

由表1知，在實驗課程的相關實驗中導入生活實例和科研新技術(shù)，在同學之中引起了正面的響應，85%的學生認為微生物學實驗課程所學內(nèi)容與生活有非常大或較大聯(lián)系，94%的學生認為微生物學實驗課程內(nèi)容與科研有非常大或極大聯(lián)系，肯定了微生物學實驗技術(shù)在科研中的重要作用。在實驗操作過程中，總是或經(jīng)常在實驗過程中思考聯(lián)想新問題的學生達到80%，而對于實驗過程產(chǎn)生疑問時，學生傾向于采取同學間相互討論、查閱文獻和咨詢老師的方式對解決疑問，對問題的解決持積極態(tài)度。85%的學生能夠總是或經(jīng)常描述實驗結(jié)果，對失敗的實驗進行原因分析， 82%的學生認為自己獨立思考能力得到非常大或較大提高，這表明分析實驗結(jié)果已逐漸融入學生的思維意識，老師在引導學生積極思考和分析問題的過程中起到了促進作用。通過綜合設計實驗的鍛煉學習，學生自主學習能力得到一定的培養(yǎng)，分別有24%和54%的學生認為其自主能力得到很大和較大提高，22%學生認為其自主學習能力還不夠，需繼續(xù)提升培養(yǎng)。

5 結(jié) 語

采用啟發(fā)式教學，給學生留下了思考的空間和余地，啟發(fā)了學生思維。在實驗課程中融入科研新技術(shù)及其成果應用，使學生感受到微生物學實驗與身邊的生活生產(chǎn)息息相關，激發(fā)了學生學習興趣，調(diào)動了學生獲取知識的主動性。自主設計實驗的開展，對于學生鍛煉動手操作、協(xié)調(diào)、解決問題等能力和思維方式都有極大益處，而且培養(yǎng)了學生嚴謹治學的精神和勇于創(chuàng)新的意識，有利于綜合素質(zhì)人才的培養(yǎng)。