何曉梅，張晶晶，孫傳伯，鄧 輝

(皖西學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院，安徽六安 237012)

《教育部關(guān)于中央部門所屬高校深化教育教學(xué)改革的指導(dǎo)意見》強調(diào)，改革教學(xué)方式方法，廣泛開展啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)?！蛾P(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》中指出，全面推進人才培養(yǎng)模式的綜合改革，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)已成為目前我國高等教育改革的核心問題和根本性的指導(dǎo)思想。皖西學(xué)院作為示范應(yīng)用型本科高校，為充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，鼓勵廣大學(xué)生自覺參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和開發(fā)意識，引導(dǎo)大學(xué)生了解創(chuàng)業(yè)知識，樹立創(chuàng)業(yè)精神，提高創(chuàng)業(yè)能力，造就符合未來挑戰(zhàn)的高素質(zhì)人才。2010年度省級“質(zhì)量工程”項目“生物工程專業(yè)綜合實驗教學(xué)團隊”獲得立項，為皖西學(xué)院提供了一支創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)的教師隊伍。微生物發(fā)酵工程的應(yīng)用范圍包括醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、能源工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、生物固氮、生物農(nóng)藥、微生物養(yǎng)料、環(huán)境保護等方面[1]，其應(yīng)用范圍之廣，一方面為微生物發(fā)酵工程實驗的開設(shè)提出了前所未有的挑戰(zhàn)，另一方面為微生物發(fā)酵工程實驗教學(xué)模式改革指明了方向。相對于傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，實驗的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實意義。

1 傳統(tǒng)微生物發(fā)酵工程實驗教學(xué)存在的問題

1.1對實驗教學(xué)作用的理解具有片面性傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工程實驗教學(xué)，僅僅是為了驗證理論課的某些理論，是通過某種實驗現(xiàn)象應(yīng)用所學(xué)理論進行解釋，加深對理論知識掌握的一種手段，將理論教學(xué)應(yīng)用于實踐的一種驗證形式，導(dǎo)致很多教師和學(xué)生心理上認為理論教學(xué)重要性大于實驗操作，實驗課時指導(dǎo)教師仍然用大約40 min以上時間講授原理、儀器的使用、試劑的配置、實驗步驟以及實驗注意事項，唯恐一個環(huán)節(jié)沒強調(diào)學(xué)生就會出錯，就會拖延實驗時間；學(xué)生根據(jù)教師的講解和指導(dǎo)書進行機械操作，驗證實驗結(jié)果的正確與否。實驗僅僅是促進學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的輔助形式[2]。

1.2實驗要求過于整齊劃一，忽視實驗的探究性由于實驗教學(xué)經(jīng)費和教學(xué)場所的限制，導(dǎo)致實驗儀器陳舊、實驗試劑短缺、實驗指導(dǎo)書單一化。每一個實驗項目的試劑、儀器和操作方法固定，實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果高度一致。正是因為上述原因，實驗報告抄現(xiàn)象、改數(shù)據(jù)、書寫不認真現(xiàn)象比比皆是。實驗過于模式化不僅影響了學(xué)生實驗的激情，而且嚴重制約了學(xué)生查閱文獻、獨立思考和創(chuàng)新思維等能力。

1.3缺乏整體的實驗教學(xué)體系傳統(tǒng)微生物發(fā)酵工程實驗課時較少，而且各個實驗之間相互獨立，連貫性弱。有些實驗僅僅是課程學(xué)習(xí)中的部分內(nèi)容，學(xué)生對該實驗進行系統(tǒng)整合的難度加大，導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)知識融會貫通。于是，學(xué)生對于微生物發(fā)酵工程實驗缺乏獨立思考的能力，遇到問題也難以解決。故完整實驗教學(xué)體系的確立迫在眉睫[3]。

2 微生物發(fā)酵工程實驗教學(xué)模式的改革

2.1啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力長期以來，微生物發(fā)酵工程實驗重理論輕實踐的教學(xué)弊端漸漸暴露出來，教師將實驗的原理、儀器及材料、實驗步驟等全部教授給學(xué)生，學(xué)生只要按照步驟來做得到相應(yīng)的實驗結(jié)果即可，這導(dǎo)致學(xué)生很少預(yù)習(xí)實驗，對實驗步驟的設(shè)計原理一無所知。德國教育家第斯多惠在教師規(guī)則中曾明確指出，教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授的本領(lǐng)，而在于激勵、喚醒、鼓舞。于是，經(jīng)過授課教師的深思熟慮，決定改革《微生物發(fā)酵工程實驗》的教學(xué)模式，將傳統(tǒng)教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極引導(dǎo)學(xué)生進行實驗創(chuàng)新，由“手把手，包教會”模式轉(zhuǎn)為“引路人”，積極引導(dǎo)學(xué)生將課堂上所學(xué)理論知識應(yīng)用到實驗中，通過學(xué)生的動手操作與思考，加深對微生物發(fā)酵工程的理解與掌握。同時，教師督促學(xué)生做好詳細的實驗記錄，給予學(xué)生引導(dǎo)和啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際能力，加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識[4]。

2.2精選實驗內(nèi)容，為學(xué)生提供完整的實驗教學(xué)體系為了充分體現(xiàn)微生物發(fā)酵學(xué)科的應(yīng)用性、廣泛性和綜合性等特點[5]，將現(xiàn)代微生物發(fā)酵工程實驗與其傳統(tǒng)的實驗進行對比，經(jīng)過精挑細選，將實驗教學(xué)分為5個模塊，分別是固定化酵母細胞的制備、固定化酵母細胞發(fā)酵制酒及其影響因素分析、土壤中產(chǎn)淀粉酶菌株的篩選、淀粉酶的固定化及其活力測定、黃豆培養(yǎng)基固體發(fā)酵過程控制與產(chǎn)物關(guān)系分析。這5個模塊涵蓋了微生物發(fā)酵的很多知識點，且各個實驗之間的連接性很強，實驗教學(xué)體系完整，鞏固了學(xué)生對微生物發(fā)酵工程的理論理解，同時也會提高學(xué)生的實驗操作技能。

2.3學(xué)生自主安排實驗，培養(yǎng)學(xué)生的自主性和自我約束力經(jīng)過改革，微生物發(fā)酵工程實驗打破了驗證性的實驗教學(xué)模式，實驗室實行開放，根據(jù)班級學(xué)生學(xué)號的次序安排值日生，負責實驗室安全和管理，每一個項目在一個時間段完成，在實驗設(shè)計合理可行的情況下，具體實驗時間由學(xué)生根據(jù)實驗設(shè)計方案自己安排。在實驗過程中，學(xué)生變被動為主動，主動掌握整個實驗過程和內(nèi)容，自發(fā)、自覺地投身到實驗中。在實驗操作過程中，明確目標，開闊思路，豐富想象，遇到問題，冷靜思考，查閱文獻，合理分析，不斷改進。根據(jù)實驗情況，學(xué)生可以調(diào)整自己思維方式和實驗方案，增強了自己的適應(yīng)力和應(yīng)變力，培養(yǎng)了不斷克服困難、不怕挫折、敢于挑戰(zhàn)的精神[6]。

2.4學(xué)生全程參與，培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的精神在該實驗開展過程中，由學(xué)生全程參與，即給學(xué)生提供試劑、儀器的使用方法、菌種的找尋方法等必備條件，其他完全由學(xué)生全部完成。通過這樣的安排，學(xué)生的基本實驗技能得到了鍛煉和提升。有些實驗要求學(xué)生連續(xù)觀察，善于發(fā)現(xiàn)，在這一系列環(huán)環(huán)相扣的實驗中，使學(xué)生認識到無論哪一步都非常關(guān)鍵。在無菌操作中，若沒有規(guī)范操作，培養(yǎng)基等物品便會染菌，導(dǎo)致實驗失敗。實驗結(jié)果的精確與否，與學(xué)生操作過程密不可分。只有嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度、嚴格而準確的實驗操作、認真的工作作風，才能確保實驗的順利進行，否則將會對實驗結(jié)果產(chǎn)生重大影響，甚至失敗。實驗由學(xué)生全程參與，有利于培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的精神以及頑強的毅力。

2.5分工協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生良好的團隊精神微生物發(fā)酵工程實驗不同于其他實驗，它的發(fā)酵周期長、操作連貫且復(fù)雜，一個人難以完成實驗操作。于是，在教學(xué)實踐中，采取的是分組開展實驗的方式，共同負責實驗的全過程。對于每個學(xué)生來說，除了完成本組的實驗以外，更重要的是學(xué)會與組員之間相互協(xié)調(diào)、溝通與交流。在實驗中，每個人對待同一實驗現(xiàn)象的看法不同，這就需要小組成員之間的溝通交流[7]。在同一實驗的連續(xù)觀察中，小組各成員分工合作，輪流值班，共同負責實驗室的衛(wèi)生與整潔。只有通過小組成員的相互配合、相互理解、相互配合、合理安排、統(tǒng)籌兼顧，才能提高實驗效率，在整潔、有序、和諧的環(huán)境中完成實驗。

2.6綜合性的考核模式，全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力《微生物發(fā)酵工程實驗》的實驗項目具有綜合性和設(shè)計性特點，應(yīng)用不同的實驗原理驗證不同的實驗?zāi)康?，實驗方案多樣，實驗步驟靈活。學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書上的實驗項目查閱文獻資料，擬出實驗方案后與教師討論，然后以PPT形式進行交流，修改后進行后續(xù)實驗，在實驗過程中，通過qq、微信或現(xiàn)場指導(dǎo)的形式提交實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，同時對其進行合理的解釋，完成每個實驗項目的報告撰寫。所有的實驗項目完成后，進行實驗操作和理論筆試考核?？偝煽儼A(yù)習(xí)、實驗過程、實驗結(jié)果、實驗報告以及實驗操作和理論筆試考核，其中預(yù)習(xí)、實驗過程、實驗結(jié)果、實驗報告的綜合分值占50%，實驗操作考試占30%，理論筆試占20%。這種考核方式綜合考察學(xué)生們多方面能力，如文獻資料的查閱、實驗的可行性分析、實驗方案的設(shè)計、PPT的制作、實驗過程的嚴謹、實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的分析等[8]。根據(jù)上述考核方法，微生物發(fā)酵工程實驗的開設(shè)大大提高了學(xué)生們的綜合能力和綜合素質(zhì)，為學(xué)生完成研究性學(xué)習(xí)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和畢業(yè)論文打下了堅實的基礎(chǔ)。

3 小結(jié)

通過微生物發(fā)酵工程實驗教學(xué)模式的改革，學(xué)生在實踐過程中增強了對微生物發(fā)酵工程學(xué)習(xí)的興趣，認識到科學(xué)研究的嚴謹性，善于發(fā)現(xiàn)實驗過程中出現(xiàn)的問題并利用所學(xué)理論知識及時解決問題，每一個環(huán)節(jié)都認真對待，小組成員精誠合作，將整個實驗流程順利完成。微生物發(fā)酵工程實驗教學(xué)模式的成功改革，學(xué)生不僅動手操作能力得到了很大程度的提高，而且對理論教學(xué)有了更深層次的理解。由此可以看出，在高等教育過程中，重視對學(xué)生素質(zhì)和能力的培養(yǎng)尤為關(guān)鍵，實驗教學(xué)的輻射作用更為強大。

學(xué)生素質(zhì)及能力的提高是對實驗教學(xué)改革最好的肯定，今后將進一步探索微生物發(fā)酵工程實驗在培養(yǎng)學(xué)生科研思維、創(chuàng)新意識等方面的積極作用，將不斷地深入開展實驗教學(xué)模式的改革，讓實驗教學(xué)在素質(zhì)教育中更好地發(fā)揮積極作用。

[1] 曹軍衛(wèi),馬輝文,張甲耀.微生物工程[M].2版.北京:科學(xué)出版社,2007.

[2]王金華,李本德,楊玲,等.微生物發(fā)酵工程教學(xué)改革初探[J].廣西輕工業(yè)，2010(5):133，135.

[3] 謝明杰,陳茜,王倩,等.強化微生物發(fā)酵工程實踐教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索,2009,28(2):139-141.

[4] 柯丹霞,趙昕梅.師范院校本科生微生物發(fā)酵實驗教學(xué)改革探討[J].科教文匯,2014(36):57-58.

[5] 姚厚軍,鄧輝.應(yīng)用型本科高校生物工程專業(yè)創(chuàng)新和實踐一體化培養(yǎng)模式探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,45(15):245-247.[6] 蔣群,何麗明,張雪洪.在微生物發(fā)酵實驗教學(xué)中加強素質(zhì)教育[J].微生物學(xué)通報,2008,35(4):605-607.

[7] 傅曉煒,王克明.提高開放性實驗教學(xué)效果的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2006(6):13-15.

[8] 劉鑫,陳存武.地方應(yīng)用型本科高校人才培養(yǎng)體系的探索與實踐:以皖西學(xué)院生物工程專業(yè)為例[J].中國大學(xué)教育,2014(12):40-42.