李 瓊，蔣澤元，閆松顯*

（茅臺(tái)學(xué)院，貴州 遵義 564507）

微生物學(xué)是研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，是生物學(xué)領(lǐng)域中一門非常重要的基礎(chǔ)學(xué)科，這門學(xué)科的特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性[1-2]。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是釀酒工程專業(yè)的一門核心課程，也是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用與研究創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在啟發(fā)性不足、學(xué)生自主創(chuàng)新環(huán)偏少，教學(xué)內(nèi)容連貫性差等問題[3]，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)深入分析影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的相關(guān)因素，從教與學(xué)兩方面找原因，探索提高微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的可行途徑[4]。

項(xiàng)目式教學(xué)法（project-based learning,PBL）是一種通過實(shí)施一個(gè)完整、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)[5-6]。該研究基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)方法修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，建立了一套將微生物基本技能訓(xùn)練與科研項(xiàng)目相結(jié)合的釀酒工程專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)新模式重組教學(xué)內(nèi)容，加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理環(huán)節(jié)，改革、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，達(dá)到調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高學(xué)生參與度的目的。同時(shí)，通過加大學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)力度，進(jìn)而不斷推進(jìn)該課程教學(xué)質(zhì)量的全面提升。

1 項(xiàng)目式微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

1.1 科學(xué)設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)

在傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)大多是操作性和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，主要有顯微鏡的使用，微生物形態(tài)學(xué)觀察及染色、計(jì)數(shù)，培養(yǎng)基配制，消毒滅菌的方法等。雖然內(nèi)容充足，但實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排彼此獨(dú)立分割，連貫性差，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例低，很難從整體上把握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技能技巧的概念及認(rèn)識(shí)，不能滿足學(xué)生的求知欲望。近年來很多高校對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，通過減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和增加綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以追求學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，但由于學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能掌握不夠扎實(shí)導(dǎo)致改革效果不理想[7]。因此開設(shè)項(xiàng)目式教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)，有助于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，開拓學(xué)生創(chuàng)新能力。

項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的鮮明特征是教學(xué)內(nèi)容是否具有一定整體性、系統(tǒng)性和相互關(guān)聯(lián)的特征，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的知識(shí)點(diǎn)是否能夠有機(jī)融合到教學(xué)中予以執(zhí)行。本項(xiàng)目式教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了如表1所示的8個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下以醬香酒酒醅為研究對(duì)象，分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，從器皿的包扎、消毒、等實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備開始，進(jìn)行醬香酒酒醅樣品的處理、酒醅中微生物的分離、酒醅中微生物的純化、酒醅中微生物的初步鑒定及保藏、革蘭氏染色、糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、微生物基因組DNA提取、PCR實(shí)驗(yàn)等，將微生物研究常用的方法和技能有機(jī)地穿插在整個(gè)項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)中。

表1 項(xiàng)目式教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)組成及需掌握的知識(shí)點(diǎn)

基于微生物實(shí)驗(yàn)中存在微生物需要培養(yǎng)的特殊性，項(xiàng)目采用分段進(jìn)行的模式，32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)被安排在不同的8個(gè)時(shí)間段，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既獨(dú)立又統(tǒng)一，既能相對(duì)獨(dú)立地進(jìn)行，又能系統(tǒng)、有機(jī)地聯(lián)系在一起，組成一個(gè)完整、連續(xù)的項(xiàng)目探究實(shí)驗(yàn)。這種設(shè)計(jì)不僅有利于學(xué)校的教學(xué)組織和實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)秩序安排，同時(shí)學(xué)生通過進(jìn)行包括項(xiàng)目設(shè)計(jì)、樣品采集、實(shí)驗(yàn)材料規(guī)劃與準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)開展以及實(shí)驗(yàn)中的生物安全規(guī)范操作等一系列細(xì)致的工作，能有效地訓(xùn)練微生物研究常用的方法與技能，鍛煉了學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力也培養(yǎng)了學(xué)生的科研思維，讓學(xué)生體會(huì)到如何科學(xué)組織項(xiàng)目研究體會(huì)到項(xiàng)目研究的艱辛與樂趣，為學(xué)生無論是從事釀酒相關(guān)工作還是繼續(xù)深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

1.2.1 課前的準(zhǔn)備

在開課前，將教學(xué)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、微生物學(xué)基本操作技能視頻以及收集、整理的教學(xué)資料，發(fā)布到“學(xué)習(xí)通”的教學(xué)平臺(tái)上，學(xué)生預(yù)先了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑸婕暗闹R(shí)點(diǎn)、儀器設(shè)備、操作技術(shù)等，學(xué)生利用碎片化時(shí)間，通過移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行隨時(shí)隨地的移動(dòng)學(xué)習(xí)，包括閱讀電子文檔、觀看視頻、聽“課”等方式進(jìn)行課前專業(yè)實(shí)踐的學(xué)習(xí)，熟悉了實(shí)驗(yàn)的操作流程并進(jìn)行項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)和完善等[8]。教師通過“學(xué)習(xí)通”后臺(tái)查看學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并針對(duì)學(xué)生在平臺(tái)上反饋的問題進(jìn)行及時(shí)有效的課外指導(dǎo)，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教育方式[9]。

1.2.2 課中實(shí)驗(yàn)實(shí)施

在講授階段，利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，注重教學(xué)內(nèi)容與思政元素和生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)示范階段，通過教師示范為主多媒體演示授課為輔的方式——親自示范著重強(qiáng)調(diào)基本要領(lǐng)和關(guān)鍵動(dòng)作，讓學(xué)生勤加練習(xí)，多媒體演示讓學(xué)生對(duì)即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有一個(gè)直觀認(rèn)識(shí)。教師在課堂上隨時(shí)關(guān)注學(xué)生的實(shí)際操作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正不規(guī)范的操作，同時(shí)對(duì)每組學(xué)生的操作情況進(jìn)行打分，關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)操作要求每一位同學(xué)都獨(dú)立操作一遍，小組成員互相觀摩、學(xué)習(xí)和糾正，保證每一位同學(xué)都掌握正確、規(guī)范的操作方法。培養(yǎng)了每位同學(xué)的參與意識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，學(xué)生的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也得到了鍛煉[10]，從而提高了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

1.2.3 課后實(shí)驗(yàn)總結(jié)討論

鑒于微生物的培養(yǎng)的特征，部分實(shí)驗(yàn)學(xué)生需要接種18h后對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察并記錄，采取的措施是開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不受限制，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的功能。通過實(shí)驗(yàn)室的開放，將主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。如學(xué)生晚間需要做實(shí)驗(yàn)，而這個(gè)時(shí)間段老師已經(jīng)下班，沒法到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，采取的措施是建立QQ交流群，用語音、視頻的方式及時(shí)解決問題。此外，要求學(xué)生先組內(nèi)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果復(fù)盤實(shí)驗(yàn)操作過程，查閱相關(guān)文獻(xiàn)或在任課老師的引導(dǎo)下，討論實(shí)驗(yàn)成敗的原因，最后以圖片和文字的形式對(duì)實(shí)驗(yàn)效果或結(jié)果進(jìn)行記錄，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式呈現(xiàn)。

1.3 多元評(píng)價(jià)體系

考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要一環(huán)，直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、學(xué)習(xí)態(tài)度和教學(xué)效果[11]。本課程的成績(jī)由平時(shí)表現(xiàn)（10%）、實(shí)驗(yàn)操作（40%）和實(shí)驗(yàn)報(bào)告（50%）三部分組成。平時(shí)表現(xiàn)為課程行考核，如是否有遲到早退現(xiàn)象、是否積極參與到實(shí)驗(yàn)中、做完實(shí)驗(yàn)是否整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)面等；實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)主要對(duì)操作技能的規(guī)范性進(jìn)行評(píng)定，任課教師以組為單位評(píng)分，促使每位組員認(rèn)真對(duì)待每一次實(shí)驗(yàn)，重視基本操作和技能的學(xué)習(xí)，整體提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平；實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、主要試劑及儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果、問題及討論等部分組成，要求學(xué)生以科技論文的格式為標(biāo)準(zhǔn)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，讓學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)過程，并通過數(shù)據(jù)分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，得出結(jié)論。

2 項(xiàng)目式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果分析

2.1 提高了學(xué)生的專業(yè)能力

項(xiàng)目式微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過整合各類優(yōu)質(zhì)資源，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，讓互聯(lián)網(wǎng)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)健康深度融合，碎片學(xué)習(xí)和系統(tǒng)學(xué)習(xí)有機(jī)融合。在本課程項(xiàng)目式教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程中需要學(xué)生自選搭檔，通力合作，學(xué)生在文獻(xiàn)查閱、獨(dú)立操作、所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用等方面都得到了較大的提高，每位學(xué)生的主觀能動(dòng)性都得到了發(fā)揮，最終使得實(shí)驗(yàn)得以成功，這種自我參與后獲得的成功喜悅一方面增加對(duì)實(shí)驗(yàn)的記憶性，另一方面為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)或者以后讀研進(jìn)行科學(xué)研究打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2 提升微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量

開設(shè)項(xiàng)目式教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生積極地參與到教學(xué)過程中，很好地掌握相關(guān)微生物操作技能。關(guān)于釀酒工程專業(yè)學(xué)生對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果的反饋，通過“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)發(fā)布了調(diào)查問卷，最終結(jié)果表明，92.2%的學(xué)生認(rèn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容合理；87.5%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排是合理；98.4%的學(xué)生認(rèn)為2～3人自由組合的分組實(shí)驗(yàn)的方式合理；對(duì)將實(shí)驗(yàn)相關(guān)技術(shù)視頻引入課堂持肯定態(tài)度的占95.3%；71.9%學(xué)生認(rèn)為本課程對(duì)進(jìn)一步掌握和理解微生物學(xué)基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論的促進(jìn)作用；93.7%的學(xué)生對(duì)“平時(shí)表現(xiàn)（10%）+實(shí)驗(yàn)操作（40%）+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（50%）”的考核體系予以肯定性評(píng)價(jià)；此外，總體來說絕大部分學(xué)生認(rèn)為微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在提高思維能力、組織能力、動(dòng)手能力以、科研能力、創(chuàng)新能力及畢業(yè)論文的實(shí)施起到了積極的促進(jìn)作用明顯。

3 總結(jié)

本課程通過完成“醬香酒的酒醅中微生物分離、純化與鑒定、基因組的提取及PCR反應(yīng)”為主線的應(yīng)用研究型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這個(gè)系統(tǒng)連續(xù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)來組織教學(xué)活動(dòng)，將鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力貫徹到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)室開放給學(xué)生，實(shí)驗(yàn)資源得到充分利用，促進(jìn)傳統(tǒng)與先進(jìn)有機(jī)結(jié)合，課內(nèi)教學(xué)與課外延展相得益彰，既相互獨(dú)立又整體統(tǒng)分開來是一個(gè)個(gè)單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)，聯(lián)合起來又是個(gè)綜合項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)具有延續(xù)性和邏輯性，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了貫通知識(shí)系統(tǒng)、強(qiáng)化思考動(dòng)能、提升實(shí)踐效果的教學(xué)目的。

當(dāng)然，這種項(xiàng)目式教學(xué)在實(shí)施過程中也存在一些問題和不足。這種教學(xué)模式會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)力度的加大，使教師工作量顯著增加，教師要隨時(shí)指導(dǎo)、糾正學(xué)生的操作，課堂紀(jì)律難以兼顧；由于學(xué)生的基礎(chǔ)不同，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的掌握程度不一致，需要分層次考核學(xué)生課程任務(wù)完成情況，給課程的考核增加難度。解決方式是后續(xù)還需要在具體實(shí)踐中不斷打磨和完善此教學(xué)模式的一些細(xì)節(jié)和安排，完善實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施，合理設(shè)置考核方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生具有獨(dú)立應(yīng)對(duì)實(shí)際工作的綜合能力和可持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新能力，進(jìn)一步提升微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。