微生物学课程绪论课教学的探索与实践

王晓辉,龚 涛,窦少华,迟乃玉,张庆芳＊

(1.大连大学生物工程学院,辽宁大连 116622;2.大连民族学院,辽宁大连 116600)

微生物学是一门实践性和应用性很强的专业基础课,该课程的教学质量直接影响学生对生物学科后续课程的学习,尤其对学生继续深造将有直接影响。绪论课是该课程开宗明义的第一篇,绪论教学会给学生带来先入为主的影响。一堂好的绪论课可以激发学生的学习兴趣和求知欲,充分调动学习主动性和积极性,使学生树立良好的学习态度。其成败直接影响到学生对课程的学习,因而绪论课在微生物学课程的教学中起着至关重要的作用[1]。

1 教学定位分析

教学定位不仅是教学效果的预见,而且是教学实施的灵魂。微生物学绪论课的教学定位从教师自身定位和教学目标2个角度把握。一方面要求教师具备扎实全面的知识与基本的职业道德素养,还要求灌输教学目标这样的教学理念,使二者在课程实施过程中形成一个有机整体,从而促进学生的全面发展。

1.1 教师定位分析

与其他章节的教学相比,绪论课教学似乎平淡、粗浅,但却最能体现教师的知识深度、广度和教师的教学水平以及职业道德素养等。作为一名年轻教师需用对工作饱满的热情和高尚的人格魅力感染学生,调动学生的学习激情,通过言传身教,在传授知识的同时渗透做人的道理,帮助学生完善人格。其次给学生创造一个宽松的氛围,公平对待每一个学生,从言语中,甚至眼神表情中透出对学生的关心、热爱与鼓励,让学生在“反感”的点名中感受到尊重。当前网络发达、信息便捷,每届绪论课上都将建好并应用良好的QQ群告诉学生,教师可以在线答疑的形式,及时解答学生有关微生物课上及课外的问题、科学研究的难点和考研遇到的困惑,将一些共性的问题发到QQ群和公共信箱[2],让大家随时下载学习。构建这样一个师生交流平台,让学生感受老师的关注和尊重,充分认识到自己是课程学习的主体,从而促使学生主动学习,为此一直以来得到学生广泛认可与肯定。

随着信息化社会的高速发展,知识更新的日新月异,要求教师必须具备精深的专业知识和广博的文化水平。俗话说:你要给学生一杯水,你就要有一桶水。只有对问题了解的更宽泛、更深入,才能把课讲得更透彻,游刃有余,有深度。这就要求年轻教师应巩固基本知识理论,加强科研实践学习,不断充实与完善自我。“亲其师、信其道”要以自己的行为感染和熏陶学生。

1.2 教学目标分析

结合高等教育培养综合性人才目标,根据我校“会做人、会学习、能做事”的应用型人才培养目标,确立微生物学课程的教学目标为培养学生“物有本末,事有终始,知所先后,则近道矣”这种“会做人”的课程思维;提升学生“知止而后有定,定而后能静,静而后能安,安而后能虑,虑而后能得”这种“会学习”的综合运用知识能力与创新能力;引导学生具备分析问题与解决问题能力。

围绕教学目标,在微生物学课程教学中,每个环节都注重基础知识的把握、联系生活生产实际、紧追科研发展动态3个方面。让学生清醒地意识到:大学的教育不是听话教育,而是质疑导航;大学的学习不是记忆为主,而是拓荒为重;大学阶段的知识不应只是考试工具,而是一种生存技能;大学阶段的理想不是空中楼阁,而是实践操作。源源不断地将手中的“粗坯”锻造成“精品”,自豪地推向社会,实现我校“让每一个人都成功”的教育理念。

2 教学实施设计

教学目标不仅是整个教学实施的宗旨与灵魂,也是教学实施的起点与依据。教学实施既包括教学内容的组织与设计,也包括多种教学手段与教学方法的融汇贯通。合理有序的绪论课教学应该集知识性、科学性、趣味性和思想性于一体,在学生心理上产生一种先入为主的作用,为后续良好的学习奠定基础,给教学带来事半功倍的效果。

2.1 联系生活加深学生对微生物的理解与认识

微生物和人类生活密切相关,但因其个体微小,需借助显微镜观察,因此学生对其缺乏直观的认识。在讲课中,可通过提出问题启发学生积极思考,突出学生的主体地位,充分调动学生主观能动性,激发学生的想象力和创造力。如开课即提出“什么是微生物?大家谈一下对微生物的认识”,学生会畅所欲言,极大活跃课堂气氛。当然,学生对问题的回答通常是肤浅的、片面的,但基本上都会有一个模糊的概念。老师在点评学生回答的同时专业讲授微生物的概念,加深学生对专业基础知识的学习;同时举一些与生活密切相关的实例及微生物最新进展。如酸奶、面包及馒头的发酵,啤酒、白酒、红酒或葡萄酒等的生产都离不开微生物,这些都是对人类有益的应用。同时微生物是一把十分锋利的双刃剑,它在给人们带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏,如上个世纪改变欧洲文化的“鼠疫”、拿破仑和“班疹伤寒”的关系、艾滋病、生物恐怖事件、SARS以及甲型H1N1流感等。充分展示微生物的重要性、实用性、前沿性,从而激发学生的学习热情和兴趣,让学生在轻松的环境中学习和探索知识,使之对微生物的理解与认识更加透彻和全面,同时提高学生的分析和解决问题的能力,进而提高教学效果和教学质量。

2.2 结合生产实践启发学生学习兴趣

根据我校应用型人才培养目标,使学生真正做到学以致用。结合工业生产实践扩大学生视野与见识,激发学生对微生物学科的学习兴趣,让学生深刻认识到既需要掌握某一学科的基本知识和技能,同时应具有较强的技术思维能力,擅长技术的应用,并能够解决生产和技术中的实际问题。因此,在绪论课“微生物学及其分科”部分按基本问题、研究对象、应用领域等介绍微生物学分科,并重点介绍微生物发酵相关生产实践案例[3],如柠檬酸、乙酸等有机酸;酒精、甘油等有机溶剂;脂肪酶、蛋白酶等生物酶制剂;抗生素的生产等。微生物利用废弃物酒糟、工业有机废水、废渣等为人类生活生产服务。让学生从专业角度去理解与认识工业微生物菌种选育及发酵工艺调控等实践技能。这样讲述会让学生切身体会微生物的巨大应用价值及研究意义,启发学生探索微生物专业知识的激情,激发学生为社会经济发展创造更大价值。

2.3 运用数据对比解释微生物特点,激发学生学习热情

微生物具有自然界其他生物“无以比拟”的5大典型特点。微生物“无与伦比”的微小体形,如杆菌平均长度只有2μm,60～80个杆菌肩并肩排成横队,只相当于1根头发丝的宽度;惊人的代谢能力,如大肠埃希菌每小时消耗2 000倍于体重的糖,以同等体积计,1株细菌在1 h所消耗的糖相当于人在500 a内所消耗的粮食;快速的繁殖能力,例如在酒精生产中,1支斜面试管上的黑曲霉,经4 d扩大培养,可得液体曲30 t,利用这30 t液体曲能糖化500 t淀粉,再利用酵母菌经过不到3 d的发酵,就可得到200 t酒精;“生物界之最”的适应能力,大多数细菌能耐受0～-196℃(液氮)的任何低温,甚至在-256℃下存活;易变异的特性[4],人类利用微生物有益的变异创造巨大的经济和社会效益,例如,青霉素产生菌产黄青霉的发酵单位每毫升超过10万单位。针对医疗工作中一些致病菌对抗生素的耐药性变异也较常见,激励学生致力于微生物的科学研究,为人类选育新的抗生素,同时不可滥用抗生素。

如果仅仅用专业术语给学生讲述微生物特点,学生会觉得枯燥乏味、索然无趣。运用鲜明的数据对比将微生物特点通俗化、形象化,激发了学生强烈的好奇心,极大促进学生探究微生物的热情。

2.4 回顾微生物学发展简史,灌输学生科研思维

科学是长期发展的过程,整个过程体现了科学家们追求真知的历程,反映了对微生物的研究路线,影响着现在从事微生物研究的科研工作者们。微生物发展经历了各国劳动人民凭经验利用微生物有益活动(如酿酒、发面等)的朦胧阶段;列文-虎克自制显微镜对微生物进行观察的形态描述阶段;以巴斯德和科赫为代表的科学家对微生物生理研究阶段;毕希纳发现酵母菌酒精发酵酶促过程的生物化学阶段;沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型和核酸半保留复制的分子生物学阶段。

每一个新筛选的微生物菌种,都要经形态学、生理生化及分子生物学鉴定才能最终明确分类。讲述发展简史可以将科学研究手段、科研思路及学术思想渗透给学生,启发学生的科研想法,对其将来从事科学研究有很大的帮助。

2.5 引入科学家成功案例,培养学生创新能力

科学的发展是无数科学家为了科研事业前赴后继献身科学的结果。介绍科学家悉心钻研、艰难攻关的成功案例对学生良好的科学素养、优秀的科研品德、严谨的科研作风、正确的科研态度及创新能力的培养显得尤为重要。如巴斯德在免疫学、发酵领域的卓越成就;科赫偶然发现发霉的土豆片上面生长着色彩斑斓的微生物,进而发现固体培养基,随后听取助手的推荐,利用做果酱或果冻的琼脂作为凝固剂;弗莱明因幸运的过失发现微生物之间的拮抗作用,进而发现了青霉素;世界上第1个分离培养沙眼衣原体的中国科学家汤飞凡,曾2次为研究将沙眼衣原体接种到自己的眼睛里,并坚持40 d的感染观察,等等。学生通过了解科学家们的这些故事,受到启发感染,更易于科研创新能力的培养。

“良好的开始是成功的一半”,一堂好的绪论课在整个微生物课程教学中起着至关重要的作用。作为年轻教师更应该站在教学第一线,本着为学生负责,一切为了学生的出发点不断探索与实践微生物学教学,实现“让每一个人都成功”的教育理念。

[1] 薛林贵,李师翁,唐德平.生物工程专业微生物学理论课教学改革的探索[J].微生物学通报,2006,33(3):177-180.

[2] 郭润芳,于宏伟,韩军,等.以现代教育观念为核心积极开展微生物教学改革与实践[J].微生物学通报,2010,37(1):119-122.

[3] 兰时乐,林元山,邓林伟,等.生物工程专业微生物学教学改革的实践与思考[J].科技创新导报,2009(18):168-169.

[4] 周德庆.微生物学教程(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2002:1-7.