生物工程专业微生物学实验教学改革探讨

徐琳

(河西学院生物系，甘肃张掖734000)

生物工程专业是我校以培养应用型、复合型人才为目标的工科专业，微生物学作为生物工程专业的基础课程之一，不仅可以使学生掌握最新的微生物学理论知识和应用技术，而且通过教学可有效提升学生的工程能力和创新能力。微生物学实验技术是微生物学的重要组成部分，是微生物学教学的基础。近年来，生物技术的迅猛发展以及高等教育体制改革中新情况、新问题的出现，对微生物实验课程教学提出了新的要求［1］。如何加强和改进微生物实验教学、培养和提高学生创新能力成为微生物学教学改革的核心。

1 正确制定实验计划

工科微生物学实验内容主要包括:微生物形态的认识、微生物的分类、微生物大小的测定、数量的测定、微生物生理生化测试、微生物诱变育种和微生物发酵等。这些实验以验证性实验为主，实验安排缺乏连贯性和系统性，使学生容易将每个实验内容独立开来，很难对整个微生物学实验有一个整体的认识和把握，为了解决这一问题，需将实验计划进行修改和完善。将传统实验中对微生物菌体形态的认识和染色法2个实验顺序颠倒，将实验中的环境微生物的分离提前到第一个实验。这样整个体系变成了从环境中分离、纯化微生物，微生物的计数及大小测定，细菌的染色法，微生物形态的认识，微生物生理生化的鉴定，细菌总DNA的提取，PCR基因扩增技术，菌种的诱变选育，酸奶的制作。这样的安排避免了原有体系中杂乱的单个实验为主，不能将整体贯穿的弊端，将菌种的得到、分离、纯化、鉴定及应用这些独立的实验环环相扣，形成了一个有机的整体，任何一个步骤的失误将导致后续实验的无法进行，这种调整极大地调动了学生的学习积极性和主动性。

2 开设开放性实验

目前的微生物学实验是和理论课同步设置的，这样的设置偏重于对理论的认识，却忽略了对学生创新能力的拓展和培养。学生从进入实验室到结束实验，只是盲目地完成了老师在课堂上所讲授的实验路线中的每个步骤，因此对于学生而言，实验课的收获并不明显，很多同学甚至在一学期之后都很难明了微生物学实验课能有怎样的实际用途，针对这一现象，参考其他院校经验，结合自身问题，提出和开展了一系列开放性实验。

实验室开放是对传统的实验教学体系和封闭式教学方法的一种改革，其目的首先是把传统固定模式的、封闭的教学方法，转变成充满生机的、开放型的教学方法，营造生动活泼的实验教学环境;其次是吸引鼓励学生多参加科研活动，将教师日常的教学活动、科研活动与学生科研能力的培养紧密结合起来;三是开放实验室使实验场所和设备得以充分利用，解决日常教学秩序中学生多，学时少，实验设备套数少等矛盾，充分发挥实验室功能即将实验主动权交给学生，从实验题目的确定、实验项目的实施到写出完整有效的结题报告都由以组为单位的学生团队自主完成。这一环节理论上制定课时为4课时，但从经验来看，绝大多数情况下学生会超时完成，一般占用实验室的课时数在10课时以上，这就对实验室的管理和开放提出了更高的要求。在整个开放实验过程中，教师要给予悉心的指导，甚至在必要的时候让学生自己来公开论证其设计的可行性。这样的方式极大地开发了学生学习的热情，很多同学形成了闲暇时查阅一手文献、有问题及时交流的良好学习习惯。

3 形成良好的考核考勤体制

传统的实验教学重视学生的考试成绩，将笔试作为衡量学生学习水平的标尺。我们在这方面进行了有益的探索，将实验考核体系分为4部分:平时出勤率、实验态度和实验纪律为第一部分，占到总考核成绩的30%;实验报告占30%，实验报告不仅是实验过程的反应，更是学生通过实验结果的分析，得到结论、提出问题并分析问题的重要环节;操作考试占到30%，通过将实验考核内容进行详细的量化，并将每一个实验的要点都纳入考核点，将实验操作的考核时间延长至10 min，大大提高了学生对操作的重视程度，学生对于微生物基本实验操作技能的掌握有了很大进步。第四部分为实验笔试，笔试囊括了所有实验中所能涉及到的原理、基本试剂的配制、实验操作过程及关键点、实验结果的分析等，将学生平时实验的操作技能平面化，使理论学习和实验操作结合更加紧密。实践证明，这样的考核体制，将学生的实验道德、实验习惯也纳入了考查的行列，最大程度地消除了考试带来的随机性，能客观实际地反映学生对课程的学习情况，使得每个学生从上课开始到课程考试结束的任何环节都不松懈，彻底改善了以往学生平时不认真学习，考前临时突击，甚至靠作弊也能蒙混过关的现象。

4 教学方法的改革

教学方法的改革对实验教学改革的效果起着至关重要的影响。主要从两个方面进行了实践。

4.1 多媒体的应用

传统的教学以教师讲解和示范为主，教师在详细讲授整个实验原理实验过程后，亲自演示实验步骤，这样使得学生在学习过程中处于被动状态，很多同学还由于无法看清而实验受阻。为此，在实践中将教师讲解与多媒体示范相结合作为主要方式，讲解时教师只简要明确交代实验原理、材料和方法、预期结果及实验报告应该包含的内容，而试验示范阶段，通过多媒体有声有色的演示授课，使学生更加清楚地观察实验过程和实验现象，从而将更多的时间留给了教师对学生实际操作过程中的指导环节。此外，多媒体的应用使实验课的教学趋于直观化和形象化，起到了事半功倍的效果。

4.2 PBL式教学的应用

PBL(problem-based-learning)是一种以学生为主题，问题为核心、启发与讨论并举的启发式教学方法［2］。为了充分调动学生学习的主动性和积极性，在每次实验前1周，教师将新的实验内容的题目告知学生，并提出一些关键性的问题，让学生带着问题查询资料，温习理论知识，并以组为单位做好课件及幻灯片，实验课前，每组选派代表或教师随机抽选人员进行讲解，讲解完毕后全班同学可进行提问和讨论。这样的方式有效提高了学生发现问题、独立解决问题及团队合作的能力，同时使学生掌握了科研的基本思路，养成良好的科研探索习惯。

针对生物工程专业微生物实验教学中的部分问题环节进行以上的改革，取得了较好的效果，今后在教学中应本着以学生为主体的理念，侧重学生创新意识和能力的培养，优化教学体系，促进教学资源的合理配置和使用，继续加大教学改革的力度，使微生物实验教学能真正适应生物工程专业培养目标的需要。

［1］ 刘森林.微生物学实验创新教学体系的研究与实践［J］.微生物学通报，2005，32(4):153-155.

［2］ Taylor D，Miflin B.Problem-based learning:where are we now［J］.Med Teach，2008，30(8):742.