微生物学创新实验教学体系的构建与实践

张萍华，蒋冬花

(浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华321004)

微生物学是整个生物学中第一门具有一套自己独特操作技术的学科，如制片染色、无菌操作、消毒灭菌、菌种保藏技术等等，微生物学的实验技术与方法已广泛渗透到现代生命科学的各个分支领域［1］，它不仅是学习、理解、掌握微生物理论知识的重要途径，也是学习分子生物学、基因工程、发酵工程等专业课程实验技术的基础，在本校的教学大纲中，微生物学理论课与实验课占相同的课时数，微生物学实验被列入本校生物科学与生物技术专业的必修课，独立设课，拥有独立的学分。为了让学生全面掌握微生物学的基本实验技能，努力培养学生分析问题及解决问题的能力，培养学生的创新能力，本校多年来一直致力于微生物学实验教学的改革与实践，对实验内容进行了精心的调整、完善和更新，按“基本技能训练、综合能力培养、研究素质及创新意识培育”的基本宗旨进行实验项目的设计，构建了微生物学的创新实验教学体系，使实验教学遵循基础性、综合性、研究性、开放性的基本原则，受到师生的好评。

1 开设基础性、综合性实验项目

伟大的教育家孔子曾说过“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，可见兴趣是学生发奋学习的催化剂［2］。验证性实验往往有现成的实验结果，容易造成学生对实验的惰性，不利于培养学生实验的兴趣，难以发挥学生的潜力，但这部分实验又往往是最基础也是最基本的一些实验技能的培养与训练，是学生实验中不可或缺的一部分，为此首先考虑在验证性的基础实验中加设一些未知因素，以激发学生探知结果的兴趣。考虑到土壤是各种微生物的天然培养基，土壤微生物种类多、数量大的特点，把培养基配制、微生物分离及纯化、微生物染色技术及形态观察、微生物生理生化、环境因子对微生物生长的影响等基础实验串成一条线，贯穿在“土壤微生物的分离、纯化和初步鉴定”这条主线上，学生从土壤中分离到微生物后，进行形态的观察及生理生化试验等，调整后的实验都以“土壤微生物的鉴定”为主线展开，实验和实验联系紧密，每一次实验都是学生对自己分离到的未知菌的深入鉴定，为加强学生的实验技能，在每一个分散的实验中都给予标准菌种作为对照，以减少学生实验的误差。经过重新组合与优化，使原本验证性的基础实验串合成为一个探索性、综合性的大实验［3］，由于每位同学分离到的微生物不尽相同，因此每次实验结果也各不相同，有效地增强了学生对实验课的责任心。同时实验完成后要求学生以“土壤微生物的分离与鉴定”为题撰写实验论文，提高学生综合分析能力。

2 开设探究性自选实验

我校微生物学实验安排在大学二年级的第3或第4学期，由于微生物的生长规律，实验一般都需要2～3 d甚至更长时间才能完成，而大二的学生课程安排较为紧凑，课余时间较少，因此实验过程中的一些步骤就由教师代办，使学生对整个实验的全过程了解不够，影响了学生对微生物实验技能的掌握，不利于学生创新技能以及分析问题、解决问题等综合素质的培养。因此很有必要在学生掌握基本微生物实验技能之后，开设一个设计性实验，让学生完成从选题、设计、准备、实验及结果的分析等全过程，使他们有更多的发现问题、解决问题的机会，以充分发挥他们的创造性和主动性。

在完成“土壤微生物的分离、纯化和初步鉴定”这一大实验后，学生对微生物实验技能有了基本的掌握，为激发学生的主观能动性，给学生充分锻炼的机会，开设设计性实验项目，学生自由组队，一般以2～4人为1组，利用学到的微生物实验技能完成一个自己感兴趣的实验项目，可以采用老师提供的参考项目，如“乳酸菌的分离、纯化与酸奶的制作”、“固氮菌的分离与鉴定”、“自来水和池塘水中细菌总数的测定与大肠菌群的检测”等，也可以自己选题，只要与微生物学相关的都可以，整个过程实行“自助式实验教学模式”［4］，由学生自己设计实验方案，自己准备实验材料，并完成实验的全过程，最后以论文形式提交实验报告，教师始终只给予适当的指导。探究性自选实验相当于一个课题实验，锻炼学生查阅文献的能力，拓宽学生的视野，扩充实验项目和内容，有利于引入学科前沿的成果，既培养学生对实验的兴趣，也锻炼学生的动手能力，培养和提高了学生的科研素质。在低年级的学生实验中，学生反映能自己设计实验的机会不多，学生对这样的实验表现出极大的兴趣，能让学生充分利用已学的实验技能进行科研素质的培养，通过开设设计性自选实验，给学生动手和动脑的机会，有利于巩固已学的微生物实验技能，进一步规范学生的操作技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，也能提高学生的实验兴趣，让学生感到做实验的快乐，提高学生自主实验的能力。近几年来，学生自行设计的系列实验项目得到不断的扩展，如“油菜内生菌的分离与鉴定”、“土壤中产乙醇细菌的筛选”等等。

3 积极鼓励学生申报各类省、校、院级实验课题

高学历、高学分并不代表高能力，更不是人才录用的唯一标准，培养学生综合能力，理论联系实际能力，特别是创新能力与实践能力是现代大学教育的共同教育理念。为此，学校积极引导学生利用课余时间参加设计性、研究性实验，进一步提高学生的动手能力和创新实验能力。学校非常重视实验教学改革工作，对学生参与科研和创新活动有经费的资助及相应的奖励政策，学校设立有《大学生能力建设项目》、《课程实践教学项目》、《学生研究性学习与创新性实验项目》、《实验开放项目》等，还相继出台了《浙江师范大学创新实践学分实施方法》等文件。这些相关的配套政策对构建微生物学创新实验教学体系起到至关重要的保障作用，有不少学有余力的学生在完成微生物学实验教学任务后组队申报了与微生物学知识相关的省级、校级或院级课题，近年立项的浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)项目中涉及微生物学实验相关内容的项目就有多项，如《养殖水体中高效反硝化细菌的筛选》、《酸性α-淀粉酶生产菌株的筛选及酶的特性研究》、《酵母菌谷氨酸脱羧酶基因的克隆及高效分泌型毕赤酵母表达系统的构建》、《昆虫肠道菌中产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及提高产酶能力的研究》、《红曲多糖高产菌株的筛选及发酵条件和提取工艺的研究》、《从自然界中筛选高效降解乙醇的生产菌及其高活性菌剂研发》、《壳聚糖对苦瓜枯萎病的无公害防效性研究》等项目。立项的课题由相关导师指导，实验室全方位开放，或直接进入导师的科研实验室，通过课题的研究，使学生完成无法在正常教学时间进行的实验内容，进一步提高微生物学的实验技能，并对实验方案的设计，以及分析问题和解决问题的能力得到有效的发展。

4 存在问题和努力方向

新的微生物实验教学体系得到师生的一致好评，学生乐于上微生物学实验，很少有学生迟到、早退或缺席现象发生，但是需要教师和实验员投入大量的精力和时间，学生的设计性、创新性实验对于指导教师而言也是一个新的挑战，指导教师要分析学生的实验方案，审核实验的可行性，牺牲大量的业余时间进行指导，同时还要求指导老师不断充实和提高自己，及时了解本领域内最新知识动态［5］。另外新体系还需要进一步的改进和提高，需要拓展与其他学科实验技术的综合应用，以便更好地培养学生综合运用生物学各门课程的实验技术。为此学校准备开设提高型、创新型的高级实验选修课程，结合最新的科技成就和科研前沿课题，新增研究创新型实验项目，如:《16S rRNA为背景的土壤混合细菌菌群文库的建立》、《真菌18S rRNA、ITS序列多态性分析》、《土壤微生物群落结构变化的DGGE分析》等，使实验教学从基础性、综合性向研究性、开放性推进。今后，学校将根据科学技术的发展，不断完善微生物学实验教学体系，从培养自主性、创新性、研究性的合格人才出发，以满足社会发展的需要。

［1］ 沈萍，范秀容，李广武.微生物学实验(第3版)［M］.北京:高等教育出版社，2008.

［2］ 代聪梅.浅谈多媒体在微生物学教学中的作用［J］.科学教育，2005，11(2):42.

［3］ 林雁冰，颜霞，韦革宏.构建创新型微生物实验教学体系培养创新型人才［J］.高教论坛，2010，(10):20-21.

［4］ 石金，黄海婵.谈谈“自助式”微生物学实验教学模式［J］.微生物学通报，2006，33(2):168-171.

［5］ 刘志伟，屈年瑞，高大威.微生物学开放性实验的探索与研究［J］.微生物学通报，2011，38(1):118-122.