高等农业院校微生物学课程建设与改革研究*

刘素纯

(湖南农业大学，湖南长沙410128)

微生物学是从分子、细胞或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学。近年来，与数理化、信息科学和技术科学进一步交叉、渗透和融合，体现出旺盛的生命力。作为专业技术基础课，微生物学在高等院校与生物学相关的本科教学活动中，在专业建设与人才培养过程中占有重要地位，受益面广且影响深远。

如何使高等院校微生物学教学紧跟学科发展的步伐，突出理工农结合特色，使学生系统地掌握微生物学基础理论同时，及时掌握最新的微生物学理论动态和应用技术，具有较高的微生物学综合素质，是微生物学教学工作者面临的严峻挑战。目前湖南农业大学有食品科学与工程、食品质量与安全、生物工程、生物技术等10多个本科专业开设微生物学课程，每年都有7百多名本科学生学习微生物学理论知识和实验技能，参与有关生产实践活动。本研究将以教学内容的改革为核心，以教学方法的改革为基础，充分利用已有的教学经验，发挥教师的积极性和学生的主动性，全方位开展微生物学课程建设，力求为社会培养知识、能力、素质相互兼顾、协调发展的应用型人才。

一、微生物学课程建设和教学内容的改革

(一)微生物学教材建设

针对高校农业院校的不同专业教学要求编写的微生物学教材版本较多，各种教材内容侧重点也有很大的不同。结合我校各类专业的教学要求，突出理工农结合的专业特色，我们在选择和使用微生物学教材时进行了详细的调研和探索实践。在众多的教材中，尽量选择汇集学科近期研究进展、资料翔实、信息量大、符合大纲要求、并适于教师教学和学生自学两方面需要的教材。力求所选用的教材既能满足当前专业教学要求，又可为部分优秀学生报考其他院校相近专业硕士研究生考试作较全面的参考。因此，我们选用教育部获奖及多所综合性大学考研指定教材，不同专业有各自的主教材，生物类专业选用周德庆编写的《微生物学教程》(第二版)为主教材，食品类专业选用江汉湖等主编的《食品微生物学》(第二版)，畜牧动医专业选用陆承平主编的《兽医微生物学》(第四版)，农学类选用王贺祥主编《农业微生物学》，推荐主要参考教材为面向21世纪课程教材沈萍主编的《微生物学》《(第二版)，和教育部高等教育司推荐、国外优秀生命科学教学用书Prescott L M et al等编写的《Microbiology》(Fifth Edition)影印版，为学生继续深造奠定了良好的基础。

(二)教学内容整合与更新

微生物学课程内容包括有微生物的分类及形态、营养与生长、代谢及调控、遗传变异及育种、生态、传染与免疫等。由于课程涉及面广、内容多，因此需在教学内容上作合理调整和安排，强调微生物的基础知识及其应用性，重点讲述微生物学课程中微生物分类及形态、营养与生长、代谢调节、筛选及诱变育种及生态。而微生物代谢的部分内容简略讲述。微生物的基因工程技术、传染与免疫等内容是目前微生物学研究的热点和难点，但在实际生产中应用较少，主要集中于研究和应用。因此在教学的安排中，作次重点讲解，主要介绍基本概念和理论，鼓励学生通过自学深入理解和掌握。其次学生相关的教育背景不同，教材内容也应进行了整合与更新处理。由于不同专业课程开设时间不同，如生物类专业该课程是三年级开设，对细胞生物学、免疫学及遗传学、微生物形态、传染与免疫、遗传与变异等章节已经学过，再详细讲学生感到枯燥乏味。因此为克服教学内容交错重叠的现象，充分了解先行课程的教学内容，据此对微生物学教学内容和时间安排进行了适当的调整，强化新知识，避免重复教学。其次为突出理工农结合的专业特色，适当补充“工业微生物学”教学内容。例如食品类专业:将微生物的纯培养好和液态发酵纳入课堂教学;在课程的最后，根据专业特点，补充微生物工业发酵和产品的相关内容，既提高了学生学习微生物学的兴趣，又注重了学生实际能力的培养。再者注意教学内容的更新和系统性，适当地增添遗传工程育种新技术等新的研究成果和信息，对于教学内容的优化、拓宽学生的知识面是十分必要的。在教学过程中，注意学科和学科之间的联系，突出生命研究的系统性。

(三)食品微生物学课程研究型教学内容体系的构建

食品微生物学是食品类专业本科生的专业基础课程，该专业毕业生主要就业于食品加工企业，因此，学生应具备在食品加工与管理实践中应用微生物学的知识提出问题和解决问题的能力。所以食品专业的微生物课程教学以培养学生的理论分析能力和实际应用能力，以学生初步具备“熟悉微生物、应用微生物和控制微生物”的能力为中心构建合理的微生物课程教学内容体系。把“创新教育和能力培养”作为课程建设的指导思想，构建“以问题为导向”的研究型教学内容体系提高课程教学质量和水平。课程内容体系的构建将理论和实践的教学内容整合为四个模块，主要解决“什么是微生物”、“怎样应用有益微生物”、“怎样控制有害微生物”和“怎样研究食品加工过程中的微生物问题”四个问题。主要的教学内容和培养目标见表1。在课程的教学过程中，为了突出体现基础性、应用性和前沿性，进行一些灵活的研究型设计，如在模块2和3的基本理论教学内容下充实一些教学与科研相结合的内容。在实验设计和案例分析的专题研究中(模块4)，可以加上和食品加工操作实践相关的环节。

表1 食品专业食品微生物学课程内容的模块设计

二、采用多样化的教学方法，培养学生的学习兴趣

人才培养，在很大程度上是兴趣培养。而授课从形式上看是向学生传授一门具体的科学知识;从内涵上看是培养学生的科学兴趣，激发学生的学习欲望。培养学习兴趣是研究性教学的重点。在微生物学课程中如何激发学生的兴趣应从细胞社会学的角度去思考微生物学的问题，同时引导学生联想人类社会自身的某些现象去学习微生物学知识。在教学的过程中，主要强调以下几个方面的方法。

(一)启发式教学

改变传统的教师在台上照本宣读，学生在台下死记硬背的僵化做法。在教学过程中采用“看图说话”的教学方法，充分发挥模式图、功能图的作用，引导学生发散思维，有助于理解抽象的微生物细胞结构和生命过程。

(二)引导式教学

为了更有效地激发学生学习的主动性，更好地培养学生的能力，坚持教研室集体备课。在备课时，分别列出微生物学教材中的重点知识、一般知识和学生自学章节的提纲，分别发给学生，在授课时，结合各章节具体内容，采用不同的教学方法，引导学生运用分析、综合和归纳的方法主动地学习，使他们对教材内容有比较深刻的领会。例如生物类群形态结构时，可将各种微生物的类群和结构先作扼要介绍，如各类微生物的形态结构、菌落形态牲和繁殖方式有何异同，它们之间是如何区别和分类的，让学生带着问题听课。在本章节内容讲完后，再针对性地出一些具有一定难度的思考题，供学生在课后复习之用。学生要完成思考题，必须在网上或图书馆查资料。这样不仅能拓宽、强化专业知识，而且能锻炼自学能力。

(三)多媒体课件教学

针对我校各专业本科生微生物学课程要求，开发和应用了多媒体课件。在课件制作过程中，对因特网、英文影印参考书和教材中图片进行了大量的搜集工作，并经整理photoshop软件处理和认真筛选后有机地整合在课件的相应位置上，详细而真实地表现微生物的形态结构及其动态特点，将抽象的微生物学理论转化为直观的图表讲解;在某些章节中插入教学动画，对于文本部分的处理以简洁为原则，采用不同颜色、不同字体或字号、不同填充色等方式突出重点内容，并根据需要随时进行演示、修改;利用超链接技术，与其相应的解释或图片相交互，加强学生对于知识的深入认识;利用绘图工具自行绘制流程图，强调知识体系的完整性和系统性。在整个教学课件设计过程中．贯穿自定义动画技术．把握节奏，提高趣味性;在每章课后都配备一定数量的思考题，便于学生复习和掌握。该多媒体课件应用于我校相关专业本科生微生物学实际教学工作中，充分体现了教学性、科学性和趣味性，取得了较好的教学效果。

三、课程考核方式的优化

考试是督促学生全面、系统复习所学课程基础理论、基本技能和反映学生分析、综合、解决问题能力的重要手段，也是反映教学质量的重要方法。因此，对微生物课程考试方面作了一些改革:主要将平时考核与期末考试相结合，总评成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，平时成绩由课堂表现、课后作业完成情况和考勤组成，提高平时成绩所占比例(图1)。通过考核，一方面可反映出学生对微生物学知识的掌握程度，另一方面能促进学生分析问题和解决能力的提高。

图1 微生物学理论课程考核成绩构成图

四、改革传统的实践教学方式，建立独特的实践教学新模式

将普通微生物学实验课与食品微生物学实验课合并为独立的课程，称之为食品微生物学实验技术，并从食品微生物学授课总教学时数中分离出来，单列为独立的必修考试课，进行单独考试和记分。实验课的学时数48学时，学分2学分。课程考试方法与计分标准见图2。通过这课程设置的变换，将加强学生对食品微生物学及其实验课程的重视程度，既提高了学生的学习积极性，又有利于实验的连贯性和系统化，从而有力促进微生物学课程教学质量的提高。

图2 食品微生物学实验技术课程考试方法与计分标准图

通过不断改进补充实验内容，强化实验技术训练，将现代化仪器的使用和成熟的科研成果引入实验课等措施，提高实验课的实用性。课程体系包括基本技能、综合技能、创新能力培养以及工程技术应用。在实验内容安排上做了适当的调整，除开设细菌形态观察及革兰氏染色法、细菌特殊结构的观察、放线菌、霉菌形态观察、酵母菌的形态观察及死活细胞的鉴别、微生物直接计数等5个验证性实验外，安排了2个综台性实验—“样品中微生物的分离、纯化及培养技术”和“细菌细胞的生理生化反应实验”。最后安排了两个创新性实验发酵食品的制作。通过该课程的学习，学生能够参与科技创新活动、研究创新实验中，挖掘和发挥学生的创造力，提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力，同时学生获得微生物检验师和食品检验师等资格证书，为生产实习和毕业论文等其他实践教学环节奠定良好的基础。

五、结语

以上是在微生物学教学过程中进行的多年尝试，对提高我校微生物学教学质量确实起到了一定的促进作用。但是如何进一步深化教学改革，建立一套充分突出理工农结合特色、更适合农业院校人才培养模式的微生物学教学体系，还有待我们去不断的努力探索和实践。

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