微生物学创新人才培养模式的探索

李哲斐

摘 要：微生物学是高等农林院校的重要基础课程之一，如何发挥学生的探索性、创新性和主观能动性，是提高农科人才培养质量的重要环节。西北农林科技大学在微生物学的教学过程中以培养创新人才为目标，根据实际情况对教学内容和教学手段进行优化，将理论教学与科研训练相结合，鼓励学生较早的参与到科研项目中，激发学生对微生物学习的兴趣，为培养创新性人才取得了较好的效果。

关键词：微生物学；创新人才；本科生；培养模式

中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）18-145-02

生命科学是当今发展最为迅速、最具影响力的自然科学，而微生物学则是其中最为活跃，最具创新性的发展前沿之一。微生物不仅是研究生物学，特别是分子生物学基本规律的理想材料，而且由于它们代谢能力强、功能各具特色、产物多种多样[1-2]，因此在农业、医学、食品及工业中的应用历来受到人们的关注，因此微生物学是许多高校尤其是农林院校相关专业的主干课程之一。而如何使学生更好的了解微生物学在国内外发展前沿、掌握最新的微生物研究技术以及把握微生物学发展趋势，培养具备实验设计能力、动手能力和分析解决问题能力的创新人才是一线教学工作者所面临的主要问题[3-4]。在微生物学实际的教学过程中我们发现许多学生的理论课非常优秀，但将微生物学理论知识与科研和生产实践相结合时，学生不了解社会和经济建设对微生物学的需求，缺乏必要的创新思维和严谨的实验设计能力，在面对问题时不能将所掌握的知识加以灵活运用[5]。针对这种情况，我们对该课程的教学内容、教学手段及课堂组织形式等方面进行了探索，增加了思维能力、微生物学技术、综合实验设计及分析解决问题能力等方面的训练。使该课程成为培养微生物学科学研究型创新人才的平台，我们将从以下几方面进行改革。

1 优化微生物教学的举措

1.1 更新教学内容、优化教学模式是培养创新人才的保障 微生物学教学内容和教学模式是创新人才培养的主要落脚点，是教学改革的关键，同时又是调动学生学习积极性、主动性和提高教学效果的有效措施。因此我们首先选用具有系统性、完整知识体系和反映本学科领域最新成果的优秀教材，使学生能全面系统地了解该门课程体系的全过程及新技术、新方法在微生物学研究中的应用。例如荧光定量PCR、全基因组测序、基因芯片、反转录测序及宏转录组测序等是研究微生物群落结构和功能强有力的手段，在授课过程中老师结合自己的科研情况将这些技术介绍给学生。其次是指导学生大量阅读内容更加广泛的参考书。由于生源多样，其知识背景差异很大，每个学生的兴趣及爱好也不尽相同，他们所关注的微生物学研究领域各不相同，采用相同的教学内容和模式必然会造成部分学生的学习积极性和主动性不高。而如果选用较为广泛的参考书，学生可以根据自己的需求有目的进行学习，激发学生的学习兴趣，拓宽他们在该门课程领域的视野。最后是优化教学内容，在章节编排上，不仅要有利于学生更容易、更清楚、更完整地掌握各门课程知识体系的全过程，而且要利于各章节内容的衔接；在教学内容上，主要以教材为主，融合其他参考书对教学内容加以充实拓展，同时要通过阅览国内外专业期刊、杂志、专业网站，将新理论、新设计、新方法及时补充进教学内容，使教学内容更加充实，超前于教材，加大课堂的信息量。对于个别比较容易理解的章节，采用设计式教学方式，使学生能够自己设计、自己计划、自己负责完成教学过程，从而有利于激发学生的学习兴趣，培养提出问题和解决问题的能力。

1.2 改革实验教学方法，提高人才培养的质量 实验教学相对于理论教学在加强学生的素质教育与培养创新能力方面发挥了不可替代的作用。要建立培养微生物学科研创新人才，就必须对传统的实验教学体系进行改革、优化。所以我们打破过去的传统教学方法，即教师在上面讲，接下来学生完全按照教师所讲的进行操作，没有发挥出学生的想像能力和思维能力，实验过程仅仅是对实验指导或者教师所讲授实验内容的一个简单重复。我们的措施是将微生物实验分为3个层次，即基础性实验、综合性实验和研究性实验。对于综合性实验和研究性实验，在开放实验室的基础上，教师首先根据各个实验的难易程度，给每项实验一个分值。然后，由学生自行选择内容和时间，独立或自由组合成一个小的群体来完成。要求学生从实验内容的预习、实验的准备、实验的设计、实验的操作、实验的结果分析、实验的清理都能够独立进行，学生在实验中要起到主宰的作用。教师针对实验过程中出现的一些个性和共性的问题及时进行纠正，并根据实验的进程和现象随时指出该步操作时应注意的事项，引导学生通过实验现象并结合原理去分析问题的本质，找出解决实验过程疑难问题的方法。再根据实验的数据，去指导学生进行正确、全面、及时的处理和分析，从而衡量各步实验的成败，找出成功和失败的原因。经过这一模式的锻炼有利于提高学生的基本实验技能、独立思考、运用知识能力、设计能力、综合能力及创新能力。在实验考核上，除了有理论考核、实验报告考核、实验表现考核外，加大实验操作考核的力度和比例，该项成绩占到实验总成绩的60%左右。通过细化、优化合理实验的考核方法，来督促和激励学生参加实验的积极性、主动性、自主性、和协作性，使实验教学的成绩能够真实反映学生科研水平的高低和解决问题的能力。

1.3 实施科研训练，开发创新思维 微生物学是一门实践性和应用性非常强的学科，学生在课堂上学习理论知识的同时，会对一些热点问题如利用微生物解决环境、能源及农业问题产生比较浓厚的兴趣，这样任课教师就可以将自己在微生物领域内的最新研究成果介绍给学生，有意识的培养学生的科研精神、创新能力和思考能力，同时也激励了学生学习的主动性，促进了微生物学教学质量的提高。如在讲授微生物对污染环境的修复时，介绍了我们实验室中利用根瘤菌-豆科植物共生体对重金属污染土壤修复的研究成果。接种的根瘤菌通过合成生长调节物质、增加氮素含量、增加植物生长速度及生物量以及对金属离子生物可利用性的影响，从而增强共生体系的修复效果。在讲授微生物生态时，向学生介绍了微生物对土壤中持久性有机污染物的降解，通过不同微生物的代谢作用，将毒性较强的多环芳烃分解为CO2和H2O，避免了这些有毒物质可能通过食物链进入人体。同时，学校开设了“本科生全程科研训练”，每个本科生根据自己的兴趣选择一位老师作为自己的导师并参与到导师部分的科研项目中去，这样使学生对实验室的研究方向和实验技术有了一定的积累。通过系统的科研训练，学生就自己关心的问题提出解决方案，在导师的指导下申请“大学生创新性实验计划项目”。而这些项目从问题的提出、实验设计、实验实施、数据分析、文章撰写到结题汇报都是学生自己完成的，在这种模式下使学生对微生物领域的热点和前沿问题有了一定的了解，有效的锻炼了他们独立进行科研工作，培养了他们的创新意识和科研技能。endprint

1.4 采用开放式教学，提高教学质量 由于微生物学是农林院校本科各专业的“通识”课，因此向学生介绍的都是一些基本知识和基本实验技术，没有任何目的性和针对性，结果造成学生掌握的知识全面而不深入，特别是对于一些重要的理论和技术都只是一般性的了解，而没有真正掌握。课后作业大多结论唯一或是一些定义等，学生的思维受到限制。因此我们在授课过程中引入了探究性和开放性问题，其特点是条件不足，结论不固定，引导学生在课后利用好网络资源、期刊杂志及参考书，带着问题阅读相关文献，在此基础上拓展思维，建立自己的论点。安排一定的课时让学生就这些问题进行讨论，这样一方面调动学生思维的积极性，锻炼学生的阅读和思维能力，提高其创新能力；另一方面培养他们查阅文献资料的能力和共享资源的习惯，曾强他们的参与感。

2 存在问题

2.1 经费不足 本科生创新性实验项目的经费来源比较单一，辐射面较小，从而使部分学生不能参与到科研训练中。另外由于资助数额较小，经费不能满足实验的需求，部分学生对此失去了信心。因此学校需采取一定的措施来筹集更多的资金，扩大资助范围并提高每个项目的资助额度，从而吸引更多的学生参与到自主学习和研究中。

2.2 课时不足 课堂讨论是一种非常好的课程教学手段，能对学生的综合能力进行锻炼，在国外一些高校中被广泛使用，但课堂讨论的质量是至关重要的。我校新微生物学教学方案对课时进行了压缩，其中还有一部分学时用于实验，因此不能安排太多的课堂讨论，同时讨论的深度也明显不够，这就直接影响到了学生创新思维锻炼的效果。因此教研室应与学校相关部门沟通，恢复缩减的教学课时。

3 结语

长期以来，生物学各专业的毕业生的就业形势比较严峻，而拓展学生的知识面，提高其分析和解决问题的能力，培养具有创新能力的人才是改善就业问题的重要一环。微生物学及其实验技术是生命科学研究领域中比较前沿的课程。通过对微生物学的教学内容、教学模式和考核方式等进行改革与探索，激发学生的学习兴趣，增强他们的创新能力，为培养创新人才和提高本科科研能力奠定基础。

参考文献

[1]徐莉，滕应，张雪莲，等.多氯联苯污染土壤的植物-微生物联合田间原位修复[J].中国环境科学，2008，（07）：646-650.

[2]奚立民，曹树勇，柯中炉.木质纤维素类生物质制备燃料乙醇的微生物研究进展[J].化工进展，2009，（11）：2003-2008.

[3]陈海琴，田丰伟，王刚，等.本科生微生物学（食品）创新教学模式摸索[J].中国科教创新导刊，2012，（26）：23-24.

[4]曹建，王海欣，朱若珊，等.以本科生科研促进创新能力培养——北京大学的个案研究[J].中国高校科技，2013（Z1）：16-19.

[5]陈以国，樊旭，孙兆姝.创新实践教学模式 提高学生动手能力[J].中国高校科技，2013（09）：53-54. （责编：张长青）endprint