微生物学实践课程改革与学生创新能力的培养

孟建宇， 张 峰， 陶 羽， 李 蘅， 冯福应

(内蒙古农业大学 生命科学学院， 呼和浩特 010018)

微生物学实践课程改革与学生创新能力的培养

孟建宇， 张 峰， 陶 羽， 李 蘅， 冯福应

(内蒙古农业大学 生命科学学院， 呼和浩特 010018)

微生物学是生命科学专业重要的基础课程，该课程应用性强。培养具有科学创新能力的科研人才和解决实际问题的应用型人才，是地方综合性大学的核心任务。为了更好地实现“学生为主体、教师为主导”的教育理念，对微生物学实践教学的教学内容和方法及师资培养等环节进行了改革，取得了一定的成效，形成了多样化的教学策略，为实践教学改革提供了新的思路。实践证明，学生能很好地掌握实验技能，促进了他们的实践能力和创新能力，提高了他们的科研素质。

微生物学；实践教学；课程改革；教学策略；能力培养

实践教学是高校教学体系中重要的组成部分，是反映教学质量的重要环节，在创新人才培养中起着举足轻重的作用[1-4]。作为生物学专业学生必修的专业基础课程，微生物学起着承上启下的重要作用，它是现代生物技术的基础，对现代生物学的发展有巨大的推动力[5]。微生物学内容丰富，传统的实践教学体系[6]已不能满足当今学生发展的需求。因此，大力开展实践教学的改革势在必行。根据我校生物学各专业学生的培养计划，结合多年实践教学经验，并参考兄弟院校改革实践[7-10]，我们对微生物学实践教学的内容和教学方法等进行了改革与实践，积累了一些教学经验和策略，希望为其他课程的实践教学环节的改革提供一些有益借鉴。

1 改进实践教学内容，提升学生实践能力

教学改革首先涉及到教学内容的改革，实践教学亦是如此。微生物学实践教学即为微生物实验课教学，它是培养学生动手能力、创造性思维以及理论联系实际的重要课程。通过本环节的教学，学生不仅要获得必要、完整、可拓展延伸的专业基础理论知识，而且要使学生具备实践技能和研究技能。微生物学的实验操作技能特别是无菌操作技术等对后续课程如分子生物学、免疫学等课程的学习，甚至对学生毕业后工作均有重要的影响。要想在有限的教学时间内使学生的实践能力和创新能力得到培养和提升，就必须要对教学内容进行优化和整合。

1.1 减学时不减内容，充分满足学生的需求

由于我校学生的培养方案中需要开设的课程很多，经过多次调整修改培养计划，很多专业课程的学时都相应减少。其中，微生物学实验学时也相应减少(占课程总学时的33%)。为了使学生在有限的学时内掌握基本的实验操作技能，课程组将多个实践教学内容进行了调整，使知识完整化、系统化，从而达到学科内各知识点的渗透和综合。如将“实验室环境及人体表面微生物的检查”这一实验进行优化整合，把培养基的制备、高压蒸汽灭菌、无菌操作技术、分离纯化技术、菌落计数、微生物的形态分类及菌种保藏等知识有机地结合起来，使学生在一项实验教学内容中能够系统地掌握多种实践操作和技能。

1.2 改进探索性实验内容，提升学生创新意识

如将“微生物的分离与纯化”延伸改进为不限学时的“环境(土壤、水体)微生物的分离和生物学性质研究”。学生组建研究小组，通过查阅文献资料，确定取样环境并设计实验内容和方案，分离出微生物菌株(可以为细菌、真菌、放线菌等)，进行形态、生理生化和分子鉴定和一定的生物学应用研究(如特殊降解性能、环境修复等性质)，最后以正式发表论文的格式完成报告，并由小组中一人代表作报告进行交流。探索和创新实验研究不仅可以巩固之前学习的实验技能，而且还能培养学生的科学思维能力和团队合作精神，提高学生的创新意识和探索能力。

1.3 改进实验教学结构，构建层次化实践教程

对微生物实验指导书在实验内容方面进行优化，分为专业基础性实验、综合与应用性实验和开放与创新性实验3大类，即3个新的教学层次：基础性、综合性和创新性。突显内容新、系统性、针对性和开放性的特点。形成循序渐进、相互衔接、交叉融合，由单一分散向系统综合再到开放创新的纵向教学体系。

2 完善教学课件，更新教学手段，提高教学效果

教师要注重知识的更新，密切跟踪国内外最新专业发展动态，适当地引用新进展、新成果和新概念进行讲授，以弥补教材中某些枯燥的理论阐述。形成一个体系完整、结构简明、重点突出、内容先进、形象化的多媒体素材。通过精心制作, 把优美逼真和动感清晰、环环相扣的多种图像(有模式图、光学显微镜图片、电子显微镜图片、平面或三维图片等)、动画(转化、转导、接合过程)、影视资料(如纪录片“舌尖上的中国”中的风味食品、食用菌等)、表格和文本, 展示给学生, 实现将抽象、复杂、微观的微生物世界以直观、形象、生动的形式表现出来,使教师教学更加生动, 启迪学生的发散思维, 激发学生的学习兴趣, 提高课堂的教学效果。

2.1 以学生为本，参与式教学

为充分体现学生的主体地位，我们组织学生创新团队进行实践教学课件的策划和制作。这不仅能使新学知识融入深度记忆中，而且还会激发学生的好奇心和培养细致观察力，使所学知识与生活实践紧密结合起来。课件中大量引入了以往学生的实验结果，充分体现了学生的参与性，使其具有亲切感。课件发挥图、文、声、像并茂的优势，引导学生思考。这不仅增强了实践教学的直观性和生动性，而且还使学生能够身临其境，产生浓厚的求知兴趣，进而能很快地掌握操作要领，从而提高了学生的实践水平。在教学中充分彰显学生的主体地位，使整个实践过程都是围绕着学生这个核心展开，让学生成为名副其实的主角，在尽情张扬个性的同时积极地激发自我的创造性思维，提高创新意识，培养创新能力。

2.2 将科研融入实践教学，提升教学品质

科学研究课题合理地融入教学，可以补充全新的实践应用项目，丰富更新实践教学内容，还能广泛地激发学生的兴趣和积极性。这种模式不仅可以提升实践教学的品质，使教学紧跟本领域的研究步伐，而且还能形成“科研带动教学，教学促进科研”的良性循环，是培养和提高大学生创新能力的有效途径[11]。我们近几年就通过该模式组建了很多科研创新团队，拿到了学校和学院的科研(技)创新基金项目，如12级生物工程专业刘雷团队获得的学校科技创新基金项目“内蒙古荒漠化植物内生放线菌的分离及鉴定”(白薇教授指导)和12级生物技术专业赵霞、高敏团队获得的学院师生协同科技创新基金项目“鄂尔多斯高原珍稀濒危荒漠灌木植物生长促生菌的多样性及初步应用研究”(冯福应教授指导)。

2.3 “本科实验室+功能研究室+创新实验室”的层次化实践教学

专业应用型人才培养的一个重要举措就是加大实践技能的训练。充分考虑到学生的发展和兴趣爱好，我们建立了以微生物学课程的实验为内容，本科实验室为基础，功能研究室和创新开放实验室为实践拓展基地的层次化教学模式。实施时间、空间、项目和设备的开放，把主动权交还给学生，学生自主完成实验项目，从而提高学生将理论与实践相结合，课题研究与实践应用相结合的能力。形成基础性实验→应用性实验→创新性实验→课题探索研究的循序渐进地层次化[12]实践教学体系，锻炼和提升了学生的自主学习能力、知识转化能力、研究创新能力。

2.4 优化考核评价体系，以“考”促“学”

传统的“千人一面、千人一卷”的考核体系主要以实验报告为主，忽略实验操作，难以调动学生的积极性，使学生养成了只重视实验报告的习惯，也导致了部分学生缺乏压力感，对实验过程不重视。传统的考核手段不仅片面而且也较单一，忽视了对学生学习过程的关注和评价[13]，不能反映学生的整体能力。通过多年的实践教学的改革探索，我们重新制订了实践教学评价标准，加大了过程监控，减少终结性评价的比例。注重多样化的考核方式，突出开放性的特点。首先是加大了实践课成绩在微生物学课程总成绩中的比例，由原来的20%提高到30%；其次是加大实验技能考核，建立了由理论水平+课堂表现+出勤+实验设计和实施+实验报告+实践基本技能测评+团队合作+综合性研究论文构成的综合考核体系。学生的学习态度端正了，学习思维和动手能力也有了提升。这种多方面、多角度和多层次地全方位考核手段是实践教学中“以学生为本”的具体体现。

3 以学为主，教学相长，共同提高

3.1 学生的目标培养

3.1.1 知识目标

通过微生物实践教学，让学生掌握微生物的基本形态、结构、繁殖方式、营养、代谢、生长、控制、接种分离培养技术、育种、保藏和鉴定；无菌操作技术、常用灭菌方法；微生物在生产生活中应用的基本原理和方法。

3.1.2 能力目标

通过微生物实践教学，让学生掌握微生物的基本理论知识；掌握微生物的基本检验技术、会观察、会鉴别、会分离、会培养、会鉴定；培养学生具有吸收新知识和新技术的能力；培养具有查找资料、文献获取信息的能力；成为“四有”(有理论知识、有实践技能、有个人能力、有团队精神)专业人才[14]。

3.1.3 素质目标

通过微生物实践教学，培养学生独立观察、分析问题和解决问题的能力；养成实事求是、严肃认真的科学研究态度；培养学生团队合作意识；提高职业意识和职业素质。

3.2 “双师型”教学团队的培养

内部控制是指企业决策层、管理层和操作层为实现经营目标、财务目标、合规目标，而实施的一系列控制措施和过程，是企业规范经营行为、防范经营风险、提升管理效果的重要手段。目前，国内外理论界和实务界普遍认为内部控制主要包括五个方面，即内部环境、风险评估、控制活动、信息与沟通、内部监督。其中，内部环境是实施内部控制的重要基础，风险评估是内部控制的首要前提，控制活动是内部控制的具体措施，信息与沟通是内部控制的必要条件，内部监督是内部控制的保证手段。企业在实务操作中，需要将以上五方面按公司层面和业务层面进行控制，因此，企业在内部控制过程中理清好两个层面的关系十分重要和必要。

高素质的教师是保证应用型人才质量的根本。要培养一流的人才，必须有一流的师资。开展实践教学改革，提高实践教学质量，关键在于建立一支结构合理，有较强能力的教学团队[15]。课程组相关教师共同研究制定实验教学大纲，相互合作，备内容、备对象、备方法，向课堂50分钟要质量。从学生“学”的基础上进行探索和反思，不断调整教学项目设计和思路，从而实现学生综合素质全面提升。教师作为探索者要身体力行，注重自身知识结构的更新[16]，在巩固自身专业基础的同时，积极参与创新团队建设与指导，并善于将实践经验转化到课堂教学中。形成既能讲授专业理论，又能指导学生实践的“双师型”教学团队。

3.3 实践教学策略和学生学习策略的形成

改变传统上教师直接灌输，学生被动接收知识的方式，采用“问题启发”与“理论联系实际”等教学策略，教会学生思考、发现、创新及实践的能力，同时也能提高学习热情，又便于学生在后续学习中更有针对性地思考问题，并为学生今后继续深造的专业方向的定位提供思路。

3.3.1 教学策略

1)兴趣策略。兴趣是最好的老师，只有使学生产生了兴趣，才能调动他们主动去学习的积极性。要把学生的好奇心调动起来，牢牢吸引住他们的眼球，使他们很期待尽快深入学习。2)组织归纳策略。将分散的知识融合成一个整体，引导学生掌握知识的内在规律，使知识结构有序且清晰，使得学习活动更适合于知识的规律。这样既能加深理解，又能精简内容，形成知识链，减轻记忆负担。3)互动策略。采取形象化、贴近式教学手段，增强教学内容的直观性和生动性，既能调动学生的学习情趣，增强学习的成就感，又能培养学生的创新思维能力和实践能力。4)综合评价策略。改变以总结性评价为主的传统评价模式，建立以过程评价为主体，关注学生学习过程的新型课程评价手段。

3.3.2 学习策略

1)学习笔记。拿来的始终是别人的，只有自己动手记下来才能成为自己的，印象才能深刻，才容易消化掌握。2)比较总结。将相近知识点归纳起来，通过分析比较(共同、异同)掌握。如细菌、放线菌、霉菌菌落特征、细菌的计数(活菌计数和血球计数板直接计数)、干热灭菌和湿热灭菌等。3)亲自动手。动手能力在生命科学中具有特别重要的地位[17]，微生物学尤其如此。对于基本的实验技术和操作一定要亲自动手，光看是看不会的。4)学以致用。课堂上学到的知识和实践中的应用结合起来。例如如何防止霉变、传染性疾病，风味食品(毛豆腐、奶酪、豆瓣酱、豆豉等)的制作原理、发酵产品(抗生素、酶制剂、蛋白、酒类等)的生产等。

4 结语

教学改革是实现先进教学手段的有效途径，快乐教学能使学生更好地掌握实践操作技能、提高动手能力、调动学习兴趣、挖掘学生的创造性和积极性。实用有效的教学策略让学生养成良好的学习习惯，提升了个人实践能力，培养了团队合作精神。采用分层次教育的方法，使学生分别培养成应用研究型和应用型人才模式，体现了“以人为本，因材施教”的教育思想。

经过多年的教学改革，我院的微生物学教学取得了一定的成效，如微生物学专业方向的考研率不断上升，学生的专业素质特别是微生物相关动手能力获得校内外及用人单位的好评。在今后的教学过程中，我们将不断加大实践教学力度，强化实践教学环节，形成真正以学生为中心的教学模式，营造和谐的教学课堂、活跃的学习气氛和浓郁的创新氛围，实现微生物学教学的良性循环。

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Practical curriculum reform of Microbiology and cultivation of students′ innovative ability

MENG Jian-yu，ZHANG Feng，TAO Yu，LI Heng，FENG Fu-ying

(College of Life Science, Inner Mongolia Agriculture University, Hohhot 010018, China)

Microbiology, an important specialty basic course of life sciences, features high applicability. The important mission of local comprehensive university is to develop the students′ scientific innovation and their ability of solving the practical problem. In order to achieve the education idea of "student as subject and teacher as guider", we reformed the practical teaching contents and methods of microbiology, and teacher training. The reform measures achieved good results. Diversified teaching strategies were formed, which provides a new idea for the practice curriculum reform of Microbiology. The practice showed that students can master experimental skills very well. Students′ practical ability and creative qualities were promoted. The quality of their scientific research was improved.

microbiology；practical teaching；curriculum reform；teaching strategies；ability training

2104-07-26；

2104-09-15

内蒙古农业大学教育教学改革研究项目(内农大教字[2012]19号)

孟建宇，副教授，从事微生物学教学和应用与资源微生物的研究，E-mail：meng_jianyu@imau.edu.cn；

张 峰，博士，教授，研究方向为免疫学和纳米生物学，E-mail：Fengzhang1978@hotmail.com。

G642.1; Q93-33

C

2095-1736(2015)01-0103-04

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2015.01.103