从美国桥港大学微生物学实验教学模式探讨实验环节的改革

孔芳，赵世光，杨超英，魏明，钱森和



从美国桥港大学微生物学实验教学模式探讨实验环节的改革

孔芳，赵世光，杨超英，魏明，钱森和

（安徽工程大学 生物与化学工程学院，安徽 芜湖 241000）

通过介绍美国桥港大学微生物学实验课程的教学模式，结合国内的实际教学，从桥港大学的实验教材、教学大纲、内容安排和考核方式等方面进行剖析，对我国高校的相关实验课程教学改革进行了探讨，提出国内高等院校如何提高教学质量，以及如何培养具有创新性国际化人才的若干建议．

微生物学；教学模式；实验环节

对美国桥港大学（University of Bridgeport）工程科技学院开设的微生物学课程进行了考察．桥港大学教育采用小班教学为主，结合启发式教学与创新性的教学模式，强调培养学生能力为主，提升理论教学和创新人才培养的实用性，具有典型的美式特征[1-2]．特别是在该课程的实验环节设置上，如实验学时设定、实验内容安排以及综合性实验的进行保证了对学生能力的培养．而相比较而言，我国该课的实验教学方法中存在诸多不足，对照不足之处，可以从国外的实验教学中受益，得到有益于教学改革的宝贵经验．

1　实验教材编写特点

桥港大学采用的微生物学实验教材（Leboffe and Pierce：Microbiology laboratory theory and application，2ndedition）中使用大量的高分辨率的显微照片及平板菌落图，可以帮助学生理解与建立微生物的生长模式，图片形象生动，还有微生物临床病例学习案例等[3]．教材插图质量高，加有图注，用粗体强调关键部分，极易辨认，使学生易于理解与掌握，即使没有教师指导，按照提前预习及手册操作步骤实验，也可获得较为理想的实验结果．同时可以激发学生学习微生物的兴趣，并且可利用教材中大量图例与自己实验结果中的图片比较，寻找差异，判断实验结果正确与否．如细菌对外界环境中氧浓度耐受实验，分别将严格好氧培养、微好氧培养、耐氧培养、兼性厌氧培养及严格厌氧培养微生物的阳性和阴性结果对比说明，并将实验结果以彩图展示，使学生直观地了解微生物对外界环境中氧的耐受实验的基本原理和实验结果，加深这部分内容的理解与掌握．而国内的实验指导书编写内容虽然也有实验原理与实验步骤，但大多缺乏清晰的黑白或彩色显微图片和模式图，每一章节的内容衔接较零散，递进编排性较差，很少有学生真正做到在实验前认真阅读及查阅文献．

2　课程的高水平教学大纲

桥港大学的微生物学教学大纲是其国内教学大纲和教学计划的完美结合体，包括对课程、参考书、文献资料、每周理论教学、实验内容、考核方式以及请假说明细节等内容的详细讲解，同时授课教师提供邮箱联系方式．其目的是真正为课程服务．这种高水平的教学大纲保证了教学质量和学生的学习目标[4]．而国内高校对待实验教学环节的重视度较低，大部分实验只是理论教学的辅助，主要以沈萍[5]主编的《微生物学实验》（第4版）作为教纲参考．如安徽工程大学的食品科学、生物技术、生物工程与环境工程等4个专业在同一学期开展微生物实验，使用同一教材版本，并没有根据各专业教学侧重点的不同在实验安排上显示出其专业特色．

3　实验内容安排

桥港大学微生物学课程共计5个学分，其中包括理论课3学分，实验2学分，实验安排为10个基础性实验和1个综合性设计实验．实验教学在培养学生专业技能中具有双重作用，一方面，帮助学生理解微生物学的基础知识和基础理论；另一方面，又可提高学生分析及解决实际问题能力．如综合性实验，要求学生查阅文献，汇总与运用所学知识，分组自行采集不同地域的样品进行微生物的分离纯化及鉴定，结合不同的选择培养基和筛选条件分离不同类型的微生物，通过形态染色观察，生理生化指标等对获得的微生物菌株进行菌种鉴定．这种自行设计性实验对于激发学生的实验兴趣，提高科研创新能力非常重要．安徽工程大学微生物学课堂，依旧沿袭课堂教学+实验教师讲解+学生动手操作的模式，内容安排在有限的学时内完成，各实验之间关联性不大，学生难以体会实验体系的完整性，对微生物实验形成了枯燥无味、不成系统，甚至无用的印象．因此，国内需要将基础验证性实验串联起来形成网络形式，鼓励学生寻找出自己感兴趣的菌种，并将纯化分离的菌种保存在实验室，在微生物综合实验中可将分离出的菌种进行系统化鉴定，充分认识基础性实验在科学研究中的应用．

4　实验环节的特点

4.1实验学时

在桥港大学课程的设置中，实验课时的设置特点为：实验学时饱满，突出体现了学校在学生能力培养上的重视程度．在微生物学课程中，实验课占该课程总学分的40%，实验安排的时间为每周6 h，而理论课时每周3 h，实验总学时超过了讲课总学时．安徽工程大学在压缩本科生专业基础课学时的情况下，为保证讲课学时，只能压缩实验学时，有时甚至为节省时间将2个无关的实验拼凑在一起完成．因此，国内各高校尽管意识到需要加强学生实践创新能力的培养，而在具体实施中，却不能保证基本的实验学时．

4.2实验进行方式

4.2.1学生的学习主动性桥港大学实验课程的教学计划及学习资料会提前公布在校园网上（Bridgeport.instructure.com），注册的学生可到网站下载，在实验前2周，根据实验要求提前预习准备，这样在上课时师生互动频繁，实验气氛活跃愉快，实验内容不仅紧扣理论教学，而且具有趣味性与启发性，激发了学生的好奇心与学习兴趣．而在安徽工程大学的大班实验教学中，大多数学生对实验的重视程度远远不够，或者对实验课兴趣不高，甚至有的学生在实验前连实验指导书都没有看过，有的学生即使准备了预习报告，也存在抄袭现象，实验过程敷衍了事，有些学生甚至在实验完成后都不理解实验结果的意义，对实验过程中出现的问题在实验报告中也未能正确阐释．这样做不但限制了学生的主动性与创造性，而且还助长了部分学生对实验讲解的依赖性，使实验完全变成了一个按指令进行的被动的操作过程．因此，要求学生写好并做好实验预习报告，写清实验目的，简述实验原理，拟定实验步骤，画出实验流程图，甚至能对指导书上的实验方案提出质疑，预测实验结果及解答思考题等，对增强学生对实验本身的感性认识，提高分析及解决问题的能力具有重要作用．

4.2.2提高实验效率，引导学生完成特定目标的探究式学习方式由于桥港大学学生在开学初就制定好详细的学习计划，而所用的参考书都将是所开课程所要传递的观点与理念，其数量较多，且质量较高．由于实验课前学生已经预习，因此实验课上教师引导学生通过观看视频，花较少的时间讲解，并用提出问题的方式引出实验主题，学生在实验过程中勿需死记硬背操作步骤，即使出现失误也能及时发现，不用重做，可以避免学生在实验过程中的盲目性，并且可在不增加实验学时的情况下，节省时间并丰富实验内容．

4.2.3培养学生的探索和研究能力，提高学生的积极性与创新性美国教师擅长以开阔的视野引导学生关注知识的掌握与运用，培养学生运用已有的科研成果进行创新与探究．因此，富有挑战且带有鲜明的综合性特点的课题，学生会主动利用图书馆、网络等资源平台查阅文献，独立解决．如微生物的分离纯化及生理特性的鉴定综合性实验设计，可以激发学生的设计能力与学习兴趣，要求学生在已有的基础知识和学习经验上，自行设计实验方案与步骤．学生在实验前将设计的方案交给教师归纳指点，对学生的大胆设想、大胆质疑以及有创新的设计方案加以表扬，这样可以激发学生的积极性，使他们更加想通过实验来验证自己的设想，一旦出现与实验结果不相符的现象，会激发学生认真分析原因，并正确解释结果，这样可以改变学生被动做实验的局面，对培养学生从事科学实验与解决实际问题具有很好的成效．这种创新培养模式可以很好地应用于国内微生物教学中，将日常生活中的常识应用于实验中，从而提高专业学习的兴趣与思考．如污水处理厂的废水，印染厂浸泡的活性污泥，化学加工厂的土壤以及菜场传统酿制的酸菜等都可以作为微生物菌种分离的菌源，鼓励学生自己取样，查阅文献资料，结合所学微生物基础知识完成实验设计，甚至毕业论文，体现以基本实验技能为基础，以培养创新能力为目标的教学改革体系．

4.2.4实验考核方式严格桥港大学并不以期末考试成绩作为衡量学生学习成果的唯一标准．其微生物学课程采用５级制打分，其中A/A-为93~100/90~92.9，B+/B/B-为87~89.9/83~86.9/80~82.9，C+/C/C-为77~79.9/73~76.9/70~72.9，D+/D/D-为67~69.9/63~66.9/60~62.9，F≤59.9，各等级之间差距大多不超过3，可见非常严格．如可能只有1次考试得B-，其它都得A的条件下，最后平均可能只有B的成绩．考核通过随堂考、作业、多次小测验、考勤和实验能力等形式进行，其中理论课占60%（包括随堂考20%+作业、4次小测验40%），实验成绩占40%（随堂考15%+实验操作25%）．而国内“重实验报告，轻动手操作”的传统考核机制存在较大弊端，导致抄袭现象严重．实验课虽然不能做到每次实验随堂考，但可以借鉴桥港大学的实验考核方式，在限定的时间内进行分组考核，对实验操作过程中的重要环节做到严格考核，由授课教师和实验教师共同监考，并最终评定小组成绩，再结合小组成绩评定个人成绩，这样可以避免学生照着实验书写答案，还能做到对实验知识的真正理解与掌握．实践证明，引入操作技能考核机制，使学生在实验中有紧迫感，不但要理解实验原理，注重实验方法和技术的训练，并且能够严肃对待实验过程的总结和报告撰写，科学合理地培养学生在科学研究中的严肃态度和严谨的科学工作作风，为学生适应更高层次的科学研究奠定良好的基础．

总之，借鉴美国桥港大学的教学模式，结合我国现有的实际教学模式，融入更多新的教育理念，培养出既有扎实深厚基础，又有创新能力的高素质人才，以提高竞争力．因此，从专业课入手，结合课程内容，从实验预习，树立学生主动性和创新性及考核方式等方面进行改进探讨，以期提高学生的思维能力，文献资料的检索应用能力和在实际工作中独立发现问题、分析和解决问题的能力，培养社会所需的多层次创造型人才．

参考文献：

[1] 田虎伟．中美两国高等教育研究方法现状的比较分析[J]．中国高教研究，2008（4）：28-29

[2] 吴绍春．从11门课程看美国大学的教学方法和理念[J]．西安欧亚学院学报，2008，6（3）：15-18

[3] 陈向东，唐晓峰，郑从义．中外微生物学教材建设状况调查与分析比较[J]．微生物学通报，2008，35（12）：1980-1986

[4] 赵明刚．美国高校的实践教学模式评析[J]．教育评论，2011（1）：156-158

[5] 沈萍．微生物学实验[M]．4版．北京：高等教育出版社，2013

Exploration on experiments innovation from microbiology experimental teaching model of University of Bridgeport in America

KONG Fang，ZHAO Shi-guang，YANG Chao-ying，WEI Min，QIAN Sen-he

（School of Biological and Chemical Engineering，Anhui Polytechnic University，Wuhu 241000，China）

Discussed the characteristics of the teaching model of the microbiology experimental course of University of Bridgeport in America，which combined with practical experiences in domestic university．Teaching suggestions of microbiology courses abroad are discussed in the respect of experimental textbooks，syllabus，arrangement of contents，assessment methods，which will provide a reference of reformation for improving teaching quality and cultivate international students with innovative talents in order to meet the social needs．

microbiology；teaching mode；experimental contents

1007-9831（2016）10-0095-04

Q93-3∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.10.028

2016-07-12

安徽工程大学校级项目（自然科学类）（2016yyzr07）

孔芳（1973-），女，湖北随州人，副教授，博士，主要从事微生物学方面的研究．E-mail：kongf2003@126.com