注重学生创新能力培养的微生物学教学改革

张春杨, 马汇泉, 2, 丁忠峰, 盛桂华, 卢明锋, 安春艳, 王丽娟, 刘红亮, 高秀珍

(1.山东理工大学 生命科学学院，山东 淄博 255049；2.山东理工大学 教务处，山东 淄博 255049)

注重学生创新能力培养的微生物学教学改革

张春杨1, 马汇泉1, 2*, 丁忠峰1, 盛桂华1, 卢明锋1, 安春艳1, 王丽娟1, 刘红亮1, 高秀珍1

(1.山东理工大学 生命科学学院，山东 淄博 255049；2.山东理工大学 教务处，山东 淄博 255049)

探索和实践了注重学生创新能力培养的微生物学教学改革。在优化理论教学内容，构建与学科发展相适应的新的微生物学知识体系基础上，对教学方法进行了改革。注重启发式教学，通过有针对性的微生物学问题的引导来启发学生的思考和学习兴趣，注重理论与实践相结合的教学方法，并通过开展综合设计性实验来培养学生的实践能力和创新能力。改革了考核办法，加强了对平时学习和实践环节的重视，更加有效地培养学生的能力和综合素质，从而提高了教学质量。

微生物学；启发式教学；讨论式教学；设计性实验；创新能力

微生物学是研究微生物基本生命活动规律的科学，主要包括微生物的形态结构、营养代谢、生长繁殖及控制、遗传变异、生态分布、分类进化和应用等方面[1-2]。微生物学是高等院校生物类专业的重要基础课，与其他学科以及食品、医药、环保和人类的生活关系十分密切。近几十年是生命科学蓬勃发展的时期，微生物学作为生命科学重要组成部分之一，其发展速度前所未有。同时，社会生产不仅需要有丰富专业知识的人才，更需要有卓越创新能力和优良素质的高质量人才。为适应学科发展和社会需求，尤其是适应知识-能力-素质三位一体的应用型人才培养目标的要求，微生物学教学改革势在必行。本文以山东理工大学专业核心课程建设项目为支撑，对微生物学课程进行了改革探索和实践。

1 优化教学内容，构建新的知识体系

微生物学课程包括理论课和实验课两部分。其中理论课学时数为48学时，实验课学时数为32学时。如何在规定的学时内高质量地完成教学任务，是首先要考虑的问题。这要求教师具备相对完整的微生物学知识体系，熟悉教授内容，明确教学目标，把握课程重点和难点，合理安排教学内容。在教学过程中，将传统的微生物学理论与当前生命科学发展中的新理论、新技术和新成果相结合，使微生物学理论逐渐形成新的知识体系。

在新的课程体系中，既保留原有较成熟的知识体系如形态结构、营养代谢、生长繁殖及控制、生态应用等，又适当引入微生物分子生物学、微生物生理代谢调控等前沿学科的新知识，删减与后续课程重复的内容。对形态结构部分，注重不同类型微生物的形态结构差异，例如对比革兰阳性细菌和革兰阴性细菌的细胞壁结构和化学组成差异来介绍，便于学生清楚地理解和掌握。而且各部分结构的介绍遵循从细胞外到细胞内、从一般结构到特殊结构的顺序组织教学内容，使学生建立有序的知识体系。在营养代谢部分，除介绍各类微生物的基本营养要素之外，注重不同类型微生物的营养要求差异及其代谢类型的差异，这样知识层次更清楚一些。另外，微生物代谢部分可适当介绍代谢调控的方式，并以赖氨酸高产菌株为例，让学生充分理解代谢酶活性的调控方式，并对生产实践产生初步的认识和兴趣，为应用型人才的培养打下基础。在微生物遗传变异部分，既增加微生物基因组学的内容，又对经典的微生物遗传学知识如微生物的遗传重组方式及其在基因工程中的应用着重讲述，因为这也是微生物学对现代生物学贡献比较突出的方面之一。对微生物变异作简要介绍，对变异的特点、方式和分子机理等，则主要放到微生物遗传育种学中讲授。这样，有详有略，既提高了学生的兴趣，为后续课程学习打下了基础，又对核心理论和知识有全面深刻的学习。将微生物物种的多样性安排为课后自学，此外实验课上结合有关实验项目，使学生进一步了解微生物物种的多样性及其主要特点和功能。因为感染与免疫内容要在后续的免疫学中详细学习，所以在该课程中略讲或不讲。

2 改革教学方法与教学手段

传统的教学方式注重知识的传授，课上常常满堂灌，课下学生又忙于书面作业，这种方式容易使学生产生厌倦心理，影响学习积极性，学生缺乏探索和学习知识的主动性，更缺乏对知识合理应用的能动性和创新性。因此进行了教学方法和教学手段的改革。

2.1 注重启发式教学和讨论式教学

启发式教学不仅可以引发学生的学习兴趣，还可以培养学生的思维能力和创新能力[3-5]。在开始学习新章节知识之前，提出一些具体的现象和问题从而将学生的思维引导至所要学习的内容。例如在介绍第八章第五节细菌基因转移和重组之前先让学生思考一下：“为什么抗虫棉能表达细菌的杀虫蛋白？”然后带着这些问题开始新内容的学习，使学生通过了解问题、分析问题和解决问题的训练，综合提高其专业素质。

课堂上还引进目前备受关注的讨论式教学模式。结合微生物学科的发展前沿和生产实践现状，先提出与学科密切相关的讨论题目，如“如何有效解决细菌耐药性的问题？”、“当‘MERS’来袭”等，将这些题目公布给学生，同时鼓励学生根据自己的学习兴趣设计其他的新题目，在课下组成小组查阅文献、交流思想，然后在课堂上以小组的形式进行讨论或者以PPT的方式在课上做报告，大家发表自己的观点和见解，教师则进行必要的指导、评议和总结，然后根据各组的观点介绍、PPT讲解、讨论答疑等情况进行评价打分。整个过程贯穿了学生的思考、分析和对问题的观点凝练。这种专题讨论可以充分调动学生的学习积极性，使学生体会到理论知识和实践之间的具体联系，从而进一步提高对专业课的学习兴趣，并为将来选择职业方向提供了思路。同时还可锻炼学生的协作能力、创新能力和组织表达能力等。

2.2 在理论与实践相结合的教学中注重培养学生的创新能力

微生物学是一门实践性和应用性较强的学科，在教学中要充分体现这一特点[6]。教学内容的安排也尽量做到理论和实验同步。例如在理论课讲完微生物细胞的结构和功能后，相应跟上微生物的革兰染色、荚膜染色等内容，让学生通过实验充分体会不同微生物的结构特点，并进一步理解染色的方法、原理和用途。在微生物的营养理论课后，紧跟着是微生物培养基的制备，让学生在掌握培养基制备的一般原则基础上，充分体会不同营养类型的微生物对营养的要求特点及制备培养基时的相应不同，为将来从事不同的微生物生产活动打下良好的基础。同时,创新意识和创新能力的培养也是教学活动的重要目标[7-10]。实验项目方面，除了基础性实验，还设置了与生活、生产及科研关系密切的综合设计性实验，让学生结合自己的兴趣选择设计，如 “市售乳制品中活性乳酸菌的检测” “葡萄酒/苹果酒/糯米甜酒的酿制”“益生芽胞菌的分离筛选”“产脂肪酶微生物的分离、筛选及酶活性检测”“利用固体有机废弃物发酵产沼气”等。学生查阅文献、设计内容、准备材料，教师对其设计进行把关后学生开展实验、分析结果并撰写实验论文。通过实验，学生们充分掌握了所学的理论知识并学以致用，进而激发他们的学习兴趣和创新能力，提高教学效果。

2.3 注重信息化教学

现代化教学设备和教学手段的运用不仅可以提高教学质量，更有助于激发学生的学习兴趣和创造力[11]。我校微生物学课程组运用多媒体技术和网络技术进行教学资源的编制、呈现、管理和讨论。编制、完善了微生物学理论多媒体课件和实验多媒体课件，增加了知识的形象性、准确性和具体化，使其易于理解和掌握，更调动了学生的积极性和学习兴趣。同时，建设了微生物学网络教学平台，把主要的教学资源上传到平台上，并利用平台进行学生作业的布置、提交、批阅等，还可针对课程学习情况进行在线测试、互动讨论、答疑等活动。

3 改革考核办法

为了提高教学效果，培养学生的专业素质和创新能力，改革了考核办法。采用形成性评价与结果性评价相结合的办法，适当加大形成性评价的考核力度。目前理论课的考核由出勤及课堂表现+作业(一般作业+思维导图+出题等)+专题讨论+平时测验+期末考试各项构成，其中期末考试成绩占50%，其他各项形成性评价共占50%。实验课的考核由实验表现及实验报告和实验论文等+期末考试构成，其中期末考试成绩所占比例不超过50%。这样，通过理论学习、资料查阅、专题讨论、实验学习、设计性实验等多个环节，充分调动学生的学习积极性，提高他们对学习、实践和设计环节的重视程度。

4 小 结

我们对微生物学课程从教学内容、教学方法和手段、考核办法等多个方面进行了改革探索，重在培养学生的学习兴趣和创新能力。目前，改革已取得初步成效，学生反映对知识的理解更深入了，实验技能增强了，调研、分析、解决问题的能力提高了，并且具备了一定的创新意识。然而改革也存在一些问题和不足，例如设计性实验开展得还不够深入，信息化教学程度还不够高，学生的积极性还未充分调动起来，等等。今后，设计性实验应多鼓励学生与某个研究方向结合起来开展探索性的实验；教学手段方面注意提高课程网络信息化教学水平，适当运用微课、SPOC等课程资源，结合更多的网络互动、答疑讨论等，进一步提高教学的网络化、开放化和主动性。

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[2] 周德庆. 微生物学教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2011：10.

[3] 殷月兰, 焦新安, 潘志明, 等. 微生物生物学研究型教学改革初探[J]. 微生物学通报, 2008, 35(12): 1977-1979.

[4] 黄青松, 王树芳, 邓保国, 等. 启发式教学在医学微生物学实验教学中的应用[J]. 基础医学教育, 2011, 13(5): 446-447.

[5] 李振. 微生物学教学改革探索[J]. 现代预防医学, 2014，41(22): 4222-4224.

[6] 段淑蓉. 微生物学教学改革初步探索[J]. 安徽农学通报, 2013, 19(14): 151-152.

[7] 贾艳萍，张兰河，郑胜.体现不同专业特色的微生物学实验教学改革研究[J].微生物学通报，2013, 40(4): 700-705.

[8] 李姣清. 微生物学实验课的创新式教学[J]. 实验科学与技术, 2012, 10(2): 121-123.

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[10]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.

[11]王颖, 杨柳, 叶明. 微生物学网络信息化教学设计方法探讨 [J]. 微生物学通报，2010, 37(3): 437-441.

Teaching Reform of Microbiology Laying Stress on Fostering Students’Innovative Ability

ZHANG Chun-yang1, MA Hui-quan1, 2, DING Zhong-feng1, SHENG Gui-hua1, LU Ming-feng1,AN Chun-yan1, WANG Li-juan1, LIU Hong-liang1, GAO Xiu-zhen1

(1.Schl.ofLifeSci., 2.Dean’sOffice,ShandongUni.ofTechnol.,Zibo255049)

Exploration and practice of the teaching reform of microbiology were conducted with the objective of cultivating the innovative ability of students. Based on the optimization of theoretical knowledge and the construction of a new microbiology system which is adapted to the development of life science, the teaching methods of microbiology were then reformed. The method based on the heuristic teaching inspired students’ thinking and learning interest by guiding them aiming at microbiological issues, and laying stress on teaching method of combining theory with practices, and fostering the students’ practical and innovation capabilities through comprehensive experiments with design dimensions. Reform the assessment method, and strengthen the assessment of learning and practical links at ordinary times, and train the students’ capability and comprehensive quality more effectively, so as to improve the teaching quality of the course.

microbiology； heuristic teaching； discussion teaching； designable experiment； innovative ability

山东理工大学专业核心课程建设项目(2009105)

张春杨 女，副教授，博士。主要从事应用与环境微生物学方面的教学和科研工作。 E-mail:zhangcy@sdut.edu.cn

* 通讯作者。男，教授，博士。主要从事微生物学相关的教学和科研工作。Tel:0533-2781329, E-mail:mhqswp@sdut.edu.cn

2016-03-08；

2016-04-18

Q939

B

1005-7021(2017)01-0110-03

10.3969/j.issn.1005-7021.2017.01.018