强化应用型人才培养的微生物学教学改革与探索

易润华，林巧玲，何红

摘  要：传统微生物学教学模式与应用型本科人才培养模式联系不紧密。根据专业人才培养目标，对微生物学理论和实验教学内容进行梳理，在教学内容、知识创新、教学方法和课程考核等方面对传统微生物学教学模式进行改革尝试。通过全方位强化课程知识应用、技术应用和知识创新应用教学，在课程教学过程中实现应用型人才综合素质的全过程培养，从而实现课程教学与应用型人才培养相吻合。

关键词：应用型人才;微生物学;教学改革;应用型课程

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）30-0134-05

Abstract： The traditional microbiology teaching mode and the application-oriented undergraduate talent training mode is not closely related. According to the training objectives， we optimized the  theoretical content and experiment of microbiology course and reformed the traditional microbiology teaching mode in the aspects of teaching content， knowledge innovation， teaching methods and curriculum assessment. To makes the course teaching adaptable to the training of application-oriented talents， technology application and knowledge innovation application were strengthened in the whole teaching process to cultivate the comprehensive quality of applied talents.

Keywords： applied talents; microbiology; teaching reform; applied courses

應用型人才是指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型，应用型人才培养是我国目前和未来高等院校教育现代化发展的重要目标和方向[1-4]。随着应用型本科高校课程改革深入实施，传统课程教学模式需要及时重新调整、创新与完善，才能实现与具备综合素质的应用型人才培养目标同步发展。高校在培养人才的实际过程偏重理论知识，培养的学生通过了考试，但实际的认知思辨能力、自主研究能力、协调创新能力等方面综合素质仍然有待进一步提高。

微生物学是一门理论性和应用性都很强的学科，是生命科学中重要的基础学科之一，也是我校生物技术、环境科学、植物保护、农资、园艺、林学和农学等专业的一门必修课，还是学习基因工程、发酵工程等其他专业课程和实验技术的基础课。传统的微生物学教学存在课程内容多，抽象难理解，且与生产实践联系不紧密、培养学生创新意识和综合实践能力不强和考核办法不能真实反映学生能力等问题[5-7]，基于此需要对微生物学教学进行改革。

课程是知识的载体，是人才培养的核心要素，课程建设主要是为教学服务，课程的质量直接决定了人才培养的质量[8]，应用型人才培养目标的实现需要制定与其一致的教学内容和教学方式，通过强化课程的应用性，将知识传输给学生。我们对微生物学整个教学内容和教学活动过程进行梳理，按照建设应用型课程的标准和原则[9-11]，从理论教学、实验教学、课程知识创新、教学方法和课程考核等几个方面进行了教学改革和实践。以课程定位为服务各专业应用型人才培养目标，通过加强学生对微生物学基础知识和基本操作技能的学习，强化课程知识与技能的应用性教学，提高学生对课程应用性的认知，培养学生动手能力、实践能力和创新能力，达到提高应用型人才培养的质量要求。

一、理论教学改革强化课程知识应用

大学的专业和课程两者之间存在着紧密关系，课程内容的设置既要适应学校的总体人才培养目标，也要满足社会发展需求，必须将二者联系在一起，实现二者一体化发展。因此，课程教学要因材施教、因时而变、因地制宜，有针对性地实现课程目标、传授课程内容[8]。

根据微生物学在不同专业人才培养目标中的需要发挥作用，有针对性地优化课程内容，突出微生物学课程应用性特色。本着夯实课程基础知识，加强技术技能培养，提高学生科学研究和技术开发能力的培养目标，组织相关课程的教师进行教学研讨活动。通过选择优秀教材，根据各专业学科发展要求，优化教学大纲，合理安排教学内容，优化理论教学体系，调整教学内容，突出重点难点，减少教学内容与其他相关课程重复的知识点。

按照专业特点和发展需要，对微生物学每一章节的内容按照知识点的特点进行分类细化，将知识点细化为基础知识、应用知识、实践技能培养知识和专业拓展知识，并将知识点重新组合成适合不同专业人才培养目标的教学内容。然后结合专业特点，科学合理地安排各教学内容的授课学时，做到重视基本知识和实践技能培养，兼顾专业拓展知识，突出应用知识的讲授。修订的教学大纲专业性强，课时安排更为精准，可充分利用有限的课时将微生物学服务于各专业、精准服务各专业的发展需求与应用型人才培养，达到学以致用的目标。

在安排教学大纲时，根据学生的专业不同，相应地增加和改变微生物学知识在其专业实践领域中的新进展、热点和应用实例，让学生更多了解微生物学在本专业中的应用历史和现状。例如针对环境科学专业引入微生物在环境保护、污水处理以及环境生物修复等方面应用的成功案例;针对生物技术专业引入微生物在基因工程、基因编辑、基因治疗和探索生命活动规律等方面应用的成功案例，激发学生学习微生物学的积极性。

二、实验教学改革强化技术应用

实验教学过程是诱发学生学习兴趣的关键环节，实验教学过程有利于学生更灵活地把理论知识应用于实验当中，加深和总结对理论知识的理解，掌握和提高学生的操作技能，更为重要的是培养学生多方位的观察、思维和分析能力以及独立解决问题的能力，培养学生善于发现问题、严谨的科学态度和自主学习与创新的能力。

传统的微生物学实验涉及了微生物的基本操作技术，开设的实验内容主要为基础性实验，如培养基的配制与灭菌、微生物的分离和纯化、细菌的常用染色方法及形态观察、放线菌、酵母和霉菌形态观察、微生物细胞大小的测定和显微镜直接计数、细菌鉴定常用生理生化等。这些传统实验多以操作性和验证性实验为主，教师按照传统模式教授原理性、事实性和操作性知识，实验结束后学生对实验缺乏深入学习和探究，不利于学生的创造性思维培养和发挥，教学效果难以满足应用型人才培养的要求。传统的实验项目离散而无直接联系，学生只要按照实验指导按部就班即可完成，很难达到诱发学生学习兴趣和培养学生严谨的科学态度，提高学生分析问题和解决问题能力的教学目标。

为培养学生适应生产、建设、服务各行业所需要的技能，提高学生的科学研究技能和应用创新能力，通过改变传统实验单一操作实践的授课模式对微生物学实验教学进行改革。在实验教学过程中，将教学活动安排分为五个阶段，以海洋微生物为实验材料，把传统微生物经典实验项目有机串联在一起，实现学生掌握理论知识、实践操作和技能应用三者的有机结合。

实验项目的开设按照研究微生物的基本程序（分离→纯化→形态观察→鉴定→应用）进行实施（如图1），从而构建出一个课程综合性实验体系。在实验教学第一阶段，教师系统讲述微生物学课程实验内容总体思路和安排，让学生理解整个实验教学活动设计的目的、作用和意义，激发学生学习的兴趣与欲望。课前要求学生通过小组讨论和个人自主学习的方式完成实验预习，初步掌握每次实验课涉及的知识点、操作以及实验课程考核的内容，让学生带着问题和带着解决问题的激情进入课程实验。第二至第四阶段的每次实验课时，教师承上启下地引出实验项目的内容，讲述上次实验与本次实验之间的关联性。在实验课程讲述时，主要从本次实验做什么（What）、怎么做（How）、为什么这么做（Why）、技术应用在哪里（Where）展开。实验结束后，教师对学生的实验操作技能测试（Test），督促和激励学生掌握每次实验的关键性操作技术，建立4W+T的实验课程教学模式。第五阶段的最后一次实验总结整个实验课程教学的设计思路，进一步加深学生对实验课程内容的系统性和实验技术应用性的理解，为培养具有创新性的应用型人才打下基础。

通过实验教学的改革，把微生物学基本原理和基本实验技术整合，系统化和项目化实验内容，通过增加课程技能测试，强化学生实验操作技能训练，建立4W+T的实验教学模式。4W+T的实验教学模式突出实验项目间的连贯性和科学性，加强了学生对整个实验的系统性认识。同时，也加深了学生对理论课的理解，使学生更好地将理论与实践紧密地联系起来，利于学生创造性思维的培养和发挥。

三、应用SECI知识创新模式强化课程知识创新的教学

创新教育是我国高等院校教育事业质量工程的要求，当代大学生仅仅掌握专业知识和专业技能，已经不符合我国科学技术进步和知识经济发展的创新型人才需求。为达到应用型人才培养课程要求，微生物学课程应用SECI模型进行教学改革和探索。按照SECI模型[12-15]，将微生物学课程改革的创新教育活动分为四个阶段（如图2），强化应用创新教育，激发学生的创业冲动和知识转化潜力。

第一阶段为潜移默化阶段。通过组织学生参观酿酒厂、污水处理企业和微生物肥料生产厂家，播放利用微生物发酵生产啤酒、酸奶和馒头制作的视频等进行课程实践教育教学，并引导学生在平时生活中观察与微生物活动有关的现象，实现课程知识的移转与转化，激发学生的学习热情和创业热情。

第二階段为互动转化阶段。组织课程学习兴趣小组对课程感兴趣的知识和生活中观察到的现象，通过文字、图片、影像等多种形式在课程网站的讨论贴吧进行讨论，相互表达和交换各自的想法，实现隐性知识向显性知识的转化，提高学生的语言表达能力和创造性推论能力。

第三阶段为知识组合化阶段。根据学生在第二阶段中讨论的问题进行综合分析和研判，组织学生参加相应的学术专题会议并进行交流，引导学生对掌握知识和自己的想法进行归纳总结，实现课程知识的组合化和系统化，使之变成创新创业计划或实验研究方案，提高学生的逻辑性思维能力。

第四阶段为知识升华阶段，即学生通过完成创新创业计划或实验研究方案，实现显性知识向隐性知识的转化。此阶段实践教学过程充分利用学校国家级实验室、研究中心、创新中心和各级开放实验室，为学生创新能力培养提供多元化实训平台。通过安排学生参与教师的科研项目、参加与微生物学相关的各种专业技能大赛、参加企业顶岗实习等环节提高学生实践技能、感知能力和创新意识。通过鼓励学生探究自己身边遇到的与微生物有关的问题，组建微生物学习兴趣小组，教师参与指导和开展第二课堂完成创新性实验教学，让学生感知微生物的无处不在。学生参与多元化实训平台训练，对微生物的认识更全面、印象更深刻、学习兴趣更浓厚，经过系统的训练，创造和创新能力得以提高。

微生物学课程应用知识创新的SECI模型教学，根据知识创造四个阶段的特点选择合适的教学场所和教学方式，实现“隐性知识”与“显性知识”相互转化，不断培养学生的综合应用能力和创新能力。

四、教学方法改革强化应用型人才素质培养

课堂是培养学生自主创新力与探索实践力、建构过程性知识的载体。微生物学课程通过建立网络学习平台，将课程资源以及拓展资源、学科发展动态和学习习题等放入网站，拓宽知识面，丰富课外学习资源，加强课程基础知识的学习指引。为实现素质教育与创新性教育的现代教育理念，培养应用型人才，达到提高学生自学、分析问题、解决问题和创新应用能力的目的，微生物学课程通过灵活运用教学方法，在教学内容和课堂进行了改革和实践。

根据理论课章节内容的特点，确定科学合理的教学方法，按照教师主导型、师生共导型和学生主导型课堂教学模式进行教学活动完成预设的教学目标。在教师主导型教学中，教师精心设计教案，课堂教学中按照教师设计的思路逐步推进教学进度，引导学生学习。在师生共导型教学中，教师精心设计教案与课堂流程结构，课堂以主题项目引领学生自主探究学习，学生充分发挥创造想象空间，以师生、生生之间的对话、讨论和争辩的形式不断生成教学内容。在学生主导型教学中，教师精心选择和设计项目、问题或案例为学生提供学习情境，引导学生搜集资料和整合学习资源构建学习目标，教师在课堂上参与学生讨论协助学生梳理、反思、总结和知识的呈现。

在课堂上尽可能给予学生发挥创造想象空间，减少传统讲述式授课方式和教师对课堂的掌控主导作用，增加学生在课堂的主体作用。通过增加对比式、讨论式、读书指导式、演示式、提问式、探究式、启发式和PBL等授课模式的比例，提高学生主体能动性与参与度，实现和达成教学的有效性，从而强化知识的创新应用性。

传统的微生物实践教学内容多以验证性为主，导致理论教学与实践教学有所脱节。因此，实验课教学从“现场演示”转向为“提问启发+演示+操作训练+应用”，在教学方法上突出课程内容和技能的实用性和应用性。在实验考核中严格要求学生课前预习、课后复习，通过提问等方式检查学生的实验内容的预习与复习情况。同时教师列出每次的实验内容、实验步骤和讨论提纲，组织学生查阅资料，撰写讨论发言稿进行讨论。教师在实验讨论结束后将实验原理与课程理论知识有机地串联在一起，整个实验教学过程强化了实验内容与技能的应用性。

五、全面合理的过程考核体系强化应用型人才的过程培养

课程考核是教学的重要环节，是教师教学质量、教学效果、学生知识和技能掌握程度等教学信息的反馈和激励学生学习积极性等的重要手段[16]，考核方式的合理性和全面性对课程教学效果好坏和教学目标的达成度至关重要。

由于传统的课程考核方式单一，导向性不好，课程考核采用一次性终结性考核方式（即期末考试），学生和教师更多关注成绩的高低，而忽略对学生过程性学习、技能培养和教学过程的考核，难以真实反映学生的学习效果和水平。虽然教师认真备课，不断丰富课程内容，改变授课方式吸引学生，激发学生自主学习，但是传统课程考核不易体现出学生掌握知识的系统性和全面性，不易体现学生实践技能的掌握程度以及学习的主观能动性，最终使教学效果受到影响。传统考核存在学生考前突击现象，导致出现分数一样，但学习的努力程度相差很大，对认真学习的学生不够公平。因此，课程考核要重视学生学习过程的知识吸收、掌握和运用，达到“以考促学”和“考核公平”，有利于培养学生的应用能力的教学目标。

微生物学课程考核贯穿教中考、学中考、考中促学的理念，通过多元化考核方式加强教与学的全过程考核进行改革。微生物学课程考核环节包括学习态度、操作技能、实验环节、团队合作以及综合应用等方面，对学生的理论知识、学习能力、过程学习以及实践技能学习等进行全方位和全过程的综合考核，课程考核分为三部分考核：理论学习过程考核、实验学习过程考核和综合技能考核。

1. 理论学习过程考核：理论知识的考核不局限于期末试卷考试的形式，在整个教学过程中采用课堂提问与抢答、课堂小测验、课堂小讨论、课程知识应用答辩、期中综合测验、课程小论文和课程网站知识自主学习等多种方式综合考核，从学习态度和方法、学习自主性两个方面考核学生的学习情况。综合考核一方面有利于教师及时掌握学生课程学习中存在的问题，而对授课方式和方法及时作出调整;另一方面可以让学生感受到自己在学习过程中与其他同学存在的差距和不足，全方位激励学生学习的动力，激发学生的学习兴趣。

2. 实验学习过程考核：传统的微生物实践教学内容多以验证性为主，实验考核多以实验理论知识、出勤和实验报告进行考核，导致理论教学与实践教学有所脱节。因此，将实验考核分为实验理论知识考核和课堂实验技能考核。在实验理论知识考核方面，对学生课前实验预习报告、课后复习实习总结报告、课堂提问、课堂讨论和发言几个方面进行考核。在课堂实验技能考核方面，教师对每次实验进行精心设计，确定每堂实验课的技能测试内容，在学生完成实验后，对每名学生技能进行课堂测试。测试时，要求学生一边操作、一边讲述实验操作要领，教师及时給予纠正，其他学生在旁边观察领会，直到学生完全掌握操作技巧。

3. 综合技能考核：教师根据课程内容提出问题分配到由4-6名学生组成的学习小组，以问题为导向的PBL教学方法进行学习过程考核。教师组织各小组对其问题进行小组讨论学习，引导学生通过查阅文献资料掌握课程知识后，指导学习小组进行实验方案设计、实验组织实施、实验结果分析和实验论文地撰写。每小组完成学习后通过论文和PPT在各小组间相互展示汇报学习和研究成果，相互切磋，共同提高。完成整个学习环节后，根据教师设计的评分标准，通过教师评价、小组互评、组内互评和个人自评完成综合技能考核。

考核成绩结构及所占权重：课程综合评分：总成绩=期末综合考核（50%）+理论学习过程考核（10%）+实验学习过程考核（30%）+综合技能考核（10%）。其中，期末综合考核以试卷形式进行，卷面分100分，占课程综合评分的50%，考核内容包括理论知识和实验知识，题型分为填空、选择、判断、名词解释、简答和问答题;理论学习过程考核占课程综合评分的10%，其中课堂提问与抢答、课堂小测验、课堂小讨论、课程知识应用答辩、期中综合测验和课程小论文各占理论学习考核的10%，课程网站知识自主学习占40%;实验学习过程考核占课程综合评分的30%，其中出勤、课堂教学环节（提问、讨论发言）各占10%、课前实验预习报和课后复习实习总结报告各占25%和课堂实验技能考核占30%;综合技能考核占课程综合评分的10%，其中教师评价占40%，组间互评、组内互评和个人自评各占20%。

全面合理的过程考核体系以丰富多样的考核形式（多维度、多元化和个性化）强化应用型人才综合素质的过程培养，有助于教师及时掌握学生学习动态，及时调整教学策略，充分体现教师不仅是知识传播者和监督者，更是组织者、引导者及评价者的角色。通过全面合理的过程考核体系，学生素质在课程教学各个环节的学习过程中得以提高，杜绝了学生试卷考试投机现象，提高了课程考核公平性。通过课程考核改革，提高了学生自主学习的兴趣和主动性，使学生不再是被动地接受知识，而是知识的输入与输出相结合的双过程，通过教师引导，学生对教学、学习过程的关注，全面提高课程实施质量[8，16]。

六、结束语

应用型高素质的人才培养是一个系统工程，高等院校需要从师资队伍建设、课程体系、理论教学与实践教学以及办学条件等多方面进行整合，优化人才培养机制，才能培养出符合时代进步和社会发展的应用型人才。大学课程教学改革是培养应用型人才的第一步，课程教学改革需要从课程定位、课程设计、课程实施和课程评价等方面对学生进行创新教育理念的熏陶，在课程教学的全过程强化课程知识的应用性，建立培养高素质应用型人才的科学合理的专业课程体系。应用型人才培养涉及到课程教学的方方面面，教学改革除了包括课程知识体系改革、实践教学体系的改革外，学生认知能力培养和情感的关怀等综合素质的培养也不容忽视。

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