高等農業院校微生物學課程建設與改革研究*

劉素純

(湖南農業大學，湖南長沙410128)

微生物學是從分子、細胞或群體水平上研究微生物的形態構造、生理代謝、遺傳變異、生態分布和分類進化等生命活動基本規律，并應用于工業發酵、醫藥衛生、生物工程和環境保護等實踐領域的科學。近年來，與數理化、信息科學和技術科學進一步交叉、滲透和融合，體現出旺盛的生命力。作為專業技術基礎課，微生物學在高等院校與生物學相關的本科教學活動中，在專業建設與人才培養過程中占有重要地位，受益面廣且影響深遠。

如何使高等院校微生物學教學緊跟學科發展的步伐，突出理工農結合特色，使學生系統地掌握微生物學基礎理論同時，及時掌握最新的微生物學理論動態和應用技術，具有較高的微生物學綜合素質，是微生物學教學工作者面臨的嚴峻挑戰。目前湖南農業大學有食品科學與工程、食品質量與安全、生物工程、生物技術等10多個本科專業開設微生物學課程，每年都有7百多名本科學生學習微生物學理論知識和實驗技能，參與有關生產實踐活動。本研究將以教學內容的改革為核心，以教學方法的改革為基礎，充分利用已有的教學經驗，發揮教師的積極性和學生的主動性，全方位開展微生物學課程建設，力求為社會培養知識、能力、素質相互兼顧、協調發展的應用型人才。

一、微生物學課程建設和教學內容的改革

(一)微生物學教材建設

針對高校農業院校的不同專業教學要求編寫的微生物學教材版本較多，各種教材內容側重點也有很大的不同。結合我校各類專業的教學要求，突出理工農結合的專業特色，我們在選擇和使用微生物學教材時進行了詳細的調研和探索實踐。在眾多的教材中，盡量選擇匯集學科近期研究進展、資料翔實、信息量大、符合大綱要求、并適于教師教學和學生自學兩方面需要的教材。力求所選用的教材既能滿足當前專業教學要求，又可為部分優秀學生報考其他院校相近專業碩士研究生考試作較全面的參考。因此，我們選用教育部獲獎及多所綜合性大學考研指定教材，不同專業有各自的主教材，生物類專業選用周德慶編寫的《微生物學教程》(第二版)為主教材，食品類專業選用江漢湖等主編的《食品微生物學》(第二版)，畜牧動醫專業選用陸承平主編的《獸醫微生物學》(第四版)，農學類選用王賀祥主編《農業微生物學》，推薦主要參考教材為面向21世紀課程教材沈萍主編的《微生物學》《(第二版)，和教育部高等教育司推薦、國外優秀生命科學教學用書Prescott L M et al等編寫的《Microbiology》(Fifth Edition)影印版，為學生繼續深造奠定了良好的基礎。

(二)教學內容整合與更新

微生物學課程內容包括有微生物的分類及形態、營養與生長、代謝及調控、遺傳變異及育種、生態、傳染與免疫等。由于課程涉及面廣、內容多，因此需在教學內容上作合理調整和安排，強調微生物的基礎知識及其應用性，重點講述微生物學課程中微生物分類及形態、營養與生長、代謝調節、篩選及誘變育種及生態。而微生物代謝的部分內容簡略講述。微生物的基因工程技術、傳染與免疫等內容是目前微生物學研究的熱點和難點，但在實際生產中應用較少，主要集中于研究和應用。因此在教學的安排中，作次重點講解，主要介紹基本概念和理論，鼓勵學生通過自學深入理解和掌握。其次學生相關的教育背景不同，教材內容也應進行了整合與更新處理。由于不同專業課程開設時間不同，如生物類專業該課程是三年級開設，對細胞生物學、免疫學及遺傳學、微生物形態、傳染與免疫、遺傳與變異等章節已經學過，再詳細講學生感到枯燥乏味。因此為克服教學內容交錯重疊的現象，充分了解先行課程的教學內容，據此對微生物學教學內容和時間安排進行了適當的調整，強化新知識，避免重復教學。其次為突出理工農結合的專業特色，適當補充“工業微生物學”教學內容。例如食品類專業:將微生物的純培養好和液態發酵納入課堂教學;在課程的最后，根據專業特點，補充微生物工業發酵和產品的相關內容，既提高了學生學習微生物學的興趣，又注重了學生實際能力的培養。再者注意教學內容的更新和系統性，適當地增添遺傳工程育種新技術等新的研究成果和信息，對于教學內容的優化、拓寬學生的知識面是十分必要的。在教學過程中，注意學科和學科之間的聯系，突出生命研究的系統性。

(三)食品微生物學課程研究型教學內容體系的構建

食品微生物學是食品類專業本科生的專業基礎課程，該專業畢業生主要就業于食品加工企業，因此，學生應具備在食品加工與管理實踐中應用微生物學的知識提出問題和解決問題的能力。所以食品專業的微生物課程教學以培養學生的理論分析能力和實際應用能力，以學生初步具備“熟悉微生物、應用微生物和控制微生物”的能力為中心構建合理的微生物課程教學內容體系。把“創新教育和能力培養”作為課程建設的指導思想，構建“以問題為導向”的研究型教學內容體系提高課程教學質量和水平。課程內容體系的構建將理論和實踐的教學內容整合為四個模塊，主要解決“什么是微生物”、“怎樣應用有益微生物”、“怎樣控制有害微生物”和“怎樣研究食品加工過程中的微生物問題”四個問題。主要的教學內容和培養目標見表1。在課程的教學過程中，為了突出體現基礎性、應用性和前沿性，進行一些靈活的研究型設計，如在模塊2和3的基本理論教學內容下充實一些教學與科研相結合的內容。在實驗設計和案例分析的專題研究中(模塊4)，可以加上和食品加工操作實踐相關的環節。

表1 食品專業食品微生物學課程內容的模塊設計

二、采用多樣化的教學方法，培養學生的學習興趣

人才培養，在很大程度上是興趣培養。而授課從形式上看是向學生傳授一門具體的科學知識;從內涵上看是培養學生的科學興趣，激發學生的學習欲望。培養學習興趣是研究性教學的重點。在微生物學課程中如何激發學生的興趣應從細胞社會學的角度去思考微生物學的問題，同時引導學生聯想人類社會自身的某些現象去學習微生物學知識。在教學的過程中，主要強調以下幾個方面的方法。

(一)啟發式教學

改變傳統的教師在臺上照本宣讀，學生在臺下死記硬背的僵化做法。在教學過程中采用“看圖說話”的教學方法，充分發揮模式圖、功能圖的作用，引導學生發散思維，有助于理解抽象的微生物細胞結構和生命過程。

(二)引導式教學

為了更有效地激發學生學習的主動性，更好地培養學生的能力，堅持教研室集體備課。在備課時，分別列出微生物學教材中的重點知識、一般知識和學生自學章節的提綱，分別發給學生，在授課時，結合各章節具體內容，采用不同的教學方法，引導學生運用分析、綜合和歸納的方法主動地學習，使他們對教材內容有比較深刻的領會。例如生物類群形態結構時，可將各種微生物的類群和結構先作扼要介紹，如各類微生物的形態結構、菌落形態牲和繁殖方式有何異同，它們之間是如何區別和分類的，讓學生帶著問題聽課。在本章節內容講完后，再針對性地出一些具有一定難度的思考題，供學生在課后復習之用。學生要完成思考題，必須在網上或圖書館查資料。這樣不僅能拓寬、強化專業知識，而且能鍛煉自學能力。

(三)多媒體課件教學

針對我校各專業本科生微生物學課程要求，開發和應用了多媒體課件。在課件制作過程中，對因特網、英文影印參考書和教材中圖片進行了大量的搜集工作，并經整理photoshop軟件處理和認真篩選后有機地整合在課件的相應位置上，詳細而真實地表現微生物的形態結構及其動態特點，將抽象的微生物學理論轉化為直觀的圖表講解;在某些章節中插入教學動畫，對于文本部分的處理以簡潔為原則，采用不同顏色、不同字體或字號、不同填充色等方式突出重點內容，并根據需要隨時進行演示、修改;利用超鏈接技術，與其相應的解釋或圖片相交互，加強學生對于知識的深入認識;利用繪圖工具自行繪制流程圖，強調知識體系的完整性和系統性。在整個教學課件設計過程中．貫穿自定義動畫技術．把握節奏，提高趣味性;在每章課后都配備一定數量的思考題，便于學生復習和掌握。該多媒體課件應用于我校相關專業本科生微生物學實際教學工作中，充分體現了教學性、科學性和趣味性，取得了較好的教學效果。

三、課程考核方式的優化

考試是督促學生全面、系統復習所學課程基礎理論、基本技能和反映學生分析、綜合、解決問題能力的重要手段，也是反映教學質量的重要方法。因此，對微生物課程考試方面作了一些改革:主要將平時考核與期末考試相結合，總評成績由平時成績和期末考試成績組成，平時成績由課堂表現、課后作業完成情況和考勤組成，提高平時成績所占比例(圖1)。通過考核，一方面可反映出學生對微生物學知識的掌握程度，另一方面能促進學生分析問題和解決能力的提高。

圖1 微生物學理論課程考核成績構成圖

四、改革傳統的實踐教學方式，建立獨特的實踐教學新模式

將普通微生物學實驗課與食品微生物學實驗課合并為獨立的課程，稱之為食品微生物學實驗技術，并從食品微生物學授課總教學時數中分離出來，單列為獨立的必修考試課，進行單獨考試和記分。實驗課的學時數48學時，學分2學分。課程考試方法與計分標準見圖2。通過這課程設置的變換，將加強學生對食品微生物學及其實驗課程的重視程度，既提高了學生的學習積極性，又有利于實驗的連貫性和系統化，從而有力促進微生物學課程教學質量的提高。

圖2 食品微生物學實驗技術課程考試方法與計分標準圖

通過不斷改進補充實驗內容，強化實驗技術訓練，將現代化儀器的使用和成熟的科研成果引入實驗課等措施，提高實驗課的實用性。課程體系包括基本技能、綜合技能、創新能力培養以及工程技術應用。在實驗內容安排上做了適當的調整，除開設細菌形態觀察及革蘭氏染色法、細菌特殊結構的觀察、放線菌、霉菌形態觀察、酵母菌的形態觀察及死活細胞的鑒別、微生物直接計數等5個驗證性實驗外，安排了2個綜臺性實驗—“樣品中微生物的分離、純化及培養技術”和“細菌細胞的生理生化反應實驗”。最后安排了兩個創新性實驗發酵食品的制作。通過該課程的學習，學生能夠參與科技創新活動、研究創新實驗中，挖掘和發揮學生的創造力，提高學生產品開發和解決工程實際技術問題的能力，同時學生獲得微生物檢驗師和食品檢驗師等資格證書，為生產實習和畢業論文等其他實踐教學環節奠定良好的基礎。

五、結語

以上是在微生物學教學過程中進行的多年嘗試，對提高我校微生物學教學質量確實起到了一定的促進作用。但是如何進一步深化教學改革，建立一套充分突出理工農結合特色、更適合農業院校人才培養模式的微生物學教學體系，還有待我們去不斷的努力探索和實踐。

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