農(nóng)業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開設(shè)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的必要性和條件

[摘 要]農(nóng)業(yè)微生物學(xué)是為高等農(nóng)業(yè)院校農(nóng)科專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中如何通過改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法更好地培養(yǎng)學(xué)生的操作技能、獨(dú)立工作能力、科研思路、創(chuàng)新意識，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育，是本門課程教學(xué)工作者一直探索的問題。在農(nóng)業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是本門課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向和必然趨勢，但設(shè)計性實(shí)驗(yàn)開設(shè)不僅需要充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、大量的實(shí)驗(yàn)材料、時間和空間上開放的實(shí)驗(yàn)室等硬件，更需要高素質(zhì)的老師、針對性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教材、完善的管理和評價制度。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)微生物學(xué) 設(shè)計性實(shí)驗(yàn) 必要性 條件

[中圖分類號] G642.423 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）23-0088-02

實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法是農(nóng)業(yè)微生物學(xué)科的重要組成部分，也是學(xué)科存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。如何通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度與實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力、思維能力﹑創(chuàng)新能力，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)，是我們的教學(xué)目標(biāo)與宗旨，也是農(nóng)業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的重要課題。近幾年來，開展設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的熱點(diǎn)。筆者認(rèn)為在農(nóng)業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有必要開展設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以下將對開展設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和條件作一闡述。

一、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的較好途徑

（一）培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高等教育的根本任務(wù)

法國教育思想家埃德加·富爾于1972年向教科文組織總干事長遞交的一份研究報告——《學(xué)會生存》中指出：“人們對付當(dāng)今世界性問題和挑戰(zhàn)的能力，歸根到底取決于人們能夠激發(fā)和調(diào)動的創(chuàng)造力的潛力?！惫鸫髮W(xué)前校長尼爾·陸登庭在北京大學(xué)演講時也指出：“在邁向新世紀(jì)的過程中，一種最好的教育就是有利于人們具有創(chuàng)新性，使人們變得更善于思考，更有追求的理想和洞察力，成為更完善、更成功的人?！币虼耍叩冉逃媾R的任務(wù)是在教學(xué)活動中采取科學(xué)的、藝術(shù)的、創(chuàng)新性的教學(xué)方法和手段，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，塑造學(xué)生的創(chuàng)新品格，使學(xué)生走出校園后具備迎接各種挑戰(zhàn)的能力。能否培養(yǎng)出具備戰(zhàn)勝各種社會挑戰(zhàn)能力的創(chuàng)新型人才，已成為檢驗(yàn)高等教育成功與否的重要標(biāo)志。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)正是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力、思維能力﹑創(chuàng)新能力的重要手段和途徑[1][2]。

（二）設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案》對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了定義：設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自行組織實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，獨(dú)立操作并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在設(shè)計過程中可以激發(fā)學(xué)生的積極主動性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高綜合解決問題的能力。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)有以下一些特點(diǎn)：（1）自主性。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施的整個過程中，學(xué)生始終是學(xué)習(xí)的主體，充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心的原則。[3][4]在設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生是主動地發(fā)現(xiàn)問題，主動地提出問題，積極探求解決問題的方法，而不是被動地一步一步按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的步驟操作，而這種教學(xué)能真正體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極主動地獲取知識、認(rèn)識和解決相關(guān)問題的自主性。而且設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中學(xué)生也可以根據(jù)自己的愛好、特長和興趣選擇實(shí)驗(yàn)題目，通過題目和問題來組織實(shí)驗(yàn)。[3][4]（2）探究性。與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同，設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以主動去探索實(shí)驗(yàn)涉及的各個方面。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，會出現(xiàn)什么樣的問題、問題如何處理、能得出什么結(jié)果等都沒有現(xiàn)成的結(jié)論，需要學(xué)生在探索過程中自己去尋找。在這樣的過程中學(xué)生能了解科學(xué)研究的一般過程，掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。（3）開放性。 開放性是設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個很顯著特點(diǎn)，開放性不僅注重時間和空間上的開放，更注重在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上的開放，學(xué)生可以自行選擇實(shí)驗(yàn)方法和題目。（4）過程性。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)更注重實(shí)驗(yàn)過程，注重實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的思維方式、個人體驗(yàn)及對信息的處理和整合。[3]（5）綜合性。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)一般是在基本實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練之后開展，不只是涉及實(shí)驗(yàn)的某一技能、某一內(nèi)容和某一知識點(diǎn)，而是對已學(xué)過的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能的綜合應(yīng)用，具有高度的概括性與綜合性。[3][4]（6）趣味性。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程往往充滿了趣味性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓人有成就感，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象里也經(jīng)常蘊(yùn)藏著很多的趣味。[3]

二、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)?zāi)軐?shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)的目標(biāo)

該課程的教學(xué)目標(biāo)有三：一是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生掌握微生物的無菌操作、顯微鏡使用、消毒滅菌、培養(yǎng)基的設(shè)計與配制、微生物的分離與接種等實(shí)際操作技術(shù)，為以后從事相關(guān)的工作打下操作技術(shù)的基礎(chǔ)，此為教學(xué)的基本目標(biāo)；二是通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神；三是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決實(shí)際問題、能進(jìn)行創(chuàng)新性工作的能力，這是本門課程教學(xué)的最終目標(biāo)。一直以來，由于各種原因，農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，通過單獨(dú)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來訓(xùn)練學(xué)生的各種基本操作技術(shù)，所有實(shí)驗(yàn)材料均由實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備好，學(xué)生按照操作步驟操作就行。這種實(shí)驗(yàn)作為訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技術(shù)、驗(yàn)證某些觀點(diǎn)和理論、加深對微生物的理論知識的理解能起到一定的作用，僅能實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的基本目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)的更高目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新意識、綜合應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力還需在學(xué)生基本操作技能訓(xùn)練之后開設(shè)一些設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。

三、開設(shè)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)所需具備的條件

（一）學(xué)生需具備的條件

設(shè)計性實(shí)驗(yàn)由于綜合性較強(qiáng)，往往一個實(shí)驗(yàn)涉及多種操作技能和專業(yè)知識，而且學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中自始至終每一步都得自己動手，具有高度獨(dú)立性和自主性，這就要求學(xué)生需具備一定的基本操作技能和相關(guān)理論知識，需在經(jīng)過基本操作訓(xùn)練，學(xué)習(xí)了一定理論知識之后才能進(jìn)行。農(nóng)業(yè)微生物學(xué)的設(shè)計性實(shí)驗(yàn)應(yīng)安排在幾個能訓(xùn)練學(xué)生的無菌操作技術(shù)和觀念、簡單和復(fù)雜染色技術(shù)、常用培養(yǎng)基的制作與滅菌技術(shù)、平板稀釋分離和畫線分離技術(shù)（液體、固體、半固體培養(yǎng)基）、接種技術(shù)的驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)之后。

（二）硬件條件

硬件條件指實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料（試劑、藥品、耗材等）等。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中每一個實(shí)驗(yàn)所涉及的內(nèi)容都較多，需要多種實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備，而且由于學(xué)生數(shù)量較多，設(shè)備和材料的數(shù)量需求很大。如設(shè)計性實(shí)驗(yàn)“拮抗香蕉果實(shí)炭疽病菌芽孢桿菌的分離與篩選”，涉及的設(shè)備就有：恒溫培養(yǎng)箱、振蕩培養(yǎng)箱、高壓蒸汽滅菌鍋、各種精度的電子秤、顯微鏡、純水器、超凈工作臺、烘箱、微波爐等材料。所以，在開展實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)提前做好設(shè)備和材料的購置計劃。另外，設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是開放性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時間不統(tǒng)一、不固定，應(yīng)能給學(xué)生提供24小時實(shí)驗(yàn)的開放性場所。

（三）指導(dǎo)教師

設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中指導(dǎo)教師是完成設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)必要的“軟件”保障，也是實(shí)現(xiàn)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵所在。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師有較高要求，實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)觀念和自身素質(zhì)影響整個實(shí)驗(yàn)過程。[5]第一，指導(dǎo)老師應(yīng)有很強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感，對實(shí)驗(yàn)的每一階段認(rèn)真指導(dǎo)，并在指導(dǎo)中不斷發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。這樣，設(shè)計性實(shí)驗(yàn)才能得以順利實(shí)施。第二，實(shí)驗(yàn)教師要充分地了解學(xué)生，知道學(xué)生已具備哪些實(shí)驗(yàn)技能和相關(guān)知識，在出實(shí)驗(yàn)題目時把握好題目的難易程度和范圍，使學(xué)生通過努力能取得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)。第三，教師有足夠的專業(yè)素養(yǎng)。指導(dǎo)老師要熟知實(shí)驗(yàn)中相關(guān)微生物學(xué)原理、方法和儀器設(shè)備的操作。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師從問題的提出、給出實(shí)驗(yàn)題目開始，自己的頭腦中就應(yīng)有清晰的理論脈絡(luò)，以及若干套可實(shí)行的設(shè)計方案，這不僅需要教師具有扎實(shí)的理論功底，還要具備理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。

（四）針對性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教材

教學(xué)大綱是教學(xué)的綱領(lǐng)性文件，是教學(xué)的主要依據(jù)。開設(shè)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)編寫出相應(yīng)的教學(xué)大綱，依大綱教學(xué)，明確教學(xué)的目的、手段、內(nèi)容、學(xué)時分配等，不能盲目進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)教材是實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)書，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟等有詳細(xì)說明。目前已有的實(shí)驗(yàn)教材基本上是驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)的教材，適合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的教材基本沒有，加強(qiáng)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教材的建設(shè)是做好開展設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的前提。

四、結(jié)束語

設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要教學(xué)手段，對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐動手能力和科學(xué)素養(yǎng)有著不可替代的作用。在農(nóng)業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是本門課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向和必然趨勢。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 王麗紅.設(shè)計性實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)微生物檢驗(yàn)教學(xué)中的地位和作用[J].呂梁教育學(xué)院學(xué)報，2012（4）.

[2] 李秋榮，肖海燕，陳蓉娜，王風(fēng)彥，李曉博.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革中的問題與思考[J]. 教學(xué)研究，2011（2）.

[3] 郭歡.高師物理設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[D].東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[4] 邵興國，狄曉明.略論綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵及特點(diǎn)[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2008（4）：68-70.

[5] 李艷玲.綜合性設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)與管理[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008（8）：110-111.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]