微生物學(xué)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐

【摘要】探討了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展學(xué)生自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施步驟及其與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法相比具有的優(yōu)勢(shì)，分析了開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的問題。教學(xué)實(shí)踐證明，自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力及科學(xué)思維等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)方向。

【關(guān)鍵詞】微生物學(xué);自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，通過微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能使學(xué)生了解和掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法、基本操作技能，而且也為學(xué)生深入學(xué)習(xí)微生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維能力及理論聯(lián)系實(shí)際的能力起著非常重要的作用[1]。所以，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)優(yōu)秀生命科學(xué)人才的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[2]。以往我校開設(shè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括顯微鏡技術(shù)、微生物染色技術(shù)等微生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能。由于這些傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)多以教師為中心，學(xué)生沒有參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，課堂上只是很機(jī)械地模仿和驗(yàn)證，極大的束縛了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不利于學(xué)生獨(dú)立思考、綜合分析問題和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[3]。為了改善微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，提高學(xué)生的自主能動(dòng)性，筆者在完成微生物基本操作技能的教學(xué)后，嘗試開設(shè)了自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。所謂自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是指學(xué)生自己選題，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，獨(dú)立書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和操作，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題由學(xué)生自己設(shè)法解決。因此，大大提高了學(xué)生的積極性和能動(dòng)性，提高學(xué)了生分析問題和解決問題的能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的效果。現(xiàn)將開展學(xué)生自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一些做法和體會(huì)報(bào)告如下。

1、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程

1.1學(xué)生分組、選題

根據(jù)學(xué)生的學(xué)號(hào)和實(shí)驗(yàn)座次進(jìn)行分組，每組3～5人[4]。實(shí)驗(yàn)以小組為單位，小組成員通過討論確定感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在這個(gè)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的條件和學(xué)生的能力水平，結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)，對(duì)學(xué)生的選題進(jìn)行指導(dǎo)，既保證所選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不能過大過難，超出學(xué)生的基本操作能力和知識(shí)水平，使學(xué)生喪失信心，也不能過小過于簡(jiǎn)單，難以達(dá)到“設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)的目的。選題的一般原則是以學(xué)生已經(jīng)掌握的基本知識(shí)為基礎(chǔ)，有利于學(xué)生將已學(xué)過的知識(shí)系統(tǒng)化和實(shí)用化，有利于啟發(fā)學(xué)生探究學(xué)科理論。

1.2查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

每個(gè)小組在確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等查閱有關(guān)資料、文獻(xiàn)等，對(duì)所查閱的文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納總結(jié)，制定詳細(xì)的實(shí)施方案。在完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)后，教師組織學(xué)生在教室中利用多媒體向全班同學(xué)展示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟、可能遇到的問題及解決的措施等，與全班同學(xué)進(jìn)行交流和溝通，使每個(gè)同學(xué)了解各個(gè)組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理和方法，拓展自己的知識(shí)面。

1.3實(shí)驗(yàn)操作

學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。微生物實(shí)驗(yàn)所用的培養(yǎng)基、染色劑、藥品等較多，且一般要進(jìn)行微生物培養(yǎng)，時(shí)間跨度比較大。因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)要求小組成員科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，合理分工、通力合作，同時(shí)在使用公共儀器設(shè)備和藥品等方面與其他組及時(shí)溝通，以免引起不必要的麻煩影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)意外或遇到困難，盡量獨(dú)立地處理、解決，必要時(shí)指導(dǎo)教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，小組成員要做好各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的原始記錄，已備出現(xiàn)問題時(shí)查找原因和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.4總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)對(duì)所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、歸納和分析，并按照科研論文的要求和格式撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如時(shí)間允許，教師可組織學(xué)生在多媒體教室內(nèi)進(jìn)行論文答辯。

1.5考核評(píng)價(jià)

自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)應(yīng)該對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)思路、操作能力、綜合處理問題和分析問題的能力等做重點(diǎn)考察。在實(shí)驗(yàn)之前就應(yīng)該向?qū)W生公布考評(píng)要求，考評(píng)指標(biāo)要量化。

2、開設(shè)學(xué)生自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意的問題

自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生獨(dú)立的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和能動(dòng)性，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。然而，自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)也需要注意一些問題：

首先，自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間往往比較長(zhǎng)，且不同組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間一般不同，很多實(shí)驗(yàn)可能會(huì)安排到周末或晚上。所以，為了保證自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，保證實(shí)驗(yàn)室的安全，維持實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要求實(shí)驗(yàn)教師跟蹤每一組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，這要比普通的實(shí)驗(yàn)付出更多的時(shí)間和精力。

其次，自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)同學(xué)們還要兼顧其他課程，所以只能利用課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這就要求實(shí)驗(yàn)室必須向?qū)W生完全開放。實(shí)驗(yàn)室的開放提高了實(shí)驗(yàn)室及其儀器設(shè)備的利用率[5]，但也提高了實(shí)驗(yàn)教師的工作量，增加了實(shí)驗(yàn)室的安全隱患，這就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)范化的管理，以保證實(shí)驗(yàn)的順利完成。

第三，在學(xué)生分組時(shí)，盡量避免自愿分組。自愿分組往往會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)好的一組、關(guān)系好的一組、被剩下的一組等現(xiàn)象，導(dǎo)致小組之間的水平相差較大，實(shí)驗(yàn)效果參差不齊。所以，應(yīng)采用按座次分組的原則，如每一排4個(gè)同學(xué)為一組，實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)習(xí)成績(jī)的同學(xué)隨機(jī)搭配，同時(shí)規(guī)定自己的物品放自己的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)用品的科學(xué)管理，避免了物品被誤用等混亂現(xiàn)象。

第四，自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是以小組為單位進(jìn)行的，但實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生不動(dòng)手不動(dòng)腦只作旁觀者，更有個(gè)別學(xué)生鉆了自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)難以考勤的空子干脆不來(lái)實(shí)驗(yàn)。這些都背離了開展自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的初衷。因此，需建立一套科學(xué)有效的實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)體系。

盡管自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在實(shí)施中存在一些不足，但我校多年的實(shí)踐證明，它有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際應(yīng)用能力，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)方向。我們今后將繼續(xù)開展微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究，不斷嘗試設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，緊密結(jié)合學(xué)生專業(yè)和社會(huì)生活的實(shí)際，以增強(qiáng)知識(shí)的實(shí)用性，從而提高學(xué)生的綜合能力。

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資助項(xiàng)目：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院《微生物學(xué)》精品課程

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