微生物學實驗教學中設計性實驗的教學探索

王亞平　蔣思婧　周玉玲

摘 要 在現代高等教育中，興起了創新教育發展模式和觀念的教學改革浪潮。微生物學實驗教學也進行了廣泛、深入的探索，取得了一定的成績，但也面臨一些問題。本文就微生物學實驗教學中設計性實驗的教學探索展開論述，結合現代微生物學實驗教學改革成果及本校開展的融入設計性實驗的實踐所獲得的經驗，進行一定程度的總結。望對微生物實驗教學的改革探索和有效開展具有借鑒意義。

關鍵詞 微生物學 微生物學實驗 設計性實驗

Abstract In the modern higher education， the rise of the tide of teaching reform and innovation education development mode and idea. Microbiology experimental teaching are carried out extensive， in-depth exploration， has made some achievements， but also faces some problems. This paper will explore the microbiology experiment teaching experiment teaching is discussed， the combination of the results of teaching reform of modern microbiology experiment and the school to carry out the integrated design experiment of practical experience， to a certain degree of summary. Hope to the reform of microbiology experiment teaching effectively is of great significance.

Keywords microbiology； microbiology experiment； design experiment

1 微生物學與微生物學實驗

微生物學是研究微生物在一定條件下的形態結構、生理生化、遺傳變異及微生物的進化、分類、生態等規律及其應用的一門學科，是一門以實驗為基礎的學科。微生物學是生物領域一個重要的分支學科，是生物類專業的一門基礎主干課程，注重實踐性和應用性是這個學科或課程的突出特點。微生物學實驗是微生物學的重要組成部分，是微生物教學中的重要環節，也是發酵工程、基因工程等學科的重要理論和技術來源，能夠熟練掌握微生物學基本理論和實驗操作對提高學生動手能力，訓練學生的創新性思維以及奠定科研基礎具有重要的意義。

1.1 微生物學實驗的組成和教學形式

微生物學實驗是含有生物學專業高校開設的一門實踐性基礎課程，具有豐富的實驗教學教科書及系統的教學方式。實驗教學中，一般都有指定的實驗教學課本，在開展實驗時候，都是選擇一些驗證性實驗為主。由于實驗室條件、實驗課時安排等限制，使得需要花更多時間條件要求較高的綜合性大實驗、設計性實驗在微生物學實驗教學中占比少。學生在驗證性實驗階段的學習在很大程度上影響后續的實驗階段學習，因此，掌握基本的操作理論，養成良好的實驗習慣，對開展綜合性和設計性實驗有促進作用。大部分時間花費在驗證性試驗上，使綜合性實驗、設計性實驗教學在課時安排上緊湊，尤其是設計性實驗。這樣，由于時間安排，不能夠全面地投入到實驗中，在過程中產生的問題得不到有效解決。

1.2 設計性實驗的重要性

注重開展設計性實驗，能夠克服以驗證性實驗教學為主的實驗教學存在某種程度的弊端，對提高實驗教學效果有重要的意義。設計性實驗教學使實驗教學中以老師為主的模式轉變為老師引導、學生自主探索思考的創新性教學模式。學生可以選擇自己感興趣的實驗課題，有機會參與實驗的全過程，包括實驗過程的合理設計、實驗材料的準備、實驗結果的分析等。通過實驗，不但加深了學生對實驗原理的理解，而且全過程的親身參與、思考，也鍛煉了學生的思維。設計性實驗注重培養學生的實踐操作能力及科學思維對培養創新型、實用型人才具有非凡的意義。

2 設計性實驗的教學探索

我院早已經開展了微生物學實驗教學的改革嘗試，其中，以注重設計性實驗的微生物學實驗形成了較為系統的教學體系。我院結合教學實際，開展了如下教學探索。

2.1 提高設計性實驗的課程比例

在傳統的微生物學實驗教學中，以驗證性實驗為主。我院開設的微生物學實驗共32學時，其中驗證性實驗有24學時，占比3/4，而綜合性實驗和設計性實驗各4學時。開展設計性實驗只有4學時，難以開展能夠產生較好教學效果的設計性實驗。因此，為了較好地開展設計性實驗，我們將驗證性實驗課時壓縮到14學時，綜合性實驗調整到8學時，設計性實驗調整到10學時。同時，為了在驗證性實驗階段達到教學要求，學生能夠熟練掌握微生物學實驗的及基本操作，需要微生物學理論課程和基本實驗教學相銜接。在驗證性實驗階段，實驗課堂上不再講述基本的操作原理及注意事項，而將這一部分交給理論教學課堂。因為，在教學中容易出現在兩個課堂重復講述一個問題的情況，并且，只在一個課堂講述，能夠更好地吸引學生注意。在理論課堂也可以將實驗中可能會出現的結果展開討論。例如，在理論課堂上，可以講述革蘭氏染色的基本原理，還可以對出現的假陽性、假陰性問題展開討論。這樣的課堂融合的教學模式，取締了實驗教學中枯燥講述實驗原理的過程，讓學生有足夠的時間去操作，思考，實驗后與理論課堂相結合。

2.2 加大教學實驗的資金投入

設計性實驗能夠有效進行與實驗室條件是分不開的，因此，為了滿足設計性實驗開展基本要求，需要在實驗材料上加大一定的資金投入。我院重視開展實驗教學，在創新教學、提高教學質量上，投入人力、物力及財力等支持。鼓勵學生開展豐富多彩的設計性實驗。endprint

2.3 創新教學模式

在設計性教學上，放手讓學生在安全前提下開展自主實驗，能夠獨立思考實驗選題、實驗方案，并獨立完成完整的實驗流程，學習和體驗實驗的每一個部分。

在驗證性實驗階段，鼓勵每一個學生獨立操作，這樣能夠很好地掌握實驗操作技能。而在后續的綜合性實驗及設計性實驗中，以小組的形式開展實驗。在設計性實驗階段，注重培養學生的科學思維，以及培養團隊協作精神，將學生以2～4人為一個實驗小組，一個實驗小組共同完成設計性實驗的選題、設計性方案、具體實驗操作、實驗報告等。小組中，每一個成員可以參與小組實驗題目的選定中去，個人思考產生選項，后在小組中交流產生共同認為是最佳的實驗選題，分工撰寫實驗方案交給老師進行可行性評判。老師認為合格，小組可以開始開展具體的實驗。老師認為不合格的小組，小組可以和老師討論，探索其中可能存在的不足，完善方案或者另行討論確定好選題和實驗方案。

在實驗的開展階段，學生在安全條件下開展實驗。設計性實驗課時要求是8學時，給學生討論確定題目的有2學時，6學時用于完成實驗階段及實驗報告完成階段。

2.4 建立完善科學的考核制度

傳統的考核中以學生考勤、課堂操作表現及實驗報告為主，為了調動學生的積極性，鼓勵學生參與到微生物學實驗學習中去，我們適當減少了學生考勤的分數比例。而且將學生的實驗報告成績進行分解，加大設計性實驗的分數考核比例。在設計性實驗階段，以小組表現和個人表現結合給出成績，小組不僅要交出設計性實驗方案，而且要共同做一份實驗報告，另外，每一個小組成員，個人要寫一份設計性實驗心得體會，這些都納入個人的微生物學實驗考核成績，而且占據的比例較大。

學生為了較好地完成設計性實驗，同時需要掌握前面的驗證性實驗和綜合性實驗，這些實驗技術無疑會影響后續實驗的成敗，三者一脈相承。這樣的考核制度，將學生、老師、課程緊密聯系在一起。

3 設計性實驗教學探索成果

3.1 探索成效

經過上述的模式創新改革，我院的微生物學實驗教學取得一定的成績。學生在實驗教學中表現積極，實驗任務完成度高，并且實驗教學效果好。積累的經驗也在逐步應用到其他學科的實驗教學改革中去，并且這種探索也給傳統的理論課堂教學帶來改變，理論課堂和實驗課堂進行學習互補，學生可以在實驗課堂教學中掌握實驗操作，學習理論，反復驗證、運用理論課堂上的知識，在理論課堂上，學生更加積極主動地思考實驗中的問題，二者教學的相互補充和銜接，對學生建立完整的知識結構以及培養學生科學思維具有重要的作用。學生在國家生物實驗技能操作大賽、“挑戰杯”競賽中都有獲獎。

3.2 探索中存在的不足

在具體的嘗試中，由于缺乏科學理論的支持和有效模式的學習，使得設計性實驗教學的探索有時候又重回到原來的教學模式。另外，學生小組中并不是每一個人都會主動地參與到設計性實驗中去，真正具有設計性實驗體驗的學生占比少?？己酥贫热圆皇呛芡晟?，還是存在主要看實驗報告就給出成績的現象，而忽視考慮學生在具體操作流程上的表現。

3.3 開展設計性實驗的體會

微生物學設計性實驗對于實驗老師是一個新的挑戰， 實驗教師不僅要分析學生的實驗方案，對其可行性進行審核，指出其中的不足并且提出完善的建議。老師不僅要對專業知識和實驗技能有扎實的功底，而且要不斷學習充實和提高自己，及時了解本領域內最新知識動態，以保證實驗順利完成。調整實驗的課時分配，需要理論課堂和實驗教學課堂相銜接，因此需要兩者老師之間做好互動。

設計性實驗對于學生的要求更高了，學生是設計性實驗完成的主題，需要全程參與到實驗的設計、操作、總結中去。學生需要查閱相關的文獻，設計性實驗的結果可能是不確定的，需要提前做好實驗結果的預測和分析。實驗中，也考驗小組成員的協作能力，需要每一個人都參與進來，每個人都需要得到鍛煉，為了實驗需要共同努力。

參考文獻

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