創新創業導向人才培養的微生物學課程教學體系改革與實踐

張琴 李艷賓

摘 要：文章介紹了創新創業導向人才培養背景下，對微生物學課程進行的教學體系改革與探索。通過豐富和更新教學內容，改革教學方法，改革實驗教學模式、完善試題庫和改革考核方式，以提升學生學習微生物學課程的興趣和積極性，加強學生的創新意識和創新思維，提高其創新能力，此改革近年來已取得一定成效。

關鍵詞：創新創業；微生物學；教學體系改革；人才培養；創新能力

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）07-0035-03

Abstract： This paper developed the teaching system reformation and exploration of microbiology course under the background of innovation and entrepreneurship oriented personnel training. In order to promote the students' interests and initiative of learning of the microbiology course， and improve the students' idea and capability of innovation， we enriched and renewed the teaching contents， improved the class teaching methods， innovated the experiment teaching mode， completed the test bank and reformed the examination mode， and some achievements have been obtained in recent years.

Keywords： innovation and entrepreneurship； microbiology； the teaching system reformation； personnel training； innovation ability

近年來，創新創業教育模式在我國高校人才培養中已取得長足發展[1]，但在不同地區的高校和不同學科仍存在實施方式差異大、取得效果參差不齊等問題。近年來，生命科學領域一些課程基于創新創業人才培養，開展了相關課程體系的改革，取得了較好的教學效果和育人成績[2，3]，然而，還有大部分的生命科學類課程改革仍待加強和完善。微生物學課程是一門高校生物類專業的核心基礎課，是基礎課和專業課之間承上啟下的課程，具有基礎性和實踐性強的雙重特點，在生命科學領域的課程中具有重要的地位。21世紀生命科學的快速發展為大學微生物學課程的教學提供了契機，同時也對傳統的教學模式、教學內容和教學手段產生了強大的沖擊，為此，微生物學教學要適應時代和社會的要求、學科的發展需要，教學改革勢在必行。然而，基于創新創業導向人才培養的微生物學課程改革目前僅在部分高校開展實施[4，5]，在西部尤其是新疆的高校，卻鮮見報道。

微生物學是我校生物技術、應用生物科學、生物制藥和化學工程與工業生物工程專業本科生必修的核心基礎課，在我校生命科學課程的建設中具有舉足輕重的地位。隨著招生規模的擴大，目前，每年有生物技術、應用生物科學、生物制藥和化學工程與工業生物工程專業本科生約180人必修微生物學課程，近年來，基于這些專業的人才培養方案和培養目標，我們從微生物學教學內容、教學方法、實驗教學模式、試題庫和考核方式等方面進行了改革，強調理論與實踐并重，突出本科生創新能力的培養，在實踐探索中取得了一定效果。

一、豐富和更新教學內容

微生物學是生命科學領域的重要學科之一，學科涉及面廣，涵蓋微生物的形態構造、分類進化、營養代謝、生長控制、遺傳變異、生態分布等基本理論，及其在工農業、醫藥食品、環境保護及生物工程等方面的應用等內容，與生產實踐緊密聯系，與生命科學中重大理論的發展和重大技術的突破息息相關。為此，在生命科學發展日新月異的今天，微生物學課程也應與時俱進，其教學內容需要不斷豐富和更新。

（一）重整理論授課體系

微生物學是高等院校生物類專業的核心基礎課，近年來與微生物相關的研究熱點頻現，知識更新速度快，這就要求微生物學課程的教學內容與時俱進地進行更新，因此，我們對理論授課體系進行了重整。在理論課教材的選擇上，我們選用了沈萍、陳向東主編的“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材《微生物學》（第8版），該教材為2016年更新的版本，該教材涵括了微生物學最新研究進展和前沿知識，還有與之配套的數字課程網站，學生可依據教材前言中提供的明碼和密碼在一學年內登陸網絡學習，另外，教材也針對一些課外知識、前沿知識設置了相應的二維碼，學生可掃碼進行學習，了解豐富全面的微生物學知識。在最新修訂的課程教學大綱中，理論課學時數已由之前的50學時壓縮為40學時，授課內容上也進行了調整。微生物的形態結構這一部分內容相對比較簡單，學生易于掌握，因此壓縮了授課學時數，教師略講，通過案例和圖片的大量展示，以學生自學為主，教師引導為輔；這部分內容盡管老師講得少了，但學生掌握得卻更好了，對這部分內容的平時考核成績顯示，學生成績較之前以老師講授為主的提高了10%～15%，并且學生在形態學部分實驗操作中更加積極主動，取得的效果更好。針對微生物遺傳學和微生物生態學部分一些傳統和經典的內容進行略講，這兩部分中一些前沿的和熱點研究內容進行重點講解，積極引導學生學習，例如，在講授微生物遺傳學部分，對微生物代謝工程育種、DNA shuffling技術育種原理、應用方面等進行了重點講解，讓學生明確了當今微生物學發展中的一些前沿育種技術；在微生物生態學部分重點講授了微生物分子生態學研究技術，及海洋微生物生態學和腸道微生物生態學的應用方面和研究前沿，讓學生對目前微生物生態學的研究熱點及研究技術有比較深入的了解。

（二）授課中引入學科前沿知識

近年來，微生物學科發展迅速，每年都有大量新物種得以發現，另有一些新技術、新方法、新應用融入了微生物學的發展中，可以說，21世紀微生物學的發展是日新月異的。因此，作為微生物學授課教師必須把微生物學科的前沿知識引入課堂中，才能為微生物學課程的教學注入新的活力。另外，我校微生物學課程組的老師近年來也獲得了不少科研立項，僅國家自然科學基金項目就以每年新增2～3項的速度獲得立項，這些科研立項也涵括了一定的學科前沿知識。為此，授課教師針對學科前沿知識和教師的科研成果，通過講座或案例的方式給學生講授，逐步更新并建立了前沿知識和科研成果題目庫，在這些題目庫基礎上，由學生自選一定題目，查閱相關文獻，撰寫讀書報告，這種理論聯系實際的學習方式，讓學生對相關方面的知識理解非常深刻。例如，本課程組有的老師是從事新疆極端鹽堿環境放線菌資源、古菌資源研究的，因此，通過相關教師科研成果在課堂上的講授后，學生表現出對極端環境微生物資源及其應用、放線菌和古菌的特性和應用方面的內容非常感興趣，課后也能主動地查閱相關方面的文獻。還有的老師是從事內生菌及其相關應用研究的，學生在學習內生菌這部分內容時，也不單局限于書本上理論知識的學習，還嘗試著查閱相關文獻，并進入相關教師課題組從事內生菌方面的科學研究。理論課程結束后，由學生針對微生物學發展的一個具體應用方面，自主定題，并查閱相關文獻，撰寫綜述性論文，做PPT匯報，綜述性論文撰寫和匯報對本科生來說是比較困難的，但是學生通過前述課堂中對學科前沿知識和教師的科研成果的了解，其寫作和匯報質量逐年提高。從近三年學生撰寫的讀書報告和匯報的PPT來看，學生對微生物學前沿知識已逐漸明晰，對微生物學的發展前景亦較為清楚。

二、教學方法改革

（一）上好緒論課

在上緒論課過程中，講透微生物的概念，講明微生物的特點，講清微生物的功過是成敗關鍵之所在。本課程的緒論課由本課程負責人、微生物學科帶頭人講授，這樣由經驗豐富的教師上緒論課，可以讓學生更深刻地理解微生物學及其課程，在“大方向”上更好地學習該課程。例如，在講授微生物學發展史上的一些科學家及其業績時，授課教師并不局限于對知識點的簡單講述，而是針對不同的科學家，將其業績組成為“故事”，以“講故事”的方式給學生進行講授，這種方式不僅形象生動，還能極大地激起學生學習微生物學的興趣。不少學生在上完緒論課后，即表示對本課程的學習熱情極高，對微生物學課程很感興趣。很多學生都覺得緒論課盡管學時短，但是教師教授得很生動、很有趣，學了之后很受啟發，很喜歡微生物學課程。

（二）授課中綜合采用多種教學法

微生物學課程各章節內容不盡相同，因此在授課方式上依據不同的內容采用不同的教學法。授課過程中，采用形象比喻法描述一些肉眼不可見的微生物，易被學生所理解；采用圖表演示法描述微生物的形態結構、菌落形態等，使繁瑣的內容變得簡單清晰、一目了然，使學生易于理解和學習，基于微生物形態的多樣性，我們收集了上千張微生物的形態圖片，課余通過歸納、分類，將這些圖片于課上課下分門別類地發給學生，讓學生記憶清晰，學有所獲；采用分門別類法講述微生物學中的名詞、概念等，使學生通過比較分析進行理解性的記憶；采用典故史料法講述微生物學發展史上重要人物的主要業績，既生動形象又便于學生理解和記憶，同時提高學生對《微生物學》課程的喜愛和期待程度；在學習“微生物的應用”一章，采用角色互換法，讓學生處于講授的主導地位，由學生選擇微生物應用的一個方面，做PPT講述，由教師和其他學生提問題，在學生為主導的相互討論中學習并提高；采用討論互動法學習一些學科交叉內容和前沿知識，讓學生在專題準備和討論中學習，提高了學生學習本課程的興趣和積極性。

三、實驗教學改革

實驗課一改黑板直接板書的授課方式，采用多媒體課件授課，通過多媒體展示和教師演示引導相結合，加深學生對基礎性實驗的理解，提高學生操作實踐的正確率。建立了“驗證性實驗+綜合性實驗+自主設計性實驗”的新的實驗教學體系，讓學生學習本課程后能自主設計和開展實驗，整套實驗體系實現綜合化，使得開展的前后實驗具有邏輯連續性。驗證性實驗為一些經典的、基礎性的實驗，教師課前錄制好視頻或制作好動畫，上課之前發給學生，讓學生先熟悉整個實驗流程，教師上課只需簡單地講解和演示。綜合性實驗涉及不止一個操作技術，教師在上課前先將實驗內容發給學生，學生先弄清實驗涉及的操作技術、試劑、設備等，學生自行組織實驗，列出實驗方案，授課教師輔助檢驗方案的可行性，給學生以適當的指導，這樣學生開展實驗往往能獲得預期的結果，達到事半功倍的效果。自主設計性實驗內容因專業而異，如，生物技術、應用生物科學專業的自主設計實驗為“生物防治微生物的分離和篩選”；化學工程與工業生物工程專業的自主設計實驗為“產氫細菌的篩選和發酵產氫研究”；生物制藥專業的自主設計實驗為“產抗生素放線菌的篩選和鑒定”，教師提前1～2周告知學生相關的實驗主題，學生不僅要弄清實驗涉及的操作技術，還需要查閱相關的文獻資料，設計好實驗方案，再將方案提交給教師評估，在教師輔導下完善實驗方案，預評估可能取得的結果，在實驗過程中盡可能獲得較理想的數據，在實驗結束后完成一篇有數據有分析的實驗小論文，在這個過程中，學生不僅掌握了實驗操作技能，還學會了數據的處理方法和研究論文的寫作技巧，這對于學生之后開展創新課題，開展畢業課題研究和發表學術論文起到了良好的促進作用。

四、完善試題庫，改革考核方式

可供學生平時學習的試題庫較長時期以來都是我校微生物學課程教學的一個欠缺，近兩年來，由授課教師根據課程的基礎和綜合知識點，編寫了微生物學基礎性和綜合性試題庫；同時，由學科教師分工查閱和分析近年各高校的考研試題，將考研熱點題目也編寫入了微生物學試題庫。目前，本課程組老師已編撰完成涵括微生物學基礎和綜合知識點、微生物學基本操作技術及一些考研熱點題目的試題庫，包括六大類題型和3000多題目。基于試題庫，教師每次授課前5-10分鐘進行小測試并進行評分，納入考核體系，督促學生平時有效地進行復習，另外，教師還針對試題庫中一些比較靈活的論述題進行講解，加深學生對微生物學相關知識的理解，避免學生學習中一味地死記硬背。試題庫的建立提高了學生的學習效率，并為考微生物學研究生的學生提供了方便。課程綜合考核中，理論課成績占總成績的50%，實驗成績占30%，平時測驗、提問占10%，讀書報告、匯報占10%。通過這種考核方式，加強了對學生平時的考核，讓學生在平時學習中就能將知識點掌握牢靠，避免學生由于應付期末考試而“臨時抱佛腳”，為考試而學習。

五、改革取得的成效

微生物學課程是我校生物技術、應用生物科學、生物制藥和化學工程與工業生物工程專業的核心基礎課，經過近三年的教學體系改革，已取得一定成效。學生學習本課程后，學習積極性大大提高，表示對本課程感興趣的學生人數提高約20%，選擇考取微生物學專業碩士研究生的學生人數提高約15%，選擇考取本校微生物學專業碩士研究生的學生人數提高約35%。此外，通過本課程的改革實踐，學生的創新意識和創新思維大大加強，創新能力也得到了較大地提高。學習本課程后，學生申報微生物學相關的國家級和校級創新項目數量增加約15%和10%，并且微生物學相關的創新項目在結題驗收也取得了較好的成績，2015～2017年我院（生命科學學院）驗收優秀的3項大學生創新項目中，有2項與微生物學相關，2015年和2017年的我校兩個在“挑戰杯”競賽中獲全國三等獎的作品是與微生物學相關的自然科學論文。

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