高等院校適應不同專業需求的微生物實驗改革研究＊

（西北民族大學 實驗中心 甘肅蘭州 730030）

微生物學是高等院校生物類、食品類、環境工程類專業的必修專業基礎課程，同時它也是實踐性很強的一門學科。隨著生活水平的不斷提高，微生物學對人類的生產生活必將產生巨大影響。與微生物學相配套的微生物學實驗是一門操作技術性、實用性很強的工具課程，是許多專業的基礎實驗課，它是培養、訓練學生實驗操作能力、獨立分析問題和解決問題能力的重要途徑[1-2]。

以本校為例，微生物學實驗作為必修課程，在生物類、化工類不同專業均有開設，實驗開設項目12-15個不等，實驗學時24-36學時，但在傳統的微生物實驗教學中，不同專業學生的學習內容基本相同，實驗相似率高達90%，并未按照專業特點將教學內容進行區分，如此導致實驗教學效果差，既不能滿足多學科多專業差異的要求，也無法適應科學技術發展的需要。再者，課程所開設內容多為基礎性實驗，實驗內容通常為基本操作技術，如培養基的配制及滅菌，微生物分離純化等，設計性和綜合性實驗較少，實驗缺乏系統性和完整性，不利于學生形成完整的科研思路。此外，實驗內容陳舊，多年沿襲同樣的教學大綱，與高速發展的科技信息時代相脫離，不符合人才培養的實際需求，不能調動學生的積極性，也不利于學生的創新精神和動手能力的培養，在新技術與新方法迅速發展的背景下，需要對基礎微生物實驗課程進行大膽改革，讓學生了解該課程對于將來所從事專業的重要性，讓該課程在培養學生學習興趣、提髙學生動手能力，發展創新意識方面起重要作用。

一、對微生物實驗項目進行改革，方法如下：

1.優化和整合教學內容

目前我校各專業微生物實驗開設實驗項目共計12-15個不等，實驗學時24-36(見表1)。實驗內容包括：普通光學顯微鏡的使用、微生物形態觀察、霉菌形態觀察、細菌簡單染色、細菌革蘭氏染色、細菌芽孢染色、細菌運動力觀察、酵母死活細胞鑒定、微生物計數、微生物大小測定、培養基的制備與滅菌、微生物分離與純化、空氣微生物的檢測、水中微生物總數測定、微生物生理生化實驗。這15個項目，經刪減和整理，可將其綜合為四大塊：微生物顯微觀察技術、微生物染色技術、微生物分離培養技術及微生物鑒定技術。這四大塊內容作為基礎實驗應用于每個專業，經實驗項目優化和整合，使學生對所學知識一目了然，也使學生更容易了解所學實驗方法的用途，實驗所用學時也由以前的20學時，縮減為16學時，這樣可以節約大量課時用于綜合性設計性實驗的開展。整合后具體實驗情況見表2。

表1 不同專業微生物實驗情況比較

表2 整合后實驗項目列表

2.分專業開設實驗項目

生物工程、生物技術是一個生物、醫學和農業科學交叉的工科類專業，主要培養在生物技術與工程領域從事設計生產管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才。生物工程、生物技術專業需要學習分子生物學技術、DNA重組操作技術、發酵工程技術，以滿足該領域不斷發展的需要[3]。生物工程、生物技術微生物學實驗需要抗生素發酵、微生物質粒分離實驗、堿性蛋白酶高產菌株的選育及其基因的克隆與表達、有機磷農藥污染土壤(水體)中微生物群落結構的分析、微生物誘變實驗等方面內容。

動物醫學、動物科學是一個農業科學、生物學、醫學交叉的專業。動物醫學、動物科學專業，它是以生物學為基礎，研究動物（包括家禽、家庭寵物、野生動物等）營養與疾病的發生發展規律，并在此基礎上對疾病進行診斷和防治，保障動物健康的綜合性學科。該專業培養具備動物飼養、醫學方面的基本理論、基本知識和基本技能，能在獸醫業務部門、動物生產單位及有關部門從事獸醫、防疫檢疫、教學、科學研究等工作的高級科學技術人才。動物醫學、動物科學專業微生物學實驗需要開設抗生素對微生物生長的影響，抑菌實驗等方面內容。

食品科學與工程是一個農業科學和營養科學交叉的專業。食品科學與工程專業主要培養具有食品生化、食品化學、食品（畜產品、發酵食品、園產品）加工、檢驗等技術知識，能在食品領域從事食品生產技術管理、銷售、品質控制、產品開發、科學研究、工程設計等方面工作的高級科學技術人才。該專業需要學習食品微生物檢驗、發酵工程技術、食用菌栽培以及滅菌技術，以滿足今后就業和工作的需要。食品科學與工程微生物學實驗需要開展食物中致病菌檢測、檸檬酸發酵、酸奶制作、飲用水中大腸桿菌和細菌總數檢測、霉菌檢驗以及各種滅菌技術實驗等方面內容。

環境工程是一個生態農業和化工交叉的工科類專業。該專業是運用環境科學、工程學和其他有關學科的理論和方法，研究合理保護和利用自然資源，控制和防治環境污染，以改善環境質量，促進人類與自然協調發展的工程技術學科，它對環境資源的綜合利用和國民經濟的可持續發展具有極其重要的作用。環境工程專業需要學習微生物分離純化技術、微生物誘變育種技術，以滿足該領域不斷發展的需要。環境工程微生物學實驗需要土壤微生物分離、活性污泥中微生物分離純化、微生物誘變實驗等方面內容。

3.增加綜合性和設計性實驗

開設綜合性、設計性實驗，可以調動學生地學習積極性，同時綜合性、設計性實驗還具有實驗內容較為豐富，實驗方法較為多樣的特點，給學生提供了極大的自由發揮空間，可很好的培養學生創造性思維[4]。設計性、綜合性實驗，老師只給出實驗題目和所提供的儀器、設備等，要求學生自己預先設計實驗方案、準備實驗藥品試劑和實驗數據、圖標記錄方式等，后續實驗由學生全部完成，老師只進行技術指導，這樣使學生真正成為實驗的主角，從而提高學生獨立設計、獨立實驗能力。

根據各專業學習背景和將來從事職業的不同，特開設以下具有專業特色的綜合性設計性實驗，具體內容見表4。

表3 各專業綜合性設計性實驗

以“不同食物源中乳酸菌的分離及產酸性能測定”實驗為例，可以讓學生自己設計實驗方案，決定樣品來源，設計鑒別培養基種類，獨自分離純化菌株并完成后續工作。此實驗涉及微生物的菌落觀察、染色與形態結構觀察、無菌操作、培養基制備及純培養技術，整個實驗過程可使各實驗項目銜接密切，這樣可以讓學生明白微生物實驗技術是一個連續、系統的知識體系，各實驗項目之間有著內在的聯系，也使學生知道前期實驗的成功與否將影響到后續實驗項目的進行，從而增強了責任感，提高了學生實驗的能力。

通過以上實驗教學改革，使微生物學實驗課程在培養學生學習興趣、提髙學生動手能力、發展創新意識和培養高素質的應用型人才方面起到了積極的作用。