微生物學實驗教學中存在的問題及改革創新實踐

李海娟

摘 要：微生物學實驗是生物專業一門重要的實踐性課程，在應用型人才培養過程中占據著重要地位。該文分析了當前微生物學實驗教學中存在的問題，從教學體系、教學內容、教學方法以及考核方式等方面提出了教學改革與創新的對策措施，打造了“以學生為中心”的實驗教學課堂，從而提高了學生學習的積極性、主動性，有效地提高了微生物學實驗的教學質量。

關鍵詞：微生物學實驗;教學改革;以學生為中心

中圖分類號 G642文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）19-0127-03

Deficiency Analysis and Reform and Innovation of the Teaching in Microbiology Experiment

Li Haijuan

Abstract：Microbiology Experiment is an essential pratical course for biological major，which plays an important role in cultivation of technical talents. The dificiencies in teaching process of Microbiology Experiment was initially analyzed in this study. Accordingly，the Microbiology Experiment teaching was adjusted and innovated from several aspects，i.e.，teaching system，contents of courses，teaching method and assessment method. This reform has created “student -centered” class，and thus stimulated learning enthusiasm and intiative of students. Therefore，the reform has improved the quality of the Microbiology Experiment teaching.

Key words：Microbiology Experiment;Teaching reform;Student-centered

微生物學是生物相關專業的核心課程之一，是一門基礎與應用相結合的學科。隨著微生物學科的不斷發展，自然界中的微生物越來越多地被應用到工業、農業、醫療、食品、環境保護等各個領域，因而扎實掌握微生物學實驗方法，對于其研究和應用具有重要的意義[1]。在傳統的微生物學實驗教學過程中，一般的流程是授課教師先安排好實驗課程，實驗員按照要求準備好儀、試劑及藥品、實驗材料等;授課教師講授實驗目的、原理、方法等;而學生僅需要一味模仿照搬教材或教師提供的方法，以現成的實驗材料為對象進行操作，機械性地完成實驗課程[2]。這種教學方法不利于學生主動思考、不注重動手過程、只注重完成任務的受教慣性，使學生無法領略到實驗課程的精髓，不能掌握操作技術要點，最終喪失了學習的興趣[3]。微生物學實驗課程具有內容豐富、涉及面廣、時間持續長等特點，傳統的實驗課程教學體系與方法已遠遠不能滿足學生今后的發展需求[4]?；诖?，筆者立足于西安文理學院的辦學宗旨，即培養新型應用型人才，以學生的實際學習能力及水平為依據，針對當前微生物學實驗教學過程中存在的問題，從教學體系、教學內容、教學方法以及考核方式等方面進行了教學改革與創新。

1 微生物學實驗教學中存在的問題

1.1 實驗儀器設備不足或老舊 目前，許多高等學校對本科生的微生物學實驗課程還不夠重視，這在儀器設備的購置與維護方面得到了充分體現[5]。對于西安文理學院而言，首先不能順應教學內容與學科發展的前沿技術的要求，補充新型的儀器設備;其次，對于老舊的設備，也不能做到定期維修與養護，許多儀器設備形同虛設，導致學生實驗經常性失敗。以微生物學實驗課中最基礎的實驗設備，即超凈工作臺為例，超凈工作臺本應該是用于需要進行無菌操作實驗技術的設備，如果不進行定期維護清洗，不更換已壞的紫外燈管，該設備雖然還能使用，但提供不了無菌環境，目標微生物培養物會受到雜菌污染，導致學生無法觀察到預期的實驗結果，實驗課程也就達不到目的要求。

1.2 傳統教學模式不夠科學合理

1.2.1 實驗課程時間 西安文理學院的微生物學實驗課時間安排為每周1次課程，1次3個學時，但有些章節的實驗在學生操作完后，需要經過2d甚至更長時間的培養，才能觀察到結果。例如，土壤微生物的分離、培養、生化反應、生長曲線測定等，這樣通過1次或者幾次間斷的實驗課很難順利地完成整個實驗過程[6]。目前，一般是在第2次課時再進行前1次課實驗結果的觀察，由于存在7d的時間間隔，在這期間學生的時間被其他課程占據，容易將上周的實驗內容忘卻;另外，培養物超期培養，即便能及時取出來放置冰箱，也難以保證實驗結果的準確性，同樣導致學生觀察不到理想的實驗結果。

1.2.2 教學內容 設置在進行教學改革之前，西安文理學院所設的微生物學實驗課程總共開設10次課，均是小型、獨立、驗證型實驗，完全沒有綜合型、設計型實驗。驗證型的小實驗只能使學生學會一些極其基礎的實驗技術，若不增設一些綜合型、設計型實驗內容，學生最終可能無法知道那些學過的基礎實驗技術究竟有何用途，究竟能否與實際生產實踐掛鉤。顯然，驗證型的實驗只是單純地讓學生按照實驗步驟完成實驗，整個過程猶如加工車間，不利于學生探究與創新能力的培養，不利于激發學生的學習興趣，沒有切實達到實驗教學的目的。而綜合型、設計型實驗，是指學生根據給定的實驗任務，查閱文獻資料，自行設計實驗方案，準備實驗儀器及試劑，獨立進行實驗操作，最后總結與分析實驗結果，書寫實驗報告[7]?？梢钥闯?，設計型實驗的主體是學生，整個實驗由學生獨立設計和操作，實驗中出現的問題由學生提出并自行設法解決，因而可培養學生的創新精神和創新能力、分析和解決問題的能力、提高學生的綜合素質，更有利于培養學生的理論知識應用能力。

1.2.3 教學方法 目前，多數高等學校開設的微生物學實驗課程，所采用的教學方法仍普遍過于陳舊[8]。在西安文理學院以往的實驗教學中，主要采用傳統的講授法和演示法，旨在教會學生如何開展實驗研究，學會儀器的使用。其基本過程是：任課教師首先選擇實驗內容，根據教材或其他參考資料規整出實驗方法及步驟，而試劑的配制及實驗材料均由實驗員完成，學生極少參與這一過程。學生上實驗課做的就是聽教師講解實驗目的、內容、步驟，而后按照教師的指令按部就班地進行實驗。這樣的教學體系便造成了學生的依賴思想，最直接的行為反應就是學生們課前不預習，實驗過程中不認真，課后不思考，實驗結果分析不到位等，最終學生對該門課程失去興趣。

1.2.4 考核方法 在進行本次教學改革之前，西安文理學院的微生物學實驗課程的學生總成績按規定其評定方案為期末70%～80%，平時成績20%～30%。很明顯，作為一門實踐課程，這種成績評定方式是不合理的。這種考核方式導致學生忽視實驗過程的進行，甚至為了在實驗報告中體現得到了成功的實驗結果，抄襲他人數據或者隨意編造數據。期末考核的方式有3種，一是試題，二是論文，三是組織進行1次實驗操作。但這3種方式都無法對1名學生的實驗動手能力進行綜合評估，而平時成績所占的比例又太少，導致一些平時認真、動手能力強的學生，最后該門課程的總成績卻不夠理想，嚴重打擊了學生學習的積極性。

2 微生物學實驗課程教學改革與實踐

為了解決微生物學實驗教學過程中存在的問題，為社會發展輸送更多的實驗動手操作能力強、運用專業知識分析問題和解決問題的能力強、理論聯系實際的創新創業能力強的生物科學應用型人才，筆者在多年教學經驗的基礎上，不斷分析總結，對微生物學實驗課程教學進行了改革與創新。

2.1 改善實驗設施 微生物學教學實驗室基礎儀器設備是否滿足實驗要求，是否處于可運行狀態是開設該門課程的奠基石，針對提出的設備缺乏與老舊問題，筆者在進行教學改革最開始之際，就積極并多次地向學院、學校提出申請要求改善設施。在學校的大力支持下，目前微生物學教學實驗室已添置了能進行綜合型、設計型實驗的儀器設備，如增加了空氣采樣器、氣體流量計等，這為開設“空氣中微生物的檢測”這一綜合型實驗提供了前提條件。另外，還增加了分子微生物學分析的儀器，如高速離心機、PCR儀、紫外可見分光光度計等，為設計型實驗的開設做好鋪墊。

2.2 創新教學模式

2.2.1 合理配置實驗教學內容，增加綜合型、設計型實驗 西安文理學院微生物學實驗總學時數為32個學時，為使學生在有限的教學時間內，實驗技能、理論知識的綜合應用能力得到拓展，在遵循學生的認知心理、已有的知識結構的前提下，以訓練學生綜合能力為目標，循序漸進地進行教學模式改革。首先，對教學內容進行規整，主要原則是將基礎型實驗內容按照類別進行合并，適當縮減每個基礎實驗占的學時數，增加綜合型、設計型實驗內容，即建立模塊式實驗教學體系—驗證型（基礎型）實驗教學模塊、綜合型實驗教學模塊和設計型實驗教學模塊（具體實驗內容見表1），每個模塊均包括實驗技能訓練和思維能力訓練。

2.2.2 改革教學方法 改變一味的講授與演示的教學方式，采用微課翻轉課堂教學模式，結合不同的實驗、學生的特點適時調整，將知識傳授與學生創新能力培養融于實驗教學之中。對于必須扎實掌握的微生物學實驗基本操作，如培養基的制備及滅菌、無菌操作倒平板、微生物的制片染色及觀察、微生物的大小測定、微生物的顯微計數法、微生物涂布分離法、劃線分離法等，提前錄制微課視頻后發給學生，并督促其預習相關實驗。通過微課視頻傳授實驗技巧有其絕對優越性，因為教師在課堂上演示實驗技巧可能會導致后排的學生看不清楚或聽不清楚，而通過反復觀看教學視頻，學生可更直觀地掌握基本的實驗技術要點，也就能更加深刻地理解實驗原理、掌握重點和難點。對于綜合型、設計型的實驗，真正嘗試體現“學生為主，教師為輔”的原則。首先，關于實驗時間的確定，如上所述，綜合型、設計型實驗連貫性強、內容多，若按照傳統的上課時間模式，很難順利完成實驗，因此將上課時間進行調整，保證學生有連續的一整段時間進行實驗。其次，學生自行組建實驗組，一般4人1組，團隊組建后，并可進行實驗準備工作，包括查閱文獻資料、設計實驗方案、列出所需要的儀器試劑等，并依此寫成完整的預習報告，而后經小組討論和教師點評后，確定最終的實驗方案。與傳統教學方式相比，這種翻轉課堂的教學方式加大了學生的參與度和積極性，使學生查閱資料、制定方案、分析問題和解決問題的能力得到提升，在達到鞏固理論知識和實驗技能的目的同時，還能培養學生的小組合作能力。

2.2.3 改革考核方式 傳統的實驗課程考核傾向于實驗報告的實驗結果，忽視了實驗課程的過程考核，從而打擊了學生學習的積極性，阻礙了實驗教學質量的提高[7]。實驗課的考核應體現課堂表現、操作能力、實驗結果分析等多方面，盡量做到公平公正。在考核方式改革過程中，教師密切關注學生的課堂表現及動手操作水平，并及時做好記錄。據此，將微生物學實驗的考核方式改為：總成績評價由基礎型實驗模塊、綜合型實驗模塊的實驗成績（70%）和設計性實驗成績（30%）組成。基礎型和綜合型實驗模塊主要體現學生的基礎實驗技能掌握和綜合應用能力，設計型實驗模塊則體現出了學生的創新水平，該考核方式受到了學生的一致好評。

3 結語

對于旨在培養新型應用型人才的高校而言，實驗教學有著不可動搖的地位，是教學工作的重中之中。實驗教學的不斷改革創新，對于學生綜合應用能力、實際工作技能、創新創業能力及嚴謹的科學研究態度的培養有著重要意義。本文分析了西安文理學院微生物學實驗教學過程中存在的問題，針對這些問題，從基礎硬件設備、教學內容、教學方法、考核方式等多個方面進行了完善與改革創新，力求提高學生的學習積極性、主動性，爭取打造“以學生為中心”的課堂。隨著教學改革的進行，學生在掌握基礎知識、基礎實驗技能的基礎上，逐步樹立了創新意識，西安文理學院也將在培養高素質應用型人才道路上砥礪前行。

參考文獻

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（責編：張宏民）