生物類專業課程微生物學的教學改革與實踐

劉琴

（塔里木大學生命科學與技術學院，新疆阿拉爾 843300）

生物技術產業是21世紀新興產業，微生物學是生物技術專業的核心課程，涉及到農業、醫藥、食品、能源等各個領域，其獨有的理論知識與試驗方法已與生物化學、分子生物學、動物生理學、植物生理學和植物病理學等學科相互滲透[1]。塔里木大學生物技術專業的生源有50% 來自內地，50%來自新疆，二本招生，畢業生30%讀研深造，其余學生的60%留在新疆就業。希望通過本課程的學習，使學生能掌握微生物的形態、結構、營養、代謝、遺傳、生態及應用的基本理論知識和實驗操作技術，提高專業基礎理論知識水平和觀察、實踐能力。該課程要求學生理解微生物學的基本知識和基本理論，掌握微生物的實際應用技術和前沿研究技術，熟悉微生物應用的生產過程和重要技術，為學習其它學科和從事科學研究奠定基礎。

塔里木大學“微生物學”2006年成為兵團精品課程；2007年成為自治區精品課程；2008年微生物學教學團隊獲得自治區教學團隊稱號。團隊成員長久以來一直致力于微生物學的教學改革，力求在繁雜的學習進程中，開辟出一條特有的微生物教學思路。同時為了適應社會的需求，提高學生的綜合素質與動手能力，我們對微生物學課程內容、教學方法和手段及實驗教學等進行了探索。

一、微生物課程教學中面臨的主要問題

（一）課程思政內容與教學相脫節

習近平總書記明確提出要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治貫穿到整個教學過程中，實現全程育人、全方位育人、努力開創我國高等教育事業發展新局面[2]。

眾所周知，利用微生物技術“既能開啟天堂之門，也能打造地獄之路”，特別是合成生物學的興起，把微生物學領域帶入了一個新高地。因此，在微生物學課程中開展課程思政教學，可以發揮單純思政類課程所不能替代的育人作用，使微生物學可以成為思政課程的完美載體。

（二）教學內容與教學學時矛盾凸顯

教學內容和知識體系的構建是課程建設的核心，在創新人才培養中發揮著重要作用[3]。絕大多數的微生物學相關教材中都涵蓋著微生物的形態結構（原核、真核、病毒）、微生物的營養、代謝、生長及其控制、遺傳變異、生態環境等超過10個章節的內容，將微生物從微觀到宏觀，從個體到群體，從生態到應用相關的內容進行了詳細的講解，這就使得微生物學的教學學時的壓縮與龐大的教學內容體系之間的矛盾日益凸顯。微生物學具有知識點多而散、需要大量記憶、描述多、推理少等特點，再加上課上單一的教學模式，讓大多數學生停留在考前奮斗一周、考后一點不留的狀態。

（三）現有的教學模式與學生的個性化需求脫節

微生物學課程中過多的理論知識，使其在現有的教學模式下只能機械式的死記硬背，導致學生個性化需求被忽略，無法帶動學生的學習興趣，也不利于因材施教的宗旨。我們應通過構建多元化教學模式，推進學生自主學習與思維創新能力，增強學生刻苦學習的能力[4]。

（四）理論與實驗脫節、實驗課程缺乏系統性

實驗內容應是用來加深學生對理論課程的印象，起到鞏固理論知識的作用。加深實驗課與理論課之間的聯系，可以完美規避死記硬背的學習模式，還可以提升學生理論聯系實際、解決實踐過程中遇到的問題。但實際的操作過程中，往往出現實驗與理論脫節的現象，且實驗本身之間缺乏系統性。這讓學生接收到片段化的信息，讓其無法貫穿始終。

（五）考核方式與評價體系單一

按照我校長久以來的微生物學課程成績評估模式，其中70%的成績來源于期末閉卷考試，另外30%為平時成績（包括簽到、作業、小測試、實驗報告）。這種單一的評估方式無法完整掌握學生的實際學習情況。例如期末考試，他們可以通過一周的死記硬背，仍能夠取得良好的成績。因此，這種側重于理論考試的教學模式，忽略了學生利用理論解決實際問題的能力。

二、微生物學課程教學的探索

（一）在課程思政方面的改革與探索

微生物學是生物化學、分子生物學、醫學、藥學類專業課的基礎，涉及專業有生物制藥、生物技術、應用生物科學、化學工程與工業生物工程。微生物學與生產生活關系極為密切、社會熱點多，生物學知識學習的過程體現出了極為豐富的科學精神和人文精神。利用微生物技術“既能開啟天堂之門，也能打造地獄之路”。因此，在微生物學課程中開展課程思政教學，可以發揮單純思政類課程所不能替代的育人作用，使微生物學可以成為思政課程的完美載體。

結合微生物學一流課程建設中的重要內容，即開展課程思政，對思政教育如何融入課堂教育中進行改革探索，以期更好地實現“三全育人”，在學生成長過程中奠定專業知識的同時也能堅定理想信念，培育正確的“三觀”，為“穩疆興疆、富民固邊”再立新功。

例如，在微生物學的緒論中以生物安全為題，我們可先了解學生對微生物與人類關系的認知程度，對學生的態度、擔憂、提出的問題進行分類，再從近些年國內外“生物安全”入手，介紹微生物在各行業的用途與未來微生物發展的趨勢。以此激發學生對科學的崇敬和興趣，讓學生了解科學發展過程中思路提出、實驗設計、實驗操作、試驗記錄、數據分析及總結的重要性，從而培養學生的探索精神和科研興趣。

（二）在教學內容方面的改革與創新

教學內容和知識體系的構建是課程建設的核心，在創新人才培養方面發揮著重要作用。

在微生物學課程講授過程中，教師要以科研促教學，讓科研成果進課堂，基于課程組老師近年來在科學研究中取得的成果，以專題形式給學生講授，學生撰寫相應的心得體會。教師還可以從課程或學科相關的名人趣事入手，以實例為切入點，激發學生的學習興趣，給學生自學的時間、給學生獨立思考的空間、給學生自由質疑的時間與空間，讓學生在課堂上抬起頭、動起腦、動起嘴，讓學生在本門課程的學習中有成就感、有獲得感和求知欲。

同時，教師還可以改革實驗課程，創立驗證性實驗+綜合性實驗+自主設計性實驗的實驗教學新體系，讓學生學習本課程后能自主設計和開展實驗，使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，還與所學的理論知識有較大的關聯性。

（三）在教學方法方面的改革與探索

近年來，在微生物的教學應用過程中，多媒體的使用使微生物學的教學質量得到了明顯提高。教師通過使用多媒體，可以將微生物肉眼不可見的形態，生動象征地展現在學生面前，讓他們更加直觀地看到并了解和熟悉這些微小生物。

培養學生從大局觀入手，教師可結合線上線下混合式教學方法，按照從宏觀到微觀再到宏觀的方式授課，運用直觀教學、研究式教學、啟發式教學、創新教學等方式相結合的復合教學方式。

教學方法上不局限于單一的應用和改革，而是多種教學法綜合應用，教師可依據不同的教學章節和內容采用不同的教學法，以期獲得良好的教學效果。對于理論課，多媒體課件一方面豐富了教學內容，引入了學科前沿知識和課程組老師的科研成果，另一方面增添了較多動畫，使授課更加生動、有趣。實驗課一改黑板直接板書的授課方式，教師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，提高學生實踐操作的正確率。

大學課堂是培養學生自主性、主動性和創造性的重要陣地。因此，教師應注意發揮學生的主體作用，引導學生積極主動參與到教學過程，讓學生查閱并講述與課程或學科相關的名人趣事，讓學生提問、復習上節課的知識點。教師應多采用探究式、辯論式的教學方法，讓學生主體能夠參與到教學過程中。

在實驗課中，教師也應該積極引導學生主動思考，將理論知識運用到實踐中[5]。例如，讓學生先根據自己感興趣的微生物類群，去查閱文獻尋找這些微生物的分離培養基是什么？將分離出來后的微生物用顯微鏡觀察其菌體形態，通過革蘭氏染色鑒定自己分離出來的微生物是屬于G+還是G-，再讓他們用不同的方法去鑒定這些微生物是否具有運動性，如果想要后續繼續開展實驗，該如何對這些菌株進行保存等一系列連貫性的實驗（如圖1所示）。

圖1 微生物分離鑒定的步驟

微生物學課程內容豐富，涉及面廣，基礎理論性和實踐性要求都很高。教師可以通過大學生創新項目、學生參與老師課題、畢業論文、參觀實習和生產實習等方式，讓學生了解本課程相關的企事業單位在生產中存在的問題，再根據自己所學、查閱文獻提出相應的解決方案。以此建立學生的專業自信、學術自信。

（四）考核方式改革

在高效教育中，考核方式起到了十分重要的作用。對學生展開全面、客觀的評價是現在教育評價與單一的傳統教育評價方式存在的不同。一種科學的評價方式能夠很好地激勵學生的學習興趣。

學校可以采用提高學生平時成績和實踐成績，降低閉卷考試在課程考核中的占比，加大學生表述、作業質量等方面的比例，還可以加入翻轉課堂、實驗設計、操作等環節，來豐富考核體系[6]。這樣能使學生的學習不再停留在考前奮斗一周、考后一點不留的狀態，而是實現長期記憶，使該門課程所涉及的知識、操作技能成為其未來實現自我的知識儲備。

（五）教學評價體系完善

除學校教務處的評教外，我們還可根據本課程性質，設計合理的在線評價體系，結合課程設計實現章節評價；通過實地走訪等方式，了解學生在繼續深造和工作中對本課程的應用、存在的問題及建議，及時微調課程大綱，完善課程設計，真正實現產學研一體化的教育體系。

三、教改成效

通過對本校2021年和2022年上微生物學課程的生物技術及應用生物科學的4個班學生進行分析和觀察發現。通過改革后，學生們在課堂上的活躍程度有所提高，特別是當講解到近期發生的微生物與生活密切相關的事宜時，能夠引起學生的共鳴，還能引導他們展開深入的討論；翻轉課堂讓學生從被動變為主動，通過不同的授課形式展現出他們感興趣的內容；在實驗課程的設計到最后的實施，讓他們真正學會理論聯系實際。隨著學生學習主動性的提高，其學習效率也達到了事半功倍的效果。通過近兩年的教學考核可以發現，學生不及格人數明顯減少，幾乎接近于零。

通過微生物學課程的學習，加大了學生對微生物的研究興趣，很多學生課后主動聯系老師，主動提出提前進入實驗室進行科研訓練。本團隊老師所帶的隊伍有5個獲得了塔里木大學校級大學生創新創業項目；其中一個團隊還在省級挑戰杯中榮獲三等獎；近30名學生參與了院里組織的培養皿設計大賽；5名以微生物為研究對象的學生的畢業課題獲得院級優秀畢業論文。

這不僅讓微生物學知識得到了很好的應用，還有助于提高學生的自信心，對其未來的考研之路鋪下了很好的基石，也為其就業打下了結實的基礎。