基于微生物实验教学的创新型人才的培养策略

胡廷章，王贵学，胡宗利，陈国平

摘要：在分析传统微生物实验教学中存在的问题的基础上，完善微生物实验教学体系，建立基本实验、综合实验、设计实验和创新实验四大实验模块，以提高学生的动手操作能力、观察鉴别能力、创新思维能力、科学研究能力和综合分析能力，培养创新型人才。

关键词：微生物学实验；教学改革；人才培養

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0123-02

《微生物学》是生物学及相关专业的一门专业基础课，也是重要的实践和应用课程。微生物实验方法和技术在生命科学的研究领域中占有重要的地位，已广泛应用到现代生命科学的各分支学科中[1-2]。微生物实验的教学对整个教学质量起着举足轻重的作用，是培养学生动手能力、创新意识和创新能力的重要实践环节[3]。

一、微生物实验教学存在的问题

在微生物实验教学过程中，存在的主要问题涉及四个方面：一是微生物实验教学的地位缺少独立性。微生物实验教学的设置往往与理论课教学相配套，没有单独设置为一门课程，缺乏其独立性。二是实验教学体系的完整性缺乏。实验教学内容往往根据理论课教学的内容进行设置，实验内容之间联系不紧密，缺乏连续性、整体性。三是实验教学内容比较陈旧，表现为验证性实验多，综合性、设计性实验较少，实验内容之间缺乏有机联系。四是实验教学的方法比较单一、缺乏学生自主进行实验的空间。

二、完善微生物实验教学体系

为了贯彻“以学生为本，坚持把知识传授、能力培养和素质提高贯穿于实验教学始终”的教学理念[4]，以“加强基础、拓宽知识、培养能力、提高素质”为实验教学的目标，将整个微生物实验教学的内容划分为基本实验、综合实验、设计实验和创新实验四个模块。

1.基本实验模块。基本实验模块主要是训练学生的基本技能，增加学生对所学理论的感性认识，进一步加深学生对一些基本原理的理解[5]。基本实验包括了微生物实验所必备的实验技术。通过对学生进行基本实验操作的训练，使学生掌握基本的操作技能，加深对基础知识的理解和掌握。

2.综合实验模块。综合性实验是学生在掌握一定的基础理论和基本技能的基础上，运用所学到的知识，对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验[6]。综合性实验的内容涉及本课程的综合知识和与本课程相关的其他课程知识，根据实验内容的内在联系，将单一的、分散的实验组合为综合性实验，这样可以在学生掌握基本知识和基本技能的基础上，使其对基本技能和基本操作的综合运用能力得到训练。

3.设计实验模块。在教学过程中，教师的作用应在于“授之于渔而非鱼”[7]。在实验教学过程中，教师要有意识地指导学生进行实验设计，培养学生的思维能力。因此，在进行基础实验和综合实验之后，开设设计性实验尤为必要。设计性实验往往是采取开放式教学模式，是学生进行自主实验。学生可以根据自身的兴趣和爱好自主选题、查阅相关资料、设计实验方案、独立完成实验、记录分析实验结果、撰写实验报告，并在实验的过程中独立解决实验中所遇到的各种问题。而教师是学生设计实验的指导者，在实验过程中，教师要指导学生选题、制订实验方案，对学生遇到的问题，可以提出解决问题的建议。设计性实验补充完善了学生的专业知识，提高了学生查阅文献、独力思考和实验设计能力，也培养了学生在工作中的协调能力和坚韧不拔的科研精神，加强了学生的团队协作精神。同时，也提高了学生运用微生物学相关知识和技能从事科学研究和技术开发的能力。

4.创新性实验模块。创新实验环节是为了给学生一个宽松的思维、想象空间，有利于展现学生的智慧和才华。创新实验是给部分有兴趣的同学提供的实验环节，不需要人人参与。创新性实验的重点是培养学生应用、整合和拓宽已有知识，培养创新的能力[5]。创新实验有利于提高了学生对科研的兴趣和自信、提升学生的科研能力。

三、注重学生的能力培养

《微生物学》是一门实践性很强的学科。微生物实验的教学可以培养学生多方面的能力。

1.动手操作能力的培养。基本实验主要是对学生进行微生物学实验基本技能的训练。所开设的实验内容，主要是训练学生的基本实验操作技能，提高学生的动手能力。在教学过程中，教师先讲解操作步骤，强调操作的关键，然后教师示范，学生动手操作。在学生实际操作的过程中教师进行指导。如微生物实验中的无菌操作技术是极为重要的技术，如果学生不掌握技术要领，不严格按规程操作，很容易发生污染。因此，在实验过程中，让学生反复练习，直到掌握要领为止。这样可以促使学生熟练掌握各个环节的操作程序，认识到实验规范的重要性，提高学生的操作技能。

2.观察鉴别能力的培养。在菌落的观察、显微镜下微生物的观察、微生物的大小与数量测定等实验教学中，应有意识地培养学生的观察鉴别能力。通过观察细菌、放线菌、霉菌和酵母等菌落，让学生从菌落的形状、大小、颜色、质感等几方面对他们加以区分，描述其典型的特征；在显微镜下观察细菌、放线菌、霉菌和酵母，分清什么是菌体、什么是杂质，不同类型的菌体有何区别等，放线菌、霉菌的菌丝的分类、区别等。通过实践，使学生养成仔细观察的习惯，提高学生的鉴别能力。

3.创新思维能力的培养。在实验教学过程中鼓励学生标新立异，适当修改实验方案，大胆尝试，引发学生好奇心，从而更好地启迪思维，培养学生创新意识、提高学生创新能力。如进行革兰氏染色实验时，一方面让同学按正常步骤操作，另一方面也要求学生改变实验方法进行操作，如省去某一步骤或改变染色和脱色时间等，先思考会出行什么样的实验结果？试验后观察结果，与正常操作对比染色结果，对观察到的现象做出解释。通过实验，学生除了掌握革兰氏染色的操作技术和原理之外，加深了对碘液、酒精等试剂的作用原理等的理解。这样不仅提高了学生的积极性，使学生从以实验教材为经典的习惯中解脱了出来，对课本上没有的实验方案产生很强的好奇心，而且让学生学会了变通，开拓了思路，提高了创新思维能力。

4.科学研究能力的培养。以设计性实验和创新性实验为平台，培养学生的科研能力。将微生物实验的内容有机地组合在一起，形成了一个实验内容相互衔接、前后实验相连贯的实验体系，从而使开设的实验系统化，使学生在实验过程中体会到微生物研究的基本思路，构建微生物的研究框架，从而培养学生的科学研究能力。在设计和创新性实验的教学过程中，加强对学生的引导，培养学生从实践中提炼信息，为科研的选题提供线索。鼓励学生积极参与开放实验室项目，使他们的兴趣得以加强和延续。通过对实验的自主设计，提高了学生综合运用所学知识的能力，随着实验项目的深入开展，学生的动手能力、自主学习能力和科研能力等也会得到锻炼和提升。

5.综合分析能力的培养。写作能力的培养也是微生物实验的重要组成部分，因为微生物实验的结果需要通过文字表达出来。学生写作能力的培养要从规范实验报告开始。实验报告不是实验过程的简单记录，而是一个不断总结和提高的过程。在实验报告中，实验的结果和分析讨论最为重要，要求学生把所观察到的现象和结果详细而真实地记录下来，并加以分析讨论。对取得预期结果的实验，要分析实验成功的关键和体会；对于实验结果与预期不一致的实验，要分析失败的原因，提出解决方案，最好能够重复实验，直到达到预期的效果。要鼓励学生在实验的过程中，对实验所涉及的问题发表创造性的见解。对于设计性实验和创新性实验，涉及课题的选择、可行性分析、实验方案设计、实验的具体操作、实验过程的记录、实验结果的分析等多个方面，每一步都需要学生投入大量的精力分析思考。因此，通過实验报告和课题论文的写作训练，既可以引起学生的高度重视，同时又能培养学生的综合分析能力。

参考文献：

[1]张香美，马同锁，刘坤，张红兵.夯实基础，培养能力——普通微生物学实验教学点滴体会[J].微生物学通报，2008，35（6）：963-966.

[2]卜宁，陶思源.实施“三高”教学，创建“微生物学实验”课程新体系[J].微生物学通报，2006，33（1）：169-172.

[3]万洪善.微生物学实验课教学改革探讨[J].微生物学杂志，2006，26（6）：111-112

[4]边艳青，贺进田，赵宝华.创建微生物实验教学新体系培养学生的综合能力[J].实验室科学，2008，3：15-17.

[5]官妍，程惠娟，汪长中，乐红霞，王艳.药学专业《微生物学》实验课程改革[J].微生物学通报，2008，35（6）：980-982.

[6]温洪宇，韩征.微生物学综合性实验的探讨与实践[J].微生物学通报，2009，36（2）：281-284

[7]袁丽红，周华，韦萍，欧阳平凯.提高微生物学实验课教学效果的探索与尝试[J].微生物学通报，2008，35（4）：614-618.

基金项目：重庆大学教学改革项目（0340）

作者简介：胡廷章（1965-），男，教授，重庆大学生物工程学院博士后，主要从事微生物学、生物化学与分子生物学的教学与研究。