微生物学实验教学改革与实践

杨晓燕，李云霞，杨 琳，刘卫红，苏鸿雁

（大理学院农学与生物科学学院，云南大理 671003）

微生物学是生物类专业的专业基础课，同时也是一门实践性和应用性很强的学科，许多生命科学的重要理论和实验方法均建立在微生物学基础之上〔1-3〕。微生物学实验是微生物学的重要组成部分，微生物学实验理念的形成和操作技能的培养直接关系到学生对后续课程如分子生物学、遗传、基因工程、发酵工程等的学习〔4〕。由于微生物学实验方法的广泛适用性，微生物学操作技能的好坏甚至会影响到学生的就业问题〔5-7〕。同时，传统微生物学实验教学也存在诸多不足，针对微生物学实验教学的改革也成为各高校教育改革的重点内容〔8-10〕。

1 传统微生物学实验教学存在的问题

笔者自参加工作以来，一直从事微生物学教学和科研工作，也切身感受到微生物学实验教学内容、教学方法和实验考核制度均存在很多问题，如:实验课时少，验证性实验比例高，探索性实验少；实验内容不系统，没有整合和归类；教学方法程序化，缺少对学生的引导和创新能力的培养；实验考核制度单一和不完善，主要根据实验报告对学生实验成绩进行评判。这些问题直接导致学生学习兴趣不高，主动性不够，实验做好做差一个样，抄袭现象成风，参与实验成为一种获得学分的走过场的形式。基于上述问题，我们的微生物学教学团队根据实验室建设、实验经费和学生实际情况逐步对微生物学实验进行改革，取得了较好的教学效果。

2 调整教学内容，改革教学方法，完善考核制度

2.1 整合实验内容，培养学生创新思维 对绝大部分微生物而言，微生物是一种肉眼不可见的微小生物，仅凭课堂讲授无法让学生深刻体会微生物的特性，因此，将实验项目一安排为“环境微生物的检测”，让学生选取自己感兴趣的材料，进行微生物的初步分离培养。通过观察菌落的形成，使学生感受到微生物无处不在的特性，同时对微生物的生长速度和菌落形态也有了直观的认识。去除“芽孢、荚膜及鞭毛染色”实验，将“显微镜的使用和简单染色”及“革兰氏染色”合并为“显微镜的使用及革兰氏染色”实验。将“酵母菌的形态观察、大小测定”及“显微镜直接计数法”合并为一个实验，保留“乳酸发酵与乳酸饮料制作”实验，增加“细菌的生化反应（V.P.反应、甲基红、吲哚、糖发酵）”实验。“培养基的配制及灭菌”是微生物学实验必开的实验项目，但由于配制好的大量培养基无法长期保存，单独开设该项目势必造成实验材料的极大浪费。因此将本实验放在综合性实验——“苍山自然保护区土壤微生物的分离及纯化”之前开设，这样上一个实验配制好的培养基可以在下一个实验中利用，避免了材料浪费，保证了实验的连续性，学生也因前一个实验结果将影响后续实验而有了责任感。在早期的教学内容调整中，我们增加了设计性实验，整个流程为：学生分组→查询资料→自拟题目和实验方案→教师审核→与学生讨论后确定实验方案→实验教师提供实验原材料→学生自己准备实验材料和试剂→实施实验方案→完成实验报告（以论文形式提交）。这种实验方式很受学生欢迎，学生普通反应学到的知识多，操作技能得到系统的锻炼和提高。但这种由学生自拟题目的方式也给实验室带来很大压力，很多材料尽管用量不多都得重新购买，往往也造成很多浪费，况且学生自拟的部分题目由于受实验仪器和时间的限制无法开设，这会在一定程度上挫伤学生的积极性。考虑到这些因素，我们将设计性实验改为综合性实验，即“淀粉酶产生菌的筛选及酶活力测定”。这类实验要求学生以组为单位提交实验方案，并进行小组讨论，实验材料由小组自行准备，实验由各组独立实施，以达到设计性实验的目的。

2.2 加强实验操作训练，培养学生实验技能和创新能力 通过了解毕业生找工作的经历得知，一些用人单位招聘与微生物相关的工作人员时会要求面试者当场包扎玻璃器皿，演示接种技术或操作高压灭菌锅。正是这种非常简单的操作却使很多学生遭到淘汰。与之相反的是，一位跟随笔者做毕业论文的2005级生物科学专业的学生，因为操作技能很好而免于笔试直接被省内知名企业录用。因此，加强实验操作技能训练，注重学生能力培养，显得非常重要。如何能在学生人数较多，指导老师少且课时受限的情况下保证学生实验技能训练是一个很棘手的问题。我们在实验教学中除教师示范和多媒体展示外，对学生的操作严格要求。教师在实验教学环节中发现学生的操作问题进行及时纠正。对接受能力较弱的学生，给予耐心辅导，鼓励他们反复操作训练。操作技能的训练要从基础做起，由于受学时限制，一些常用的操作技能往往只能在等待实验结果的过程中示范和督促学生练习，如玻璃器皿的清洗和包扎。为了避免学生只看不做，我们采取随机抽查并对操作不规范的学生实行扣分制的方式，保证学生都能得到训练。在实验仪器的使用方面，学生偏爱新仪器，觉得新仪器操作简单。考虑到虽然现在各高校和科研院所的设备都较好，但基层各单位的实验仪器却相对落后，我们对所有实验仪器都是从老式到新式，实验室没有的，利用网络资源寻找相关资料，逐一讲解并要求学生掌握基本的操作要领。

2.3 改革教学方法，促进学生自主学习 传统的实验教学方法是教师讲原理和注意事项，做示范后学生再按实验指导操作，完成一次操作后无论实验结果好坏都结束实验。这使得学生养成了课前不预习，上课不听讲解，不关心实验结果，实验报告也是东抄抄西抄抄了事。整个实验流于形式，成了走过场。为了纠正这种不良的学习风气，我们改灌输式为互动式、参与式教学，要求学生课前预习，在教师讲解的过程中调动学生参与讨论并实时提问。提倡学生对实验提出不同看法，在实验条件允许的情况下学生可以根据自己的想法完成实验，学生的参与度将计入实验成绩。教师的示范动作中人为增加一些错误，如果有学生能够及时指出，也能计入实验成绩。针对学生习惯的教师准备所有耗材和试剂，学生只管做实验的方式，我们要求学生积极参与到实验准备过程中，参与与否也将计入实验成绩中。这种教学方式能有效调动学生的积极性和主动思维能力。

2.4 以学生为本，注重全体学生全面发展 在长期的教学过程中，笔者注意到很多学生严重缺乏自信，不善与其他人交流，遇到问题不敢提问，这种现象在云南农村生源中尤其普遍。而一部分同学虽然理论学习较差，但操作能力却较强。对这样的学生我们多采取主动关注他们的实验进度和结果并与其讨论的方式，肯定他们的结果并进行鼓励，激发他们的学习兴趣。如果他们制作的临时装片染色效果好，其实验成绩给予加分，并要求其它同学观看和学习，同时将这些临时装片制成永久封片保存，注明制作者姓名，增强学生荣誉感和成就感。我们还让操作规范、操作技能好的学生参与教师的示范和实验教学；对完成较好的实验报告进行点评等。这些措施对提高学生学习积极性，增强学生成就感和自信心十分有效。最近几年来，很多平时不上进，缺乏自信，甚至有多门补考的学生通过微生物学实验课程的学习找回了自信，后续科目成绩得到了显著提高，有的学生还顺利考取了微生物学相关专业的研究生。

2.5 注重学生团结协作能力及团队意识的培养 长期以来，学生已经形成混学分的习惯，对实验不用心，得过且过。在实验过程中依赖其它同学或各自为政，严重缺乏团队协作精神。因此，我们在微生物学实验一开始就实行“包产到组，责任到人”的实验运行机制，由学生自行分组，4～5人一组，组长负责协调和监督，要求组内自行监督所有操作技能的训练，若有人不过关，则会影响到其它人的实验成绩。例如，在做综合性实验“淀粉酶产生菌的筛选和鉴定及酶活力测定”时，要求各组内成员独立完成淀粉酶产生菌的筛选和鉴定工作。为了保证后续实验的顺利完成，在淀粉酶产生菌的筛选这一环节，同学们希望分离到能产生具有较强淀粉酶活力的菌株，这样他们会充分考虑淀粉酶产生菌的生存环境，从而扩大采样范围。由于有了责任，同学们会相互协商和监督，以保证实验的正常进行。综合实验极大地提高了学生学习的兴趣，培养了他们的责任心，有的学生为继续深入研究，以此为课题申请我校实验室开放项目并获得了资助。

2.6 严把实验报告质量关，培养学生诚信价值观抄袭实验报告是目前高校学生中普遍存在的被大部分学生视为正常的非正常现象。为了杜绝这种现象，我们严格要求学生认真独立完成实验报告。绘图、实验数据的记录都要求在实验室完成。指导教师认真批改实验报告，对报告书写格式、文字表述、讨论分析甚至错别字都进行修正，同时鼓励报告完成好、有进步或者对实验现象有独到见解的同学。对有抄袭现象的学生，无论抄与被抄都作零分计，并在班内通报批评。采用这种奖惩分明的方式，基本杜绝了实验报告的抄袭现象，为培养他们实事求是的工作态度和诚信价值观起到了积极的作用。

2.7 完善实验考核制度，营造公平的学习环境，激发学生学习兴趣 建立公平合理，具有激励性质的考评制度才能真正体现学习效果和激起学生的学习兴趣〔11〕。而对实验成绩的评定，通常依据实验报告成绩而定，这就使得学生不注重实验操作，修改实验数据，抄袭其它同学的实验报告，这对学生的培养是非常不利的。为此我们重新制定了实验考评制度，并在第一次实验课上将考核办法告知学生。我们的微生物学实验没有单独开课，实验成绩占微生物学考核成绩的30%，我们将实验成绩评定分为：平时成绩（占实验总评的40%）和考核成绩（占实验总评的60%）。其中平时成绩包括实验报告成绩（占平时成绩的50%）、实验课表现（提问、讨论、实验结果、打扫卫生）（占平时成绩的40%），参与准备实验（占平时成绩的10%）。实验考核分随堂考核（占考核成绩的40%）和期末操作技能考核（占考核成绩的60%）。

3 教学效果

我校对各门课程教学质量的评价主要由学生评价和专家评价组成，对课程教学质量的评价分理论和实践两块，其中对微生物学实验历年的教学评价结果见表1。从表1可见，微生物学教学团队率先于2007年对实验教学进行改革，改革后的微生物学教学得到了评议专家和同学的积极肯定。另外，微生物学教学团队先后有8人次被评选为学校教学质量优秀教师。

表1 微生物学实验教学学生评教结果

自2007年以来，报考微生物学相关专业研究生的学生人数占总报考人数的33.7%，08届生物科学和生物技术专业则达到41.2%。先后有学生被武汉大学、四川大学、昆明理工大学、兰州交通大学、云南大学微生物学相关专业录取。4个微生物学实验后续项目获得了学校开放实验项目资助，这充分说明改革后的微生物学实验教学体系提高了课程教学的效果和质量，达到了预期的效果。

〔1〕袁丽红，周华，韦萍，等.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.

〔2〕周宜君，刘越，戴景峰，等.微生物学实验教学改革探索与实践〔J〕.微生物学通报，2009，36（10）：1609-1613.

〔3〕焦振霞，郑卫北.改革微生物实验教学：强化技能训练〔J〕.2012，39（9）：1328-1332.

〔4〕季淼，叶明，杨柳，等.工科院校微生物学实验教学改革与实践〔J〕.微生物学通报，2007，35（6）：977-979.

〔5〕刘志伟，屈年瑞，高大威.微生物学开放性实验的探索与研究〔J〕.微生物学通报，2011，38（1）：118-122.

〔6〕南旭莹，陈海敏，王江，等.加强微生物学基本操作技能训练，提高学生的主观能动性〔J〕.微生物学通报，2011，38（8）：1278-1282.

〔7〕邓百万，陈百强，彭浩，等.基于能力培养的微生物实验教学手段与方法的改革研究〔J〕.实验技术与管理，2011，28（2）：7-10.

〔8〕朱桂兰.微生物学实验教学改革的初步探索〔J〕.合肥师范学院学报，2011，29（3）：93-94.

〔9〕张佳琪，吕远平，姚开，等.食品微生物学实验课立体化教学体系的构建〔J〕.微生物学通报，2013，40（2）：322-327.

〔10〕杨胜远，陈晓云，林丽云.以职业教育为导向探究地方高师微生物学实验教学〔J〕.微生物学通报，2013，40（2）：316-321.

〔11〕张庆芳，迟乃玉.微生物学实验教学考核评价体系的建立及实施〔J〕.微生物学通报，2009，36（9）：1432-1435.