创新型微生物学实验教学体系构建与实践

李艳宾 张琴 夏占峰 周慧杰

【摘要】本文通过更新实验教学内容、采用互换角色法开展综合设计型和研究创新型实验、改革实验考核方式等构建了创新型微生物学实验教学体系，并结合“第二课堂”，提高了学生创新能力。该改革实践在提高学生创新创业能力中起到了较好的促进作用，并取得了一定的成效。

【关键词】创新型 微生物学实验 教学体系改革

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）19-0158-01

微生物学是一门理论性和实践性很强的学科，实践教学是不可或缺的重要环节[1]。微生物学实验课程对于培养本科生的操作技能、创新能力和提高学生的综合素质具有重要的作用。传统的微生物学实验课程在实验教学内容、教学方法、考核方式等方面都存在弊端，因而对微生物学实验教学进行改革迫在眉睫。在高校开展创新性、研究性教学是世界教学发展的大趋势[2]。2005年教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》指出，高校要“积极推动研究性教学，提高大学生创新能力”[3]。

微生物学实验课是我校生物技术、应用生物科学、生物制药和化学工程与工业生物工程本科专业必修的基础实验课程。该门课程在微生物学理论指导下，以学生自己动手为主，在实验中巩固认识微生物个体形态、菌落特征，并提高相应的检测技术，同时加强学生在微生物分离纯化、生理生化测定、生长测定等方面的操作技能，在此基础上通过综合设计型和研究创新型实验的开展考察学生学习微生物学的综合能力，提高其创新能力。

1.更新实验教学内容

我校生物技术、应用生物科学、生物制药和化学工程与工业生物工程专业的微生物學实验课共40学时，其中综合设计型实验8学时，研究创新型实验12学时，从学时数分配上提高了综合设计型和研究创新型实验的比例。该课程以加强基础、培养能力、提高素质的教学目标为出发点，改革了传统的以验证性实验为主的实验教学体系，精选验证性实验，增设综合设计型和研究创新型实验，以小的研究课题形式鼓励学生独立设计并完成实验，提供给学生一个展示综合学习水平和创新能力的平台。

2.互换角色法开展综合设计型和研究创新型实验

综合设计型和研究创新型实验以学生为主体开展，授课教师辅助指导学生制定实验方案和开展实验操作。综合设计型实验涉及多个操作技术和一系列连续的操作步骤，学生在上课前先熟悉实验内容，弄清实验涉及的试剂、设备等，自行组织实验。整个综合性实验项目包括了无菌操作、培养基的制备、增菌培养、培养基的选择、平板的分离划线和筛选鉴定等，全过程均由学生自主设计并独立操作，教师主要起辅助指导作用。

研究创新型实验依据近年来大学生创新项目申报的热点问题而设计确定实验主题，学生在实验前1～2周熟悉实验主题和实验内容，进一步查阅相关的文献资料，设计好实验方案并确定实验步骤，在此基础上由授课教师评估实验的可行性，再在实施过程中辅助指导学生自主设计和准备实验，完善实验数据，进行数据处理和分析并完成研究性小论文的撰写，为学生之后开展创新项目、发表学术论文打下基础。有的学生研究创新型实验结合新疆特有的极端环境微生物资源和工农业发展方面，彰显了本课程的地域特色。例如，生物技术、应用生物科学专业的其中一个研究创新型实验为“生物防治微生物的分离和筛选”，学生从新疆棉田分离拮抗微生物，用于拮抗棉花枯黄萎病菌，为新疆棉花枯黄萎病的有效防治提供了菌株来源。

3.改革实验考核方式

微生物学实验课的考核制度较长时期限制了实验操作能力和创新能力的提升，实验成绩主要为实验报告成绩，最终的实验课成绩即为多次实验成绩的平均值，因此学生只要完成好实验报告就可以获得较高的实验成绩了，严重制约了学生开展实验和进行创新的积极性。改革后的微生物学实验考核制度加大了综合设计型和研究创新型实验成绩的权重系数，学生最终的实验成绩中，验证性和综合设计型实验各占四分之一，研究创新型实验占二分之一；综合设计型和研究创新型实验的成绩又由实验操作表现（30%）、研究报告形式（20%）和结果整理与分析情况（50%）三部分构成，这就要求学生在实验过程中能较好地设计和开展实验，在写作研究论文时要形式合理完整（包括研究论文的题目、摘要、关键词、前言、材料与方法、结果与分析、结论与讨论及相关的参考文献），结果中数据归纳总结较好，分析完善，有图有结论，符合研究性论文的写作规范。

4.结合“第二课堂”，提高学生创新能力

专业相关本科生通过理论课中学习专业前沿知识及查阅相关文献，弄清自身的兴趣方向，在实验课研究创新型实验开展中与指导教师讨论相关实验方案，确定创新方向，依托于我校建立的生物学实验教学示范中心，组建兴趣小组，开展微生物学“第二课堂”学习。在此基础上，学生结合执行微生物学实验课中的综合设计型和研究创新型实验经验，提高自身实践操作能力和创新能力，积极参与创新项目的申报和执行。这一改革在专业相关本科生的创新能力培养中起到了极大的促进作用，从2013年至2017年结题的微生物学相关的大学生创新项目中，有3项结题验收优秀，以本科生为第一作者发表论文5篇，本科生的自然科学论文作品在全国大学生“挑战杯”竞赛中，有2项获得国家三等奖，2项获得兵团三等奖，体现了学生在创新能力方面的提升。

5.结语

通过上述实验教学改革，改善了传统的实验教学方法和教学评价体系，锻炼了学生的实践操作技能，充分发挥了学生的主体作用，增强了学生的创新意识和创新思维，提高了学生的研究和创新能力，收到了良好的教学效果，并提高了学生学习微生物学的兴趣和积极性。通过本实验课程的学习，学生能够较好地将理论与实践相结合，开展创新实验的热情和积极性增高，在大学生创新项目的申报和执行中能更好地发挥主观能动性。

参考文献：

[1]何晓青，谢响明，李志茹，等.理科（生物学）基地微生物实验教学的研究与探索[J].中国现代教育装备，2009，（4）：123-125.

[2]张华.研究性教学论[M].上海：华东师范大学出版社， 2010（12）：25.

[3]教育部高等教育司.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见.教育部高等教育司[2005]11号，2005.

作者简介：

李艳宾（1983-），男，湖南保靖人，副教授，博士。从事微生物发酵工程方面的研究。

张琴（1980-），女，四川雅安人，副教授，博士。从事微生物代谢工程方面的研究。