基于多层次微生物学实验培养科研创新型人才

庞叶 于爽 迟乃玉 张庆芳 王晓辉

摘要：本文阐述了微生物学实验“多层次”教学模式的建立、在教学实践中的实施过程和教学效果。“多层次”的实验教学模式是指“验证性实验→综合性实验→设计性实验→创新性实验→开放性实验→创新或创业项目→毕业论文”。该教学模式的实施，充分调动了学生的兴趣和积极性，激发了学生的创新意识和创新能力，有利于培养科研创新型人才，并已经取得了良好的效果。

关键词：微生物学；实验教学；多层次教学模式；科研创新

中图分类号：G642.0；Q93-33 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）08-0263-02

从党的十七大以来，建设科学研究和创新型国家的目标已成为国家战略发展的核心。国家对人才的创新能力、实践能力和创业精神也越来越关注。对于工科院校而言，实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要方式之一，在为国家培养和输送高素质的科研创新型人才中起到了极大作用。因此，立足国家发展需要，大连大学生命科学与技术学院微生物学实验教学依托“辽宁省生物工程示范专业”“辽宁省海洋微生物工程技术研究中心”“大连市海洋微生物工程技术研究重点实验室”科研平台，创建“验证性实验→综合性实验→设计性实验→创新性实验→开放性实验→创新或创業项目→毕业论文”多层次的实验教学模式，衍生相应科研项目、专利及科研论文等，着重培养学生的创新意识和创新能力，以适应社会发展需要。

一、微生物学中实验教学改革的必要性

微生物实验经过多年的探索开展，现已建立“基础性实验→综合性实验→设计性实验”教学模式。由简单的“微生物形态鉴定”至复杂的“独立设计实验筛选环境中微生物”这一系列实验设计充分提高了学生的动手实践能力。其中基础性实验着重培养学生的实验技能，属于常规学习部分[1]。综合性实验旨在培养学生的整体性和系统性。设计性实验则要求学生自主创新，提高了学生的综合创新能力。

二、多层次教学模式的探索与实践

（一）理顺实验板块，增强实验教学的科研整体性与连贯性

在微生物实验教学中存在一个普遍的问题是验证性实验比例过大，而设计和创新实验较少，学生在从事科研项目的时候就会暴露科研整体性薄弱的缺点。因此在实验教学中我们要有意识地培养学生的系统性思维。我们对实验内容及顺序进行优化调整，将其整体分为两个板块：基础技能训练板块和开放创新性实验板块。第一模块包括显微镜的使用以及细菌基本形态观察（4课时）、革兰氏染色（4课时）、放线菌和酵母菌（4课时）以及霉菌的形态观察（4课时）、培养基的制备及灭菌技术（8课时），要求学生掌握微生物学实验操作的基本原理与方法，学会分析实验现象并提出改进措施，扎实基本实验技能，养成良好的操作习惯；第二模块包括综合性和设计性实验，主要内容为环境微生物的检测（10课时）、微生物生长量的测定（6课时）、理化因素对微生物生长的影响（8课时），要求学生自主设计实验、自由分组。在实验前查阅资料，独立操作。在此模块中，学生可以将所学到的实验技术综合运用，有利于培养独立思考能力、创新能力，增强学生科研思维连贯性和整体性。

（二）培养学生学习自主性与主观能动性，加强实验前预习，提高创造力

培养创新型人才应引导学生独立学习、积极思考[2]。预习是实验教学中的重要部分，通过预习学生加深对于实验原理、步骤与操作方法的理解，锻炼独立思考能力。同时，通过课前预习情况，老师可以针对预习中学生存在的难点进行具体解答，从而高效地利用实验课时，呈现良好的授课效果。实验教学也要突出学生的主体地位，增加学生动手实验的机会，使学生的学习状态从“要我学”到“我要学”。通过开放设计性试验，学生自己分组，设计实验环节，学生的主动性提升。

（三）结合科研课题，引入生活相关项目，增强实验实用性，促进学生全面提高

“青年兴则国家兴，青年强则国家强”，为满足青年人才的培养要求，我院开放创新性实验模块、有意识地引入科研项目或趣味性课题，如“键盘中致病菌的种属与多样性分布”“大连大学食堂筷子微生物的检测”等。学生自主选择综合实验项目，3-4人自由组合，查阅文献、设计实验、自主实施。最后要求学生提交一份专利申请、研究论文或结题报告。同时，积极鼓励学生将开放性实验的实验结果作为课题成果进行创新创业课题、毕业论文课题进行申报。与专利申请、毕业论文、创新项目相结合的模式不仅对实验课内容进行了深入研究与拓展，而且锻炼了学生的综合能力。

（四）以实验考核为引索，在思维上引导学生注重创新能力

传统微生物学实验考核，只注重实验报告结果，忽视学生的实验操作。我们应综合实验预习、实验操作、实验报告三部分，对学生进行整体打分。这种多元化评估机制的建立，提高了学生对微生物学实验课程的参与，增加了对实践动手能力、综合素质能力和创新性思维的多方面考察，有利于学生的整体发展。

三、现阶段此项改革成效

大连大学微生物学实验通过实行此多层次的实验教学模式，坚持“将科研引入教学，以科研带动教学，一切为了学生，为了学生的一切”的教学理念，为社会培养出高素质的科研创新型人才。通过大数据显示，学院近几年来创新成果突出，学生参与创新竞赛、专利申请、大创申报人数明显增加（图1），参与科研项目的积极性大大提高。多层次教学模式的实施对于学生创新能力有了较大的提升，对于今后学生继续深造和走向社会起到了举足轻重的作用。

四、结语

微生物实验教学改革的根本指导思想是探索创新，提高学生综合素质，培养具有创新精神、创新意识和创新能力的科研人才。多层次教学模式的实行和推广在一定程度上培养了学生创新思维，创新成果突出。此教学改革需要进一步加以完善，增加设计性实验选题，增强开放性实验趣味性，加大创新创业比赛、毕业论文、专利申请等成果化转换的力度，鼓励支持更多的学生将实验成果融入到科研项目中去，得到锻炼学生能力并且有益于行业、社会的创新成果。同时应当将此教学改革模式推行至其他专业、学科，促进学科交织，共同发展。

参考文献：

[1]张庆芳，李蓉，迟乃玉.基于微生物学实验教改构建生物工程人才培养体系——以大连大学生命科学与技术学院为例[J].大连大学学报，2017，38（03）：109-112.

[2]于爽，张庆芳，王晓辉，等.教学在知情意行结构中的探索与实践[J].微生物杂志，2014，34（01）：107-109.