地方应用型高校农业微生物学实验教学改革与探索

2021-01-17金银利史洪中马全朝王春生尹健陈利军

天津农业科学 2021年12期

金银利史洪中马全朝王春生尹健陈利军

摘要：农业微生物学是植物生产类专业的必修课，该课程的实践性和应用性较强。为了进一步提高农业微生物学课程的实验教学质量，实现地方本科高校应用型人才的培养目标，课程组教师从更新实验教材及内容、开设设计性实验、改变教学模式和细化实验报告册评分标准四个方面，开展了本课程的实验教学改革及探索。实践表明，改革后的实验教学激发了学生的学习兴趣和热情，端正了学生学习态度，提高了学生的主观能动性和实践创新能力，提升了学生的科研素养和团队合作意识，取得了较好的教学效果。

关键词：地方应用型高校;农业微生物学;实验教学;教学改革

中图分类号：G642.4 文献标志码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.12.015

Experimental Teaching Reform and Exploration of Agricultural Microbiology Course in Applied Local Universities

JIN Yinli， SHI Hongzhong， MA Quanchao， WANG Chunsheng， YIN Jian， CHEN Lijun

（College of Agriculture，Xinyang Agriculture and Forestry University， Xinyang， Henan 464000， China）

Abstract：Agricultural Microbiology， a compulsory course of the majors of plant production， features high practicality and applicability.In order to further improve the experimental teaching quality of Agricultural Microbiology course， and achieve the applied talent training goal of local universities， the teaching team carried out the experimental teaching reform and exploration of the course from updating the experimental teaching materials and contents， establishing design experiments， changing the teaching mode and refining the evaluation criteria of the experimental report book. The practice indicated that the reformed experimental teaching can stimulate students' interest and enthusiasm in learning， correct students' learning attitude， improve students' subjective initiative and practical innovation ability， improve students' scientific research literacy and team cooperation consciousness， and finally achieved good effects.

Key words：applied local universities; Agricultural Microbiology; experimental course; teaching reform

收稿日期：2021-10-06

基金项目：信阳农林学院本科专业精品课程项目（JPKC202010）;信阳农林学院科研促进教学专项课题资助项目（kj-20210085，kj-2021009）;2019年度河南省一流本科专业（植物保护专业）建设项目

作者简介：金银利（1982—），女，河南柘城人，副教授，博士，主要从事昆虫生态与害虫综合治理方面研究。

通讯作者简介：陈利军（1980—），男，河南济源人，教授，主要从事植物真菌病害与植病生防资源方面研究。

农业微生物学是地方应用型本科高校信阳农林学院植物生产类植物保护、农学和种子科学与工程等专业的必修课。课程教学包括理论教学和实验教学两个部分内容，共计32个学时。其中，理论教学20个学时，实验教学12个学时。实验教学的主要目的和任務是让学生掌握细菌革兰氏染色法和真菌镜检等制片染色技术、无菌操作技术、培养基制备和灭菌技术、植物病原微生物的分离和纯培养技术等，熟悉微生物实验常用仪器显微镜、高压灭菌锅和无菌操作台等的使用方法和注意事项，提高学生发现问题、分析问题、解决问题和大胆创新的能力，培养学生良好的实验习惯和实事求是、严谨认真的科研素养。本实验课的学习有助于学生对课堂讲授基础理论知识的理解和掌握，增强学生的微生物实验操作技能，为进一步学习专业核心课程普通植物病理学和农业植物病理学奠定坚实的基础，以满足社会对未来农业技术人员的创新能力需求。

农业微生物学课程的实践性和应用性较强，实验教学是其重要的组成部分，直接影响着本课程的教学效果。鉴于新农科建设着力打造农林教育“金课”，特别是对实践教学环节提出了更高的要求[1-3]。所以，课程组教师针对农业微生物学实验课程现存问题进行了深入地分析，主要表现在实验教学方法、教学内容和考核方式等仍然在沿用传统的教学模式，导致学生学习兴趣和积极性不高、学生的应用实践能力较差，已经无法满足应用型人才培养目标。因此，为了进一步提高农业微生物学课程的实验教学质量，满足学生以就业为导向的求知需求，激发学生的学习兴趣和热情，提高学生的主观能动性和实践创新能力，课程组教师从更新实验教材及内容、开设设计性实验、改变教学模式和细化实验报告册评分标准四个方面，开展了本课程的实验教学改革及探索，以期培养出更多实践应用能力较强的高素质人才。

1 更新实验教材及内容，激发学生学习兴趣

农业微生物学实验教材选用辛明秀和黄秀梨主编的微生物学实验指导（第3版）新形态教材，具有与实验教材一体化设计的配套数字资源——微生物学实验指导数字课程，可为学生提供丰富的学习资源，包括实验视频演示、背景知识、拓展知识、自测题和部分实验结果的彩色照片及部分参考文献等，这就在很大程度上丰富了本课程的实验内容。学生可以电脑访问配套数字课程的网址https：//abook.hep.com.cn/52464，也可以扫描二维码，下载并安装Abook应用。注册并登录后，进入“我的课程”，完成课程绑定，点击“进入学习”，即可在课前预习、课中实验和课后复习时根据实际需求选择使用。

教师有效使用实验教材配套数字课程资源，可以在课堂里更充分地创设学习情境，节约教学时间，并有效地突破教学难点，突出教学重点，提高课堂效率。所以，数字课程资源，不但极大地丰富了课程实验内容，还开阔了学生的视野，激发了学生的学习兴趣和学习灵感，培养了学生的科研思维，填补了教师传统单一教学手段的空白。在课堂中，教师们经常面临一些难以表达或比划的抽象知识内容，而数字资源中的实验操作演示和虚拟视频等多媒体元素可以成功吸引学生的注意力，又可以给学生丰富的感知，从而化难为易，轻松解决问题，取得较好的教学效果。同时，数字课程不仅包括本课程大纲既定实验内容，还包括土壤微生物的分离和纯化方法、细菌数量的测定和细菌生长曲线的测定等基础实验以及从虫体中分离杀虫微生物等实际应用和综合实验内容，视频资源丰富，可因材施教，发挥学生的主观能动性，以满足不同层次学生的知识需求。

2 开设设计性实验，增强学生学习的主动性

设计性实验是在给定实验目的要求和实验条件的情况下，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验[4]。与传统的验证性实验相比，设计性实验可以使学生由被动学习转为主动学习，从而培养学生的解决问题能力、创新能力和科研思维[5-7]。植物生产类专业农业微生物学实验共开设6个实验项目，共计12个学时，其中，验证性实验为4个实验项目，8个学时;设计性实验为2个实验项目，4个学时（表1）。按照科研工作思路，实验项目培养基的制备、消毒和灭菌、植物病原微生物的分离和纯培养以及微生物的斜面接种和平板划线培养，实际是一个综合性大实验。开展设计性实验，可以增强学生的自主学习能力，要求学生将课堂理论与实际相结合。学生从开始到结束都是亲自操作，体现了完全的独立性和自主性，同时，对于学生的基本动手能力和专业理论知识也提出了一定的要求。

开展设计性实验前，教师要叮嘱学生按照实验教材或数字课程实验演示视频规范操作，避免个人的盲目行为。教师要使学生充分认识到设计性实验的目的、意义及具体实施办法，并将班级分成若干个由2～3人组成的研究小组，每个小组选择一个课题并进行适当分工。如，植物病原微生物的分离和纯培养（表1），可选择采集到的不同植物组织病原微生物（细菌或真菌），制定详细的分离培养方案，包括实验目的、实验原理、实验材料和实验方法等。教师审核通过后，学生以小组分工实施。在实验实施过程中，学生自己准备实验材料、制备培养基、包扎灭菌、制作无菌平板和安排实验时间等。在此期间，实验室向学生开放，由1名教师适时引导，纠正不规范的操作，并监管实验室安全。实验结束后，各小组提交实验所得结果（图片或照片）和报告，教师组织学生讨论，评判小组的实验过程和结果，并提出改进措施。

3 改变教学模式，提高学生参与度和积极性

农业微生物学实验教学贯穿课前预习、课中实验和课后复习全过程，相互结合，紧密连接[8]。课前预习主要是学习实验教材内容和配套数字课程资源;课中实验采用数字课程视频演示结合教师讲解分析的形式，化抽象为具体，化难为易，突出重点，细化并规范实验操作步骤，激发学生兴趣，引导并鼓励学生亲自完成实验，并撰写实验报告;课后复习主要通过指导学生利用现代信息技术分组制作实验微课视频的形式开展，一般以5～6人为1个小组，采取组长负责制，团队成员分工合作，分别进行实验准备、实验操作、视频拍摄、视频剪辑和字幕添加等各项工作，从而引导学生“在學中做，在做中学”，以悟得新知，并与生活或生产实际相联系，达到学以致用，活学活用。这样的教学模式，能够把相关的知识点串联成综合性问题启发学生思考，激发学生学习兴趣，引导学生主动把教学内容有机结合起来，化解抽象问题，突破难点，突出重点，这不仅可以帮助学生加深理解记忆，还有利于提高学生的参与度和积极性，培养学生良好的独创性思维习惯。

这种贯穿课前、课中和课后全过程的实验教学模式，能够使教师提前了解学生的学习困难，师生可以在有限的课堂时间内探讨交流，对学生进行差别化辅导，也可以使学生充分利用课外时间，根据自己对知识的掌握情况控制实验进度，以满足学生的个性化需求[9]。在课前预习和课堂探讨交流之后，教师引导学生利用课外时间，分组合作制作不同实验项目的微课视频。以2018级植物保护专业学生为例，5～6人分为1组，分别负责细菌的革兰氏染色、细菌、放线菌和真菌的形态及显微结构观察、培养基的制备、植物病原微生物的分离和纯培养、微生物的斜面接种和划线培养五个实验项目的实验准备、实验操作、视频拍摄、视频剪辑和字幕添加等工作（表2）。学生通过自己的手机即可完成视频拍摄，有的小组还利用Morang/橙影运动相机拍摄。之后，利用必剪或剪映专业版完成视频剪辑和字幕添加，有的小组则使用专业Pr软件进行剪辑和字幕添加。教师引导学生运用现代信息技术制作实验微课视频，极大地提高了教学效果，激发了学生学习的热情和兴趣，让学生学到了更多的知识。学生们也由于现代技术的运用，变得更加具有想象力和创造力。这样，不但锻炼了学生的科研思维，也培养了学生的团队合作意识、自主学习能力和创新能力。教师将指导学生制作的微课视频上传到农业微生物学课程智慧树平台，作为学习资源，不仅使学生获得了成就感，也实现了本班同学间以及不同年级同学间的资源共享，让师生教学相长，共同提高。

4 细化实验报告评分标准，端正学生学习态度

一个实验的完整实验报告应该至少包括实验名称、实验目的、实验器材、实验原理、实验方法与步骤、实验结果与分析6个部分。在课程开课的第一次实验，教师要着重向学生强调细化的实验报告册评分标准（表3），做到学生人人心中有数，避免填写缺项或漏项，端正学生学习态度，引导学生积极参与实验过程，杜绝抄袭，养成良好的实验习惯。在实验过程中，教师要注重交流沟通，采用随机提问的方式，通过让学生讲解实验思路，了解其课前预习情况及对实验内容的理解程度。

教师要在实验结束后，及时批改实验报告册，发现有疑似抄袭他人实验报告册的学生，不但要严重扣分，还要在下次实验课时着重提问，如果学生能够拿出自己的实验结果作品或照片，并完整叙述实验思路，说明其已经基本掌握所学内容，达到教学要求。否则，要进行一定处罚，如安排学生利用课外时间重新开展实验。在这样的管理模式和评分标准下，抄袭现象大大减少，还提高了学生对实验课的认真程度，甚至有学生要求中午或晚上开放实验室，以便更好地完成实验。实验报告册书写对学生字体也有一定要求，采用扣分制。如果字体书写比较潦草，不规整，酌情要扣5～10分。所以，学生也开始注重实验报告册的字体书写，并保持页面干净整洁。

5 结语

综上所述，课程组教师依据课程实验教学存在的问题，有针对性地进行教学改革，探索出了与地方应用型本科高校人才培养目标相适应的农业微生物学教学模式，取得了较好的教学效果。选用的新形态教材及配套数字课程和学生分组制作共享的实验微课视频，极大地激发了学生的学习兴趣和热情，拓展了学生的想象力和创新思维，培养了学生的团队合作意识，全面提升了学生的主观能动性、实践应用能力和科研素养。但在实验教学改革实施的过程中也遇到了一些与其他课程相似的问题，例如，如何建立系统地考核评价方法以及如何公正客观地评价学生的实验操作规范程度[10]。所以，在今后的课程实验教学过程中，要持续深化改革，不断补充优化实验教学内容，进一步改善实验条件，严格规范学生的实验操作，改进考核和评价机制，并将现代信息技术合理运用到农业微生物学实验教学中，以不断提升教学成效和教学质量。另外，还可以尝试将科研项目与本科课程实验教学结合起来，实现科研促进教学，以有效提高本科生理论知识的广度与深度，锻炼其实际操作动手能力，拓展科研视野，鼓励学生选择农业微生物相关方向作为自己科研训练或毕业论文实验的方向，这对于培养高水平应用型的新型农林人才具有极大的促进作用，是顺应“新农科”发展的有效途径[11-13]。

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