生物类专业课程微生物学的教学改革与实践

刘琴

（塔里木大学生命科学与技术学院，新疆阿拉尔 843300）

生物技术产业是21世纪新兴产业，微生物学是生物技术专业的核心课程，涉及到农业、医药、食品、能源等各个领域，其独有的理论知识与试验方法已与生物化学、分子生物学、动物生理学、植物生理学和植物病理学等学科相互渗透[1]。塔里木大学生物技术专业的生源有50% 来自内地，50%来自新疆，二本招生，毕业生30%读研深造，其余学生的60%留在新疆就业。希望通过本课程的学习，使学生能掌握微生物的形态、结构、营养、代谢、遗传、生态及应用的基本理论知识和实验操作技术，提高专业基础理论知识水平和观察、实践能力。该课程要求学生理解微生物学的基本知识和基本理论，掌握微生物的实际应用技术和前沿研究技术，熟悉微生物应用的生产过程和重要技术，为学习其它学科和从事科学研究奠定基础。

塔里木大学“微生物学”2006年成为兵团精品课程；2007年成为自治区精品课程；2008年微生物学教学团队获得自治区教学团队称号。团队成员长久以来一直致力于微生物学的教学改革，力求在繁杂的学习进程中，开辟出一条特有的微生物教学思路。同时为了适应社会的需求，提高学生的综合素质与动手能力，我们对微生物学课程内容、教学方法和手段及实验教学等进行了探索。

一、微生物课程教学中面临的主要问题

（一）课程思政内容与教学相脱节

习近平总书记明确提出要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治贯穿到整个教学过程中，实现全程育人、全方位育人、努力开创我国高等教育事业发展新局面[2]。

众所周知，利用微生物技术“既能开启天堂之门，也能打造地狱之路”，特别是合成生物学的兴起，把微生物学领域带入了一个新高地。因此，在微生物学课程中开展课程思政教学，可以发挥单纯思政类课程所不能替代的育人作用，使微生物学可以成为思政课程的完美载体。

（二）教学内容与教学学时矛盾凸显

教学内容和知识体系的构建是课程建设的核心，在创新人才培养中发挥着重要作用[3]。绝大多数的微生物学相关教材中都涵盖着微生物的形态结构（原核、真核、病毒）、微生物的营养、代谢、生长及其控制、遗传变异、生态环境等超过10个章节的内容，将微生物从微观到宏观，从个体到群体，从生态到应用相关的内容进行了详细的讲解，这就使得微生物学的教学学时的压缩与庞大的教学内容体系之间的矛盾日益凸显。微生物学具有知识点多而散、需要大量记忆、描述多、推理少等特点，再加上课上单一的教学模式，让大多数学生停留在考前奋斗一周、考后一点不留的状态。

（三）现有的教学模式与学生的个性化需求脱节

微生物学课程中过多的理论知识，使其在现有的教学模式下只能机械式的死记硬背，导致学生个性化需求被忽略，无法带动学生的学习兴趣，也不利于因材施教的宗旨。我们应通过构建多元化教学模式，推进学生自主学习与思维创新能力，增强学生刻苦学习的能力[4]。

（四）理论与实验脱节、实验课程缺乏系统性

实验内容应是用来加深学生对理论课程的印象，起到巩固理论知识的作用。加深实验课与理论课之间的联系，可以完美规避死记硬背的学习模式，还可以提升学生理论联系实际、解决实践过程中遇到的问题。但实际的操作过程中，往往出现实验与理论脱节的现象，且实验本身之间缺乏系统性。这让学生接收到片段化的信息，让其无法贯穿始终。

（五）考核方式与评价体系单一

按照我校长久以来的微生物学课程成绩评估模式，其中70%的成绩来源于期末闭卷考试，另外30%为平时成绩（包括签到、作业、小测试、实验报告）。这种单一的评估方式无法完整掌握学生的实际学习情况。例如期末考试，他们可以通过一周的死记硬背，仍能够取得良好的成绩。因此，这种侧重于理论考试的教学模式，忽略了学生利用理论解决实际问题的能力。

二、微生物学课程教学的探索

（一）在课程思政方面的改革与探索

微生物学是生物化学、分子生物学、医学、药学类专业课的基础，涉及专业有生物制药、生物技术、应用生物科学、化学工程与工业生物工程。微生物学与生产生活关系极为密切、社会热点多，生物学知识学习的过程体现出了极为丰富的科学精神和人文精神。利用微生物技术“既能开启天堂之门，也能打造地狱之路”。因此，在微生物学课程中开展课程思政教学，可以发挥单纯思政类课程所不能替代的育人作用，使微生物学可以成为思政课程的完美载体。

结合微生物学一流课程建设中的重要内容，即开展课程思政，对思政教育如何融入课堂教育中进行改革探索，以期更好地实现“三全育人”，在学生成长过程中奠定专业知识的同时也能坚定理想信念，培育正确的“三观”，为“稳疆兴疆、富民固边”再立新功。

例如，在微生物学的绪论中以生物安全为题，我们可先了解学生对微生物与人类关系的认知程度，对学生的态度、担忧、提出的问题进行分类，再从近些年国内外“生物安全”入手，介绍微生物在各行业的用途与未来微生物发展的趋势。以此激发学生对科学的崇敬和兴趣，让学生了解科学发展过程中思路提出、实验设计、实验操作、试验记录、数据分析及总结的重要性，从而培养学生的探索精神和科研兴趣。

（二）在教学内容方面的改革与创新

教学内容和知识体系的构建是课程建设的核心，在创新人才培养方面发挥着重要作用。

在微生物学课程讲授过程中，教师要以科研促教学，让科研成果进课堂，基于课程组老师近年来在科学研究中取得的成果，以专题形式给学生讲授，学生撰写相应的心得体会。教师还可以从课程或学科相关的名人趣事入手，以实例为切入点，激发学生的学习兴趣，给学生自学的时间、给学生独立思考的空间、给学生自由质疑的时间与空间，让学生在课堂上抬起头、动起脑、动起嘴，让学生在本门课程的学习中有成就感、有获得感和求知欲。

同时，教师还可以改革实验课程，创立验证性实验+综合性实验+自主设计性实验的实验教学新体系，让学生学习本课程后能自主设计和开展实验，使实验体系实现综合化，使得开展的前后实验具有逻辑连续性，还与所学的理论知识有较大的关联性。

（三）在教学方法方面的改革与探索

近年来，在微生物的教学应用过程中，多媒体的使用使微生物学的教学质量得到了明显提高。教师通过使用多媒体，可以将微生物肉眼不可见的形态，生动象征地展现在学生面前，让他们更加直观地看到并了解和熟悉这些微小生物。

培养学生从大局观入手，教师可结合线上线下混合式教学方法，按照从宏观到微观再到宏观的方式授课，运用直观教学、研究式教学、启发式教学、创新教学等方式相结合的复合教学方式。

教学方法上不局限于单一的应用和改革，而是多种教学法综合应用，教师可依据不同的教学章节和内容采用不同的教学法，以期获得良好的教学效果。对于理论课，多媒体课件一方面丰富了教学内容，引入了学科前沿知识和课程组老师的科研成果，另一方面增添了较多动画，使授课更加生动、有趣。实验课一改黑板直接板书的授课方式，教师采用多媒体课件授课，通过多媒体展示和教师演示引导相结合，加深学生对基础性实验的理解，提高学生实践操作的正确率。

大学课堂是培养学生自主性、主动性和创造性的重要阵地。因此，教师应注意发挥学生的主体作用，引导学生积极主动参与到教学过程，让学生查阅并讲述与课程或学科相关的名人趣事，让学生提问、复习上节课的知识点。教师应多采用探究式、辩论式的教学方法，让学生主体能够参与到教学过程中。

在实验课中，教师也应该积极引导学生主动思考，将理论知识运用到实践中[5]。例如，让学生先根据自己感兴趣的微生物类群，去查阅文献寻找这些微生物的分离培养基是什么？将分离出来后的微生物用显微镜观察其菌体形态，通过革兰氏染色鉴定自己分离出来的微生物是属于G+还是G-，再让他们用不同的方法去鉴定这些微生物是否具有运动性，如果想要后续继续开展实验，该如何对这些菌株进行保存等一系列连贯性的实验（如图1所示）。

图1 微生物分离鉴定的步骤

微生物学课程内容丰富，涉及面广，基础理论性和实践性要求都很高。教师可以通过大学生创新项目、学生参与老师课题、毕业论文、参观实习和生产实习等方式，让学生了解本课程相关的企事业单位在生产中存在的问题，再根据自己所学、查阅文献提出相应的解决方案。以此建立学生的专业自信、学术自信。

（四）考核方式改革

在高效教育中，考核方式起到了十分重要的作用。对学生展开全面、客观的评价是现在教育评价与单一的传统教育评价方式存在的不同。一种科学的评价方式能够很好地激励学生的学习兴趣。

学校可以采用提高学生平时成绩和实践成绩，降低闭卷考试在课程考核中的占比，加大学生表述、作业质量等方面的比例，还可以加入翻转课堂、实验设计、操作等环节，来丰富考核体系[6]。这样能使学生的学习不再停留在考前奋斗一周、考后一点不留的状态，而是实现长期记忆，使该门课程所涉及的知识、操作技能成为其未来实现自我的知识储备。

（五）教学评价体系完善

除学校教务处的评教外，我们还可根据本课程性质，设计合理的在线评价体系，结合课程设计实现章节评价；通过实地走访等方式，了解学生在继续深造和工作中对本课程的应用、存在的问题及建议，及时微调课程大纲，完善课程设计，真正实现产学研一体化的教育体系。

三、教改成效

通过对本校2021年和2022年上微生物学课程的生物技术及应用生物科学的4个班学生进行分析和观察发现。通过改革后，学生们在课堂上的活跃程度有所提高，特别是当讲解到近期发生的微生物与生活密切相关的事宜时，能够引起学生的共鸣，还能引导他们展开深入的讨论；翻转课堂让学生从被动变为主动，通过不同的授课形式展现出他们感兴趣的内容；在实验课程的设计到最后的实施，让他们真正学会理论联系实际。随着学生学习主动性的提高，其学习效率也达到了事半功倍的效果。通过近两年的教学考核可以发现，学生不及格人数明显减少，几乎接近于零。

通过微生物学课程的学习，加大了学生对微生物的研究兴趣，很多学生课后主动联系老师，主动提出提前进入实验室进行科研训练。本团队老师所带的队伍有5个获得了塔里木大学校级大学生创新创业项目；其中一个团队还在省级挑战杯中荣获三等奖；近30名学生参与了院里组织的培养皿设计大赛；5名以微生物为研究对象的学生的毕业课题获得院级优秀毕业论文。

这不仅让微生物学知识得到了很好的应用，还有助于提高学生的自信心，对其未来的考研之路铺下了很好的基石，也为其就业打下了结实的基础。