微生物学实验教学中存在的问题及改革创新实践
时间：2020-11-06 07:51:31 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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摘 要：微生物学实验是生物专业一门重要的实践性课程，在应用型人才培养过程中占据着重要地位。该文分析了当前微生物学实验教学中存在的问题，从教学体系、教学内容、教学方法以及考核方式等方面提出了教学改革与创新的对策措施，打造了“以学生为中心”的实验教学课堂，从而提高了学生学习的积极性、主动性，有效地提高了微生物学实验的教学质量。
关键词：微生物学实验;教学改革;以学生为中心
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）19-0127-03
Deficiency Analysis and Reform and Innovation of the Teaching in Microbiology Experiment
Li Haijuan
Abstract：Microbiology Experiment is an essential pratical course for biological major，which plays an important role in cultivation of technical talents. The dificiencies in teaching process of Microbiology Experiment was initially analyzed in this study. Accordingly，the Microbiology Experiment teaching was adjusted and innovated from several aspects，i.e.，teaching system，contents of courses，teaching method and assessment method. This reform has created “student -centered” class，and thus stimulated learning enthusiasm and intiative of students. Therefore，the reform has improved the quality of the Microbiology Experiment teaching.
Key words：Microbiology Experiment;Teaching reform;Student-centered
微生物学是生物相关专业的核心课程之一，是一门基础与应用相结合的学科。随着微生物学科的不断发展，自然界中的微生物越来越多地被应用到工业、农业、医疗、食品、环境保护等各个领域，因而扎实掌握微生物学实验方法，对于其研究和应用具有重要的意义[1]。在传统的微生物学实验教学过程中，一般的流程是授课教师先安排好实验课程，实验员按照要求准备好仪、试剂及药品、实验材料等;授课教师讲授实验目的、原理、方法等;而学生仅需要一味模仿照搬教材或教师提供的方法，以现成的实验材料为对象进行操作，机械性地完成实验课程[2]。这种教学方法不利于学生主动思考、不注重动手过程、只注重完成任务的受教惯性，使学生无法领略到实验课程的精髓，不能掌握操作技术要点，最终丧失了学习的兴趣[3]。微生物学实验课程具有内容丰富、涉及面广、时间持续长等特点，传统的实验课程教学体系与方法已远远不能满足学生今后的发展需求[4]。基于此，笔者立足于西安文理学院的办学宗旨，即培养新型应用型人才，以学生的实际学习能力及水平为依据，针对当前微生物学实验教学过程中存在的问题，从教学体系、教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行了教学改革与创新。
1 微生物学实验教学中存在的问题
1.1 实验仪器设备不足或老旧 目前，许多高等学校对本科生的微生物学实验课程还不够重视，这在仪器设备的购置与维护方面得到了充分体现[5]。对于西安文理学院而言，首先不能顺应教学内容与学科发展的前沿技术的要求，补充新型的仪器设备;其次，对于老旧的设备，也不能做到定期维修与养护，许多仪器设备形同虚设，导致学生实验经常性失败。以微生物学实验课中最基础的实验设备，即超净工作台为例，超净工作台本应该是用于需要进行无菌操作实验技术的设备，如果不进行定期维护清洗，不更换已坏的紫外灯管，该设备虽然还能使用，但提供不了无菌环境，目标微生物培养物会受到杂菌污染，导致学生无法观察到预期的实验结果，实验课程也就达不到目的要求。
1.2 传统教学模式不够科学合理
1.2.1 实验课程时间 西安文理学院的微生物学实验课时间安排为每周1次课程，1次3个学时，但有些章节的实验在学生操作完后，需要经过2d甚至更长时间的培养，才能观察到结果。例如，土壤微生物的分离、培养、生化反应、生长曲线测定等，这样通过1次或者几次间断的实验课很难顺利地完成整个实验过程[6]。目前，一般是在第2次课时再进行前1次课实验结果的观察，由于存在7d的時间间隔，在这期间学生的时间被其他课程占据，容易将上周的实验内容忘却;另外，培养物超期培养，即便能及时取出来放置冰箱，也难以保证实验结果的准确性，同样导致学生观察不到理想的实验结果。
1.2.2 教学内容 设置在进行教学改革之前，西安文理学院所设的微生物学实验课程总共开设10次课，均是小型、独立、验证型实验，完全没有综合型、设计型实验。验证型的小实验只能使学生学会一些极其基础的实验技术，若不增设一些综合型、设计型实验内容，学生最终可能无法知道那些学过的基础实验技术究竟有何用途，究竟能否与实际生产实践挂钩。显然，验证型的实验只是单纯地让学生按照实验步骤完成实验，整个过程犹如加工车间，不利于学生探究与创新能力的培养，不利于激发学生的学习兴趣，没有切实达到实验教学的目的。而综合型、设计型实验，是指学生根据给定的实验任务，查阅文献资料，自行设计实验方案，准备实验仪器及试剂，独立进行实验操作，最后总结与分析实验结果，书写实验报告[7]。可以看出，设计型实验的主体是学生，整个实验由学生独立设计和操作，实验中出现的问题由学生提出并自行设法解决，因而可培养学生的创新精神和创新能力、分析和解决问题的能力、提高学生的综合素质，更有利于培养学生的理论知识应用能力。
1.2.3 教学方法 目前，多数高等学校开设的微生物学实验课程，所采用的教学方法仍普遍过于陈旧[8]。在西安文理学院以往的实验教学中，主要采用传统的讲授法和演示法，旨在教会学生如何开展实验研究，学会仪器的使用。其基本过程是：任课教师首先选择实验内容，根据教材或其他参考资料规整出实验方法及步骤，而试剂的配制及实验材料均由实验员完成，学生极少参与这一过程。学生上实验课做的就是听教师讲解实验目的、内容、步骤，而后按照教师的指令按部就班地进行实验。这样的教学体系便造成了学生的依赖思想，最直接的行为反应就是学生们课前不预习，实验过程中不认真，课后不思考，实验结果分析不到位等，最终学生对该门课程失去兴趣。
1.2.4 考核方法 在进行本次教学改革之前，西安文理学院的微生物学实验课程的学生总成绩按规定其评定方案为期末70%～80%，平时成绩20%～30%。很明显，作为一门实践课程，这种成绩评定方式是不合理的。这种考核方式导致学生忽视实验过程的进行，甚至为了在实验报告中体现得到了成功的实验结果，抄袭他人数据或者随意编造数据。期末考核的方式有3种，一是试题，二是论文，三是组织进行1次实验操作。但这3种方式都无法对1名学生的实验动手能力进行综合评估，而平时成绩所占的比例又太少，导致一些平时认真、动手能力强的学生，最后该门课程的总成绩却不够理想，严重打击了学生学习的积极性。
2 微生物学实验课程教学改革与实践
为了解决微生物学实验教学过程中存在的问题，为社会发展输送更多的实验动手操作能力强、运用专业知识分析问题和解决问题的能力强、理论联系实际的创新创业能力强的生物科学应用型人才，笔者在多年教学经验的基础上，不断分析总结，对微生物学实验课程教学进行了改革与创新。
2.1 改善实验设施 微生物学教学实验室基础仪器设备是否满足实验要求，是否处于可运行状态是开设该门课程的奠基石，针对提出的设备缺乏与老旧问题，笔者在进行教学改革最开始之际，就积极并多次地向学院、学校提出申请要求改善设施。在学校的大力支持下，目前微生物学教学实验室已添置了能进行综合型、设计型实验的仪器设备，如增加了空气采样器、气体流量计等，这为开设“空气中微生物的检测”这一综合型实验提供了前提条件。另外，还增加了分子微生物学分析的仪器，如高速离心机、PCR仪、紫外可见分光光度计等，为设计型实验的开设做好铺垫。
2.2 创新教学模式
2.2.1 合理配置实验教学内容，增加综合型、设计型实验 西安文理学院微生物学实验总学时数为32个学时，为使学生在有限的教学时间内，实验技能、理论知识的综合应用能力得到拓展，在遵循学生的认知心理、已有的知识结构的前提下，以训练学生综合能力为目标，循序渐进地进行教学模式改革。首先，对教学内容进行规整，主要原则是将基础型实验内容按照类别进行合并，适当缩减每个基础实验占的学时数，增加综合型、设计型实验内容，即建立模块式实验教学体系—验证型（基础型）实验教学模块、综合型实验教学模块和设计型实验教学模块（具体实验内容见表1），每个模块均包括实验技能训练和思维能力训练。
2.2.2 改革教学方法 改变一味的讲授与演示的教学方式，采用微课翻转课堂教学模式，结合不同的实验、学生的特点适时调整，将知识传授与学生创新能力培养融于实验教学之中。对于必须扎实掌握的微生物学实验基本操作，如培养基的制备及灭菌、无菌操作倒平板、微生物的制片染色及观察、微生物的大小测定、微生物的显微计数法、微生物涂布分离法、划线分离法等，提前录制微课视频后发给学生，并督促其预习相关实验。通过微课视频传授实验技巧有其绝对优越性，因为教师在课堂上演示实验技巧可能会导致后排的学生看不清楚或听不清楚，而通过反复观看教学视频，学生可更直观地掌握基本的实验技术要点，也就能更加深刻地理解实验原理、掌握重点和难点。对于综合型、设计型的实验，真正尝试体现“学生为主，教师为辅”的原则。首先，关于实验时间的确定，如上所述，综合型、设计型实验连贯性强、内容多，若按照传统的上课时间模式，很难顺利完成实验，因此将上课时间进行调整，保证学生有连续的一整段时间进行实验。其次，学生自行组建实验组，一般4人1组，团队组建后，并可进行实验准备工作，包括查阅文献资料、设计实验方案、列出所需要的仪器试剂等，并依此写成完整的预习报告，而后经小组讨论和教师点评后，确定最终的实验方案。与传统教学方式相比，这种翻转课堂的教学方式加大了学生的参与度和积极性，使学生查阅资料、制定方案、分析问题和解决问题的能力得到提升，在达到巩固理论知识和实验技能的目的同时，还能培养学生的小组合作能力。
2.2.3 改革考核方式 传统的实验课程考核倾向于实验报告的实验结果，忽视了实验课程的过程考核，从而打击了学生学习的积极性，阻碍了实验教学质量的提高[7]。实验课的考核应体现课堂表现、操作能力、实验结果分析等多方面，尽量做到公平公正。在考核方式改革过程中，教师密切关注学生的课堂表现及动手操作水平，并及时做好记录。据此，将微生物学实验的考核方式改为：总成绩评价由基础型实验模块、综合型实验模块的实验成绩（70%）和设计性实验成绩（30%）组成。基础型和综合型实验模块主要体现学生的基础实验技能掌握和综合应用能力，设计型实验模块则体现出了学生的创新水平，该考核方式受到了学生的一致好评。
3 结语
对于旨在培养新型应用型人才的高校而言，实验教学有着不可动摇的地位，是教学工作的重中之中。实验教学的不断改革创新，对于学生综合应用能力、实际工作技能、创新创业能力及严谨的科学研究态度的培养有着重要意义。本文分析了西安文理学院微生物学实验教学过程中存在的问题，针对这些问题，从基础硬件设备、教学内容、教学方法、考核方式等多个方面进行了完善与改革创新，力求提高学生的学习积极性、主动性，争取打造“以学生为中心”的课堂。随着教学改革的进行，学生在掌握基础知识、基础实验技能的基础上，逐步树立了创新意识，西安文理學院也将在培养高素质应用型人才道路上砥砺前行。
参考文献
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[4]李艳梅.提高微生物学实验课程教学效果的实践探讨[J].科技视界，2019（15）：144.
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（责编：张宏民）
