微生物学教学中学生科研能力的培养

2022-09-11

科研能力是人们开展科学研究活动时, 运用科学方法探求事物本质和规律过程中表现出来的本领[1]。长期以来, 国内高校由于受传统教育思想的约束和应试教育人才选拔机制的影响, 许多高等学校在教育中片面注重理论知识的传授, 把课堂教学作为“传道”的主要途径, 以教师传授知识为主。大多数学生为了应付考试, 被动接受灌输的理论知识, 使学生重知轻能, 忽视了对学生综合素质和创新能力的培养, 造成学生知识结构书本化, 毕业后适应社会的周期长, 实际工作能力差。为了适应创新人才培养的需求, 淮海工学院海洋学院微生物课程组在微生物学课程及实验教学中采取了一些改革和措施, 对培养和锻炼学生的科研、创新能力起到了一定的促进作用。

1 改革的措施

1.1 改革课程内容结构, 注重教学内容科研化, 培养学生科研意识

淮海工学院海洋学院微生物学课程最早在1989年开设, 当时为“食品科学与工程”专业开设“食品微生物学”, 共72学时 (理论课48学时, 实验课24学时) 。2003年, 原食品工程系与水产学院合并, 成立海洋学院, 微生物学课程涉及的专业由原来的食品科学与工程1个专业增加至现在的4个:食品科学与工程、生物工程、水产养殖学和生物技术。

为了适应教育改革, 满足培养“基础扎实, 专业口径宽, 适应性强”的人才的需要, 我们在学习兄弟院校先进经验的基础上, 根据自身特点, 制定了新的教学大纲, 将学时数统一为:理论课56学时, 实验课36学时。改革了原来食品微生物学的旧模式, 建立了基础微生物学的新框架, 将海洋学院四个专业的微生物学课程统一起来, 打通和加强了基础微生物学部分的内容, 并结合各专业特点, 增添了突出各专业专业特色的相关章节, 形成了既统一又有专业特色的教学大纲。如食品科学与工程专业增添了微生物在食品发酵中的应用、食品卫生与安全等内容;水产养殖学专业增加了水产养殖动植物疾病微生物的主要种类及其对水产养殖的影响;微生物在水产养殖中的生态调控等内容, 这部分内容具有很高的灵活性, 可以充分发挥学生的能动性和协作精神。将学生分成小组, 每个小组指定一定范围, 自己去收集相关的最新研究资料和信息, 并进行筛选、归纳和总结, 制作出幻灯片, 在课堂中作出报告。这种教学方式使学生接触了实际、开阔了视野, 了解了学科前沿, 更学会了科研信息的获取和总结归纳方法。

此外, 学生科研活动是自觉自愿活动, 因而培养其主动参与科研的意识就极为重要。课堂教学作为培养学生科研能力的主渠道起着积极的作用, 把教师科研的最新成果和信息运用于课堂教学, 更能直接激发学生学习和参与科研的热情。

1.2 实验课程独立设课, 增设科研性实验

微生物学是实践性非常强的一门学科, 实验课作为课程教学中的重要部分, 在培养学生动手能力和创新意识方面, 具有举足轻重的作用。实验课最早依附于课程, 为了突出其重要性, 我们将其从课程中分离, 设为独立的一门课程, 将学时数从24学时增加为36学时。实验教学中以技术方法为主线, 以模块方式构建教学内容体系, 以模拟科研的思路组织教学, 将部分验证性实验改进为研究性实验。如培养基配制和灭菌、微生物分离纯化及观察等实验, 原来都是按照实验教材上的配方配制简单的培养基, 将教师准备好的常规菌种进行分离纯化并观察。实验内容改进后, 与教师科研相结合, 要求从自然界分离、纯化一定的菌种, 学生要自己进行采样、富集培养, 并根据所要分离菌种的需要配制不同的选择性培养基, 对样品进行分离、筛选并纯化得到所要求的菌株, 掌握从自然界筛选、纯化菌株的基本路线和方法。通过改进, 简单的验证性实验转变成为培养学生观察、发现并解决问题的带有研究性质的综合设计性实验, 让学生初步了解了实验路线设计的方法。

1.3 设立微生物学综合大实验, 培养学生基本科研能力

微生物学课程结束后, 开设了微生物学综合大实验, 构建了“理论、实践、应用”三段式的教学模式。综合大实验是学生在教师指导下, 在已掌握基础知识与技能的基础上, 选择教师提供的微生物学范畴内的小课题或自行命题, 然后查阅文献、资料, 设计实验方案, 确定实验方法, 配制试剂并完成实验, 对实验结果进行分析并总结, 写出小论文式的实验报告。综合大实验不是课程实验的简单重复与合并, 而是教师科研课题的一部分, 相当于毕业论文的一次预演, 并可以延续为本科毕业论文的选题。

1.4 加大实验室开放度, 加强开放性实验效果

开放性实验可以是学生自主选题, 也可以是老师科研内容, 形式灵活, 参加的学生范围广泛, 因而可以让更多的同学有机会进入实验室进行实验工作。

1.5 鼓励学生积极参与教师科研活动或申报学生课题

微生物学课程在第5学期开设, 作为大三学生已经具备了一定的专业基础知识和技能, 加上课程中对教师科研内容的了解, 很多同学在课程开始不久后就加入教师的科研课题, 或在教师指导下申报学生课题, 开展科研活动, 部分班级三年级结束时有80%多的同学参与到教师的科研工作中。进入大四后, 有些同学已经能够取得一定的科研成果, 如发表研究论文、申报专利等。生技03级的杨锦宇同学, 在参加教师科研课题微生物酶分离纯化研究中, 申报了2项专利。海洋学院每年的考研同学中, 也以报考微生物相关专业的同学为多。