创新型微生物学实验教学体系探索

2022-09-10

现代教育目标是培养学生创新意识和创新能力, 变以知识为核心的观念为以创新精神为核心的观念, 从强调传授知识到知识与能力并重, 培养应用型人材。与现代教育目标相适应, 实验教学应成为培养学生创新意识和创新能力的主要手段, 因此, 高等学校的教育工作者, 特别是实验教学工作者, 应当紧紧瞄准培养高素质的创造性人才目标, 精心组织实验教学[1]。

微生物学是生物科学的基础学科, 它在理、工、农、医、师范院校与生物相关专业的课程设置中占有重要的地位, 因此, 微生物学实验课应成为学习分子生物学、基因工程、微生物工程等专业课程实验技术的基础, 应突出学生创新意识和创新能力培养的主题[2]。我们在多年的教学实践基础上建立了一种创新型微生物学实验教学体系, 我校微生物学2006年被评为新疆生产建设兵团精品课程, 2007年被评为新疆维吾尔自治区精品课程, 与我们创新实验教学体系, 提高微生物学实验教学质量是分不开的。现将我们在微生物学实验教学方面的一些做法总结如下, 希望对促进实验教学改革有所帮助。

1 构建科学的实验内容体系

以前的实验内容都是经典的验证性实验, 按照理论教学内容的顺序来组织安排的, 各个实验之间缺乏内在联系。我们既安排了经典的验证性实验, 又设计了反映现代微生物实验技术的创新性实验, 并把所有实验内容安排成为一个完整的、系统的、延续的、开放的微生物大实验。我们将大部分实验置于“从新疆特殊环境中分离和纯化微生物并作初步鉴定”的大实验体系中。在教师指导下, 由学生自己设计并制备各类培养基, 采取土样分离微生物, 通过菌落和个体形态观察、纯化细菌、放线菌、霉菌和酵母菌, 然后学生以自己分离纯化的菌种为材料继续进行以后的实验, 在这个过程中有机地结合和贯穿了微生物学的各项基本实验技能。

2 安排合理的实验顺序

传统的实验教学, 每个实验是独立的, 实验的准备工作都是由实验员或实验教师来完成, 学生没有机会参与到实验准备工作中去。创新型微生物学实验体系中的每次实验是整个大实验的一个环节, 环环相扣, 前一个实验的实验结果, 可以作为下一个实验的实验材料。由于每次实验的材料都是学生自己准备的, 学生做实验的积极性很高, 也很负责。这样的实验安排, 可以让学生了解各个实验的准备环节, 全面、系统地把握整个实验过程, 掌握微生物学的实验体系, 为将来走上工作岗位奠定坚实的基础。

3 增设探索性创新性实验

传统的微生物实验教学中, 实验都是对理论课内容进行简单的验证, 在此过程中培养学生基本的实验操作能力。学生对这样的实验设计缺乏兴趣和主动性, 实验结果都是预知的, 实验报告千篇一律的情况很常见。针对现代教育培养目标, 我们对传统的验证性实验进行了重新设计, 使之成为探索性实验。如传统教学中“显微镜的使用”学生观察的对象是以前制作好的各类微生物标本片。我们加进了“细菌简单染色”的内容, 学生自己选择牙垢、土壤浸提液、污水等含菌较多的样品进行制片和简单染色后观察。由于每个人所取样品不一样, 观察到的微生物种类千差万别, 学生对自己所观察到的微生物都很感兴趣, 不会有雷同的实验结果。由于是第一次微生物实验, 多数学生对微生物存在有恐惧心理, 然而用日常生活长期接触到的样品来制作细菌涂片, 可打消这种顾虑。第一次实验就可把学生带进有趣的微生物世界里, 激发学生探索微生物奥秘的热情和主动性。

4 学生自主安排实验

传统微生物实验中, 实验材料、实验因素等都是事先选定好的, 学生没有选择的余地, 只是按照事先设定好的操作步骤把实验做完。创新型微生物学实验体系中学生自主安排实验, 自主选择实验材料, 自己设定诸多实验因素, 充分考虑学生的主动性、探索性和创新性。

在环境中微生物的分布实验中由学生自己选择测定的环境因素, 可以是来自任何物体的标本, 包括自己身体表面任何部位。结果学生采集标本的部位很广, 在身体表面容易取材的部位采取了各式各样的标本, 还带来了一些意想不到的物品检测其上的微生物, 如唾液、耳垢、牙垢、痰、皮肤表面、空气、佩带的饰物等。自由选择的空间广, 学生做实验的兴趣很浓。通过这样有趣的实验, 不仅加深了学生对微生物在自然界中分布广泛这一知识点的理解, 同时也培养了学生浓厚的学习兴趣和动手操作的能力。

“物理、化学因素对微生物生长的影响实验”安排在“环境中微生物的分布实验”后, 学生可以从前一次实验所留下的平板上挑选菌落或菌苔, 一方面顺便观察了前次实验的结果, 另一方面, 看着从自己身上采集的标本和自己所熟悉的物体所取的标本上长出了五彩缤纷的微生物, 再对这些微生物进行物理、化学因素的影响试验, 做实验的热情是改革之前见不到的。影响微生物生长的温度、pH值、化学药品等由学生自己设定或挑选, 实验结果不再是以往的单一结果, 实验报告不再是千篇一律的了, 这种实验方式很受学生欢迎。

5 开放实验室

传统微生物学实验中, 学生只有在上实验课的时间才能到实验室, 平时实验室不对学生开放。创新型实验体系中, 实验室随时对学生开放, 学生可以充分利用课余时间进实验室准备实验, 或做一些自己感兴趣的实验。比如学生利用课余时间完成了“阿拉尔地区饮用水水质的微生物学检测”、“校医院空间微生物动态监测”、“塔里木河微生物区系调查”等多个有地域特色的创新性综合实验。

总之, 创新型微生物学实验教学体系充分考虑到学生的主动性和能动性, 让学生有创新思维的空间, 增加学生动手操作的机会, 激发学生对微生物学实验的兴趣。这样的实验体系, 既能让学生掌握微生物学实验的基本技能, 又能熟悉科研设计的基本思路[3], 为毕业论文的设计奠定良好的基础。总之, 创新型微生物学实验体系有利于培养学生的创新意识和创新能力, 使微生物实验教学质量得到有效的提高。

摘要：在多年实践基础上, 我们在微生物学实验教学中构建了一种创新型实验教学体系, 包括实验内容体系、合理的实验顺序、增设探索性创新性实验、学生自主安排实验、开放实验室等, 有效提高了微生物学实验教学质量。

关键词：微生物学,实验教学,教学改革