微生物学开放性实验教学的探究与实践
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摘 要： 为有效提高学生的《微生物学》实验水平，培养具有实验综合素质和创新意识的人才，本文作者进行了微生物学开放性实验教学的实践和探索。
《微生物学》是生物科学、生物工程、生物技术等专业的基础必修课，是一门实践性、应用性很强的课程。目前，微生物学实验内容多为对微生物学理论教学内容的演示性、验证性实验，综合性、设计性实验较少。这样的情况不利于学生对知识进行整体性系统化的掌握，不能发挥学生的主动性和创造性，影响学生在毕业时的毕业论文设计、毕业生在实际生产中运用微生物学知识和实验技能解决有关实际问题的能力，使得学生毕业后在专业领域中不能成为真正能够解决生产科研问题的技术人才。因此，目前的微生物学实验不能满足现代社会对创新性人才的需求。微生物学实验的目的就是训练学生掌握微生物技术的基本程序和技能，为今后的实际工作奠定坚实的基础。那么如何将实验教学与实际生产、应用相结合？如何提高学生独立应用微生物学技术的能力，培养高素质、能独立解决实际科研问题的专业人才呢？开放性实验具有研究性和探索性，能够培养学生的创新意识与动手能力，给学生一个自主发展和实践锻炼的空间，激发学生的创新热情和兴趣，而且能够最大限度地发挥实验资源效益［１－２］。因此，开放性实验是我们解决以上两个问题的一个途径，是实验教学改革的必然趋势。我们实验室对如何开展开放性的微生物学实验进行了探究与实践，取得了良好的教学效果。
一、微生物学开放性实验内容
微生物学开放性实验是通过开放微生物实验室完成的，在其教学过程中所有实验资源均向学生开放而不受实验室、实验时间和实验内容限制的一类实验形式。我根据学生的专业和兴趣或教师的科研课题指导学生自主设计实验题目，自拟实验方案、查阅参考资料、提出设计思路和实验步骤，并独立完成整个实验过程，在获得的现象或数据的基础上自己概括出实验结论。开放性实验的内容一般为应用性、实践性较强的实验，能激发学生对实验的浓厚兴趣。因此，微生物学开放性实验内容应包含综合型、设计型、科学研究型实验。例如：我们设立了土壤微生物的分离与纯化的综合性实验，该实验要求学生独立设计实验技术路线、步骤，并准备所需物品，最终获得纯种。在样品的采集过程中，学生自由选择土样进行采集，并注明土样采集的地点、深度、含水状态等特征，通过这一过程，使学生掌握实验样品采集的方法及注意事项；在试验的准备和试验的操作过程中学生能全面地掌握器皿的包扎技术、棉塞的制作、培养基的配制与灭菌、无菌操作技术、土壤悬液的制备与梯度稀释、接种技术、微生物的培养与形态观察、显微镜技术、染色技术、微生物的生理生化测定等。在实验结果分析上，学习并掌握平板菌落计数方法，根据实验数据、采样地点、土壤深度讨论土壤特性与微生物分布的关系，还可进一步探讨微生物的种类和数量与土壤肥力的关系。同时我们还设立了水体微生物的检验的实验项目。当前水体污染比较严重，但还没有引起人们足够的重视。水体污染怎样进行生物监测，需检测哪些指标？通过这些指标可以反应出水体污染程度，该实验与我们的水资源密切相关，能引起学生极大的兴趣，让学生切身体会到治理污染的重要性。
二、微生物学开放性实验教学方法
微生物学开放性实验教学强调以学生为中心，在实验项目、实验设备、实验方法、实验时间和实验项目等方面给予学生充分的自，学生能够根据个人的兴趣爱好选择相应的实验内容，这就使学生处于教学的中心地位，有利于调动他们的学习兴趣，从而激发其解决问题的积极性［３－４］。在实验项目的选择和实验设计上，改变以前由老师给定实验题目和实验步骤的做法，学生自拟项目或参与教师的科研课题，自己查阅资料，设计实验，教师对实验方案认真审阅，提出不足和建议并与学生讨论，制定出更加合理的实验方案。在实验进行的过程中，改变从前老师准备实验材料的做法，让学生自己进行采样，列出实验用具清单，准备实验药品等。在实验过程期间，教师的角色由主体变为实验过程的参谋，学生是实验的主体。在整个实验过程中要求学生独立完成实验、分析实验中出现的问题，独立实验并整理数据，并且对实验结果进行分析讨论。当实验中遇到难题，老师不是直接地告诉学生该怎么做而是要求他们仔细的查看自己的实验计划，认真思考，然后和他们一起观察现象，分析原因，寻找解决方法。这样既可以让学生更有效地学习到正确的实验操作和严谨的研究精神，又可以及时发现问题，进一步完善教学工作。在实验过程中强调学生的团队合作精神和解决问题的能力，注重学生对实验过程、实验结果的记录和分析，以及出现问题时提出有效的解决方法。如应用研究型的实验项目，“光合细菌的分离、筛选与纯化?薰，让同学们自己查阅资料、独立思考，自己设计实验方案，运用各种方法及实验手段，并且在实验完成后论文以科研论文的形式提交，实验完后，开展专题报告会活动，让学生进行交流以及评议。通过该实验，学生不仅提高了独立完成实验的能力、设计创新能力及科研素养，而且增强了自信心、自豪感，以及从事科研的兴趣，并总结出了光合细菌筛选分离路线、关键技术及创新点。开放性试验提倡的是开放式的教育，充分发挥了学生的创新能力。在光合细菌的分离、筛选与纯化的试验中，同学们还创造出了利用保鲜膜封口，创造无氧环境更有利于光合细菌的生长。开放性实验使学生的理论知识和实验技能得到综合应用，是培养学生综合能力和创新能力的重要途径之一，为今后的研究性工作打下了良好的基础。
三、微生物学开放性实验的评价
开放性实验教学的目的是培养综合性、创新性、能力型的人才，是要变培养单纯知识型的人才培养模式为知识、能力、创新型的人才培养模式。在实践教学过程中，培养学生的自主学习能力、创新精神、团队合作和实践能力。教学目的又决定教学评价。微生物学开放性实验的成绩评定应具体落实到每一次实验和每一个环节中，包括在实验过程中学生所表现的实验操作能力，独立分析问题、解决问题的能力、科学态度，以及创新意识等。实验教师每次实验都对每个学生实验过程中表现的科学态度、实验操作规范程度、实验目的的达成、实验方案的设计和实验报告撰写的水平等给以量化。开放性实验评定标准见表1。
四、结语
目前，人才培养目标的多元化和人才培养模式的转化，要求实验教学内容作出相应的变革，以有利于培养综合性、创新性、能力型人才。而开放性的实验教学能够打破以前传统性实验教学的局限性，较大限度地向学生提供自由发挥其创新能力和实践能力的空间，更好地促进学生自由、独立、主动、全面的发展，受到了学生的广泛好评，因此开放性的实验教学有着广泛的应用前景。特别是《微生物学》是一门实践性、应用性很强的课程，只有进行开放性实验教学，学生才能较好的掌握、应用微生物技术。但目前微生物学开放性实验教学还处于摸索阶段，如何使微生物开放性实验教学更科学？如何设计出更具有培养学生创新能力的应用性、综合性的实验项目供学生选择？如何建立完善的开放性实验教学体系？这些还需要我们不断进行探究与努力，以培养出独立性、创新性、研究性的合格人才，满足社会发展的需要。
参考文献：
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［2］张波.开放性实验在实践教学体系构建中的研究［J］.全中国现代教育装备，2010.5.
［3］刘森林.微生物学实验创新教学体系的研究与实践.微生物学通报，2005，32，（4）：153，155.
［4］李炳学，王磊，张宁等.采用关键点控制和反馈调节，提高微生物学实验课质量.微生物学通报，2005，32，（4）：156，159.
基金项目：周口师范学院教育教学改革研究项目（zknuqn200604）。
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