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1、浅谈微生物学设计性探索实验教学摘要：微生物学作为一门重要的专业基础课，学基本实 验的基础上，开展设计性拓展实验，力，提高学生的探究能力.知识 涵盖面广、实践性和操作性强.在完成微生物有利于进一步拓宽学生 的视野，增强学生的动手能关键词：微生物学实验；设计性拓展实验； 教学探索微生物学是生物工程、生物技术、食品科学以及医学等专业重 要的基础课程，具有极强的实践性和应用性，微生物学实验是其教学 内容的重要组成部分.如今高等教育（高等教育论文）的主要目标是 培养具有创新（创新论文）能力的人才以及构建新型的人才培养模式 嵋.因此，在实验教学中，减少传统的验证性实验，增开设计性、综 合性、创新性实验H已
2、成为教学改革的方向.在掌握基本微生物实 验技能的基础上开设设计性拓展实验，对学生进一步熟练操作技能， 深入理解和应用基础知识，培养学生缜密思考、细心观察、翔实记录、 规范操作和创新思维都大有裨益. 1开设微生物拓展实验的意义微生 物学实验主要包括基本实验和综合性实验.由于学生人数多，管理难 度较大，综合性实验通常安排很少.开设的实验大多属于常规的操作 性和验证性实验，主要包括显微镜的使用，微生物制片、染色，微生 物大小测定、计数，培养基的制备，消毒灭菌和无菌操作等.内容虽 然丰富，但仅局限于对普通微生物基础知识的认知，方法也比较单 一 .因此，学生普遍反映微生物实验课中学到的知识有限，尤其是灭
3、 菌锅、超净工作台这些比较少的仪器设备，通常都是少部分同学操作， 大部分同学观看，教学效果有限.这种传统的教学方式不能满足学生 的求知欲望，容易抹杀学生的学习兴趣，阻碍学生的创新思维，无法 达到实验教学的目的，更无法适应21世纪社会对人才培养的要求.因 此，在完成微生物学基本实验的基础上，增加一些设计性拓展实验， 对发挥学生的主动性和积极性，以及使学生对微生物的理解从认知的 层面上升到应用知识的层面都大有好处.目前，微生物学实验技术和 方法已经广泛渗透到现代生命科学的各个领域，如医学、食品和环保 等H .相关学科，如分子生物学的发展以及各学科的交叉渗透也极大 地丰富了微生物学实验技术的内容.为
4、提高实验课的教学质量，普 通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行）中明确了设计性实验 的重要性和在整个课程中所占的比例.微生物设计性拓展实验正是在 学生完成基础实验的前提下，给定实验目的和条件，由学生自主设计 方案并加以完成的实验.通过这类实验，学生不仅能强化有关微生物 的实验技能，掌握微生物研究的一般方法，提高动手动脑能力，更亲 身感受到微生物在生活和生产中存在的价值，进而将所学的微生物学 知识拓展到更宽、更广的实践领域，激发对相关课程的学习热隋.2 微生物设计性拓展实验教学过程2. 1买验设置微生物学实验内容是 微生物学、发酵工程、基因工程、酶与蛋白质工程、细胞工程的基础.在 微生物学基
5、础实验上开展的设计性实验通常涉及多门课程的多个知 识点，是多项实验内容的综合.因此，学生需要经过几周的基础实验， 熟悉微生物相关的基本操作后，再开始设计性实验的设计和准备工 作.本学院根据实验室现有的条件，从微生物育种、现代微生物鉴定 和食品微生物的角度开设了如下实验：利用紫外线诱变筛选营养缺陷 型菌株，产脂肪酶细菌的筛选与16SrRNA鉴定，酵母菌原生质体制 备与融合，乳酸菌分离与酸奶制作，米酒酿造和香菇的人工栽培等.学 生可以根据自己的兴趣选择12个实验进行研究.2 .2实验的组织和 安排学生在选择自己感兴趣的实验后，组成3-5人的实验小组，做 好相应的分工.在教师提供实验目的、设计要求和
6、仪器设备的前提下， 开始查阅资料、设计实验方案、确立相关的研究方法.在整个实验的 实施过程中，由学生独立准备，完成全部的实验操作，并记录结果和 对结果进行分析讨论.由于设计性拓展实验涵盖面较广，在实施过程 中有时需要跨实验室开展，如脂肪酶产生菌分离鉴定的实验中， 16SrRNA鉴定的实验内容需要到分子生物学实验室完成.此外，设 计性实验综合性强，实验内容多，周期长，学生无法在某一个单位时 间内完成，仅利用紫外线诱变营养缺陷型菌株的实验就包括菌种的培 养、紫外诱变、营养缺陷型菌株的筛选和生长谱鉴定等4个内容.因 此，时间的拓展是开展实验的重要保证，在实验的具体安排过程中， 不仅要考虑菌种的生长情
7、况，学生的上课时间，还要兼顾实验仪器的 预约等相关因素.在传统的实验教学模式下，这类实验很难完成.因 此，本学院相关实验室实行开放的管理制度予以配合.这样，学生才 能不受实验课时和仪器设备的限制，充分利用课余时间，根据各组的 进展灵活安排实验.为避免实验室的开放制度导致混乱局面的出现， 在安排学生进行拓展实验时，划分一定的实验区域，并制定一系列的 相关制度，如严格执行器皿借还、仪器使用登记及实验室安全卫生维 护等，同时要求学生养成整洁、规范的实验习惯，进一步保障开放实 验制度能够顺利运行.2.3实验的实施学生选题分组后，教师布置 学生查阅相关文献、确立思路、写出实验方案，包括详尽的操作步骤、
8、所需药品、材料和仪器等，之后师生共同探讨实验方案的可行性.待 方案确立后，各小组严格按计划进行，在实验过程中，详细记录观察 到的实验现象和实验结果，并与组员讨论分析.对于出现的不解现象 或失败情况，及时与教师沟通，在教师的帮助下，分析问题出现的原 因，调整实验方案或采取相应的补救措施.实验结束后，无论是否达 到预期效果，学生都需要如实记录实验结果，并进行数据处理和综合 分析，按照科研论文的基本格式书写实验论文或实验报告.只要实验 态度积极认真、如实记录数据、分析结果者，均可获得较好的实验成 绩.对于私自篡改结果、杜撰数据、甚至抄袭他人论文或报告者，给 予严肃处理，否则会助长不严谨的科学态度和弄
9、虚作假的不良作风.3 设计性拓展实验教学效果3. 1培养了学生利用文献进行实验设计的 能力第1期蒋咏梅，等：微生物学设计性拓展实验的教学探索97设 计性拓展实验是学生自主查阅资料、自主设计、自主实施的综合性实 验.学生首先通过数据库查阅相关文献，在对文献进行学习和比较的 过程中，提高综合和归纳文献的能力.在学习并掌握实验步骤后，根 据自己的理解提出不同的方案，并在与教师探讨后改进.这种训练有 效地培养了学生利用文献检索设计实验的能力. 3-2提高了学生动手 动脑的能力设计性拓展实验不仅是微生物学基本实验技能的简单揉 合，它综合了各科的相关知识点，并涉及到很多仪器的使用.有些仪 器，如分光光度计
10、，学生虽然在生物化学（化学论文）实验课程中学 习过使用方法，但并未经过一定的训练，因而在使用时也常会有无从 下手的感觉，经过教师的指点和实验过程中反复操练，学生才能熟练 地掌握它的操作方法.对于一些尚未使用过的仪器，如紫外诱变箱、 冷冻离心机、细胞融合仪等，学生在学习和使用过程中，通常因为一 些细节操作的失误而导致失败，在苦思冥想不得其要领时，教师的指 点往往起到指点迷津的效果.这种实际操作过程中得来的经验教训远 胜于机械的验证性实验中学到的知识.3.3激发了学生的学习热情 传统微生物实验教学重视理论知识灌输，强调理论验证，而非技能和 创新能力培养，不仅实验内容陈旧，教学方法也相对比较单一.学
11、生 在规定的时间到实验室听教师讲解，按部就班地得出早已验证过的实 验结果，学生的学习态度和操作技能与结果好坏相关性不大.这种传 统的教学方式只发挥了教师的主导地位，忽略了学生的主体地位，抑 制了学生对微生物实验课的兴趣和学习的主观能动性，有的学生甚至 应付了事，教学效果不佳.设计性拓展实验从学生的兴趣出发，在教 师的帮助下，学生通过查阅、收集相关资料，自主设计、安排、完成 整个实验.这种实施方式使学生真正成为实验的主体，很好地发挥了 他们的主观能动性.此外，设计性实验还具有内容丰富、方法多样、 形式灵活的特点，给学生提供了极大的空间自由发挥，在培养学生创 造性科研思维的同时，极大地激发了学生的
12、学习热情.3.4增强了 学生的团队合作精神设计性拓展实验兼具设计性和综合性的特点，学 生在实验的实施过程中，难免会遇到一些个人无法解决的问题，这时 就需要实验小组的每个成员都开动脑筋，在大家的通力协作下，将看 似无法完成的困难逐一克服，最终顺利完成任务.小组成员在此过程 中，不仅有效地发挥了个人的主观能动I生，还加强了团队合作精 神.当大家通过集体努力取得实验的最终成功时，便会更加深切地体 会到胜利的喜悦.4结束语设计性拓展实验已开展3年，学生反映这 种实验方式让他们有了真正做科研的感觉.与传统的验证性实验和普 通设计性实验不同，拓展实验项目更具挑战性，涉及的实验操作内容 更多、更复杂，而且有些是在基础实验中没学过的.在整个实验过程 中除了要考虑实验操作方法，更要注意实验的系统连贯性，学生考虑 问题更加全面、细致.有时会出现意外甚至失败的情况，而这恰恰培 养了学生在实验过程中关注操作细节和仔细观察的习惯.同时，意外 情况的出现提高了学生分析问题、解决问题的能力，失败的结果则让 他们体会到科研的艰辛和不确定性.经过设计性拓展实验的训练，学 生查阅文献的水平，动手动脑能力和科研写作水平都有了大幅度的提iWj
