综合实验在微生物学实验教学中的应用

综合实验在微生物学实验教学中的应用
发表时间：2011-04-01T09:09:19.763Z 来源：《学园》2011年02月上旬供稿作者：易弋刘昭明黎娅程谦伟[导读] 本文同时分析了实验开展过程中存在的问题，为进一步对微生物学实验教学模式进行改革积累了经验。

易弋刘昭明黎娅程谦伟广西工学院生物与化学工程系
【摘要】在微生物学实验教学中开展综合性实验，是一种有效的培养学生综合素质的教学方式，学生在实验的开展过程中通过资料查阅、方案设计、方案评审以及方案实施等步骤，提高了分析问题和解决问题的能力。

本文同时分析了实验开展过程中存在的问题，为进一步对微生物学实验教学模式进行改革积累了经验。

【关键词】微生物学综合实验教学改革
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2011）02－0010－02 一引言
生物工程是由微生物学、化学、生物化学、化学工程、计算机等学科交叉结合发展而成的一门新兴复合学科，被视为人类21世纪三大前沿学科之一。

在短短的几十年，生物工程学科发展迅速，已成为新世纪推动社会进步的关键技术之一，而生物工程产业亦逐步成为推动国民经济发展的新经济增长点。

近年来，高校生物工程专业呈现出一片欣欣向荣的景象，但学生毕业后却常常发现工作难找，而用人单位却往往找不到自己所需的人才，出现这类现象的主要原因在于高校的人才培养与就业需求脱节。

一方面高校专业和课程的设置与市场需求相脱节；另一方面，由于受传统教育“重理论轻实践”观念的影响，现在的学生在动手能力、实验技能、创新能力等方面还远不能满足社会对生物工程领域人才的要求。

在教学过程中通过与学生的交流，我们也发现学生在找工作的过程中深深体会到实践动手能力和基本科研素质的重要性。

作为一门新兴技术，生物工程是一门实验性和实践性都很强的学科，实践教学不但是生物工程专业本科教学的重要组成部分，而且是培养具有创新精神和实践活动的高素质工程技术人才的重要环节。

因此，如何有效地进行实验教学改革，是当前生物工程专业建设需要重点解决的问题。

微生物学实验是生物工程专业的一门核心实验课，是连接生物化学、分子生物学、发酵技术、酶工程等主干课程及其相关实验的枢纽。

此外，由于微生物学实验大多与实际生活密切相关，易激发学生的学习兴趣，从而便于训练学生的实验操作技能，培养他们的综合能力。

因此，微生物学实验的改革是生物工程专业的实验教学改革的核心内容。

近年来，为了培养出符合社会需要的人才，我系对生物工程专业的微生物学实验进行了一系列的改革，开展综合实验便是其中一个重要内容。

二开展综合性实验的必要性
传统的微生物实验教学模式属于“填鸭式”和“保姆式”的教学，通常以教师为中心，由教师选定实验教材，讲解实验原理、目的、方法和步骤，学生只是被动地按照实验要求和操作步骤依样画葫芦。

这种以老师为主、学生为辅的做法，使实验流于形式，效果很差，学生缺乏兴趣，既不能调动学生学习的积极性和主动性，又不能提高学生的实验设计能力和动手能力，更不能起到培养学生创新意识与实践能力的目的。

而且实验内容侧重于理论教学中经典理论或定律的验证，综合性、设计性实验很少，知识更新节奏缓慢。

在这种教学模式下，学生的思维被局限在相应的理论课程中，办事循规蹈矩，缺乏创新精神和开拓能力，已不适应现代社会对人才的需要。

为了改革现有的微生物实验教学模式，将传统的“以教师为主体”的教学模式转变为“以学生为主体，教师为主导”的教学模式，在学生掌握了微生物学实验的基本操作后，开展了微生物综合实验。

在综合实验实施的过程中，学生根据自己的兴趣选择实验题目，亲自参与资料查阅、方案设计、方案评审、方案实施、实验报告等工作，有效地激发了他们的学习兴趣，培养了他们的创新能力以及发现问题、分析问题、解决问题的能力。

此外，微生物实验是一个连续、系统的知识体系，如培养基配置、灭菌、接种、培养、生化性能测定等实验本是一个环环相扣的整体，但由于传统教学的安排，这些实验都成了一个个独立的项目，失去了内在联系，在这种情况下学生很难牢固地掌握所学的知识。

开展综合性实验使学生从最简单的洗刷玻璃器皿开始，逐步深入地开展实验，有利于从整体上把握实验教学的内容及要求，易于学习和记忆。

随着社会经济的发展，微生物在农业、工业、食品、医学等领域的实际应用越来越广泛，学生们除了需要掌握微生物的基础实验手段外，还需要具有整体试验的安排能力。

开展综合实验使学生经历了一个类似于科研工作的流程，初步培养了他们从整体上把握实验进展的能力，对提高他们今后的就业竞争力大有益处。

三综合实验的实施步骤
1．选题
教师提前公布拟开展的实验题目，所选题目尽可能与日常生活以及工厂的实际生产相关。

我系根据自身以及生物工程专业的特点拟定了若干个不同的题目供学生选择，如“不同原料的沼气发酵”、“木薯淀粉酒精浓醪发酵”、“谷氨酸发酵”以及“土壤中酵母菌的分离及其总蛋白的提取”等实验题目。

此类实验容易激发学生的积极性，加深学生对工厂生产工艺的了解。

学生根据自身的兴趣、爱好自由选择实验题目。

为提高学生相互交流的效果，参与每项实验的人数不宜过多，也不宜过少，以3～5人为宜，并由学生推选组长。

2．方案设计
选题完成后，学生以小组为单位针对所选实验题目查阅资料，并在规定的时间内整理出一条合理的实验路线。

路线制定后，由教师对学生所提出的路线进行评审，评审的内容包括：路线的正确性、可行性，是否有其他更好的方案以及实验过程中需要重点注意的问题等。

学生根据教师的意见对实验路线进行修改，直至合理。

3．方案实施与完成
最终方案制定后，教师在约定的时间内开放实验室，学生按照制定的路线，逐步完成实验，并撰写实验报告。

方案实施过程中，每天均应有教师及实验人员值班，一是保障实验室的安全，二是监督学生的实验操作，帮助学生对遇到的问题进行分析、解决。

整个过程中，教师只提供指导性的意见，具体的实验操作及进展均由学生自己掌握。

值得注意的是，在整个实验过程中，我们要明确地告诉学生，实验的目的不只是得到一个好的结果，更重要的是为了锻炼能力。

出现问题并不是坏事，相反，为我们提供了一个机会来锻炼自己分析、解决问题的能力。

我们鼓励学生根据问题和现象去查找原因，进行组内讨论，相互启发，分析现象的本质，然后根据分析结果动手解决问题。

在实验报告中我们也强调对实验结果进行讨论，每次实验报告不能简单地列举实验数据，而必须对实验结果及操作过程中遇到的问题进行分析。

当结果不好时，更应要求学生将可能的原因列出，并根据所查阅的资料逐一分析，从而极大地启发他们的思维，增强他们勇于克服困难的决心。

四教学总结
在综合实验的开展过程中，我们发现学生的学习兴趣普遍较高；遇到问题后，大部分学生都愿意主动查阅资料，认真分析后再与老师交流，并倾向于用自己设计的方案去解决问题；小组内交流的气氛比较热烈，学生希望依靠自己的力量去完成实验，这些现象在以前传统的微生物实验教学中是很难见到的。

不难看出，在综合实验中，学生成为了实验的主体，这极大地激发了他们的学习主动性，学生的主体意识在实验过程中得到了充分发挥，使他们产生了强烈的自我发展意识，提高了学生发现并解决问题的能力。

实验结束后的调查中，学生也对开展此类实验表现出较高的满意度。

综合性实验甚至激起了部分学生进行科学探索的兴趣，他们表现出了较强烈的愿望，希望加入到教师科研项目的研究当中。

虽然开展综合性实验能有效地培养学生各方面的能力，但我们在教学过程中发现了不少问题，主要表现在以下几个方面：（1）在教学思维上有种陈旧的观念，认为实验教学是理论教学的辅助部分，是对理论教学的验证，因此，实验教学一直处于从属地位。

在实验教学的起始阶段我们一定要强调实验的重要性，改变学生轻视实验的传统观念，只有学生重视了，我们的实验教学才能有效地开展；（2）由于实验是按组开展，不可能每个学生都能从头到尾的进行实验操作，如果按个人开展，实验器材和场地又是一个很难解决的问题；（3）学生多利用自己的课余时间完成实验，因此容易与教师的时间发生冲突；（4）由于是开放式教学，个别学生组织纪律观念不强，故意不参加实验，通过抄袭来完成实验报告；（5）实验的题目能否与工厂的实际生产进一步相关，从而提高学生的就业竞争力。

导致这些问题产生的原因有主观的，如实验题目的设置、建立有效的管理方法等；也有客观的，如实验场地和器材的限制等，这些问题都需要我们在今后的教学中积极思考和努力改进。

总之，综合性实验给微生物实验教学带来了新的活力，它所表现出来的主体性和创造性对于培养学生的创新能力；发现问题、分析问题、解决问题的能力有着非常积极的作用，是一项值得我们深入研究和探索的教学模式。

参考文献
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