微生物工程实验教学中培养学生综合素质的实践

。通过微生物工程学
实验, 学生可以加强对微生物工程技术原理的认 知能力和理解能力, 提高思考、 分析和解决问题的 能力。在微生物工程实验教学中也不断改革、 探 索和总结, 逐步构建了一种既能让学生掌握专业 知识技能又能培养学生综合素质的实验模式 , 在 实验教学的各个环节中贯穿对学生自主性和创造 性的培养, 取得了较好的效果。
对实验原理的理解及掌握和对某些实验现象的观 察及解释。在多样化的考核方式下 , 学生对实验 的重视程度增加了 , 在实验过程中更加注重培养 独立 思考的 能力 , 动手 能力和 创新 意识都 得以 提高。
4 全面开放实验室, 培养学生创新 能力
高校实验室是进行教学和科研的重要场所, 是高等学校实施素质教育、 培养学生创新精神与 实践能力的重要基地。在教学中逐步扩大实验室 对学生的开放力度 , 最大限度地为学生提供更多 的动 手机会 , 使 学生能 有充足 的时 间进行 各项 实验。 开放实验室 , 对学生进行开放式实验教学 , 既 充分利用了实验室资源, 又培养了学生的创新精 神和实践能力。学生普遍喜欢开放实验室这项改 革内容 , 例如正在进行的创 新型实验项目 ! 麦芽 中 淀粉酶及 淀粉酶的分离提取及其特性研 究 ∀, 就是对微生物工程实验课相关内容的延伸, 随着实验内容的不断深入, 部分学生表现出对实 验的浓厚兴趣; 另外, 开放实验室也给学生提供更 多的科研条件, 学生可以利用课余时间进实验室, 参与到教师的科研工作和各项创新实验中, 全方 位培养了学生的综合创新能力。这种新的实验教 学模式经过几年的教学实践, 取得了良好的教学 效果。目前在微生物工程实验室参与创新型实验 的学生达 14 人, 已完成实验研究课题 2 项, 正在 进行的创新型实 验有 3 项 , 整理 出研究 论文 10 篇 , 其中有 5 篇发表在省级以上学术刊物上。 参考文献:
摘
要
介绍在微生物工程学 实验过程中 , 采取多种手段 , 积极培养学生理论联系实际 能力 、 独 立性 、 自主性 、 微生物工程学实验 ; 实验教学 ; 综合素质 ; 创新能力 Q 93- 3 文献标识码 B 文章编号 1005- 7021( 2010) 06- 0104- 03
创造性 、 责任心和团队合作精神等 , 为培 养和提高学生综合素质和创新能力所做的一些改革与工作尝试 。 关键词 中图分类号
P ractice of T raining Students Co mprehensive Quality in the M icrobial Engineering Experim ent T eaching
WANG Y a nan , CHENG D ian lin, CONG Pe i jiang, L I Rong gu,i WE I Yu x i
6期
王亚楠等 : 微生物工程实验教学中培养学生综合素质的实践
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表 1 微 生物工程实验项目简况
Table 1 Experi m ental projects of m icrob ial engineering cou rse 项目名称 谷氨酸发酵 ( 好氧发酵 体系 ) 种子的扩大培养 培养基制备及优化 生物反应器操作与使用 发酵及过程控制 谷氨酸的提取 啤酒发酵 ( 厌氧发酵 体系 ) 原料分析 啤酒酵母的质量 和扩大培养 麦汁的制备 啤酒发酵过程检测 啤酒成品分析 按以下顺序进行 : 斜面种子 一级种子 内容提要 二级种子 , 配制扩培过程所需培养基 , 进行种子扩培
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优化实验内容, 激发学生学习
基金项目 : 青岛大学教学研究项目 ( JY 0752 )
作者简介 : 王亚楠 女 , 硕士 , 讲师。主要从事生物技术专业的教学和科研工作。 Te: l 0532 85953227 , E m ai: l yanan_w ang@ sina. com 收稿日期 : 2010 10 12; 修回日期 : 2010 11 19
( B iology D epart m ent, Q ingdao Un iversity, Q ingdao S handong 266071)
A bstrac t Som e m easures and experiences obtained in m icrob io logy exper i m enta l teach ing , w hich strengthened the studen ts comprehensive quality and creative ab ility , were introduced in th is paper . G ood effects we re ach ieved in the aspects of cultivating the ab ility of comb ining theory w ith practice , independency , autono my , crea tiveness , responsi b ility , and the spir it of hard wo rking and tea m cooperation of the students . K eywords m icrobial eng ineer ing exper i m ent ; exper i m ent teach ing ; co m prehensive qua lity ; creative ab ility
为了让学生最大程度地了解发酵过程, 选择 了 2 种典型的发酵产品为主线进行实验, 因为这 2 种发酵的过程分析内容非常充实 , 发酵周期不 是太长 , 且它们的代谢基础在理论课上讲述得比 较详尽 , 在生产实习中也安排学生到过相关工厂 参观学习, 学生的兴趣比较高, 能很好地培养学生 理论联系实际及动手能力。在每个体系中包括多 个常规试验 , 如淀粉水解糖的制备、 还原糖的测 定、 浸出物浓度的测定等, 学生可以在实验过程中 练习提高基本的实验技能 ; 除此以外 , 该体系还包 括多个综合、 设计性实验 , 如种子的扩大培养、 培 养基的优化、 啤酒的微生物检验等, 通过这些综合 设计性实验 , 可以培养学生综合运用知识、 独立分 析问题解决问题的能力; 整个实验体系涉及产品 发酵的全过程, 需要学生综合利用多种原理与技 术方法完成实验过程 , 涵盖微生物工程上、 中、 下 游的多个技术环节 , 有利于培养学生的综合实验 能力。当然 , 在具体教学实践中 , 也可根据学时的 多少和各个试验的重要性进行增减。
制备淀粉水解糖液 , 优化培养基组成 了解生物反应器的结构、 工作原理 , 掌握生物反应器的操作技术 发酵用培养基的配制、 接种 , 发酵过程中温度、 p H、 DO 值、 还原糖、 A 560、 谷氨酸的测定 采用等电点法回收谷氨酸 , 由谷氨酸制备谷氨酸一钠 , 掌握脱色、 浓缩、 结晶等操作 大麦含水量、 千粒重的测定 , 大麦的分级 , 大麦发芽力和发芽率的测定、 麦芽脆度值的测定 学习酵母菌种质量鉴定方法 , 包括显微形态、 死亡率、 出芽率、 凝聚性、 死灭温度、 发酵性能的测定等 ; 进行酵母扩大培养 采用浸出糖化法制作麦汁 , 包括麦芽粉碎、 糖化、 过滤、 煮沸、 冷却等过程 进行啤酒发酵实验 , 定期取样分析发酵液的还原糖、 酒精度、 浸出物浓度、 双乙酰含量、 pH 值及发酵度 对发酵制得的啤酒进行成品分析 , 包括色度、 泡持性的测定、 微生物检验及啤酒品尝
106微生来自物学杂
志
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于实验的连续性 , 在具体项目的测定实践上有时 会存在很大的机动性。例如啤酒发酵过程中定期 取样, 分析发酵液的还原糖、 酒精度、 浸出物浓度 等理化指标 , 学生可以根据自己的时间自主进行 操作 , 不一定全班同学都在同一时间进 行试验。 学生只需在试验结束后做好记录 , 自觉地整理好 实验用品, 搞好清洁卫生。这种由学生自主完成 实验的教学模式 , 可以使学生在思维方式、 学习方 法、 动手操作等多个层面上得到锻炼 , 有利于培养 学生的独立性和自主性。 2 . 3 强调学生的责任心和团队合作精神 微生物工程实验集成度较高 , 要测定分析的 实验项目很多。有些实验就需要分组进行, 如果 一个组的测定数据不佳, 会影响到全班整个实验 的测定结果 , 甚至会影响整个发酵的正常进行 , 因 此要求每个学生认真对待, 自己负责的实验部分 一定要正确测定完成, 否则自己的失误会造成整 个大 组的实 验失败 , 这 样有利 于培养 学生 的责 任心。 在实验中提倡独立操作的同时 , 也强调整体 配合、 分工合作的重要性。像谷氨酸发酵过程 , 因 为发酵周期较长 , 需要几个组的同学轮 流值班。 学生在实验过程中, 需要互相配合, 分工合作。女 同学体力较差, 可以安排一些较轻的工作 , 而像培 养基配置、 发酵罐清洗等工作可以安排男同学完 成。总之, 通过实验可以培养学生的团队合作和 团结友爱精神。
能力 在教学实践中, 指导教师对具体实验进行整 体把握 , 主要讲解实验原理与操作注意事项, 并就 实验内容提出问题 , 启发学生带着问题到实验中 去寻求答案 , 这样既能激发学生的学习兴趣, 又能 加深学生对知识的理解。例如, 在麦汁制备试验 中 , 实验开始前 , 教师会提出如下问题: 在糖化过 程中主要有哪些酶发挥作用? 每种酶作用的最适 p H 值和最适温度是多少? 在糖化过程中, 原料中 的淀粉和蛋白质都会发生怎样的变化? 这些问题 在理论课上都有讲述 , 但是在实验中 , 教师会鼓励 学生进行不同糖化工艺的尝试, 以考察不同酶活 性对麦汁质量的影响 , 这样会激发学生继续试验 的兴趣。对于在学生实验中碰到的问题 , 教师要 引导学生多思考、 多分析, 自觉用掌握的理论知识 和技能来解决实际问题, 培养学生积极思考的习 惯以及理论联系实际的意识和能力。 2 . 2 由学生自主完成实验 , 培养学生的独立性和 自主性 强调学生是实验课的主体 , 从实验的准备工 作到具体操作 , 要求学生亲自参与。由于实验课 安排的内容紧密相连 , 每一步骤的操作将直接影 响下一步实验甚至整个实验的结果 , 这样一来也 会对学生产生压力 , 学生的主观能动性得到充分 发挥。例如 , 谷氨酸发酵实验体系中 , 前期的种子 培养直接影响到其后谷氨酸的发酵过程。因此, 从一开始的种子培养 , 学生就要注意力高度集中, 在整个实验过程中必须一丝不苟 , 步步深入。由