时间：2023-06-05 10:16:36
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇微生物学实验，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
微生物学作为生物相关专业的基础课程,是多学科交叉研究的基础,同时也是一门实践性、应用性很强的学科。微生物学中灭菌、分离、培养等技术的拓展和渗透,使得动植物细胞培养手段也更加广泛[1]。无菌技术和保藏技术等其它微生物学技术在医疗卫生、制药工业、食品生产、环境污染处理等生产领域中也得到广泛地应用[2]。由此可知,微生物学实验教学对专业技能的培养具有十分重要的作用。教育理念的持续更新,也对高等教育的内涵进行了转变和拓展。实践教育的目的主要是促使学生转变成自身知识结构的设计者。为了发挥学生的主导性,使被动学习转变为主动学习,成为学习的主体[3]。在微生物学实验课程中后期,专门设立开放时间段,给定实验目的和实验条件,教师引导学生按照自己的兴趣设定实验方案,小组成员进行分工准备实验材料,完成实验操作,分析实验现象并总结实验结果。通过这种主动学习的方式,充分调动学生对科研的兴趣,取得良好的教学效果,现将我们开展设计性实验的一些做法和体会报告如下。
1开展设计性实验的重要性
微生物这门学科涉及的内容十分丰富、涵盖知识面较广、实践应用性很强,传统的实验教学体系已不能满足学生今后参与社会工作后的发展需求[4]。目前高校的实验教学由于学生人数相对较多,仪器设备有限,学生只能遵循教学大纲安排好的学时,在有限的时间内到实验室做规定的实验项目,而且教学内容大多以验证性实验为主,实验深度不够,设计性实验相对较少,实验教学效果与实际应用相差较大,这种教学模式造成学生跟随教师被动学习,积极性不高,缺乏对实验技术进一步了解的兴趣[1]。教学过程不能有效激发学生的求知欲和创造性,其结果是很难培养出熟练实验操作的创新人才,也很难培养出操作熟练的技工。按照微生物学实验教学进度的安排,学生在进行设计性实验之前,经历了系统的微生物实验操作学习,这些学习内容包括:实验一、培养基的制备;实验二、消毒与灭菌;实验三、土壤微生物的分离;实验四、微生物的接种;实验五、显微镜的使用及简单染色法;实验六、细菌革兰氏染色及形态观察;实验七、微生物数量的测定;实验八、微生物大小的测定。学生反复训练了基本的微生物接种、纯化、保存等操作技能;对进行科学实验的思路也有了一定程度上的认知。然而这一系列的实验操作都是相对分散进行的,如何能促使学生将这一系列实验内容连接起来,在一个实验内容框架下,把这一系列的实验技术都运用来解决某一实际问题,成为培养学生的重要环节[5]。因此,开展设计性实验,让学生自主选题,通过一系列的实验操作来解决某个科学问题显得尤为重要。
2开展设计性实验的方法
2.1实验选题
多数同学都认为开展设计性实验选题十分困难,根本的原因在于之前的实验都是教师准备好既定的实验项目,学生往往在此过程中并未思考这些项目的来源。对于如何在实验中心现有的条件下拟定实验项目毫无基础,对实验材料、实验试剂如何应用到实验项目中来也无任何概念[6]。我们在实践过程中,明确教师在实验项目的选择上起到的是引导作用,对于仪器设备、药品试剂等给出详尽的范围,鼓励小组成员间协商解决,互相取长补短,综合成员的意见,然后拟定出适合本组成员的实验项目。实践中,我们一方面鼓励学生选择一些与生活密切相关的内容开展实验,如部分小组同学选择了《根际土壤微生物的分离与鉴定》、《酸奶中乳酸菌的分离与鉴定》、《自来水中微生物菌群分析》等实验项目,多数学生都对与生活密切相关的内容表现出浓厚的兴趣。另一方面我们也鼓励学生从教师的科研项目中选择相关且简单易操作的内容来开展。例如部分学生开展了《食用菌的收集与鉴定》《、食用菌的制种-以农业废弃物为原料》等实验项目,这些实验项目不仅可以培养学生的实验操作技能,更重要的是与科学研究密切结合起来,学生在这个训练过程中认识微生物学实验是如何应用到科研工作中,甚至部分学生将相关的实验项目申报大学生创新创业项目,极大地增加了学习动力。
2.2实验操作
对实验项目拟定后,进入实验操作环节。设计性实验从某些方面来说是验证性实验大综合,在开展设计性实验的时候,之前学习的培养基配制、显微镜使用,微生物系列稀释,消毒与接种,微生物培养与保藏等内容都得到一次汇总复习[7]。学生根据设计的实验方案,自己动手准备实验,实施实验方案。实验过程中,教师要求学生做详细的记录,例如菌落形态、菌体大小、生长速度等。实验数据处理,实验结果总结,实验报告完成,均由学生在实验室开放时间段内自行完成。在这一阶段,对学生实验操作技能的培养、观察分析能力都得到很大的提升。其中《酵母菌的分离与鉴定》小组出色完成了实验项目。实验选择生活较易获得的葡萄作为材料,从培养基的配制、菌株分离、菌体形态观察都独立完成。整个实验过程进行了详细地记录,实验结果用图片展示出来,并且分析也十分透彻,出色地完成了一个设计性实验。
2.3实验总结
建立在对实验过程及实验结果有详细记录的基础上,要求学生完成实验报告总结,包括实验目的、实验材料、仪器与设备、实验步骤、结果与分析。部分小组实验现象并非和预期的一致,教师通过引导学生对出现的现象进行分析,鼓励学生对新出现的现象进行探讨,可能说明了实验的失败,也可能说明这是一种新的现象,值得进一步的深入探讨。部分小组的实验结果不理想,教师鼓励学生自己分析原因,完善实验方案,改进操作方法,反复进行实验最终取得满意的结果。设计性实验的评价并不简单地依赖于是否取得圆满成功的结果,而是综合地衡量整个实验过程的各个环节,包括组员间的协作精神。实验报告的撰写占很小的比重,更重要地是对实验结果的分析。
3开展设计性实验的体会
设计性实验以6个人为一个小组,要求以小组为单位共同设计并完成实验。在这一过程中,涉及的知识面比较广泛、实验内容丰富、工作繁杂,对于一个刚接触微生物不久的学生,很难独立完成这一工作,必须加强团队合作,集体讨论立题,明确分工,实验实施过程中互助,发挥集体的优势,这样的协作过程使学生产生了团队意识,培养了团队精神,为今后的学习和工作都打下了良好的基础。设计性实验内容均为学生根据自己的兴趣选择,内容多样,涉及的知识面较广[8]。立题之初,需要教师对实验方案的可行性进行审核,提出方案中可能存在的不足,与学生讨论后完善方案。实施过程中可能会出现从未遇到的情况,以及可能会面对学生提出的各种问题,这些都是在其它实验教学中没有遇到的,这就要求教师具有较广的知识面,而且必须在科研实验的一线,不断学习,提高自身的科研水平,才能有效地对学生进行指导。常规实验教学以教师为主体,实验准备工作都由老师完成,学生主动性差,仅按部就班完成,即使没经过预习也可以按照老师给予的实验步骤完成[9]。设计性实验建立在常规实验的基础上,要求学生从实验项目的选择、实验操作,实验结果观察到汇报考核都要自主完成,主观能动性得到较大的发挥。将知识传授和技能培养有机结合起来,突出学生的主体地位,促进实验教学层次的提高。
4结语
设计性实验教学的开展使学生有机会选择自己感兴趣的项目,有机会全程参与实验过程,有机会涉足实验材料的取得、实验试剂的配制等[10]。通过实验,加深对实验原理的理解。尽管设计性实验实施过程中存在一些不足,然而它在培养学生动手能力及科学思维方面优势明显,是今后实验教学改革的一个重要方向[11]。我们通过这些尝试积累经验,结合社会生活的实际,拓宽设计性实验的涉及面,增强知识的实用性,从而提高应用型本科院校学生的动手操作能力。
参考文献
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1我校临床微生物学检验实验教学存在的问题
我校于2014年开始招收高职医学检验技术专业学生，在此之前，主要教学对象为中职医学检验技术专业学生。中职医学检验技术专业侧重于培养学生相关检验技术，而高职医学检验技术专业在培养学生相关技能的基础之上，还要培养学生科研思维能力与创新能力[1]。针对招生层次的变化，明确目前我校临床微生物学检验实验教学存在的问题，才能有的放矢。我校临床微生物学检验实验教学存在以下问题：（1）我校相关教师的中职临床微生物学检验实验教学经验丰富，而高职课程教学目标和教学理念均有别于中职课程，需要相关教师进行深入学习和研究，探索更为科学的教学方案与教学手段[2]。（2）我校临床微生物学检验实验教学一般采用特定的形式开展，实验步骤和结果都是确定的，学生缺少独立思考机会，实践能力和创新能力难以提高。这就需要将实验教学与临床实际联系起来，并构建科学的临床微生物学检验实验教学体系[3]。（3）目前，我校临床微生物学检验实验教学与临床实践需求存在一定的差距，在今后的实验教学过程中，学校应多与附近的医院合作，充分利用其平台的优质资源，开设应用性、综合性实验，开阔学生视野，提高教学质量。
2临床微生物学检验实验课程教学体系改革
2.1改变基础实验教学手段，建立以研究为主导的教学体系。基础实验着重培养学生实验能力，强化专业基础和实验基础[4]。本教研室对临床微生物学检验基础实验教学方法进行改革，遵循以学生动手为主、教师示教为辅与多媒体教学弥补的原则，培养学生实验能力。对于一些实验室难以开展的最新实验项目，教师可以通过微视频演示给学生，让学生了解学科最新研究动态和技术。具体基础实验教学过程中，让学生参与实验教学的每个环节[5]，包括准备实验、实验过程、实验研讨、实验总结以及科研活动，实现教学相长。学生轮流参与实验准备过程，教师鼓励学生在实验过程中提出问题，组织学生以5~6人一组讨论实验过程中遇到的问题。实验结束后，每组学生根据实验结果以及遇到的具体问题进行总结，归纳成败原因，总结经验。2.2建立综合性、设计性实验教学体系。综合性实验是指在学生具有一定实验基础知识和基本操作技能的基础上，对学生实验能力与实验方法进行综合训练的一种复合性实验[6]。设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案。我校临床微生物学检验课程实验课和理论课学时比为1∶1，综合性、设计性实验教学体系的构建是培养临床微生物学检验人才的关键[7]。我院传统临床微生物学检验实验课程设计见表1，改革后的临床微生物学检验实验课程模块设计见表2。本教研室将综合性、设计性实验教学分为以下几个环节。2.2.1抽签选择临床模拟标本。实验教师准备临床模拟标本，例如感染病原菌的尿液、血液、痰液、脑脊液、粪便等，学生抽签进行实验，两名学生一组或者4名学生一组。2.2.2设计实验方案。每组学生应用所学知识，拟定实验方案，设计微生物学检验程序。2.2.3实施实验方案。学生根据确定的方案进行实验。在学生实验过程中，教师引导学生独立思考，协助学生解决在实验过程中遇到的问题。教师应做到总体调控，把握学生实验进度，保证其进行按时完成实验。2.2.4实验总结。实验结束后，各小组撰写实验报告，同时对实验进行总结，讨论实验结果的可信度，归纳实验成败原因，总结经验教训，完善实验方案及实验步骤。2.2.5成绩评定。教师根据学生的实验设计、实验操作、实验报告等对其进行综合评定，给出综合性、设计性实验成绩。2.3构建开放式的实验教学模式。开放式的实验教学模式是一种先进的现代化实验教学方式，是有利于培养学生实践能力、提高学生综合素质的一种模式。开放实验室不仅是时间和空间上的开放，更应该是实验内容（实验课程、实验项目、研究课程）和师资的开放[8]。教研室每学期接纳一些自愿参与研究的学生，学生利用课余时间走进实验室，开展实验研究，在此过程中，学生需要查阅大量资料以及进行简单的课题研究，掌握课题设计思想和实验技术，撰写实验研究论文，这能激发学生学习兴趣，实现教学与科研一体化。2.4逐步建立医院实践体系。本教研室与长期从事临床微生物学检验的医技人员和教学经验丰富的教师共同建立了医院实践体系。我院对2015级、2016级医学检验技术专业进行教学改革，共6个班级，改革班学生在校掌握基本技能后，进入医院接受实验教学，共设接种、培养、鉴定3个项目，每个项目都有明确的教学内容和教学要求，同时对改革班学生期末考试成绩和毕业实习期间的表现进行调查分析。
3临床微生物学检验实验课程考核体系改革
本教研室建立以能力考核为核心的实验课程多元化考核模式，重视对学生实验过程的评价[9]。实验成绩主要由基础实验成绩、综合性实验成绩、开放性实验成绩、临床试验成绩组成。基础实验成绩由教师给出，占总成绩的30%；综合性实验成绩包括小组成绩和个人成绩两部分，其中小组成绩由教师给出，占总成绩的15%，个人成绩由小组成员给出，占总成绩的15%；开放性实验成绩由教师给出，占总成绩的10%；临床试验成绩由医院带教教师给出，占总成绩的30%。
4讨论
在临床微生物学检验实验教学过程中，教师利用新型教学手段，使学生掌握基本实验操作技能，同时建立综合性、开放式实验教学体系，将实验教学与科研活动紧密联系起来，培养学生独立思考、解决难题能力。此外，逐步完善开放性教学模式，提高学生学习主动性。实验教学改革将课堂延伸到工作岗位，能帮助学生树立正确的择业观和就业观，增强学生职业认同感。实行多元化的临床微生物学检验实验课程考核方式，有助于提升学生独立操作能力。
总之，多层次的教学模式既能强化学生基本技能训练，又能培养学生分析问题、解决问题能力及创新能力，是培养具有创新思维的医学人才的需要[10-12]。我校临床微生物学检验实验课程经过两年改革实践，取得了显著成效：学生实验成绩优秀、良好率显著上升，不及格率明显下降；学生医院见习实习合格率达100%，受到实习见习单位一致好评；毕业生受到用人单位的普遍好评，多家企业或医院主动与我院医学检验技术专业建立长期的用人关系；学生在临床微生物学检验技能大赛中也多次获奖。显然，改革后的教学模式对学生掌握临床微生物学检验知识、操作技能和培养职业素质及创新能力等有促进作用[13]。通过对临床微生物学检验实验课程进行改革，使学生扎实掌握免疫学、病原生物学基本知识和微生物检验技能，培养学生动手能力、创新能力、分析解决问题能力、沟通及团队合作能力，同时使学生养成严谨、务实、细致、规范的职业习惯，具备检验工作者必需的综合职业素质。
作者:马丽娜刘思强朱爱军庞珍单位:甘肃中医药大学定西校区
【关键词】青年教师；教学能力；医学微生物学与免疫学；教学效果
医学微生物学与免疫学是重要的医学基础课程，而实验教学在医学微生物学与免疫学的课程中占有非常重要的地位。随着我校医学微生物学与免疫学的理论课学时被逐渐压缩，实验教学所占的比重逐渐增加，因此这两门课程的实验教学质量变得越来越重要。近年来，本校不断加大师资队伍建设力度，加快高层次优秀人才的引进和培养，大批青年博士研究生走上了讲台。在病原生物学与免疫学教研室，青年博士教师承担了大量的实验教学任务，成为教学队伍的新生力量，因此尽快提升青年博士教师的实验教学的能力，是提高实验教学质量的关键。本文结合本校的实验教学工作的实际情况，将青年教师在医学微生物学与免疫学实验教学中如何提高教学能力的一些体会总结如下。
1充分熟悉授课内容和授课学生，做好课前准备
青年教师上课前应充分“备课程”和“备学生”。医学微生物学与免疫学是医学及其相关专业学生的必修基础课程，青年教师首先应认真研读医学微生物学与免疫学的理论教材和实验教材及其相关专业书籍，全面熟悉教学大纲。根据教学任务，对不同专业的授课内容和重难点等做到有所取舍和优化。其次，青年教师应积极参与集体备课。为保证实验教学的规范和质量，在开设新实验课的前一周，本科室的所有授课教师和实验技术人员都要进行集体备课。在集体备课中，会针对实验课中的重难点及实验操作中的注意事项，进行充分交流，便于青年教师更好地掌握实验课程的教学内容和教学技巧。同时，青年教师还要充分了解不同专业学生的基础知识及其对所学知识的掌握程度，进而选择或调整教学方法。
2积极参与实验准备，做好预实验
青年教师应积极参与实验准备工作。医学微生物学与免疫学实验的影响因素很多，除了实验者的操作因素之外，还有一些客观因素决定实验的成败，如：试剂的配制和储存条件，仪器的操作等。医学微生物学与免疫学实验课程的准备工作均由我校国家级基础医学形态实验教学平台的实验技术人员准备，从而影响了青年教师对实验准备过程的全面了解。为此，本教研室与医学形态实验学教学平台相关人员积极沟通，让青年教师参与实验准备工作。青年教师通过参与实验准备，能够加深对试剂配置及仪器使用要求等事项的认识，熟悉实验教学过程中的每一个环节，从而胜任实验教学任务，保证实验课的教学质量。青年教师应主动做好预实验工作。做好预实验是上好正式实验课的提前。预实验不仅能够了解实验细节，掌握规范的操作方法，还能预见学生实验过程中可能出现的问题。本教研室安排青年教师参与预实验工作，对实验过程和结果做到心中有数，这样便于青年教师在实验课程教学过程中，能够做到有的放矢，突出讲解及操作要点，保证学生掌握实验操作要领，提高实验教学效果。
3选取灵活多样的教学方法，积极互动，及时总结，提高学生分析、解决问题能力
根据医学微生物学与免疫学的实验教学内容的要求，本教研室将两门课程的实验教学进行整合，在保证验证性实验的基础上，增加了综合性实验[1]，培养学生综合应用能力。在学生实验操作前，青年教师可以先运用案例、板书、多媒体、画图等多种方法和手段对实验内容进行讲解，便于学生更好地理解实验目的，提高教学效果。例如：医学微生物学与免疫学是与临床和生活密切相关的课程，引入临床及生活有关的案例，结合实验内容和目的讲授能让学生更加认识到学有所用，从而激发了学生的学习兴趣。在实验操作示教时，青年教师首先做到实验操作熟练、准确和规范；在关键的操作步骤需要反复演示，保证学生掌握实验的操作要领，能够顺利完成实验。在学生实验过程中，青年教师要不断进行巡查指导，观察学生的操作方法是否正确，对不规范的操作及时纠正，并加以操作示范，使学生领会操作技巧，提高动手操作能力；对实验操作规范和结果较好的学生进行鼓励；对于不愿动手操作的学生进行监督；对学生操作过程中发现的问题及时处理。通过巡查指导，与学生及时进行实验教学的互动，建立良好的师生关系，提高学生对实验的兴趣和积极性。实验结束后，青年教师应对实验结果及时总结讨论。对与预期结果不符甚至是错误的实验结果要及时分析、讨论，通过提出问题的启发式教学形式，提高学生分析实验相关问题的能力。此外，青年教师对学生的实验报告应认真批改，对实验报告中出现的问题进行详细记录，并通过分析实验报告中的问题对学生的实验进行总结，在下次实验课反馈给学生，对实验结果分析和讨论认真的同学进行表扬，提高学生实验操作和书写实验报告的规范性及分析问题的能力。
4积极参与教学改革活动，推进科研促实验教学，提高学生科研思维能力
目前，随着我国高等教育教学的改革与发展，青年教师应积极主动学习教育法，及时转变教学理论，充分利用现代教学手段与方法以及采用不同教学模式促进实验教学，如问题式教学[2]、互动式教学[3]、案例教学[4]以及翻转课堂[5]等。青年教师平时应多听教学改革相关讲座，并参加一些教学改革活动或者申请教改课题。通过对不同教学模式的学习与应用，更好地提升自身的教学水平。尤其是，近年来引进的博士青年教师，其科研能力较强。青年教师应该利用其科研能力强的优势，积极开展科研促进实验教学活动[6]。一方面，青年教师在自己从事的科研课题中，应充分发掘与实验教学有关的内容指导学生，鼓励学生对所学的实验内容做进一步的探索。另一方面，青年教师应将平时自己查阅的科研知识融入教学，激发学生的学习兴趣，这样既有利于青年教师教学水平的提升，又有助于培养学生的科研思维创新能力。青年教师还可以通过指导大学生创新计划项目，带领学生参与科研，让学生在实践中领会科研思路，并充分调动学生的实验积极性，巩固医学微生物学与免疫学的理论和实验教学内容，培养学生探索新知识的兴趣和提高实验操作的能力。
5积极参加教学技能培训活动，尽快完成从学生到老师的角色转变
本教研室按照学校的要求，为每一位新近青年教师安排了一位教学经验丰富的指导教师，并制定了详细的培养计划、具体措施和目标，要求青年教师至少听取带教导师一个学期的课程，学习其实验教学方法、技巧和教学特点。依托学校教师教学发展中心教学技能提升平台，要求青年教师积极参与各种教学技巧的培训活动，如岗前培训、教学观摩、专题培训、主题教学沙龙和课堂教学实践等。教研室安排青年教师对实验教学内容进行试讲，对青年教师普遍存在的知识点讲解不到位、语言组织逻辑性不强等问题加以一对一指导改进；并要求青年老师完成实验教学的相关考核，考核合格后，才能从事实验教学工作。青年教师除了按照学校学科安排的培训计划外，还应该积极听取各类教学公开课，以及其他学科教学经验丰富教师的理论和实验课，观摩他们怎样组织课堂教学，学习他们上课的优点，并在实验教学实践中不断探索适合自己的教学方法，尽快完成青年教师从学生到老师的角色转变，逐渐形成自己的教学风格。
6从教学实践中不断总结教学经验，提高自身教学能力
青年教师必须意识到教学能力的提高是自己在高校立足的根本，而教学能力的提高是一个长期的渐进的过程，需要青年教师付出辛勤的汗水。为此，青年教师应积极进行教学活动的总结。在每次教学活动结束后，青年教师都应该把教学过程中出现的优点与不足、一些体会加以思考和总结，不断自我反馈与改正，逐步完善医学微生物学与免疫学专业知识，提升教学技能。总之，青年教师要积极主动了解国际国内高等教育尤其是医学教育改革形势，根据不同专业培养目标的要求，充分了解授课对象和授课内容，掌握多样的教学方法，参与多种教学活动和教学改革，积极开展科研促教学活动，并不断的进行经验总结，这样才能有效提高医学微生物学与免疫学实验课的教学能力，达到满意的教学效果。
参考文献
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关键词 医学微生物学 教学 实验课 设计性实验
中图分类号：G424 文献标识码：A
实验课可以进一步加深学生对理论课的知识的理解和记忆，也是提升学生观察能力、操作能力、思维能力、运用能力等智力因素的一个重要途径，也是培养学生创新能力和创新精神的一个重要手段。①因此，实验教学在知识、能力、素质的培养方面具有其它教学方式不可取代的重要地位和作用。然而，目前包括我校在内的大部分高校的医学微生物学实验教学大多为验证性实验，其基本模式是教师为学生准备好所有的实验材料，并按照预先制定好的实验程序安排学生机械地完成规定的实验内容。②这严重制约了学生的主动性和积极性，不利于学生创新能力和独立工作能力的培养，不利于学生个性的发展。因此，迫切需要在实验教学中引入能启发学生创造力的设计性综合实验。
设计性实验是指由学生自行设计实验方案，并在教师指导下加以实施的一种实验课教学模式。它将学生在已有的理论知识基础上，进一步有目的地获取新的知识，可调动学生的学习积极性、主动性，最终提高学生发现分析和解决问题的能力。③为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。④本文分析本教研室今年来采用的设计性实验教学的实践活动，探讨了微生物设计性实验的教学模式、教学方法和教学组织形式。
1 本文的设计性实验教学的思想
近年来，在世界范围内发生了一些新型传染性疾病，如禽流感和猪流感病毒导致的人的感染、NDM-1超级耐药细菌的感染等，引发高度关注。为了激发学生的学习兴趣，我们将相关病原微生物的关键分子，如流感病毒血凝素和NDM-1金属- -内酰胺酶等的原核表达引入实验课中，并开展设计性实验教学研究探索。在学生完成基础实验的前提下，我们指导学生设计实验，表达上述关键分子；最后指导学生撰写论文，并模仿研究生答辩的方式进行总结汇报。我们希望在实验中引入受到广泛关注的新型病原微生物，并且采用临床医学生向往的分子生物学技术，以激发学生对医学微生物学的学习兴趣，提高学生的科研能力。在这一过程中，我们也尝试建立一套适合于培养我校临床医学专业的医学微生物学和实验课的教学体系。
2 设计性实验教学的实施方案
2.1 实验前的准备
我校的医学本科生课程中，生物化学、分子生物学和医学微生物学分别依次在第三个连续的学期开课。因此，在生物化学开课的学期，我们从32个实验班中选取所有课程总平均成绩相差在5分以内的6个班，随机将这6个班分成两组，每组三个班。其中一组为实验组，采用上述实验教学方法，另一组采用常规教学方法。通过年级的学习部向实验组学生发放相关资料，让学生初步了解实验课教学改革的思想，并建议学生在完成正常的课程学习后，重点学习分子生物学相关技术原理，如PCR及DNA琼脂糖凝胶电泳、质粒提取、DNA酶切及连接、感受态细胞制备、蛋白诱导表达、SDS-PAGE等，为下学期实验课中所需的分子生物学知识扎实的基础。
在开课前四周，利用课余时间，进一步向学生讲授上述技术原理，操作步骤及注意事项。并采用闭卷考的形式，检查学生对相关知识的掌握情况。最后，教师亲自操作，向学生演示上述实验技术的操作要领。
2.2 设计实验方案
在设计性实验开始的前8周里，我们规定学生在两周内，以《分子克隆实验指南》（第三版）为主要参考书目，并在CNKI或highwire等数据库中查阅一定量的文献，然后采用小组讨论的方式，完成具体实验方案的制定。然后由指导教师对实验方案提出修改意见，进行修改，在第8周末确定最终实验方案。
2.3 实验操作
从第9周开始，学生根据自己设计的实验方案，利用课余时间进入实验室开展实验。在此后的四周时间里，实验室全天对学生开放，为学生配备所需的实验材料、试剂、培养基和仪器等。在学生实验期间，安排教师全时段值班并陪同学生实验，解决学生在实验过程中遇到的问题，并确保实验室安全，以防出现事故。学生在实验过程中做实验记录，写实验报告。
2.4 实验论文的撰写及实验汇报
在实验前和实验中，分多次系统地向学生讲解论文写作的相关知识，首先讲解论文写作的意义、一般要求，然后用举例的方式，重点讲解摘要、前言、材料和方法、结果和讨论的格式和具体要求。在实验完成后，指导每个小组的学生完成论文写作，并帮助学生修改论文，在反复修改后，以小班为单位，要求各组将自己的论文以PPT报告的形式，按照研究生毕业答辩的要求进行交流，并择优在全班范围内进行交流。
3 教学方法的成果分析及问题总结
在多年的教学实践中，我们发现，虽然每个实验班在实验的过程中会遇到一些问题，但是经过四～五周的实验，每个实验小组最终都能完成实验方案的全部内容，并能独立完成论文写作和实验总结报告。通过认真分析学生的学术论文和总结汇报，并且最后比较实验班和非实验班的医学微生物学这门课程的期末考试成绩，我们认为，本教研室采用的设计性、创新实验取得了满意的效果，完全达到预期的目的。这种教学模式的成果主要表现在以下几个方面：
3.1 设计实验课对医学微生物学学习的促进作用
我们采用的是综合性实验，实验过程中需要用到多种分子生物学和基本的微生物学技术和操作，通过系统的训练，学生的实验操作能力明显得到提升。从实验考核（表1）来看（以2010级本科生为例），实验班高分段（>90分和80分～90分）人数和平均成绩明显高于非实验班。这表明与传统的实验教学模式相比，新实验教学模式在培养和提高学生的动手能力方面有较大的优势。在学生准备及实验过程中，针对实验方案所涉及的领域查阅一些相关资料，对相关病原微生物学的基本特性、致病机制等方面的内容有了进一步的熟悉和理解，从而丰富了微生物学知识体系。因此，值得一提的是，在实验班的期末考试的成绩（表2）也显著高于非实验班（以2010级本科生为例），这表明设计实验可以提高学生对医学微生物学课程学习的兴趣，增强了学生对微生物学知识的学习、理解和记忆的能力。
3.2 学生的科研能力得到提高
3.2.1 文献调研、论文写作能力得到了提高
由于在实验方案的准备及论文写作的过程中需要参考资料，每个实验小组都在网络数据库查阅了相关的文献，并查阅了相关的图书资料，因此，学生查阅文献的能力在这一过程中得到了有效的锻炼和提高。由于要求学生按照公开发表的学术论文的格式进行论文写作，而在这一过程中，学生必须认真总结自己的实验过程和实验数据，并对实验数据进行适当的分析和讨论，而且在论文写作过程中，需要反复按照老师的意见和建议进行修改，因此，在这一过程中不仅有效锻炼了学生的文字功夫，还使他们系统分析问题的能力得到了较大的提高。最后由于我们要求每个实验小组安排一名同学进行实验总结报告，在这一过程中，学生需要自己组织PPT多媒体文件，并进行汇报。
3.2.2 科研思维和实验技能得到了有效的训练
本实验需要用到较多的分子生物学技术，此外，还需要用到培养基配制、细菌分离培养及鉴定（蛋白表达宿主菌）、无菌操作技术、感受态细胞制备及发酵技术等微生物学技术。在开展实验前，学生必须首先理解相关的技术原理，然后将实验所需的多项实验技术组成一个有序、连贯的有机整体。这一过程的深度和广度是传统实验课的内容无法达到的。在规定内容实验课上，学生每次学到的是一项或几项实验技术，而在自主设计实验过程中，学生自主地组合并综合应用这些技术。在实验过程中，学生组成团队分工合作，密切配合，共同完成了实验，这培养了他们的团结合作精神。学生往往需要要进行1～2次的复复实践才能掌握这些技术，尤其是当出现问题时，实验重复的次数会增加。学生在老师的指点下，分析并解决问题，不仅掌握了技术本身，而且学会了分析并解决问题的科研思维能力。
3.3 教师的素质获得提高
首先，我们所采用的自主设计实验难度接近科研课题，教师必须具备较强的科研能力才能顺利完成该实验，因此对施教老师的素质和能力也提出了更高的要求。其次，教师需要自己开展预实验，并向学生讲述实验技术的原理、示范相关操作要领；再次，在制定实验方案的过程中，教师要在查阅相关文献资料的基础上，才能发现学生拟定的实验方案中存在的问题，这对促进教师的教学起到了积极作用。教师在于学生交流的过程中，自身的科研水平也得到了提高，更有利于实验教学工作，从而达到以教促学，以学促教，教学相长，共同发展的良性循环。
4 存在的问题及对策
为了完成自主设计实验，本教研室的教师付出了比传统教学实验更多的时间和精力，做出了更多的牺牲。首先，需要我们在上学期就要开始为该学期的实验设计进行提前宣传，做好准备。在自主设计实验的过程中，教师要利用业余时间为学生讲解相关病原微生物的各种知识、各个实验技术的原理和操作注意事项。在指导学生修改实验方案的过程中，需要对学生的实验方案进行修改。在实验过程中，即使是在晚上和周末，只要学生做实验，教师就要全时段值班，指导实验。因此，教师需要花大量的时间。这就要求我们的教师必须有无私奉献的精神，要对工作负责，从工作的角度出发，不计较个人得失。
5 总结
与传统的验证性实验相比，我们所采用的设计性实验首先通过具有轰动效应的病原微生物激发学生的实验兴趣和热情。其次，我们的设计性实验使学生由被动学习转变为主动学习，由“授之以鱼”转变成“授之以渔”。这种实验课的教学模式首先直接提高了医学微生物学的实验技能，并间接增强了医学微生物学的学习效果。它在培养学生解决问题能力和创新能力方面的作用远远超过传统的验证性实验。在完成自主设计实验的过程中，学生对科研工作有了初步的认识，对查阅资料、设计方案、开展实验、进行报告和总结等方面进行了初步尝试，积累了一定的经验，这为今后继续学习，积累了一定经验，奠定了基础。虽然我们在医学微生物学实验教学中进行了上述的尝试，也取得了一定的成绩，但是当然还存在一定的问题，这需要我们坚持在教学改革的道路上继续探索。
注释
① 陈琼华，钱黎明.微生物学实验教学改革中培养学生创新能力的探索.中山大学学报论丛[J].2006.26（6）：22-26.
② 易力，，陈万光等.推进微生物学实验教学改革培养学生的综合能力[J].实验室科学，2010.13（1）：10-11.
医学微生物学实验是医学微生物学教学过程中的重要环节之一，是理论与实验研究的技术基础。医学微生物学实验可以使学生加深巩固对理论知识的理解与记忆，学习掌握有关的基木操作技能，培养实事求是的科学态度，提高独立分析问题、解决问题的能力。要实现实验课的上述目的，提高实验教学质量，完善的实验准备是前提。现结合自身体会谈谈如何做好微生物学实验课的准备工作。
1 熟悉教材，掌握基本技能
实验准备工作是实验技术与专业理论、相关专业理论的有机结合。微生物学实验若没有扎实、全面的理论知识的指导，是不可能得到理想的实验结果。实验教材是实验的基本指南，准备实验首先要对实验教材进行认真阅读，明确实验目的和掌握实验原理，熟悉实验操作步骤。例如：“IMViC”试验是由吲哚试验、甲基红试验、VP试验和柠檬酸盐利用试验组成的一组实验，用于肠杆菌科细菌的鉴定。哪些细菌在哪种试验中呈现阳性结果，在哪种试验中呈现阴性结果，这就需要掌握肠杆菌的生理生化反应特性，熟悉各种培养基的成分。实验技术人员只有做到这一点才能对实验结果有较准确的预见性，实验准备才会得心应手，做到既知其然，亦知其所以然，从而提高实验准备效率。
实验技术工作是技术性很强的工作，实验技术人员除掌握全面的理论知识外，还应掌握基本操作技能，包括细菌的接种及划线分离、细菌及特殊结构染色、动物采血及接种等，掌握相关仪器设备的使用和维护，包括显微镜、离心机、水浴箱和高压灭菌器等。娴熟的操作技能是保证实验准备得以顺利进行的重要条件，只有做到正确使用、熟练和规范操作，才能得到准确结果[1]。
2 周密计划，合理安排
医学微生物学实验有其独特的特点，实验对象是活的微生物，不同的微生物其培养条件、培养特征不同，需要准确把握最佳生长期进行实验。如大肠杆菌的革兰染色实验要提供活跃生长期的菌种，因为这时菌体的细胞壁的成分和结构最为典型，孵育不能超过24小时，孵育时间过长会因为菌体老化而影响染色结果；又如做病毒的鸡胚接种实验时，需要在12天前开始孵育鸡受精卵，以得到适当胚龄的鸡胚。实验教学过程中还涉及到如实验仪器、玻璃器皿、药物、动物等。因此，每次实验均需要周密计划，根据实验项目、开课时间、实验班级及分组合理安排，确保实验教学得以顺利进行[2]。
3 集体备课，沟通交流
实验技术人员在实验准备之前必须要了解教师对实验内容是否有新的要求，确定实验用哪几种细菌培养基，所用的细菌是哪几种，所准备的患者标本的性质，所用试剂的剂量，并统一技术操作标准。这些问题都可以在集体备课上得到解答。一次微生物学实验课往往需要准备一周或更长的时间，所以实验课的集体备课安排在两周前进行。只要在集体备课上主动与实验教师沟通交流，就不会出现实验课的内容与实验准备的不一致而影响学生实验的顺利进行。每次实验课时尽可能进实验室了解查看学生的实验进展情况和实验结果，以检查自己实验准备工作的好坏，发现问题及时解决。此外，我们还与教师保持紧密联系，共同讨论研究新技术、新实验方法，不断提高实验教学的效果。
4 认真做好预实验
预实验是微生物学实验教学的重要环节，对实验教学有着重要的意义。微生物学实验受许多因素的制约，在实验过程中哪怕极小的失误都会造成实验的失败，影响实验的顺利进行及学生实验结果的观察。如细菌、病毒在长期保存和反复传代过程中，会出现变异或被污染的可能；使用不同批次的试剂做出来的实验结果也可能有差异。因此不做预实验，就很难保证正式的实验课上出现我们预期的结果。预实验是检查实验准备的最好方法，所以预实验一定要提前做、认真做。通过预实验使实验技术人员可以充分了解实验中的难点、疑点和注意事项，了解所准备的物品是否齐全、适用，实验仪器是否调试得当，药品试剂是否有效。这样能够发现问题及时纠正，为学生实验教学提供借鉴，以避免实验过程中出现失误，保证实验的可靠性，提高学生实验的准确率和成功率。
5 勤于记录、善于总结
微生物学实验准备工作繁琐而复杂，即使是有几年工作经验的实验技术人员也难免会出现遗漏，因此平时积累经验显得尤其重要。在实验准备工作中注重积累、勤做记录，将每1次实验所需的试剂、实验仪器、实验动物，以及难点、注意事项、结果分析做详尽记录。每学期的微生物学实验项目不会有很大的变化，所做的记录可为以后同一实验的准备工作提供依据，使实验准备工作逐步趋于程序化，不仅能有效地减少实验准备工作量又能提高准备效率。这样坚持下去，还能改正不足、吸取教训、学习经验，逐学期、逐年完善实验准备工作。
参考文献：
[1] 沈 澄，叶知秋.重视实验准备工作保证实验教学质量[J].现代医药卫生，2006，22(23):3496.
【关键词】 医学检验 综合设计 教学方法
［ABSTRACT］ Objective To observe the effect of developing comprehensive design on Microorganism Analysis teaching in training students’ ability. Methods This program was carried out in experimental teaching for students majoring in madical laboratory enrolled in the year of 2004. Results The students’ innovation thinking， synthetic capability， performance ability improved markedly. Conclusion The results convince that this program promote learning interest of students， improve teaching atmosphere， elevate the practicality and creativity the of students.
［KEY WORDS］ Laboratory medicine; Synthetic design; Teaching method
检验专业专科人才培养目标是培养以实验性工作能力为主的检验技师，因此，实验教学就成为医学检验专业教学的重要环节，我校医学检验专科学生在校学习期间，其《微生物学检验》专业课的理论课为66学时，实验课为51学时，实验课学时占总学时的40%以上，实验课教学内容的改革与研究也成为能否实现检验专科人才培养目标和达到质量要求的主要因素[1]。为了培养善于思考、勇于创新、适合临床发展需要的高级医学检验人才，同时进一步强化医学检验专业学生的动手能力，我们在2004年级医学检验专业专科学生探索并实施了《微生物学检验》综合设计性实验，取得了较好的效果。
1 实验设计及程序
1.1 实验设计
实验设计过程由主讲教师向学生提出，并要求学生阅读实验指导，查阅文献资料，对整个实验过程有感性认识，并提出设想。由于学生理论知识的不足，实验设计方案主要由主讲教师和实验教师完成，结合实验指导写出综合设计性实验程序及实验项目下发学生（表1）。
表1 综合设计性实验项目临床模拟标本（略）
1.2 综合设计性实验程序
发给学生临床模拟标本，以粪便标本检测为例，要求学生进行分离鉴定，并发出检验报告。这一过程分为无菌操作，增菌培养，选择性培养基的选择，平板的分区划线，可疑致病菌落的挑选，革兰染色及镜下读片，触酶、氧化酶及其他重要生化实验的观察，血清型鉴定和KB法药敏试验等多个检验项目。每个项目的操作均由同学单独完成，并由实验老师进行操作规范中的错误纠正。
2 实施过程
以模拟临床粪便标本为例，能加深学生对肠道杆菌科的两种常见致病性细菌：沙门菌属细菌和志贺菌属细菌的认识，培养其独立思考能力，增强其责任感、成就感和协作精神。
2.1 培养基的制备
微生物学实验对象需要活的、新鲜的材料才能生长繁殖，因此大部分微生物学实验材料都要提前做准备。此外，由于完成一个菌属细菌的检验需要多个种类的培养基，这不可能由一个学生制备所有自己所需要的培养基。因此，这就要求学生能相互协作交流，每个同学只需制备一个种类的培养基，所有同学共同使用。
2.2 模拟标本的制备
主讲教师和实验教师准备，将沙门菌属或志贺菌属的细菌接种于GN增菌液中保存送检，要求作为菌种的细菌形态、生物学特性、生化反应等典型，血清学凝集现象明显。
2.3 实验项目的制定
由模拟粪便标本可进行未知细菌的检验，其中包括微生物学基本实验技术（涂片、染色、显微镜镜检），微生物的分离、鉴定技术（培养基制备、无菌操作、平板分区划线、斜面接种、接种针穿刺接种、液体培养基接种），微生物免疫技术（血清学玻片凝集实验），应用微生物技术（KB法药敏试验），等等。这些都是最基本的微生物检验实验项目，能将微生物学理论与临床实践结合起来。见图1。
2.4 分析总结
每完成一个综合设计性实验项目，学生在教师的指导下写出实验报告，同时针对实验环节及过程中已经出现和可能出现的问题进行讨论、总结和分析，尽可能地发挥学生主观能动性，积极探讨实验设计中的利与弊，参与检验方法与步骤改革，以便更好地应用于临床。
2.5 开放实验室
为了配合综合设计性实验的实施，尽可能地增加学生动手能力，使学生对每个实验项目及环节都能保质保量完成，我们采取延长实验时间、开放实验室、现场解答实验问题等措施，确保每个学生遇到的难题及时得以解决。
3 讨 论
《微生物学检验》是检验专业的主要专业课之一，其内容杂乱，章节间逻辑性较差，知识点分散，理论性强，实践性更强。它既有独立性，又有系统性，同时与临床密切相联系，所以在学生中开展综合设计性实验很有必要。高职高专教育不同于本科与研究生教育，其培养目标是培养具有较强的基础理论知识、熟练的操作技能，工作在市、县级医院第一线的技师，因此强化学生实践操作和技能训练就非常必要[2]。
综合设计性实验的主要宗旨在于使学生学习一定的实验方法和技术，培养学生创新思维、动手能力及独立工作能力，它有传统实验不可替代的优势[3]。通过《微生物学检验》综合设计性实验的完整实施，使学生加深了对微生物学检验理论知识的理解，从而掌握了微生物的生物学性状和培养特性，熟悉了微生物学检验的基本方法及临床应用。从实验的角度看，该综合设计性实验包括了微生物学基本实验技术，微生物分离、鉴定技术，微生物免疫技术，应用微生物技术等重要的微生物学技术，从而使学生的综合设计能力有所提高，达到了实验课的培养要求，为学生毕业后从事临床微生物检验的工作及科研奠定基础。
《微生物学检验》综合设计性实验的实施结果表明，综合设计性实验避免了学生实验做完就忘的问题，培养了学生创造性思维及独立工作的能力，使学生真正成为实验的主体。
【参考文献】
[1]景晓红，曹励民，姜凤良，等. 免疫学检验综合设计性实验的探索及实施[J]. 延安大学学报:医学科学版， 2005，3(2):63.
【关键词】微生物学实验 生物工程 教学改革
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）03－0009－02
生物工程是在20世纪飞速发展起来的，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。生物工程技术广泛应用于农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料等领域，经过短短几十年的发展，已成为新世纪推动社会进步的关键技术之一，生物工程产业也逐步成为推动国家经济发展的新的经济增长点，它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大影响，为世界面临的资源、环境等问题的解决提供好的方案。
微生物学是生物工程专业的核心课程，是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传和变异以及微生物的生态、进化、分类及其与人类、动物、植物、自然界之间的相互作用等生命活动规律的一门学科。作为一门实践性较强的应用生物学科，微生物学实验是微生物学教学过程中极为重要的一个部分。在强调理论学习的同时，同步进行经典的微生物学实验，已成为生命科学类各专业本科学生微生物学教学的特点。通过实验教学，能提高学生的实际动手能力，加深对理论课的理解，使学生更好地将理论与实践紧密地联系起来，做到学以致用。
而传统的微生物学实验教学模式属于“填鸭式”教学，通常以教师为中心，学生只是被动地按照实验要求和操作步骤依样画葫芦，使实验流于形式，教学效果较差。为了培养出符合社会需要的生物工程专业的人才，就必须对微生物学实验教学进行改革。课题组在多年的微生物学实验教学中，逐步总结出了一些提高教学效果的方法和措施，现总结如下，以期为该课程的改革提供一些思路和参考：
一 重视实验教学
实验课教学是微生物学一个极为重要的内容，通过实验教学能激发学生的学习兴趣，启迪学生思维，对于培养其科学方法和创新精神均能产生积极有效的作用。但长久以来，高等教育中重理论轻实践的观念一直存在于学生，甚至部分教师头脑当中，这种观点的存在从主观上降低了学生对课程学习的积极性。试想学生如果认为某一课程并不重要，他怎么可能去学好它？生物学是当今发展最为迅速的学科之一，知识更新很快，新技术层出不穷，高校生物学教师在教学观念上应不断更新，提高对人才培养工作的认识，把技能培养看成人才培养的关键。因此，在微生物学课程的教学过程中，无论是理论课还是实验课教师都要向学生反复强调实验教学的重要性，改变学生长久以来形成的轻视实验课的观念，为实验课教学创造一个良好的主动学习氛围。
二 引入多媒体教学
微生物学实验中有许多实验操作技术，如制片、接种、平板划线分离、涂布等，许多技术又涉及无菌操作，通常情况下都是由教师讲解、示范后，学生亲自操作。但由于实验教学的特殊性（如实验室面积大，学生不易听清老师的话；实验器材多，容易吸引学生注意力等），学生注意力经常不集中，不理会老师的讲解。以至于我们经常发现在讲解时反复强调的问题，许多学生在实际操作过程中会照犯不误。为了提高老师在讲解示范环节的教学效果，在自治区以及学校教改项目的资助下，课题组根据我系生物工程专业微生物学实验的教学内容，拍摄了整套实验操作的教学视频，并制成了多媒体教学课件。在授课过程中，通过播放多媒体视频，能吸引学生的注意力，最后再由教师归纳、总结。在这两方面的作用下，绝大部分学生都能掌握微生物学实验的基本操作技术。
三 重编教材，改革实验报告制度
针对微生物学实验，有许多公开发行的教材，但由于各个高校的实际教学情况各不相同，这些教材对于某一独立的微生物学实验教学来说并不是最完美的。如某些我们在实验教学中反复遇到的问题在教材中并未提及；某些实验原理，教材中讲解得过于简单，学生并不能很好地理解。为了解决这一问题，课题组针对本系微生物学实验教学的具体情况，重新编写了教材，教材的编写掌握3个原则：（1）越详细越好；（2）原理性的知识点一定写得易懂；（3）在适当的地方对容易出现的问题进行说明。通过这一措施，我们发现很多问题学生都能在教材中找到答案，而不是一头雾水地得过且过了。
在实验报告撰写中，学生通常花了大量的篇幅来描写实验原理、目的、实验步骤这些“死”内容，而对结果的分析和讨论几乎没有。高等教育的目的，就是要培养学生分析问题、解决问题的能力，而实验教学就是训练学生这一能力的最有效的方法和手段，但传统的实验教学却往往忽略了学生对实验结果的分析和讨论。针对这一问题，课题组在教学过程中不再要求学生撰写实验原理、实验目的、实验步骤等内容，但必须对结果、思考题以及实验过程中遇到的问题进行分析，并以此为实验报告评分。
四 引入考试制度
长久以来，实验课程作为理论课的配套课程，往往没有考试环节。受此传统观念的影响，虽然如今绝大部分高校的微生物学实验课都已单独设课，但也缺少考试环节，一般是通过实验报告的优劣来判定课程成绩。缺少了考试环节，学生也就缺少了压力，对课程的重视程度会下降，学习的主动性自然也会降低，学习的效果会大打折扣。为了提高教学效果，课题组在微生物学实验课的最后设置了考试环节，每个学生都要单独进行考试，成绩占总成绩的30%。考试分理论考试和实际操作2个部分，理论考试由学生随机抽取10道选择题进行解答，实际操作又分为显微镜使用和无菌操作2个内容。考试由2名老师负责（实验室老师和主讲老师），一人负责理论考试和显微镜使用，一人负责无菌操作。每次考试有2名同学参加，在考完理论和显微镜使用后，进入到无菌操作环节，此时另2名同学进入考场，考试理论和显微镜使用，依次类推。在考试过程中，教师根据制定的实验操作评分标准为学生评分（见下表，供参考），不及格者重考。通过这一方法，增强了学生对微生物学实验课的重视程度，对于提高教学效果十分有帮助。
五 注重“授渔”
微生物学实验是一门理论与实践紧密结合的课程，不仅要使学习者加深对理论知识的掌握，更要培养他们的动手能力和分析问题、解决问题的能力。而在传统的微生物学实验课程的教学中，从实验课内容的设置到教师的教学观念上都忽略了对学生这些能力的培养。课题组在实验教学中，针对学生实践能力的培养以及实际的生产情况，设计了相应的实验，如：环境微生物的分离、残糖和总糖的测定、发酵罐使用等，并在教学过程中强调教师要引导学生对实验结果和问题进行分析，以逐步培养学生分析问题和解决问题的能力。
六 开设综合性的实验课程
传统的微生物学实验教学模式属于“填鸭式”和“保姆式”的教学，通常以教师为中心，学生只是被动地按照实验要求和操作步骤依样画葫芦。为了提高微生物学实验的教学效果，强化学生对实验技能的掌握，课题组在微生物学实验这一课程之外，又设置了微生物学综合实验课程，目前设计了“环境中酵母菌的分离与酒精发酵”和“常见食品中大肠杆菌总数的测定”两个实验。通过开设综合性实验，能将传统的“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，能大大激发学生的学习兴趣。在综合实验过程中，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。同时也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。
七 总结
培养高素质的创新型人才是我国高等教育的重要任务。实践教学是提高学生动手能力、思维逻辑性、分析和解决问题的能力的最有效方法，是创新型人才培养必不可少的教学手段。微生物学实验作为生物工程专业最为核心的实验类课程，对于培养出合格的人才极为重要。针对如何提高微生物学实验的教学效果，国内各高校的教育工作者提出了大量的改革措施和手段，课题组认为目前微生物学实验教学中比较重要的、迫切需要解决的问题主要有以下几个方面：
1．对实验教学不够重视
如前文所述，高等教育中一直存在着重理论轻实践的观念，这种观念的存在，从根本上阻碍了实验教学的改革。因而，要想提高实验教学的教学效果，首先就要提高对实验教学的重视程度。
2．学生轻视对实验结果的分析
对实验结果和问题的分析，是一个人思维能力的综合体现。长期的训练能提高思维的逻辑性，有效培养学生发现问题和解决问题的能力，对于学生的成长有极大的好处。而目前的教学却常常忽略这一点，教师往往认为只要学生能完成实验就好，因而没有积极引导学生对实验中遇到的问题进行分析。
3．设备欠缺
微生物学实验教学包含了众多独立的或有联系的实验内容，涉及许多实验器材。有的学校由于经费问题，不能满足一人一套设备的需求，往往采用多人共用一套的方式来解决。这样一来，常常会形成一人操作、多人看的局面，使教学效果大打折扣，但这又是学校自身难以解决的。因此，还需要国家和地方政府加大对学校的扶持力度，建设好实验教学的平台，为微生物学实验教学的开展奠定基础。
参考文献
［1］肖冬光、陈宁、陈叶福.关于生物工程专业教学计划改革的探讨［J］.中国轻工教育，2007（1）：65～66
［2］杨华、路福平、王洪玲.生物工程专业教学体系的探索与实践［J］.中国轻工教育，2006（1）：56～57
［3］肖美燕、孙万邦.生物工程专业微生物学实验教学改革与实践［J］.科技信息，2008（19）：20
［4］毛宁.生物工程专业微生物学实验课的改革探索［J］.微生物学通报，2001（3）：96～98
关键词：微生物学实验课程；多学科融合；教学改革；教学质量；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0108-03
微生物学是生物学和生命科学领域中极为重要的基础性学科，同时也是生物工程和生物技术专业的核心课程。由微生物学的发展史不难看出，该学科最重要的特征就是具有实验性和实践性，同时具有很强的应用性。微生物学实验教学既是对微生物基本理论的深化和巩固，又是培养学生观察能力、动手能力、分析问题和解决问题能力的最有效途径，更是培养学生创新能力、科学思维和提高对本专业学习兴趣的重要手段。因此，在开设微生物学课程时，微生物学实验也是既重要又十分必要的课程。我校的生物工程、酿酒专业和生物技术三门本科专业尽管分属于工科、理科性质，但均侧重于培养本领域具有国际视野、创新思维和解决实际问题的高素质人才。特别是我校“国家生命科学与技术人才培养基地”的人才培养目标明确定位为“培养适合社会发展的具有创新精神、实践能力和创业能力的新世纪高层次工业生物技术人才”。同时，微生物学是多个相关学科的联系纽带，特别是生物化学、分子生物学、细胞生物学和发酵工艺学等本专业的学科平台课程和专业核心课程，均依赖于微生物学科的支撑。同样，微生物学和微生物实验课程的知识体系、基本理论和前沿进展又离不开其他学科的支撑，因此，在学科交叉与知识融合的背景下，在本科课程设置和教学模式改革中，我们特别注重微生物学实验教学的教学模式改革和实践效果。
一、微生物学实验课程的传统教学模式及不足
微生物学实验是微生物学的重要组成部分，也是微生物学教学的重要环节。从培养人才目标上来看，微生物学实践教学与微生物理论教学具有同等重要的地位，甚至更高。就我校生物工程专业，微生物学理论课程设定40学时，而实验课程设定48学时，这也从一定程度上反映了实验教学的重要性。传统的实验教学虽有区别，但总的来看多以单元操作实验、结果验证实验为模块进行课程设置，其出发点是以掌握基本实验技能，加深基本概念和理论为目标的。就其出发点来看，传统的实验教学设置课程体系是发挥了良好的效果。但是，对照培养高素质、宽口径和创新型生物工程人才的培养目标来看，传统的实验教学仍有一些不足之处，概况起来有以下几点。一是在主观认知上，认为实验课的目的是验证课堂讲授的理论内容，常采用实验课堂上教师单纯讲解示范，学生一味跟踪模仿，造成了学生被动接受知识的效果。长此以往，实验教学形式僵化，学生上课兴趣降低，导致最终的教学效果很难达到预期目标。二是实验教学内容的设计上呈现点状式、碎片化特征，验证实验过多，综合型、设计型实验环节较少。这种实验内容的设计优点是强调对基础实验技术的掌握，但是很难充分激发学生的创新思维和探索未知世界的兴趣。三是实验安排上采取每周有实验，理论课和实验课并行的特征，导致一些连续性的实验难以及时完成。这种实验课程学时的安排布局看似合理，实则不符合微生物学实验的基本规律，因为有些微生物学实验需要半天、一天甚至更长时间才能完成，而零碎的时间打断了实验的节奏，导致不可预知的实验结果，更为重要的是没有给学生充分的时间去思考、分析和吸收消化所学知识，教学效果肯定大打折扣。为此，我们在吸收、总结传统实验教学精髓的基础上，根据工科专业人才的培养特征，探讨和尝试了一些微生物学实验课教学的新举措。
二、微生物实验教学改革的探索与实践
1.微生物实验课程的体系改革。传统的微生物学实验主要包含无菌技术、染色技术、纯培养技术、显微技术这四大技术。如前所述，一方面，这些实验技术是基本的微生物学实验操作，随着生命科学特别是微生物学科的快速发展，仅仅开设这样实验内容是跟不上学科发展的步伐的，因此微生物实验教学体系结构也要有相应的改革和创新，必须体现新内容、新技术、新方法和新进展。另一方面，实验课程通常将这些实验技术分散在相对独立的实验单元中，各单元之间缺乏方法和内容的有机结合，形成割裂的教学效果，难以有效地培养学生完整的知识体系，融会贯通的理解能力。这种传统的教学形式不利于创新型人才的培养。因此，我们在课程实验教学环节，重构课程实验的教学内容和课程体系，增加综合和设计型实验比重，进行基本技能和创新能力的交叉递进式培养。
首先，通过单元操作技能训练，培养学生的基本实验技能（即染色技术、显微技术、无菌技术、纯培养技术）和动手能力。本部分内容主要包括细菌、放线菌、酵母和霉菌的形态学特征；微生物培养基的配制和接种；微生物培养基的配制与灭菌等。单元操作训练是认识微生物、了解微生物的入门技能，也是开展微生物学研究和微生物工程必备基本技能。在开展单元实验过程中，为提高学生的积极性和实验兴趣，首先结合教学录像进行讲解，在实验的关键点设置思考题，在观看录像过程中，老师随时就问题和学生互动，让学生对实验原理不仅要知其然，还要知其所以然。在问题设置上要能够从细节入手，让学生学会知识的交叉运用、思维方式的灵活拓展。如在进行培养基灭菌实验中，首先设置问题1：常见的灭菌方式有哪些？其适用范围和特点有哪些？根据所学理论知识和老师引导，学生很容易回答这个问题。接着，设置问题2：无菌操作时，超净台面和双手表面如何杀菌？通过这个问题与接种操作技术结合起来。设置问题3：我们在消毒时为何用70%左右的酒精而不是用无水乙醇？通过这个将微生物学和生物化学两个学科进行了有机交叉，实现了知识的融合。紧接着设置问题4：如果工程发酵罐中发现了噬菌体污染，如何消毒？这个问题将理论问题与发酵工程相结合，该问题要求学生既要掌握理论知识，也要熟悉发酵工业才能很好地进行回答。通过四个环环相扣的问题实现了知识的迁移、交叉和融合。其次是通过综合实验设计，强化学生基本实验技能和微生物学基础理论知识的应用。在这一部分中，首先由教师将一系列独立单元实验设计成围绕为解决某一模拟课题而展开的系列关联的实验环节，然后学生利用微生物理论知识结合基本实验技能，在遵循微生物基本原理基础上在一定范围内自主选择实验对象。让学生学习和掌握相关的实验技术和方法并学会对不同实验结果进行分析比较。以自来水中大肠杆菌菌群检测为例，利用微生物的生理生化实验进行微生物的鉴定，并对照水质检测的国家标准来安排实验。在这个实验过程中，不仅利用了微生物学基本实验操作，而且还将大肠杆菌的形态学特征、生理生化特征以及菌种鉴定等知识融合到实验中。更为重要的是，让学生直接认识到微生物特别是大肠菌群在水质监测中作为指标菌的重要应用。再次，通过设计型实验，提升学生利用微生物学理论和实验技术开展工业微生物菌株选育的能力。在这一层次上采用学生自主设计、老师负责把关的开放式实验教学模式，强化工程概念和实践特征。学生通过完成前面两个阶段的实验，对微生物基本理论和实验技能有了较好的理解和掌握。在此基础上，开放式的实验教学按照自由组合分组、独立设计实验方案、协同完善内容安排、时间分配，强调团队合作的基本原则开展实验。老师在整个过程中要起着引导、启发作用。例如：以“从自然界中筛选产酸性淀粉酶（或有机酸）的芽孢细菌”研究课题开展实验为例。学生需要完成如下工作：通过生境分析明确采样地点；完成采样并查找或自行设计快速检出方法；进行富集和选择培养；筛选获得相对优良的产生菌株；初步鉴定和发酵实验。整个环节的完成不仅可以提高学生对实验课的学习兴趣，强化团队协作能力，更重要的是使他们获得一个真实的实验研究过程的锻炼。最后，设置交叉学科的创新课题，引导学有余力的同学积极参与授课老师的相关科研课题，激发学生对生物工程和生命科学的兴趣。如前所述，微生物与分子生物学、生物化学、遗传学、生物信息学等学科有着广泛的交叉与联系，当今工业微生物育种技术在多学科交叉融合的发展趋势下取得了长足的进步。因此，培养创新潜力大、科研素质高的学生，普通的实验设计难以满足需要。我们在不断的探索过程中，初步形成了创新课题的形式，让部分学生真正参与到科学研究的第一线。创新课题实验按照学科交叉、由易到难、注重创新的原则设置。在学生能够独立完成小型课题的基础上，再进一步融入到研究生课题的探索中。如，以“表达绿色荧光蛋白的重组大肠杆菌构建”为课题，将微生物学、分子生物学、生物化学、基因工程、生物信息学等相关学科知识交叉、融合其中，让学生在探索中创新，在创新中实现宽口径、厚基础型的人才培养目标。
2.微生物实验课程的课时安排和考核模式改革。如前所述，传统的实验教学课时安排导致不适宜于微生物实验课程的开展。为了避免分散的课时导致教学效果的降低，教务部门在安排班级教学任务时，会统筹考虑不同课程的差异性，在协调优化课时安排的基础上，排出相对完整的时间安排微生物实验课程教学。另外，任课教师统筹利用下午和晚上连续较长的时间开展教学工作。实践证明，优化课程学时结构，合理安排教学课时能够保障实验的连贯性、一致性，提高学生的积极性，从而显著提升教学效果。考核是实验教学体系的重要环节，是评估学生学习成效的重要手段。传统微生物学实验考核方式相对单一，通常以实验报告为主，考勤情况等为辅综合评定的方法作为考核手段。这种评价方法尽管具有标准公平、成绩公正、易于操作等优点，不足之处在于导致学生仅注重实验结果和实验报告的书写，而忽视了实验过程中发现问题、分析问题和解决问题能力的培养，更重要的是这种考核模式难以真实反映学生对微生物学理论和实验技能的综合分析能力和创新能力。因此，我们也对微生物学实验课程考核方法进行了一些探索和尝试。
首先，我们认为考核的内容不仅应包括对实验原理的理解和基本实验技能的掌握，还应包括分析和解决问题的能力、团队协作精神以及科学严谨的态度。因此，实行实验过程与结果并重的考评方法对于培养学生良好的实验技能和求真务实的科学态度很有必要。
其次，在加强对实验课程的管理和考核规范的前提下，淡化和简化实验报告中操作步骤按部就班的抄写，注重结果分析和讨论，并在实验结束后布置一些开放性的思考题让学生完成。这样，不仅能促使学生通过查阅资料解决问题，增强其学习主动性和分析问题的能力，也能避免学生对实验结果作假和抄袭实验报告的现象发生。
再次，分类考核，全面考查。对于一次实验课能够完成的单元操作实验，指导教师应当场检查学生的实验完成情况和结果，发现问题当场指出并评定课堂表现成绩。教师将根据实验课堂表现和实验报告完成情况，对每个单元实验的综合成绩进行评分。对于需要多次实验才能完成的综合性和设计性实验，要求提供详细的原始记录、实验结果分析报告作为实验成绩考核的重要依据。
三、结语
江南大学生物工程学院的微生物学理论教学和实验教学在多年来不断探索和改革的过程中，逐渐形成了具有特色的学科平台课程。在教学过程中，微生物学理论课老师一般都要担任微生物学实验教学课程，这样老师能够更好地自主协调和平衡理论教学与实验课程在时间、节奏和进度上的合理安排，从而使二者能够相辅相成，相得益彰，整体上提高微生物学的教学水平和质量。通过单元操作实验、综合实验、设计实验和创新实验等由易到难、由浅入深的实验内容结构安排，对学生更好地理解和消化理论课，培养学生动手能力、创新能力有重要的意义。
参考文献：
[1]诸葛健，李华钟.微生物学[M].第2版.北京：科学出版社，2009.
[2]周宜君，刘越，戴景峰，等.微生物学实验教学改革探索与实践[J].微生物学通报，2009，36（10）：1609-1613.
[关键词]微生物学实验 教学模式 改革
引言
微生物学是高等院校生物相关专业的必修基础课程，也是一门应用性和实践性很强的学科。微生物学的实验技术和方法已广泛渗透到现代生命科学的各个领域，成为了现代生命科学的支柱[1]。因此，微生物学实验教学在高校培养各类应用型人才的过程中显得尤为重要。如何在有限的学时内让学生尽可能规范熟练掌握微生物学实验的基本操作技能，适应高速发展的社会需要，是高校教师实验教学工作的重要职责[2]。近年来，我校针对不同专业选择试点班级对微生物学实验进行了改革尝试，在教学的各方面进行了一系列探索。
一、改变传统的实验教学观念
面向未来的生物专业人才必须具有深厚而宽广的理论基础，具有较强的实验实践及创新能力。要使学生具备这样的素质，首先必须培养学生娴熟的专业操作技能，并且在技能熟练的基础上培养其良好的主动学习、独立思考、提出分析并解决问题的能力及团队协作能力。传统的微生物学实验教学主要是教师在精心准备的基础上，将实验的过程完全演示给学生。此种教学模式重在知识和技能的传授，这种模式培养出来的学生缺乏主动性，依赖性太强，在工作中很难有好的发挥，不符合当代应用型本科人才培养的要求[3-4]。所以，在当代应用型高校高度重视本科实验教学的趋势下，教师应该从根本上改变实验教学依赖理论教学的传统观念，将实验教学与理论教学放在同等重要甚至更高的地位[5]。例如，微生物学实验独立开设课程，有独立的教学体系及方法，在微生物学实验教学过程中，始终坚持将知识传授、创新能力培养和综合素质提高贯穿于实验教学的全过程。实验强调重基础、抓综合、力求创新，力求微生物学实验教学能与社会实践接轨。
二、优化实验教学内容，合理安排实验学时
微生物学实验具有四项基本的实验操作技术，包括显微镜技术，无菌操作技术，纯种分离技术和纯种培养技术。在传统的微生物学实验开设过程中，基本按照理论课教学的顺序安排，所包含实验内容绝大部分为验证性实验，并且每次实验课课时安排较固定，这样就会造成实验难度小时学生通常草草了事；实验难度大，学生又难以在有限的时间内完成，连贯性很差。因此，在32学时的微生物学实验教学过程中，我们尽量注重单元教学和连贯教学相结合，力求循序渐进从宏观到微观，兼顾经典试验的传承，增设综合设计性试验，优化后的实验教学次序见表1。例如，第一次开设微生物实验的2课时，非常有必要给学生提出严格的要求，训练其良好的实验操作习惯，让其观摩并学会操作一些简单的仪器，教会其常见的玻璃器皿包扎技术。后续实验依次从观察菌落菌苔等肉眼可见的实物开始，到微观的菌体个体形态结构观察，在给定标准菌株参照的基础上，对未知的菌株进行生理生化试验，训练学生鉴定微生物的能力。整个微生物学实验具有前后呼应的关系，促进学生对微生物学实验周期性的理解，提升其对实验课的兴趣。最后增设了学生自主选择的综合设计性实验，增加学生主动参与的机会，同时为课程考核提供参考。
三、加强实验课程管理，提高学生的主体地位
以往实验课中很多准备工作都是实验员老师一手包办，课程上学生只是操作核心的一部分，并且每个班级每周只上一次课。这样造成实验周期间隔太长，导致学生对实验整体性认识缺乏，责任感缺失，很大一部分同学经常是“看实验”的状态，学生的学习非常被动。针对这种情况，我们尝试按专业班级为单位集中开设微生物学实验，提前预告给学生实验课程安排，加强对学生的实验管理，鼓励学生参加实验课前准备，让其重视实验过程的条理性，培养其严谨的科学实验态度。
（一）规范实验要求及基本操作，培养良好的实验习惯
第一次实验课上必须给学生提出相应的严格规范的实验要求，比如微生物学实验必须提前预习并准时到课，实验课上对于实验原理重在归纳小结，学生必须提前做好预习，课前或课间课可以不定期抽查，或者以提问的方式进行检验。实验课穿着不允许暴露，必须穿好学校统一的实验操作服，女生应该梳理长发，避免操作过程中出现意外。实验课上避免喧哗，高度提升无菌操作意识。对实验结果学生应该主动分析得出结论，实验不理想的提出问题并小结注意事项。实验报告如果有多份重复，提出批评并从重扣分。对于实验结束后的整理还原工作，是培养良好实验习惯的有效方法，要求学生善始善，终保持实验操作台整洁。教师平时上课准备一个班级学生考核表，时刻做好记录。主要包括学生的出勤迟到早退、上课的具体表现、实验操作过程中是否规范及团队协作态度等情况，作为最后考核微生物学实验课的重要依据，并且以此依据有针对性地帮助学生纠正。这样的管理模式不仅可以增加学生动手操作的机会，还可以培养学生的责任感及细节意识和严谨的实验作风。
我校自1998年开始面向全国招收环境工程专业的本科生，为了适应环境工程专业开展了环境微生物实验课教学，近年来我们对环境工程微生物的实验教学进行了改革探索，目的是进一步提高环境工程微生物学实验教学效率，培养具备理论知识扎实、动手能力强的大学毕业生。
1实验教学改革
l.1实验课程的设置
环境工程微生物学实验2001-2006年之间是环境工程微生物学课程(36学时)的一部分，占其中的4学时，实验项目2个。实验内容较少，教学方式单学生缺乏足够的实验训练，不能充分掌握实验技能，在后续的实践及科研中感到比较吃力。
为了进一步提高学生的实验技能，加深学生对环境工程微生物学的认识，2007年开始将“环境工程微生物学实验”独立成为环境工程专业的一门专业必修课，共16学时，1学分。
1.2修订教学内容
环境工程微生物学是微生物学的一个分支，具有突出的专业特点，实验内容的选择要做到既能培养学生微生物学的基本操作技能，又要兼顾微生物在环境工程实践中的应用。例如，培养基的制备、器皿及培养基的灭菌、显微镜的操作、微生物的染色及观察、微生物的培养及分离等实验内容是必不可少的，这些都是微生物实验最基本的操作，学生必须扎实掌握，但在实验微生物种类的选择上也要照顾到环境工程中的重要微生物，比如普通生物学中较少涉及环境工程微生物中比较重要的藻类、原生动物和微型后生动物等，本人自2007年起，对环境工程微生物学实验教学不断完善，及时更新实验教学内容，加大实验知识和实验技术的传授，同时将教师的科研项目引入实验教学。将实验项目拓展到8个，并出版校内讲义《环境工程微生物学实验技术》，作为实验指导教材；2011年9月，将实验教学内容进一步修改完善，出版了校内讲义《环境工程微生物学实验技术》（修订版)，将环境工程微生物实验项目增加到10个，并增加综合性实验项目；设计了“环境工程微生物学”实验内容、实验项目、学时数和实验类别等。
1.3改变教学方式
改变以往简单的学生实验、编写报告的教学方法，将实验教学贯穿到实验准备、实验过程、编写报告、实验考试等全过程。
传统的实验课程教学方法是由实验教师帮助学生完成很大一部分准备工作，学生只是按教师的讲解和实验手册的步骤进行操作。我们在环境工程微生物实验教学中，要求学生提前预习实验指导书并写出预习报告(包括实验目的、原理、仪器、材料、步骤等)，做到对所做实验心中有数。实验过程中从准备实验器材、配置试剂到实验结束每一步都由学生自己动手，教师只起到辅助、监督和示范作用。每个实验都设置有相关思考题，学生带着这些问题进行实验，实验课程中进行讨论、验证或课后进一步查找资料来解决这些疑问。
1.4改革教学手段
微生物个体微小，学生对它的感性认识不多，这使许多有关微生物的概念变得抽象、难以理解。在实验教学中，有目的地引入视频实验教学等多媒体教学方法，可以增加实验教学的直观性和趣味性。采用视频教学短片，向学生展示基本的实验操作，以及相关实验技术的发展及其在生产或科研中的应用，通过屏幕清晰形象准确地展现每一个步骤，如无菌操作技术，微生物的分离和培养技术，消毒灭菌技术，斜面、液体、平板接种培养方法等。采用多媒体进行实验教学，具有形象、生动、信息量大的优点，结合教师在实验过程中的讲授和示范，使学生可以更好地掌握实验操作技巧，实验操作更加规范。因此，我们建立了环境工程微生物学课程网站，制作了环境工程微生物实验的多媒体教学课件，建立了环境工程微生物图库，完成了课程试题库建设，该网站成为适合学生自学的网络平台。
1.5有效的考核和评价方式
建立了一套有效的考核方法。实验课程考试方式是综合考核(实验+闭卷考试)，实验主要考核项目有预习情况、操作情况、数据的记录及处理、实验报告的质量等，该部分占考核成绩的70%。闭卷考试主要考核实验涉及到的知识点及操作关键点，该部分占30%。
2环境工程微生物学实验教学改革实践的特点
2.1让学生参与实验准备的全过程
实验室的前期准备工作很重要，工作量要比实验课程多许多。让学生参与到前期准备工作中，不但要认真预习实验内容，还要准备实验所需的材料。实验课分组进行，每组实验结束后，做好后续整理工作，比如微生物生长量的测定和生长曲线绘制实验，测试完毕要将实验菌种和器材进行灭菌后清洗，然后每组分别准备出下一个实验自己小组所需的器材，要对培养皿、试管、镊子等消毒灭菌，配置各种试剂，这个过程使学生学习到完整的微生物实验操作技术。
2.2及时更新实验教学内容
微生物学和环境科学知识的更新推动着环境工程微生物学不断向前发展，实验技术和方法也在不断改进。随着生物工程技术的发展，现代生物技术如基因重组、PCR技术也在环境工程得到应用，但是传统的实验教学对这些实验技术在环境工程中运用很少涉及，为了紧跟时代和学科发展的步伐，让学生熟悉和掌握学科前沿新的理论知识和操作技术，我们及时更新实验内容，将分子生物学的部分内容写进教材，如2011年进行实验教材的改编时，将电泳、凝胶成像、PCR基因扩增等实验引入到实验教学中。
2.3增强不同实验间的连贯性
过去实验内容多为孤立、连贯性不强的项目，各实验之间的内容重复较多，学生难以系统地把握微生物学实验，对此，我们调整了实验内容，将原来独立设置的实验内容整合到一起，形成具有一定连续性的实验体系，比如培养基的配制和灭菌(实验一)培养出的微生物可进行观察细菌的形态结构和染色练习(实验二)，微生物的分离和纯化(实验三)后的微生物进行数量和大小测定(实验四)以及生长曲线的测定(实验五)。在这个环环相扣的实验体系中，有利于培养学生严谨的学习态度和实事求是的工作作风，有利于培养学生独立思考、探索和发现问题、分析问题以及解决问题的能力，也可以系统培养学生的逻辑思维，并使之形成一种良好的思维惯性，对学生在日后的学习或工作中的创造，都有着积极的作用。
2.4结合多媒体实验教学、更直观展现实验内容
环境工程微生物学实验中的各种微生物需要在光学显微镜甚至电子显微镜下放大才能看到。由于环境样品中微生物的复杂性和多样性，应用传统的实验教学方法不便于更好地展示微生物的形态结构、动态变化过程，针对这点我们在多媒体课件中放入大量宏观及微观图片，并建立了污水处理指示性微生物图库，从而更直观更丰富的反应微生物的形态特征，使学生更好的掌握实验知识。
2.5增加创新性实验项目，培养创造性思维能力
高等学校实验室是“知识创新的源头，人才培养的基地”。增加本科生科技创新实验项目，是为了有效利用和挖掘实验室资源条件，充分发挥实验室在实施素质教育中的重要作用，吸引学生利用课余时间到实验室参加实验，提供更多的实践机会，活跃学生的第二课堂，使学生更好地掌握和巩固专业知识，提高其动手能力和创新实践能力，培养学生创新思维，为日后从事科学研究工作奠定较为坚实的基础。创新性实验项目把实验的主动权交给学生，学生在教师有限的启发引导下，综合运用所学知识，项目选题、实验设计、项目实施、结果处理、项目报告评审等均由学生解决。创新性实验的目的是进一步培养设计实验和创造性思维的能力，所以在实验项目的安排原则上不做范围的限制，只要是实验室条件满足就予以安排，创新性实验结束后指导教师和学生一起总结实验，找出成功或者不足之处，使学生的创造性思维和分析解决问题能力得到提高。如2013年我校的科技创新项目：微生物处理高氯酸盐的研究、利用餐厨垃圾发酵废液培养产油微生物及其油脂提取技术的研究和餐厨垃圾与玉米秸轩混合干式厌氧发酵产沼气工艺参数优化试验研究等；2010年的科技创新项目：2-MIB降解菌的生理生化特性的研究、复合生物填料处理垃圾渗滤液的研究和体育馆有害微生物研究。每个项目由3-5名本科生，1名指导教师组成。学生自由组织，编写项目申请书，提交申请，申请通过后实验室提供场地和实验材料，项目完成后进行答辩验收，验收由3-5名评委进行，优秀的项目可以获得一定的奖励。
2.6完善的考核手段
合理的考核方法对学生的学习能起到积极的督促作用。相当一部分学生存在对实验技能不够重视的倾向，他们在实验中不认真操作，基本技能掌握不好，但却可以写出很好的实验报告。为克服这种不良倾向，我们在本课程中建立了一套有效的考核手段，除了实验操作+实验报告成绩（占70%)，环境工程微生物学实验还增加了闭卷考试(占30%)，将实验中的重要内容或者操作的关键点灵活转化为试题的形式进一步进行考核，有利于加深学生对实验关键点的掌握。
3实验教学改革的成效
通过对实验内容的不断改进，实验教学环节的优化以及考核评价体系的优化，减少了重复操作，丰富了实验内容，提高了实验效率，加深了学生对专业的了解，拓宽了他们的视野，提高了学生分析问题和解决问题的能力及实验技能，增强了科研意识及专业信心，通过实验环节和考核方式的改革，培养了学生严谨求实、一丝不苟的工作作风，为今后的工作打下了坚实的基础。
从2007年至2012年，环境工程微生物学实验教学改革探索进行了5年，取得了非常好的教学效果，连续3年来环境工程微生物学实验教学在本科教学网评中排名前10%。2010-2011年，“环境工程微生物学”成为校第五批优秀课程建设项目，2012年11月，环境工程微生物学实验教学改革项目被评为我校第十届实验技术成果奖二等奖。为了配合环境工程微生物学实验教学改革，出版了2本配套讲义和1本普通高等教育“十一五”国家级规划教材，分别是《环境工程微生物学实验技术》(2007版和2011版，校内讲义)和《环境工程微生物学》。
4结语
环境工程微生物学实验教学已进行了多年，很多学校也进行了不少教学改革探索，目前国内文献或会议报道的环境微生物学实验教学改革有让学生尽量多的参与实验准备过程、完善教学内容、增强实验连贯性、增加综合性实验的比重、结合多媒体教学等。本论文的特点在于在环境工程微生物学教学改革中，增加了网上教学交流及多媒体教学的比重，采用了更加完善的考核方式(实验操作+闭卷考试)，将分子生物学的内容引入到环境工程微生物实验教学中，进一步适应目前环境工程微生物技术的要求；本文的创新性在于增加了创新性实验项目内容，极大地提高了学生的科研能力。
【关键词】环境工程微生物学 实验教学 探索
环境工程微生物学是环境工程专业的专业基础必修课。它是生命科学和环境科学与工程的交叉学科,具有极强的实践性和应用性。环境工程微生物学实验是加深学生对理论知识的理解,培养学生实验技能、实验思维和动手能力的一个重要途径。同时,该实验又是一门操作性很强的课程,需要大量的实验仪器,以及老师手把手传授实验技能,如果没有先进的教学方法做支持,掌握其中的操作技术是很困难的。下面提出几点心得体会,将有利于提高实验教学的质量,深化学生对微生物的认识。
1 让学生参与实验准备的全过程
实验室的前期准备工作是很重要,工作量要比实验课程多许多。老师除了要认真备课外,还需要对培养皿、试管、镊子等消毒灭菌,配制各种试剂,最好还要进行预实验,不但更加熟悉实验步骤,而且能保证实验课程的顺利进行。
通过让学生参与实验准备过程,可以让学生学习到完整微生物实验操作技术,这样一个完整流程学生完全参与下来,不但让学生体会到实验过程的艰辛,进而更加珍惜来之不易的实验课程,还可以培养学生科研思维,提高科研能力,使他们在课堂上学到的知识在实验操作中体会得更形象、更具体、更全面,从而激发他们学习兴趣。在巩固专业知识的同时,还培养了其发现问题、综合分析和解决问题的能力。这些对于提高学生的实际动手能力都有很大的帮助。
2 更新实验教学内容, 加大新知识和新技术的传授
微生物学和环境科学知识的更新推动着环境工程微生物学这门新兴的边缘学科不断向前发展。特别是日新月异的分子生物学技术已渗透到环境工程应用的各个领域。为了紧跟时代和学科发展的步伐, 培养高质量人才,让学生熟悉和掌握学科前沿新的理论知识和操作技术, 为他们将来工作研究或是硕士博士阶段的深造打下良好的基础。
例如,过去研究环境中微生物的方法是建立在平板分离基础上的,但迄今为止利用这种方法培养出的微生物只占总微生物种类的0.1％～10％。固体培养基其实是人类为微生物创造的人工培养环境,与微生物的实际生存环境有很大差异,用它来培养环境中的微生物相当于是对自然微生物群落进行了一次强制的人工筛选。所以,用平板分离的方法来研究自然环境的微生物生态时,往往不能准确反映微生物群落的实际组成和存在状态。分子生物学、基因组学和生物信息学等学科的发展及其向微生物学领域的渗透,形成一个新的交叉学科分支——微生物分子生态学 (molecular microbial ecology),它为我们全面客观地研究微生物生态系统提供了新的技术手段。微生物分子生态学是以微生物基因组dna的序列信息为依据,通过分析环境样品中dna分子的种类、数量和分布特征来反映微生物区系组成和群落结构[2,3]。所以,这项技术就需要研究者掌握dna提取及纯化技术、dna琼脂糖凝胶电泳技术和pcr基因扩增技术。针对这一点,我们就可以给学生设计一个微生物大实验,以活性污泥为样品,从dna的提取、纯化,凝胶电泳检测,到细菌16s rdna基因扩增,都让学生自己操作一遍。通过这一实验的学习,使学生对当今环境工程微生物学的前沿技术都有一定的了解和掌握。
3 增强不同实验间的连贯性,以及实验和理论知识的连贯性
3.1 增强各实验间的连贯性
过去实验内容多为孤立、连贯性不强的项目,各实验之间的内容重复较多,学生难以系统地把握微生物学实验,既浪费了有限的实验学时,又不利于培养学生的科学素养。对此,我们调整了实验内容,将原来独立设置的实验内容整合到一起,形成一个综合实验,通过一个综合实验就能使学生学到以前3-4个实验项目的实验技能。
3.2 增强实验和理论知识的连贯性
环境工程微生物学是一门实践性很强的学科,涉及到的内容覆盖面广,要学好这门课,仅仅依靠理论教学是远远不够的,实验教学可以弥补理论教学的不足,将微生物学的基础理论在实验教学中延伸、深化,并通过实验,加强基本技能的训练。
4 实现多媒体实验教学,更直观展现实验内容
环境工程微生物学实验中的各种微生物需要在光学显微镜甚至电子显微镜下放大才能看到。由于环境样品中微生物的复杂性和多样性,应用传统的实验教学方法不便于更好的展示微生物的形态结构、动态变化过程,多媒体教学与传统教学相比,能更加生动形象、栩栩如生的展现微生物的特点,提高学生的学习兴趣和参与度,从而使学生更好的掌握实验知识。
首先,可以在多媒体课件中放入大量彩色的宏观及微观图片、flash动画,从而更直观的反应微生物的形态特征,利于学生对新知识的吸收掌握,有了这些认识,才能在自己动手实验中达到很好的实验结果。
其次,也可以使用录像教学。教学录像具有较强的直观性,它可以通过屏幕清晰形象准确地展现每一个步骤,使学生掌握实验操作技能的关键所在。同时节约时间,提高实验教学的效率。如配置培养基实验,称量-溶化-调ph-过滤-分装-加塞-包扎-灭菌-搁置斜面-无菌检查等步骤,如果没有录像,需要老师反复强调实验顺序及注意要点,才能保证大部分学生配好正确的培养基。但是,如果有录像,老师只需要先播放一遍录像,从旁作简单介绍,播放完后再讲一下原理及注意要点,然后再播放一遍录像,学生就可以开始实验了。
最后,还可以利用电视显微镜进行教学。老师将样品放在显微镜下,找到微生物个体,让学生先有感性认识,然后再观察自己的样品。该方法既明确了实验目标,又能让全班学生同时看到老师显微镜里样品的特点,避免了以往同学们一个个排队去老师显微镜目镜里观察样品,提高了教学效率。
环境工程微生物学是一门来自实践的科学,学生掌握了它之后也最终要应用于实践。所以,实验教学是培养学生具备从事科学实验能力和严谨求实的科学素质的重要途径,许多问题还需要我们不断探索、实施和进一步完善。
参考文献
[1] 周群英,高廷耀. 环境工程微生物学(第三版).北京高等教育出版社,2008.
[2] watanabe k,kodama y.molecular characterization of bacterial populations in petroleum-contaminated groundwaterdischarged from underground crude oil storage cavities [j].applied and environmental microbiology,2000,66: 4803-4809.
论文摘要:环境工程微生物学实验作为环境工程专业的一门重要基础课，作者在多年来的教学中深刻体会到严格遵守实验操作规程，养成良好的科研及实验习惯的重要性，并尝试采用开放教学和灵活的考核方法，充分调动学生的积极性，强化实验效果，收到了良好的教学效果。
环境工程微生物学是环境工程专业重要的专业基础课，而环境工程微生物学实验是环境工程微生物学理论知识的实验技能培养课，二者相辅相承。目前，环境工程微生物学实验教学还存在很多不足，如缺乏专业特点等。因此，为了达到较好的实验教学效果，教学内容安排及教学模式必须要具有环境工程专业的特色，符合教学规律。
一、实验内容的选择及安排
环境工程微生物学是微生物学的一个分支，具有突出的专业特点，实验内容的选择要做到既能培养学生微生物学的基本操作技能，又要兼顾微生物在环境工程实践中应用。例如，培养基的制备、器皿及培养基的灭菌、显微镜的操作、微生物的染色及观察、微生物的培养及分离等实验内容是必不可少的，这些都是微生物实验最基本的操作，学生必须要扎实掌握，但在实验微生物种类的选择上要照顾到环境工程中的重要微生物，比如普通生物学中较少涉及而环境工程微生物中比较重要的藻类、原生动物和微型后生动物等。另一方面，实验内容中要有环境工程微生物应用技术，例如细菌总数的测定、水中大肠菌群数的测定、菌胶团的观察及活性鉴定、活性污泥的培养及驯化等。
实验进度的安排尽量要和理论教学同步。微生物学主要是给学生介绍自然界中客观存在的微生物的形态、结构及生理，依靠逻辑推理的知识较少，实验能给学生非常直观的感受，视野中真实的图形和现象是对课堂讲解知识最好的诠释。另外，微生物实验又具有自身的特点，即几个实验间的内容具有连续性，比如培养基的制备、微生物的培养、微生物的染色及观察，虽然可以分割成独立的实验，但又完全可以作为一个完整的大实验，但至少要连续几天才能完成，因此需要安排好学生的实验时间。
另外，在实验教材的选择上要便于学生学习，又要和实验教学内容相呼应。目前独立的环境工程微生物学实验教材比较少，已有多个版本教材把实验部分放在理论教材的后面，但内容不是非常详尽，学生需要参考更为详尽的教材才能全面地理解掌握。微生物学实验教材版本虽然较多，但有关环境工程应用技术方面的内容又较少。因此，教师必须采取较好的教学方式加以弥补。
二、严格遵守实验操作规程，养成良好的科研及实验习惯
实验过程中一定要严守实验操作规程，加强对学生科学实验习惯的培养。首先，微生物实验的实验对象—微生物本身对环境可以造成生物污染，有些还是致病菌，因此要求学生在实验结束时必须要对丢弃的培养物进行灭菌，在实验过程中，对取菌后的接种针和接种环要严格按照实验规程及时灭菌，不能随意乱放，以免造成环境污染。其次，在实验过程中要强化无菌操作的意识。在环境治理过程中，如废水的治理过程，微生物应用的形式多为杂菌形式，往往无菌操作会被环境工程的学生忽视。因此更应该强调无菌操作的重要性。为了保证实验结果的精确性，严守无菌操作实验规程是必需的。再有，实验设备的操作要严守实验规程，确保实验室安全。如高压蒸汽灭菌，目前，学生实验室中的许多高压蒸汽灭菌锅没有自动保压装置，只能依靠人工调节，多采用临时关掉电源或保持排气阀小幅度的开启，无论哪种操作方式，时刻都需要人员看守。在实验过程中，有的学生为了尽快结束实验，保压前冷空气的排除不彻底，保压结束后为了缩短冷却等待时间，带压情况下大幅度打开排气阀，这些操作不仅会带来实验失败，而且往往会造成实验事故。
三、充分调动学生的积极性，强化实验效果
为了保证实验效果，教师必须严格督促学生认真完成课程学习的各个环节。学生必须要对实验内容进行课前预习，明确实验步骤。微生物实验准备是比较烦琐的，而对于将来要独立工作的学生来说也是很重要的环节，因此，利用学生课余时间，对学生进行分组轮流进行实验准备，确实强化了学生对实验整体的理解，而且也得到了学生很好的反馈。在实验过程中，为了强化实验效果，需要对典型的好的实验结果，如染色结果、形态观察结果等利用显微镜图像采集设备进行采集并集中展示，也起到了鞭策后进的目的，充分调动了学生的实验积极性。
四、开放教学，满足学生的求知欲望
在目前学生就业不乐观的现实面前，很多学生选择用更多的知识和技能武装自己，以增强自身的竞争力。实验课程要给他们提供充分的发挥空间。我系环境工程微生物实验室抽出固定的时间，对学生开放，学生可任意选做开放实验，也可对以前做过的实验加以进一步的验证。学生如有特殊要求的，可提前提出，实验室可根据自身条件为学生提供一切条件。这个环节不仅激发了学生对课程的兴趣，有利于培养学生的主动性和创造性，提高了学生的自主实验能力，同时也进一步丰富并充实了本课程的实验内容。
五、采取灵活的考核方法，接受反馈，积极改进课程
在不同的压力下学生获得的知识是不同的，因此实验教学同样要给学生一定的压力。适当的考核形式会给学生一定的压力，更是对学生实验技能的深化。很多实验课程成绩的最后评定主要依据实验报告。我院环境工程微生物学实验的考核则采用了多种形式相结合，主要包括三种，其中实验报告的内容和质量占60%，实验技能现场操作考核占30%，平时实验操作技能及规范性占10%。其中，实验技能现场考核采用抽签方式，学生根据抽到的结果进行现场操作，从而给出该部分的成绩，该环节也使学生在平时实验过程中，对每个操作环节都给与了充分的重视，强化了实验效果。另外，对于在开放教学环节中自主实验内容新颖、具有创新性的学生给予充分肯定，可适当提高评定等级。
接受学生的反馈是促进课程建设很重要的一个途径。我系建立了环境工程微生物学及实验课程的公共邮箱，学生可以不记名发表意见和提出建议，以加强师生之间的沟通，同时也对教师的教学工作起到了监督和促进作用，得到了大家的肯定。
六、结束语
环境工程微生物学实验的课程建设还有较远的路要走，在课程的教学模式上应该多采用现代化辅助教学手段，Harry Brenton等人在解剖学教学中采用多媒体和计算机三维模型，建立网络课件等，不仅收到了良好的教学效果，而且也籍此建立起了同行之间交流的桥梁，这一点很值得借鉴。在教学内容上更要适应学科发展的节奏，不断更新，精益求精。实验教学就是要让学生成为知识的主宰者和应用者，给予他们把理论知识应用于实践的技能，从而实现知识的工程化、产业化。
参考文献：
[1]王国惠．微生物学通报．2006，33（6）：144~145．
[2]周群英，高廷耀主编．环境工程微生物学．北京：高等教育出版社，2002．287-337．
