探究林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)教學(xué)改革

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摘要:微生物學(xué)具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)對學(xué)生系統(tǒng)理解相關(guān)理論知識及掌握微生物學(xué)基本實(shí)操技能至關(guān)重要。長期以來，林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在教學(xué)內(nèi)容與林學(xué)專業(yè)背景脫節(jié)、教學(xué)時間安排不合理、學(xué)生參與度低等問題。文章分析了出現(xiàn)這些問題的原因，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面提出了改革措施。

關(guān)鍵詞:微生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)內(nèi)容改革；教學(xué)方法改革

微生物學(xué)作為生命科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對林學(xué)專業(yè)學(xué)生掌握微生物基礎(chǔ)理論、提升綜合能力具有重要作用[1]。林學(xué)專業(yè)大多以選修課的形式開設(shè)微生物學(xué)課程，其配套的實(shí)驗(yàn)課程往往不開設(shè)或所占學(xué)時數(shù)較少。林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是理論課程的延伸，其目的在于讓學(xué)生掌握最基本的微生物實(shí)驗(yàn)操作技能，進(jìn)一步理解微生物與林業(yè)的關(guān)系，為學(xué)生將來深入學(xué)習(xí)林木病理學(xué)、菌物學(xué)等課程及從事相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。長期以來，在林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中存在一些問題，如實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容龐雜零碎且與林學(xué)專業(yè)背景脫節(jié)、教學(xué)時間安排不合理、學(xué)生參與度低等。這些問題嚴(yán)重影響了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果?；诖耍疚木C合分析了林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問題及原因，并針對這些問題提出了教學(xué)改革方案，以期為提高微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量提供參考。

1林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問題

1.1微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容龐雜、零碎

目前，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的參考教材主要有徐德強(qiáng)等主編的《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》（第4版）[2]、沈萍和陳向東主編的《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》（第5版）[3]、朱旭芬主編的《現(xiàn)代微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》[4]以及路福平和李玉主編的《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》（第2版）[5]等。這些實(shí)驗(yàn)教材涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主，包括微生物基本實(shí)驗(yàn)操作、微生物形態(tài)觀測、微生物的自然選育、微生物的生長及測定、微生物的生理特征及分子生物學(xué)特征等多個板塊的數(shù)十個小實(shí)驗(yàn)（見圖1），內(nèi)容非常龐雜，很難在有限的教學(xué)時間內(nèi)完成。另外，這些實(shí)驗(yàn)之間的相互關(guān)聯(lián)度不高，學(xué)生獲得的是零碎的實(shí)驗(yàn)技能，不利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能并對其進(jìn)行應(yīng)用。

1.2微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容與林學(xué)專業(yè)背景相脫節(jié)

如上所述，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容多為零碎的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，相互關(guān)聯(lián)度不高，且實(shí)驗(yàn)設(shè)置與林學(xué)專業(yè)大背景也無關(guān)聯(lián)。因而，在教學(xué)過程中經(jīng)常有學(xué)生質(zhì)疑微生物學(xué)學(xué)習(xí)的必要性，更有很多學(xué)生認(rèn)為微生物學(xué)與林學(xué)沒有關(guān)系。這導(dǎo)致學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)積極性不高。

1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間安排不合理

作為選修課，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)課時嚴(yán)重不足，無法在有限時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。同時，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)多安排在理論教學(xué)之后或在理論教學(xué)開始幾周后進(jìn)行，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度往往不一致，學(xué)生在開始實(shí)操學(xué)習(xí)時往往對實(shí)驗(yàn)所對應(yīng)的理論知識印象不深或早已遺忘。這就需要增加額外的時間向?qū)W生再次講授理論知識，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時間進(jìn)一步被壓縮，不利于學(xué)生對理論知識與實(shí)踐技能的系統(tǒng)掌握。

1.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，學(xué)生參與度低

實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于實(shí)踐類教學(xué)，需要學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作。然而，目前微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)多以教師實(shí)驗(yàn)示范+小組實(shí)操的方式進(jìn)行，受硬件設(shè)施及實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的限制，很多微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)僅允許少數(shù)學(xué)生進(jìn)行實(shí)操。如培養(yǎng)基的滅菌實(shí)驗(yàn)，一般微生物實(shí)驗(yàn)室僅有1臺高壓蒸汽滅菌鍋，而單次培養(yǎng)基滅菌至少需要消耗2小時，因而單次教學(xué)僅能由一位學(xué)生實(shí)際操作；微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的各類接種操作均需要在超凈工作臺上進(jìn)行，而一般實(shí)驗(yàn)室僅有1至數(shù)臺超凈工作臺，單次操作同樣僅能有少數(shù)同學(xué)參與。整體而言，學(xué)生實(shí)操的參與度較低，不利于對各類微生物學(xué)實(shí)操技能的掌握。1.5實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式不合理在考核方面，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程多以小組為單位進(jìn)行考核，評分方式也多以考勤和實(shí)驗(yàn)報告作為依據(jù)[6]。在這種考核方式下，很難實(shí)際衡量每位學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握情況，并可能導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生重實(shí)驗(yàn)報告撰寫、輕實(shí)驗(yàn)操作的想法。事實(shí)上，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，單個小組內(nèi)通常僅有少數(shù)幾位同學(xué)生可熟練掌握相關(guān)的操作技能，多數(shù)學(xué)生存在僥幸心理，不主動參與實(shí)操訓(xùn)練。這嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容繁多且相互間關(guān)聯(lián)度不高，不利于學(xué)生的系統(tǒng)掌握，可通過開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)將各個相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作串聯(lián)起來。這樣有利于學(xué)生系統(tǒng)掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能，同時有利于學(xué)生了解微生物學(xué)的研究思路。林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)可重點(diǎn)關(guān)注林木根系內(nèi)生菌（包括內(nèi)生真菌和內(nèi)生細(xì)菌）及共生微生物（如菌根真菌、根瘤菌等），這些微生物往往對植物生長有益，在林業(yè)生產(chǎn)中有很好的應(yīng)用前景?？砷_設(shè)“林木根系內(nèi)生菌研究”的綜合實(shí)驗(yàn)（見圖2），將微生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來，同時將林學(xué)知識與微生物學(xué)知識相結(jié)合。在“林木根系內(nèi)生菌研究”綜合實(shí)驗(yàn)中，林木根系內(nèi)生菌（包括內(nèi)生細(xì)菌和內(nèi)生真菌）的分離、純化、培養(yǎng)、鑒定、回接驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及了微生物基本實(shí)驗(yàn)操作，后續(xù)的篩選、培養(yǎng)條件優(yōu)化及接種效應(yīng)評價進(jìn)一步將微生物學(xué)與林學(xué)知識相結(jié)合。這能夠幫助林學(xué)專業(yè)學(xué)生直觀地認(rèn)知微生物與林木的關(guān)系及其對林業(yè)發(fā)展的重要性。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間調(diào)整

應(yīng)適當(dāng)增加微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)時數(shù)，使之保持在25～30個學(xué)時。實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程可靈活設(shè)置，不應(yīng)集中在幾周內(nèi)完成，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)進(jìn)程合理調(diào)整授課時間。如在“林木根系內(nèi)生菌研究”綜合實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)生菌的分離、純化需要的實(shí)驗(yàn)間隔較短（接種后需要實(shí)時觀測），建議實(shí)驗(yàn)開始后前3周每周設(shè)置4個學(xué)時，而后續(xù)的鑒定、回接驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對時效性要求并不高，每周設(shè)置2個學(xué)時即可。微生物學(xué)課程的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)相互獨(dú)立，而應(yīng)該相互配合、穿插進(jìn)行，堅(jiān)持理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐檢驗(yàn)并深化對理論的理解[1]。具體來說，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)配合理論教學(xué)進(jìn)行，以周德慶主編的《微生物學(xué)教程》教材[7]的教學(xué)進(jìn)度為例，在理論教學(xué)進(jìn)行到第四章“微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基”時開始實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較合適，此時有關(guān)微生物的主要類群及其特征已學(xué)習(xí)完畢，學(xué)生對微生物的基本類群有了基本認(rèn)知，配合實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)將更有助于學(xué)生對理論知識的直觀認(rèn)知。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

鼓勵學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在教師講授完綜合實(shí)驗(yàn)的目的和實(shí)驗(yàn)原理后，鼓勵學(xué)生以小組為單位自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括具體實(shí)驗(yàn)對象的選擇，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、涉及的儀器和試劑以及實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的安排等，并在課堂上進(jìn)行匯報交流。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)是以學(xué)生動手為主，要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，重點(diǎn)講清實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵和學(xué)生容易出現(xiàn)的問題，要求每位學(xué)生獨(dú)立操作，掌握實(shí)驗(yàn)技能[6]。針對實(shí)驗(yàn)器材（如高壓蒸汽滅菌鍋、超凈工作臺等）有限的問題，可以小組為單位（5人為宜）分批次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確保每位學(xué)生都有實(shí)操機(jī)會。

2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式改革

合理的成績評價有利于學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)操作，提高其微生物實(shí)操能力。建議改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方式，以實(shí)際實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度作為主要考核內(nèi)容，同時考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的掌握情況及自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。具體成績評定可按考勤（個人考核，占10%）+實(shí)驗(yàn)原理掌握情況考核（個人考核，占20%）+實(shí)操考核（個人考核，占50%）+實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力考核（小組考核，占20%）的方式執(zhí)行。其中實(shí)操考核主要基于學(xué)生在小組綜合實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)及現(xiàn)場實(shí)操（主要考核學(xué)生無菌操作的規(guī)范性及其對顯微鏡的使用等）情況進(jìn)行評定。在考核方式改革后，學(xué)生成績的評定主要基于個人表現(xiàn)，這樣會減少部分學(xué)生對他人的依賴性。同時，以小組為單位考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力可增強(qiáng)學(xué)生間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3結(jié)語

文中所述教學(xué)改革措施將有效解決微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問題，提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，促進(jìn)學(xué)生將微生物學(xué)理論知識與實(shí)踐技能相結(jié)合，最終提高微生物學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。這些改革措施必然會增加教學(xué)成本，占用任課教師大量的課外時間，因而需要學(xué)校及學(xué)院方面給予一定的支持。

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[7]周德慶.微生物學(xué)教程(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2020.

作者：孫學(xué)廣  單位：貴州大學(xué)貴州省森林資源與環(huán)境研究中心