摘要：學(xué)校提倡“人心向?qū)W”，對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了新的思路。微生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以此大環(huán)境為依托，順應(yīng)微生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，進(jìn)行包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)手段上的一系列改革，教學(xué)效果顯著。

關(guān)鍵詞：課程改革；微生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)；前沿

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）52-0043-02

21世紀(jì)對(duì)人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)，如何培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才是當(dāng)今高等院校面臨的問(wèn)題。中山大學(xué)堅(jiān)持貫徹以“培養(yǎng)具有國(guó)際視野、滿(mǎn)足國(guó)家與社會(huì)需求的高素質(zhì)復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才”為目標(biāo)，提倡“人心向?qū)W”，對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了新的思路。從2012年開(kāi)始，學(xué)校開(kāi)始執(zhí)行大類(lèi)招生政策，堅(jiān)持以“厚基礎(chǔ)，寬口徑”為原則，這是針對(duì)我國(guó)現(xiàn)行高等教育的弊端實(shí)行的深層次的教學(xué)改革。大類(lèi)招生勢(shì)必涉及到各個(gè)學(xué)院專(zhuān)業(yè)的課程體系設(shè)置、教學(xué)方式、人才培養(yǎng)模式的改革。其實(shí)早在1998年教育部就頒布了新修訂的專(zhuān)業(yè)目錄和《關(guān)于普通高等院校修訂本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃的原則意見(jiàn)》，指出：“教學(xué)計(jì)劃修訂的核心是調(diào)整學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，淡化專(zhuān)業(yè)意識(shí)，拓寬基礎(chǔ)，加強(qiáng)素質(zhì)和能力培養(yǎng)。”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的重要組成部分，在學(xué)校教學(xué)培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。這就需要我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行大膽改革和創(chuàng)新。微生物學(xué)是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最為迅速、影響最廣泛的學(xué)科之一。近年來(lái)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，使微生物研究者得以在分子水平上深入探索微生物的生命活動(dòng)規(guī)律?！段⑸锛夹g(shù)綜合實(shí)驗(yàn)》是生命科學(xué)學(xué)院為生物技術(shù)、生物技術(shù)與應(yīng)用、逸仙班開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)選修課，是繼《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》后的一門(mén)對(duì)于學(xué)生的知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用的課程。

本課程改革的目的是讓學(xué)生真正感受到微生物學(xué)工作者從事微生物學(xué)工作的氛圍，同時(shí)與一些微生物學(xué)熱點(diǎn)研究或?qū)嶋H應(yīng)用相結(jié)合，開(kāi)展創(chuàng)新性微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的訓(xùn)練，能規(guī)范地掌握現(xiàn)代微生物技術(shù)，熟悉現(xiàn)代儀器的基本使用；在培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作、基本技能和基本知識(shí)的同時(shí)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在課程內(nèi)容安排上采用保留少量經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外，主要將基本操作融入綜合實(shí)驗(yàn)中，增加綜合性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面更注重微生物技術(shù)在科研、生產(chǎn)中的應(yīng)用。課程內(nèi)容方面分為三個(gè)層次：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)與自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的綜合性、探索性、研究性和連貫性。在綜合性實(shí)驗(yàn)中，引入本系教師的科研成果，目的在于通過(guò)實(shí)驗(yàn)，增加培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì)，以提升學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)提出具體的科學(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)解決方案。將整個(gè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程按幾個(gè)主題分成若干個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，每個(gè)模塊由若干次實(shí)驗(yàn)課組成，相互關(guān)聯(lián)，前后銜接，共同組成一個(gè)研究性的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排體現(xiàn)了橫向縱向四結(jié)合：①使傳統(tǒng)和前沿有機(jī)結(jié)合。②依賴(lài)培養(yǎng)技術(shù)和不依賴(lài)培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。③形態(tài)鑒定和分子鑒定相結(jié)合。④單個(gè)菌落和微生物群落研究相結(jié)合。傳統(tǒng)和前沿有機(jī)結(jié)合：在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上貫穿兩條主線(xiàn)，即有傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)由一個(gè)小個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起，包括菌種的選擇、發(fā)酵條件的優(yōu)化，而不依賴(lài)于培養(yǎng)技術(shù)的分子研究，如變性梯度凝膠電泳DGGE（denaturing gradient gel electrophoresis）、16srDNA分子鑒定等代表前沿生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。生物技術(shù)研究手段層出不窮，各種技術(shù)手段各有其利弊，對(duì)同一個(gè)對(duì)象，用不同手段來(lái)研究，讓同學(xué)們開(kāi)闊了研究思路。例如，依賴(lài)培養(yǎng)技術(shù)和不依賴(lài)培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合：傳統(tǒng)的微生物需要在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，進(jìn)行形態(tài)觀察或分子鑒定，而DGGE技術(shù)則是不依賴(lài)于培養(yǎng)的技術(shù)，學(xué)生直接從土壤中提取樣品DNA，進(jìn)行DGGE電泳，用SYBR染料染色檢測(cè)。形態(tài)鑒定和分子鑒定相結(jié)合：對(duì)稀有放線(xiàn)菌進(jìn)行傳統(tǒng)培養(yǎng)，用埋片法進(jìn)行形態(tài)觀察，同時(shí)對(duì)鑒定的放線(xiàn)菌提取DNA，進(jìn)行16srDNA分子鑒定，使學(xué)生了解兩種手段的差別和優(yōu)勢(shì)。同時(shí)觀摩DNA測(cè)序過(guò)程，對(duì)測(cè)序結(jié)果進(jìn)行BLast，并用mega軟件學(xué)習(xí)構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)。單個(gè)菌落的16srDNA分子鑒定和微生物群落研究相結(jié)合：對(duì)放線(xiàn)菌的形態(tài)和分子鑒定只是對(duì)單個(gè)菌的研究。而DGGE研究則是對(duì)整個(gè)微生物群落的研究，可以讓學(xué)生建立微生物個(gè)體與群體差異的概念，加深對(duì)微生物群落概念的理解，通過(guò)課程學(xué)習(xí)讓學(xué)生建立縱向和橫向的知識(shí)結(jié)構(gòu)。生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)中微生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn)也是重要的部分，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為菌株產(chǎn)蛋白酶發(fā)酵條件優(yōu)化。由學(xué)生自己進(jìn)行菌種的選擇，發(fā)酵條件的優(yōu)化采用單因子實(shí)驗(yàn)法和正交實(shí)驗(yàn)法，發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行蛋白酶活性測(cè)定?！肮び破涫?，必先利其器?！睂W(xué)院配置的多媒體數(shù)碼顯微鏡互動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用，為本課程觀察放線(xiàn)菌和真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)提供設(shè)備保障。先進(jìn)的交互手段，使得教師通過(guò)講臺(tái)上的計(jì)算機(jī)，就可以看到每個(gè)學(xué)生所觀察到的顯微鏡畫(huà)面，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并指導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生還可應(yīng)用數(shù)碼顯微鏡將觀察結(jié)果直觀呈現(xiàn)在電腦屏幕上，并且可以在自己的計(jì)算機(jī)上清晰地看到講課的PPT和示范，可用顯微鏡的示教指針與教師交流討論。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和課堂效率都顯著提高。由于變性梯度凝膠電泳DGGE實(shí)驗(yàn)以及微生物發(fā)酵的特殊性，不可能人手一套實(shí)驗(yàn)儀器，教學(xué)視頻和模擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用尤為重要。在變性梯度凝膠電泳DGGE實(shí)驗(yàn)課堂上，應(yīng)用http：//learn.genetics.utah.edu/美國(guó)猶他大學(xué)的虛擬PCR virtual lab技術(shù)和虛擬電泳技術(shù)，該制作圖像精美、直觀，實(shí)驗(yàn)步驟清晰，使枯燥的實(shí)驗(yàn)生動(dòng)地展現(xiàn)在學(xué)生面前，更加有利于學(xué)生理解、記憶。加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解并提高他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。微生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟煩瑣，牢記每個(gè)步驟尤為重要，而教師的講課未必能使每個(gè)同學(xué)掌握，所以我們自己錄制相關(guān)的教學(xué)視頻和多媒體課件，可隨時(shí)再現(xiàn)操作過(guò)程。將教學(xué)中的抽象內(nèi)容具體化、形象化，從而有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、掌握，使其實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性都能得到提高。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電子通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代化的信息社會(huì)，因特網(wǎng)是世界上最大的知識(shí)庫(kù)、資源庫(kù)，它擁有最豐富的信息資源，而且這些知識(shí)庫(kù)與資源庫(kù)都是按照符合人類(lèi)聯(lián)想思維特點(diǎn)的超文本結(jié)構(gòu)組織起來(lái)的，因而適合學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。信息社會(huì)需要有高度的創(chuàng)造性，并且有很強(qiáng)的自學(xué)能力和信息檢索、獲取及處理能力的創(chuàng)新型人才。為培養(yǎng)學(xué)生獲取、分析、處理微生物基因組信息的能力，教師指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查詢(xún)基因組信息的方法，對(duì)16s核糖體RNA測(cè)序結(jié)果在物學(xué)國(guó)際綜合網(wǎng)站NCBI上blast程序與公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相似性序列比較，找出最相似序列。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的生物軟件。學(xué)會(huì)用mega軟件構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)。近幾年來(lái)，由于學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的高度重視和大力支持，學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室添置了凝膠成像系統(tǒng)多媒體數(shù)碼顯微鏡、全自動(dòng)自控發(fā)酵罐、液相色譜分析儀、變性梯度凝膠電泳儀器，為微生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了硬件條件，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革上一個(gè)新的臺(tái)階。

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