李哲斐

摘 要：微生物學(xué)是高等農(nóng)林院校的重要基礎(chǔ)課程之一，如何發(fā)揮學(xué)生的探索性、創(chuàng)新性和主觀能動(dòng)性，是提高農(nóng)科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。西北農(nóng)林科技大學(xué)在微生物學(xué)的教學(xué)過(guò)程中以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進(jìn)行優(yōu)化，將理論教學(xué)與科研訓(xùn)練相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生較早的參與到科研項(xiàng)目中，激發(fā)學(xué)生對(duì)微生物學(xué)習(xí)的興趣，為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：微生物學(xué)；創(chuàng)新人才；本科生；培養(yǎng)模式

中圖分類(lèi)號(hào) G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）18-145-02

生命科學(xué)是當(dāng)今發(fā)展最為迅速、最具影響力的自然科學(xué)，而微生物學(xué)則是其中最為活躍，最具創(chuàng)新性的發(fā)展前沿之一。微生物不僅是研究生物學(xué)，特別是分子生物學(xué)基本規(guī)律的理想材料，而且由于它們代謝能力強(qiáng)、功能各具特色、產(chǎn)物多種多樣[1-2]，因此在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、食品及工業(yè)中的應(yīng)用歷來(lái)受到人們的關(guān)注，因此微生物學(xué)是許多高校尤其是農(nóng)林院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的主干課程之一。而如何使學(xué)生更好的了解微生物學(xué)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展前沿、掌握最新的微生物研究技術(shù)以及把握微生物學(xué)發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題能力的創(chuàng)新人才是一線教學(xué)工作者所面臨的主要問(wèn)題[3-4]。在微生物學(xué)實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生的理論課非常優(yōu)秀，但將微生物學(xué)理論知識(shí)與科研和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，學(xué)生不了解社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)微生物學(xué)的需求，缺乏必要的創(chuàng)新思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，在面對(duì)問(wèn)題時(shí)不能將所掌握的知識(shí)加以靈活運(yùn)用[5]。針對(duì)這種情況，我們對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及課堂組織形式等方面進(jìn)行了探索，增加了思維能力、微生物學(xué)技術(shù)、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析解決問(wèn)題能力等方面的訓(xùn)練。使該課程成為培養(yǎng)微生物學(xué)科學(xué)研究型創(chuàng)新人才的平臺(tái)，我們將從以下幾方面進(jìn)行改革。

1 優(yōu)化微生物教學(xué)的舉措

1.1 更新教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)模式是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的保障 微生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主要落腳點(diǎn)，是教學(xué)改革的關(guān)鍵，同時(shí)又是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和提高教學(xué)效果的有效措施。因此我們首先選用具有系統(tǒng)性、完整知識(shí)體系和反映本學(xué)科領(lǐng)域最新成果的優(yōu)秀教材，使學(xué)生能全面系統(tǒng)地了解該門(mén)課程體系的全過(guò)程及新技術(shù)、新方法在微生物學(xué)研究中的應(yīng)用。例如熒光定量PCR、全基因組測(cè)序、基因芯片、反轉(zhuǎn)錄測(cè)序及宏轉(zhuǎn)錄組測(cè)序等是研究微生物群落結(jié)構(gòu)和功能強(qiáng)有力的手段，在授課過(guò)程中老師結(jié)合自己的科研情況將這些技術(shù)介紹給學(xué)生。其次是指導(dǎo)學(xué)生大量閱讀內(nèi)容更加廣泛的參考書(shū)。由于生源多樣，其知識(shí)背景差異很大，每個(gè)學(xué)生的興趣及愛(ài)好也不盡相同，他們所關(guān)注的微生物學(xué)研究領(lǐng)域各不相同，采用相同的教學(xué)內(nèi)容和模式必然會(huì)造成部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不高。而如果選用較為廣泛的參考書(shū)，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求有目的進(jìn)行學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬他們?cè)谠撻T(mén)課程領(lǐng)域的視野。最后是優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在章節(jié)編排上，不僅要有利于學(xué)生更容易、更清楚、更完整地掌握各門(mén)課程知識(shí)體系的全過(guò)程，而且要利于各章節(jié)內(nèi)容的銜接；在教學(xué)內(nèi)容上，主要以教材為主，融合其他參考書(shū)對(duì)教學(xué)內(nèi)容加以充實(shí)拓展，同時(shí)要通過(guò)閱覽國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)期刊、雜志、專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站，將新理論、新設(shè)計(jì)、新方法及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí)，超前于教材，加大課堂的信息量。對(duì)于個(gè)別比較容易理解的章節(jié)，采用設(shè)計(jì)式教學(xué)方式，使學(xué)生能夠自己設(shè)計(jì)、自己計(jì)劃、自己負(fù)責(zé)完成教學(xué)過(guò)程，從而有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

1.2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量 實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于理論教學(xué)在加強(qiáng)學(xué)生的素質(zhì)教育與培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面發(fā)揮了不可替代的作用。要建立培養(yǎng)微生物學(xué)科研創(chuàng)新人才，就必須對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改革、優(yōu)化。所以我們打破過(guò)去的傳統(tǒng)教學(xué)方法，即教師在上面講，接下來(lái)學(xué)生完全按照教師所講的進(jìn)行操作，沒(méi)有發(fā)揮出學(xué)生的想像能力和思維能力，實(shí)驗(yàn)過(guò)程僅僅是對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)或者教師所講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的一個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)。我們的措施是將微生物實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)層次，即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)。對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，教師首先根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的難易程度，給每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)一個(gè)分值。然后，由學(xué)生自行選擇內(nèi)容和時(shí)間，獨(dú)立或自由組合成一個(gè)小的群體來(lái)完成。要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的操作、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析、實(shí)驗(yàn)的清理都能夠獨(dú)立進(jìn)行，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中要起到主宰的作用。教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些個(gè)性和共性的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行糾正，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程和現(xiàn)象隨時(shí)指出該步操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并結(jié)合原理去分析問(wèn)題的本質(zhì)，找出解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程疑難問(wèn)題的方法。再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，去指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確、全面、及時(shí)的處理和分析，從而衡量各步實(shí)驗(yàn)的成敗，找出成功和失敗的原因。經(jīng)過(guò)這一模式的鍛煉有利于提高學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能、獨(dú)立思考、運(yùn)用知識(shí)能力、設(shè)計(jì)能力、綜合能力及創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)考核上，除了有理論考核、實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)考核外，加大實(shí)驗(yàn)操作考核的力度和比例，該項(xiàng)成績(jī)占到實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的60%左右。通過(guò)細(xì)化、優(yōu)化合理實(shí)驗(yàn)的考核方法，來(lái)督促和激勵(lì)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性、自主性、和協(xié)作性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成績(jī)能夠真實(shí)反映學(xué)生科研水平的高低和解決問(wèn)題的能力。

1.3 實(shí)施科研訓(xùn)練，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新思維 微生物學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，會(huì)對(duì)一些熱點(diǎn)問(wèn)題如利用微生物解決環(huán)境、能源及農(nóng)業(yè)問(wèn)題產(chǎn)生比較濃厚的興趣，這樣任課教師就可以將自己在微生物領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果介紹給學(xué)生，有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的科研精神、創(chuàng)新能力和思考能力，同時(shí)也激勵(lì)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促進(jìn)了微生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。如在講授微生物對(duì)污染環(huán)境的修復(fù)時(shí)，介紹了我們實(shí)驗(yàn)室中利用根瘤菌-豆科植物共生體對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)的研究成果。接種的根瘤菌通過(guò)合成生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、增加氮素含量、增加植物生長(zhǎng)速度及生物量以及對(duì)金屬離子生物可利用性的影響，從而增強(qiáng)共生體系的修復(fù)效果。在講授微生物生態(tài)時(shí)，向?qū)W生介紹了微生物對(duì)土壤中持久性有機(jī)污染物的降解，通過(guò)不同微生物的代謝作用，將毒性較強(qiáng)的多環(huán)芳烴分解為CO2和H2O，避免了這些有毒物質(zhì)可能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體。同時(shí)，學(xué)校開(kāi)設(shè)了“本科生全程科研訓(xùn)練”，每個(gè)本科生根據(jù)自己的興趣選擇一位老師作為自己的導(dǎo)師并參與到導(dǎo)師部分的科研項(xiàng)目中去，這樣使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室的研究方向和實(shí)驗(yàn)技術(shù)有了一定的積累。通過(guò)系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，學(xué)生就自己關(guān)心的問(wèn)題提出解決方案，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下申請(qǐng)“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目”。而這些項(xiàng)目從問(wèn)題的提出、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、數(shù)據(jù)分析、文章撰寫(xiě)到結(jié)題匯報(bào)都是學(xué)生自己完成的，在這種模式下使學(xué)生對(duì)微生物領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題有了一定的了解，有效的鍛煉了他們獨(dú)立進(jìn)行科研工作，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識(shí)和科研技能。endprint

1.4 采用開(kāi)放式教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量 由于微生物學(xué)是農(nóng)林院校本科各專(zhuān)業(yè)的“通識(shí)”課，因此向?qū)W生介紹的都是一些基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，沒(méi)有任何目的性和針對(duì)性，結(jié)果造成學(xué)生掌握的知識(shí)全面而不深入，特別是對(duì)于一些重要的理論和技術(shù)都只是一般性的了解，而沒(méi)有真正掌握。課后作業(yè)大多結(jié)論唯一或是一些定義等，學(xué)生的思維受到限制。因此我們?cè)谑谡n過(guò)程中引入了探究性和開(kāi)放性問(wèn)題，其特點(diǎn)是條件不足，結(jié)論不固定，引導(dǎo)學(xué)生在課后利用好網(wǎng)絡(luò)資源、期刊雜志及參考書(shū)，帶著問(wèn)題閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，在此基礎(chǔ)上拓展思維，建立自己的論點(diǎn)。安排一定的課時(shí)讓學(xué)生就這些問(wèn)題進(jìn)行討論，這樣一方面調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性，鍛煉學(xué)生的閱讀和思維能力，提高其創(chuàng)新能力；另一方面培養(yǎng)他們查閱文獻(xiàn)資料的能力和共享資源的習(xí)慣，曾強(qiáng)他們的參與感。

2 存在問(wèn)題

2.1 經(jīng)費(fèi)不足 本科生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)來(lái)源比較單一，輻射面較小，從而使部分學(xué)生不能參與到科研訓(xùn)練中。另外由于資助數(shù)額較小，經(jīng)費(fèi)不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的需求，部分學(xué)生對(duì)此失去了信心。因此學(xué)校需采取一定的措施來(lái)籌集更多的資金，擴(kuò)大資助范圍并提高每個(gè)項(xiàng)目的資助額度，從而吸引更多的學(xué)生參與到自主學(xué)習(xí)和研究中。

2.2 課時(shí)不足 課堂討論是一種非常好的課程教學(xué)手段，能對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行鍛煉，在國(guó)外一些高校中被廣泛使用，但課堂討論的質(zhì)量是至關(guān)重要的。我校新微生物學(xué)教學(xué)方案對(duì)課時(shí)進(jìn)行了壓縮，其中還有一部分學(xué)時(shí)用于實(shí)驗(yàn)，因此不能安排太多的課堂討論，同時(shí)討論的深度也明顯不夠，這就直接影響到了學(xué)生創(chuàng)新思維鍛煉的效果。因此教研室應(yīng)與學(xué)校相關(guān)部門(mén)溝通，恢復(fù)縮減的教學(xué)課時(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，生物學(xué)各專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生的就業(yè)形勢(shì)比較嚴(yán)峻，而拓展學(xué)生的知識(shí)面，提高其分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才是改善就業(yè)問(wèn)題的重要一環(huán)。微生物學(xué)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)是生命科學(xué)研究領(lǐng)域中比較前沿的課程。通過(guò)對(duì)微生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式等進(jìn)行改革與探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們的創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才和提高本科科研能力奠定基礎(chǔ)。

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