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關(guān)鍵詞:地方應(yīng)用型本科;微生物學(xué)實(shí)驗(yàn);改革實(shí)踐
中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)05-0131-04
Abstract:Microbiology is a basic course of biology,food,pharmaceutical and so on. It has a strong practice and application,so microbiology experiment course is very important. At present,local undergraduate institutions are changing to the applicationoriented school model,so the various professional courses under the training system are in the fruitful reform. In order to adapt to the reform of higher education in our country and to change the personnel training system of local applied undergraduate colleges,this paper takes the newly established undergraduate colleges of Hefei Normal University as an example to explore and practice the training of applied microbiological engineering professional talent. The teaching system ofmicrobiologyexperiment course has been reformed and practiced,analyzed the existing problems,and put forward the corresponding countermeasures.
Key words:Local application undergraduate;Microbiology experiment;Reformpractice
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對應(yīng)用型技術(shù)人才的需求日趨旺盛,因此我國的高等教育工作也面臨著改革發(fā)展的內(nèi)在要求。2014年教育部《關(guān)于地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出“引導(dǎo)部分普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型”[1],全國眾多地方性本科院校都在積極探索由重理論,輕實(shí)踐的辦學(xué)模式向技術(shù)型、實(shí)用型轉(zhuǎn)變,明確自身的定位,結(jié)合自身辦學(xué)特色,為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
合肥師范學(xué)院作為一所新建的地方本科,為了適應(yīng)國家高等教育改革的趨勢,近年來,在所屬的各個(gè)學(xué)院對各個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)都進(jìn)行了深有成效的改革。微生物學(xué)是生物制藥、發(fā)酵工程、食品、農(nóng)學(xué)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有^強(qiáng)的應(yīng)用性與實(shí)踐性,因此微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在其中地位尤為重要[2]。在新的歷史時(shí)期,微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)應(yīng)適應(yīng)學(xué)科和時(shí)展的需求,堅(jiān)持教學(xué)改革,以培養(yǎng)出更多高素質(zhì)應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才以滿足社會發(fā)展的需求。
由于合肥師范學(xué)院是從成人教育發(fā)展為本科院校,各方面底子薄,雖然各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展迅速,但在師資力量、專業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)體系、教學(xué)內(nèi)容與方式等諸多方面存在不足。本人是合肥師范學(xué)院的一名微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教師,具有8a的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)授課經(jīng)驗(yàn),通過對微生物學(xué)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行調(diào)研分析后,發(fā)現(xiàn)以往微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在很多問題,在多方面不能滿足當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。
1 微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足
1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度不夠 在以往的辦學(xué)模式下,我校的微生物教學(xué)主要以傳授理論知識為主,實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔,對于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)重視程度不夠。而且實(shí)驗(yàn)開設(shè)的多是驗(yàn)證理論的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),主要內(nèi)容是細(xì)菌、真菌的形態(tài)觀察、染色,培養(yǎng)基配制及消毒滅菌,微生物生理生化等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過于簡單陳舊,嚴(yán)重束縛教師手腳、學(xué)生思維,以至于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中興趣不高,分析問題能力低下。
1.2 實(shí)驗(yàn)資源嚴(yán)重不足 由于我校升為本科院校時(shí)間不長,高水平的師資比較缺乏,新的教學(xué)思想、教學(xué)理念都得不到輸送;相應(yīng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)器材也較為缺乏,已有實(shí)驗(yàn)儀器比較陳舊,實(shí)驗(yàn)的效果較差,使用成本也較高,嚴(yán)重制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與老師的上課動(dòng)力。由于實(shí)驗(yàn)儀器人臺數(shù)不足,導(dǎo)致學(xué)生都得不到親自操作實(shí)驗(yàn)儀器的機(jī)會,動(dòng)手能力較差,進(jìn)入企業(yè)實(shí)踐操作能力也得不到認(rèn)可。
1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段陳舊 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)只設(shè)置一些較為簡單的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,對于一些較新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及綜合性的實(shí)驗(yàn)均沒有設(shè)置,致使一些學(xué)生無法單獨(dú)去完成微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程。由于師資力量硬件條件的不足,導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇上捉襟見肘,不能開設(shè)一些時(shí)下較新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,不能讓學(xué)生了解有關(guān)微生物實(shí)驗(yàn)的最新動(dòng)態(tài),學(xué)生的視野比較狹窄。課堂上的教學(xué)依然沿用老師板書的形式進(jìn)行講解,沒有其他更為先進(jìn)的教學(xué)方式,更沒有先進(jìn)的教學(xué)工具。由于微生物是種肉眼看不見的生物體,學(xué)生光靠耳朵聽就顯得很抽象,不利于理解。
1.4 考核模式不合理 在不同專業(yè)的微生物教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)都作為課內(nèi)實(shí)驗(yàn),在整個(gè)課程中占比較小,在考核中也不作為單獨(dú)的考試內(nèi)容,平時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作也不作為考核項(xiàng)目,導(dǎo)致學(xué)生對微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度不夠,學(xué)好學(xué)壞都一樣,致使學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足,同時(shí)也會影響教師的授課積極性。
1.5 與市場銜接不夠 高校培養(yǎng)人才的最終目的是走向市場,為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值。能否被市場所接受,要求人才具有扎實(shí)的理論功底與高超的實(shí)踐技能。以往的人才培養(yǎng)一直強(qiáng)調(diào)理論知識,導(dǎo)致培養(yǎng)出來的畢業(yè)生大部分都高分低能,不能很好的融入市場。作為應(yīng)用型本科院校,對畢業(yè)生的動(dòng)手能力要求就更高,而新建的地方應(yīng)用型本科的合肥師范學(xué)院在人才培養(yǎng)與市場需求的銜接方面就顯得不足。學(xué)生在學(xué)校時(shí)進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)的機(jī)會較少,接觸到時(shí)下先進(jìn)的生產(chǎn)工藝與流程的機(jī)會就更少,畢業(yè)以后進(jìn)入企業(yè)往往不被認(rèn)可,影響學(xué)生職業(yè)前景與學(xué)校的聲譽(yù)。我校生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)去向很多是食品檢驗(yàn)、生物制藥、發(fā)酵工程等崗位,這些領(lǐng)域?qū)ξ⑸飳W(xué)的動(dòng)力能力較高,由于缺少相應(yīng)的校企合作機(jī)制,致使我們培養(yǎng)的學(xué)生走不出去,就更不能適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
由于以上原因,導(dǎo)致微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果差,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與能力都不足,畢業(yè)生進(jìn)入相關(guān)的企業(yè)實(shí)習(xí),也不能完成較為簡單的微生物的檢測、鑒別等工作,導(dǎo)致學(xué)生與學(xué)校的口碑較差。由于國家實(shí)施教育轉(zhuǎn)型的外在壓力與我校內(nèi)在改革的迫切需求,我校的生物科學(xué)學(xué)院對微生物學(xué)課程以及培養(yǎng)模式進(jìn)行了富有成效的改革與實(shí)踐。
2 提高微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的應(yīng)對措施
2.1 微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的修改及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整 合肥師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院目前下設(shè)3個(gè)專業(yè),分別是生物科學(xué)、生物技術(shù)以及食品質(zhì)量與安全。針對專業(yè)特點(diǎn),對不同專業(yè)的學(xué)生制定不同的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。生物科學(xué)專業(yè)以理論知識點(diǎn)為主,在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中加入一些綜合性實(shí)驗(yàn),如土壤中微生物的分離純化;生物技術(shù)專業(yè)加大實(shí)踐實(shí)訓(xùn)的比重,重點(diǎn)放在理論知識的實(shí)際應(yīng)用,比如食用菌栽培技的學(xué)習(xí);而對于食品專業(yè)的學(xué)生,開設(shè)了一門獨(dú)立的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,具體課程設(shè)置見表1。
24學(xué)時(shí)\&微生物形態(tài)觀察、微生物染色、細(xì)菌數(shù)目的測定\&微生物學(xué)實(shí)驗(yàn),24學(xué)時(shí);食用菌栽培,16學(xué)時(shí)\&土壤微生物的分離純化,革蘭氏染色,微生物數(shù)目確定;食用菌株的分離,菌床的制備,子實(shí)體的培養(yǎng)\&生物技術(shù)\&微生物學(xué)實(shí)驗(yàn),24學(xué)時(shí);微生物工程,24學(xué)時(shí)\&土壤微生物的分離純化,革蘭氏染色,微生物數(shù)目確定;淀粉酶產(chǎn)生菌分離純化,酒釀制作,發(fā)酵罐的使用\&食品質(zhì)量與安全\&微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)及食品微生物檢測技術(shù),56學(xué)時(shí)\&土壤微生物的分離純化,革蘭氏染色,乳制品與調(diào)味品的微生物檢驗(yàn),大腸菌群與金黃色葡萄球的檢測\&]
為適應(yīng)學(xué)校轉(zhuǎn)型,應(yīng)用型的地方本科院校的微生物實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)需從教育理念、教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行改革,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用性需要[3]。減少原來的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),如微生物形態(tài)觀察、培養(yǎng)基的配制等,將其納入到土壤微生物的分離純化這個(gè)綜合性試驗(yàn)中。土壤微生物的分離純化從土壤原液的制備、不同微生物培養(yǎng)基的配制、微生物的培養(yǎng)方法以及種類的鑒別,基本上包含了微生物常規(guī)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程。通過綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的加入,使學(xué)生掌握了微生物樣品的采取、分離培養(yǎng)基的獲得、不同微生物的基本形態(tài)、不同微生物的染色方法以及顯微鏡中油鏡的使用方法諸多重要的知識與技能。此外,還根據(jù)學(xué)生興趣,讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識,自己去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路、選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,組織材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),自己去環(huán)境中篩選有益的菌株,鞏固課堂所學(xué)。通過以上改變,學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本技能更加?jì)故?,為后期進(jìn)行畢業(yè)論文的實(shí)驗(yàn),作了充分的準(zhǔn)備,思路更加開闊。對不同專業(yè)的微生物實(shí)驗(yàn)課程的重新設(shè)置,既突出了專業(yè)特色,又在教學(xué)中為學(xué)生補(bǔ)充潛在知識與技能。
2.2 拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段 由于微生物個(gè)體微小,肉眼很難看見,憑老師口述很難使學(xué)生了解微生物的基本形態(tài)以及生理特性,如果教師仍采用傳統(tǒng)填鴨式的講授、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué),學(xué)生認(rèn)為微生物學(xué)課堂枯燥無味,逐漸失去W習(xí)興趣。因此,微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教師要拓寬教學(xué)手段,采用啟發(fā)式、討論式、探究式多種教學(xué)方法與教學(xué)手段,來吸引學(xué)生注意力,提高學(xué)習(xí)興趣[4]。例如,讓學(xué)生自己去探究食物為什么會變質(zhì),是由哪些微生物引起的變質(zhì);結(jié)合多媒體教學(xué)手段,通過照片與影音的形式,讓學(xué)生切身感受到微生物的基本形態(tài)與功能;讓學(xué)生利用一些微生物自己去制備一些發(fā)酵產(chǎn)品,如酸奶、葡萄酒等。通過教學(xué)手段的增加,不僅避免教師一個(gè)人唱獨(dú)角戲,而且讓學(xué)生通過自己思考獲取知識,增加了學(xué)習(xí)主動(dòng)性,鞏固了學(xué)習(xí)內(nèi)容,培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。
2.3 改進(jìn)考核模式,重視實(shí)踐教學(xué) 針對生命科學(xué)學(xué)院下設(shè)3個(gè)專業(yè)的不同特點(diǎn),分別制定了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在其專業(yè)中的畢生與考核模式。生物科學(xué)與生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占微生物學(xué)課程總學(xué)時(shí)的1/3,在期末考試中實(shí)驗(yàn)成績也占有30%,且實(shí)驗(yàn)操作單獨(dú)考試;由于微生物在食品質(zhì)量與安全專業(yè)中的重要性,因此單獨(dú)開設(shè)了一門課程,即微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)及食品微生物檢測,總學(xué)時(shí)達(dá)到56個(gè),獨(dú)立考試。通過以上考核模式的改進(jìn),增大了微生物實(shí)驗(yàn)在其教學(xué)中的比重,提高了學(xué)生的積極性,加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。
此外,在制訂培養(yǎng)計(jì)劃過程中要始終重視學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。除了一些課程必須的實(shí)驗(yàn)教學(xué)外,還要安排勞動(dòng)技能訓(xùn)練、專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練、科學(xué)研究訓(xùn)練等,以滿足學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力提高的需要。為了加強(qiáng)微生物實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),除建立了相關(guān)專業(yè)相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)室外,還要重點(diǎn)建立藍(lán)莓研究中心,主要利用微生物發(fā)酵來制備各種果酒,學(xué)生可以自主進(jìn)入中心去實(shí)習(xí),獨(dú)立去釀制果酒了。校內(nèi)的食用菌栽培基地也可以讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí),使學(xué)生學(xué)型真菌的栽培技術(shù),較好地保證學(xué)生的教學(xué)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的順利完成。
2.4 實(shí)施深度校企融合 近年來我院與多個(gè)生產(chǎn)教學(xué)實(shí)習(xí)基地開展校企融合式的培養(yǎng)模式。教師、學(xué)生進(jìn)企業(yè),在生產(chǎn)一線建立實(shí)訓(xùn)基地,在企業(yè)現(xiàn)場授課,企業(yè)教師與我院教師交替授課,有利于企業(yè)環(huán)境與學(xué)校環(huán)境結(jié)合,企業(yè)資源與學(xué)校資源結(jié)合[5]。作為人才培養(yǎng)與生產(chǎn)一線“零距離”的產(chǎn)學(xué)結(jié)合形式,這樣的合作目的明確,一切圍繞教學(xué)過程與實(shí)施進(jìn)行,對微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高有很大幫助。這些企業(yè)掌握生物技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),在企業(yè)管理、技術(shù)力量、設(shè)備等方面提供了有力的支撐。在實(shí)施校企融合的培養(yǎng)中,主要從以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)入手:
2.4.1 深入了解企業(yè)需要,共同完善課程建設(shè) 企業(yè)中的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)、新材料的應(yīng)用是學(xué)校專業(yè)設(shè)置、課程改革的依據(jù)。通過平時(shí)對企業(yè)調(diào)研獲取信息,及時(shí)調(diào)整學(xué)校專業(yè)課程內(nèi)容,聘請企業(yè)人員共同制訂教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、考核標(biāo)準(zhǔn),必要時(shí)采用“訂單式”培養(yǎng)等形式,使所教、所學(xué)、所用三者對接,培養(yǎng)企業(yè)適用的人才。
2.4.2 合理利用企業(yè)資源,提高學(xué)生實(shí)踐能力 企業(yè)不僅具有許多學(xué)校沒有的設(shè)備、技術(shù),更具有教學(xué)上難以模擬的工作環(huán)境。因此,學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)是校企合作的重要形式,是維系和深化校企關(guān)系的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生實(shí)習(xí)可以有認(rèn)知性的參觀、體驗(yàn)式的短期實(shí)習(xí)及較長時(shí)間的頂崗實(shí)習(xí)。無論哪一種形式,走出校門、走入企業(yè),對學(xué)生鞏固理論知識、提升操作技能、了解工作環(huán)境、適應(yīng)崗位要求都是非常有利的。而且通過學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)、企業(yè)有機(jī)會挑選所需人才,這也是非常受企業(yè)歡迎的。
2.4.3 發(fā)揮雙方資源優(yōu)勢,努力培養(yǎng)師資隊(duì)伍 教師走入企業(yè)參加生產(chǎn)實(shí)踐是師資培訓(xùn)的重要途徑。應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的主要任務(wù)是為企業(yè)培養(yǎng)一線的科技人才,如果教師對企業(yè)的情況知之甚少,實(shí)踐動(dòng)手能力、分析排除故障能力不足的話,顯然是不能滿足要求的。所以要讓教師了解企業(yè)、了解產(chǎn)品、參與生產(chǎn),全面培養(yǎng)生產(chǎn)實(shí)踐能力。教師上課給學(xué)生講企業(yè)、講產(chǎn)品、講市場,只有把理論和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來,才能培養(yǎng)出一流的應(yīng)用型人才。
2.4.4 體現(xiàn)地域特色 根據(jù)安徽省的氣候特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,食品、農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥已成為本省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。為支持本省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,要結(jié)合本省特點(diǎn),增加了微生物密切相關(guān)的食品安全與生物制藥專業(yè)。此外,我校地處國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)――合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)之優(yōu)勢,與安科生物藥業(yè)、馬鞍山蒙牛乳業(yè)、伊利(合肥)集團(tuán)、合肥徽王食品有限公司等為代表的國內(nèi)知名生物應(yīng)用型企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)合作。
3 結(jié)語
通過對生物核心課程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入改革,使學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與興趣大幅提高,實(shí)踐操作能力也有顯著的改善,同時(shí)也提高了老師的授課動(dòng)力;通過與企業(yè)的深度合作,提高了資源的節(jié)約化利用,并且使課堂知識與市場需求實(shí)現(xiàn)無縫銜接,提高了學(xué)生就業(yè)率與企業(yè)的用人滿意度。因此,新建地方師范院校生物學(xué)專業(yè)課程改革措施,只有以社會需求為導(dǎo)向,通過改革教學(xué)與考核方式,與企業(yè)優(yōu)勢互補(bǔ),增加學(xué)生實(shí)踐機(jī)會,并結(jié)合目前就業(yè)形勢與地方經(jīng)濟(jì)特色,才能為社會培養(yǎng)出更多創(chuàng)新型人才,服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì),進(jìn)一步為我國建設(shè)創(chuàng)新型國家奠定重要的人才基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞:環(huán)境工程;分子生物;微生物;應(yīng)用
前言:作為集環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程、保護(hù)學(xué)以及微生物學(xué)于一體的學(xué)科,微生物學(xué)在不斷發(fā)展中逐漸衍生出較多亟待解決的問題。盡管近年來有較多先進(jìn)理念與技術(shù)被引入該學(xué)科中,但對于部分環(huán)境監(jiān)測或環(huán)境凈化等問題,所取得的效果并不理想,要求充分發(fā)揮分子生物技術(shù)的優(yōu)勢。因此,本文對環(huán)境工程微生物中分子微生物技術(shù)的應(yīng)用分析,具有十分重要的意義。
1分子生物技術(shù)的相關(guān)概述
1.1測序技術(shù)
細(xì)胞中的rDNA本身表現(xiàn)出明顯的高突序列、保守序列以及穩(wěn)定特征,但其是分類微生物中的指標(biāo)之一。通常測序分析中,為使微生物種群得以分析,對分離物或分類單元進(jìn)行確定,便需借助rRNA分析方式。從該基因序列的類型看,有較多如16SrRNA、23SrRNA與5sRNA,其中后兩者包含的含核苷酸分別過多與過少,很難為測序分析提供指導(dǎo)。所以在原核生物系統(tǒng)研究中,可考慮將16SrRNA引入。具體測定中,會在如TA克隆試劑、PGEM-T克隆試劑等載體應(yīng)用下,克隆PCR產(chǎn)物,完成文庫構(gòu)建過程,在此基礎(chǔ)上結(jié)合16SrRNA基因測序結(jié)果,可通過其與文庫中的序列做好對比,判斷是否有相對應(yīng)或相似微生物種類。另外,也可對rDNA多樣性利用電泳分離進(jìn)行顯示,或直接通過RFLP對擴(kuò)增產(chǎn)物做好分析。通過這些測序方法的應(yīng)用,對微生物系統(tǒng)發(fā)育的研究可起到重要作用[1]。
1.2核酸技術(shù)
核酸技術(shù)在分子生物技術(shù)中極為常見,可具體細(xì)化為PCR-SSCP、PCR-DGGE與PCR-RFLP等技術(shù)。以其中PCR-SSCP技術(shù)為例,其以往運(yùn)用中多局限在基因突變方面,是臨床醫(yī)學(xué)中的常用方法,經(jīng)過不斷發(fā)展被引入到微生物生態(tài)學(xué)中。從其實(shí)現(xiàn)原理看,主要以單鏈DNA空間折疊構(gòu)象為基礎(chǔ),若其中有堿基出現(xiàn)變化,空間構(gòu)象會隨之發(fā)生變化,配合聚丙烯酰胺凝膠電泳的應(yīng)用,使DNA譜帶得以生成。以16SrRNA測序在廢水生物中的表現(xiàn)為例,便可借助PCR-SSCP,對細(xì)菌群落受培養(yǎng)基變化的影響進(jìn)行分析。再如PCR-DGGE,應(yīng)用中一般強(qiáng)調(diào)將基因組DNA從環(huán)境樣品內(nèi)被提取,在此基礎(chǔ)上將PCR擴(kuò)增技術(shù)引入,可達(dá)到擴(kuò)增DNA的目標(biāo),此時(shí)可將聚丙烯酰胺凝膠與擴(kuò)增產(chǎn)物相結(jié)合,通過電泳作用分離雙鏈DN段,最終生成的將為單鏈DNA譜帶。最后便可對譜帶中展現(xiàn)的堿基序列與文庫內(nèi)序列做好對比分析,完成微生物種屬的界定。由于該技術(shù)具有較好的分離效果,操作較為簡便,所以在微生物分析中的應(yīng)用較為常見,如對微生物種群在活性污泥中的情況判斷,將該技術(shù)引入,可起到良好的效果。另外,在PCR-RFLP技術(shù)方面,其主要借助核酸特異位點(diǎn)、DNA識別序列,對雙鏈DNA進(jìn)行切割,配合溴化乙錠凝膠的應(yīng)用,無需通過放射性標(biāo)記形式,便可達(dá)到DN段分析目標(biāo)。如土壤中微生物的判斷,便可借助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
1.3基因探針
目前分子生物技術(shù)中,基因探針的引入主要借助熒光染料、放射性同位素,對樣品內(nèi)核酸進(jìn)行識別分析。對于該技術(shù),也表現(xiàn)在核酸印跡、熒光原位以及放射性標(biāo)記探針等技術(shù)方面。其中放射性探針應(yīng)用下,盡管對于寡核苷酸、RNA或單鏈DNA等都可進(jìn)行標(biāo)記,但其涉及的同位素具有較高的成本,很容易危害人體健康,所以使用中受到較大的限制。而對于熒光原位,應(yīng)用中一般可做好細(xì)菌空間位置標(biāo)識或定量定性判斷細(xì)菌情況等工作。另外,在核酸印跡方面,其適用對象集中表現(xiàn)在PCR擴(kuò)增產(chǎn)物方面,對微生物風(fēng)度、多樣性檢測都可起到重要作用[2]。
2環(huán)境工程微生物領(lǐng)域中分子生物技術(shù)的應(yīng)用分析
2.1微生物群種豐度與多樣性的分析
現(xiàn)行環(huán)境工程領(lǐng)域中,通常需檢測的對象多表現(xiàn)在底泥、土壤、生物膜以及污泥方面。從現(xiàn)行較多實(shí)踐研究都可發(fā)現(xiàn),若將16SrRNA從菌落中提取出來并開展測序工作,可對微生物種群在活性污泥中的情況被測定,并將聚光激光掃描、熒光顯微以及FISH等技術(shù)引入,可定位生物膜中的微生物或檢測其活性。再以城市地區(qū)垃圾填埋細(xì)菌的分析,可在ARDRA方法的運(yùn)用下,使細(xì)菌多樣性情況以及細(xì)菌結(jié)構(gòu)被有效判斷。這些都可充分說明微生物豐度、多樣性都可在分子微生物技術(shù)應(yīng)用下被有效判斷,通過定量或定性檢測得到的結(jié)果,能夠?yàn)榄h(huán)境工程中較多工藝操作、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)提供參考。
2.2指示微生物與致病菌的有效檢測
環(huán)境工程研究中,可發(fā)現(xiàn)在土壤、水體或空氣等媒介作用下,致病菌很可能對人體造成較大威脅,如典型的SARS。對此,便可借助分子微生物完成致病菌測定工作,如部分學(xué)者將16SrRNA基因、PRC-DGGE技術(shù)共同引入,對垃圾場、污水處理廠以及大學(xué)校園中的空氣環(huán)境進(jìn)行測定,可發(fā)現(xiàn)在以往微生物培養(yǎng)下,很難測定氣溶膠微生物情況。另外,對于水體內(nèi)是否有大腸桿菌等DNA存在,也可借助分子微生物技術(shù)進(jìn)行判斷。這些都可充分說明,對于指示微生物、致病菌的檢測,分子生物技術(shù)應(yīng)用效果都較為明顯。
2.3功能微生物的培養(yǎng)
由于當(dāng)前化工行業(yè)發(fā)展步伐較快,其帶來的過多有機(jī)化合物也成為環(huán)境工程領(lǐng)域面臨的難題,很多有機(jī)化合物如含苯環(huán)類型,很難實(shí)現(xiàn)快速降解目標(biāo)。對此問題,大多學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)方式,發(fā)現(xiàn)分子生物技術(shù)應(yīng)用下可使這種現(xiàn)狀得以改變,如對甲苯質(zhì)粒、降解萘利用DNA印跡雜交形式,可使這兩種質(zhì)粒微生物被判斷。此外,對于其他難以降解的有機(jī)物,都可采用質(zhì)粒如工程、基因重組等方式,使功能群被構(gòu)建,使有機(jī)物難以被降解的問題得以解決[3]。
3結(jié)論
分子生物技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)行微生物研究的重要保障。實(shí)際引入該技術(shù)中,應(yīng)正確認(rèn)識分子生物技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理,包括測序技術(shù)、基因探針以及核酸技術(shù)等,在此基礎(chǔ)上將其融入致病菌檢測、功能微生物培養(yǎng)以及微生物多樣性分析等方面,能夠推動(dòng)環(huán)境工程微生物學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:變性梯度凝膠電泳;微生物實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
中圖分類號:G462 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)39-0247-02
微生物學(xué)是高等院校生物類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)的重要組成部分,是現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ),對于學(xué)生加深理論知識的理解,培養(yǎng)創(chuàng)新與實(shí)踐能力具有非常重要的作用[1]。傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般以驗(yàn)證性和演示性為主,注重培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,但對學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有待提高。隨著國家對創(chuàng)新人才的需求,適當(dāng)增加綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比重是微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的發(fā)展方向,對于提高學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力有著積極的作用[1-3]。
本校非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作,鼓勵(lì)學(xué)生在掌握基本實(shí)驗(yàn)技能后,積極參加設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn),包括院校兩級的大學(xué)生科研立項(xiàng)或教師的研究課題,并給予相應(yīng)的創(chuàng)新學(xué)分。通過該項(xiàng)措施進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并有效提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及分析問題和解決問題的能力。目前微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù),隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展,微生物研究技術(shù)突破了以往主要依賴純培養(yǎng)物的局限性,特別是在生態(tài)環(huán)境樣品中的微生物群落結(jié)構(gòu)分析中,基于PCR擴(kuò)增的分子生物學(xué)方法逐漸取代了傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法,大大拓展了微生物研究的范圍[4]。因此,我們在后續(xù)的研究性實(shí)驗(yàn)中引入了變性梯度凝膠電泳在微生物群落結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用等創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從基礎(chǔ)性向綜合性和研究性推進(jìn)。
一、變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)概述
由于自然環(huán)境中微生物生存條件的復(fù)雜性,大多數(shù)微生物以未可培養(yǎng)的形式存在。DGGE是一種不依賴微生物培養(yǎng)技術(shù)的研究方法,能快速、準(zhǔn)確鑒定環(huán)境中微生物種群,在揭示復(fù)雜微生物群落演替規(guī)律和功能基因多樣性方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性,已被廣泛應(yīng)用于微生物分子生態(tài)學(xué)研究各領(lǐng)域[5]。DGGE技術(shù)的基本原理是在聚丙烯酰胺凝膠的基礎(chǔ)上,加入呈梯度分布的變性劑(甲酰胺及尿素),雙鏈DNA分子部分解鏈導(dǎo)致電泳遷移率降低,而序列不同的DNA分子解鏈行為不同,在凝膠中的移動(dòng)速度也就不同,從而使得長度相同而序列不同的DN段分離。因此,通過測序分析凝膠上不同的譜帶,可以檢測微生物種群的遺傳多樣性和動(dòng)態(tài)變化[6]。DGGE技術(shù)的工作流程主要包括以下幾個(gè)步驟:(1)環(huán)境樣品的采集;(2)樣品中微生物基因組DNA的提??;(3)DN段的PCR擴(kuò)增;(4)PCR產(chǎn)物的DGGE分析;(5)DNA條帶的序列分析。
二、變性梯度凝膠電泳技術(shù)在微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
變性梯度凝膠電泳技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù),涉及的知識面較廣,要求學(xué)生既要有全面扎實(shí)的理論知識,又要求較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力。我校的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)安排在大學(xué)二年級的上學(xué)期,通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和操作技術(shù)。此外通過后續(xù)的生化分析技術(shù)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程,學(xué)生掌握了聚丙烯酰胺凝膠電泳、基因組提取和PCR擴(kuò)增等實(shí)驗(yàn)技術(shù)。因此該項(xiàng)研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要面向大學(xué)二年級和三年級的學(xué)生,我們?yōu)閷W(xué)生提供開放的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,學(xué)生自己組成實(shí)驗(yàn)小組,可根據(jù)自己的實(shí)際情況安排時(shí)間。整個(gè)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組開展并完成,同時(shí)在實(shí)施過程中配備指導(dǎo)教師進(jìn)行隨時(shí)指導(dǎo)。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的科研課題,我們近幾年開設(shè)了多項(xiàng)DGGE技術(shù)在微生物研究中應(yīng)用的實(shí)驗(yàn),包括《氯嘧磺隆對土壤微生物類群的影響》、《SBR反應(yīng)器中聚磷菌群的結(jié)構(gòu)分析》、《不同森林土壤中產(chǎn)漆酶細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究》和《厭氧污泥對偶氮廢水的脫色及污泥菌群結(jié)構(gòu)分析》等研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。環(huán)境樣品中DNA的提取是影響微生物多樣性的DGGE檢測結(jié)果的重要因素[7],學(xué)生通過比較不同提取方法對DNA產(chǎn)量和純度的影響,確定了針對不同的實(shí)驗(yàn)樣品(土壤或污泥)的最佳提取方法,在這一過程中加深了對DNA提取原理和方法的認(rèn)識。通過DGGE圖譜的分析,學(xué)生可以直觀地了解到污染脅迫等環(huán)境條件下微生物群落結(jié)構(gòu)的改變及優(yōu)勢菌群形成的動(dòng)態(tài)過程,更加深刻地理解富集培養(yǎng)技術(shù)在分離特定功能微生物上的應(yīng)用。學(xué)生通過后續(xù)的序列比對分析,可以學(xué)習(xí)到相關(guān)環(huán)境中常見的微生物優(yōu)勢菌屬,特別是一些非培養(yǎng)微生物序列的出現(xiàn)豐富了學(xué)生對微生物多樣性的認(rèn)識。通常面向本科生開設(shè)的微生物實(shí)驗(yàn)主要以好氧微生物為對象,因此學(xué)生接受的微生物學(xué)知識側(cè)重于好氧微生物,對厭氧微生物的接觸和認(rèn)識較少。我們通過引入?yún)捬醐h(huán)境中微生物結(jié)構(gòu)分析等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生有機(jī)會接觸厭氧箱的使用,掌握厭氧微生物的培養(yǎng)方法等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,進(jìn)一步豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。
三、小結(jié)
分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,展示了一個(gè)更為豐富的微生物世界。與目前基于高通量測序的微生物多樣性分析方法相比,DGGE技術(shù)具有快捷、方便、成本低等優(yōu)點(diǎn),適合應(yīng)用于微生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過這些研究性實(shí)驗(yàn)的開展,使學(xué)生完成無法在正常教學(xué)時(shí)間進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,拓展了與其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合應(yīng)用,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),不僅提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,而且增強(qiáng)了綜合思考及分析解決問題的能力,為獨(dú)立完成畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)及今后從事科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。
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關(guān)鍵詞:高等農(nóng)業(yè)院校;微生物生態(tài)學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)11-0109-02
《微生物生態(tài)學(xué)》是西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,內(nèi)容主要涉及微生物在自然界中的分布、微生物生態(tài)學(xué)的研究方法、微生物在環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中的功能、微生物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用等。開設(shè)本課程是為了提高涉農(nóng)專業(yè)學(xué)生,特別是本校資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生在掌握《微生物學(xué)》課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)微生物生態(tài)學(xué)的基本原理、研究方法,掌握微生物在自然界的生態(tài)分布、微生物生物種群的生態(tài)學(xué)關(guān)系,以及微生物在資源環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)應(yīng)用微生物學(xué)等相關(guān)課程和從事相關(guān)專業(yè)研究奠定扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。目前,本校資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)48學(xué)時(shí),其中理論教學(xué)32學(xué)時(shí),課程實(shí)驗(yàn)16個(gè)學(xué)時(shí)。通過幾輪教學(xué)實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生對該課程內(nèi)容缺乏興趣,認(rèn)為這是一門理論性較強(qiáng)的課程,對自己以后要從事的工作沒有幫助。因此,如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),使學(xué)生較全面、系統(tǒng)地掌握微生物生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)知識,同時(shí)激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生利用微生物學(xué)知識解決環(huán)境問題的能力和創(chuàng)新能力,這些問題是授課教師所面臨的新挑戰(zhàn)。針對以上問題,筆者根據(jù)近年來的教學(xué)實(shí)踐,從更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等方面做了一些有益的嘗試,以達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能的目的。
一、教科書與教學(xué)內(nèi)容的合理選擇
教科書是學(xué)生獲得系統(tǒng)知識、進(jìn)行學(xué)習(xí)的主要材料,它可以幫助學(xué)生掌握教師講授的內(nèi)容;同時(shí),也便于學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和完成課后作業(yè)。因此,選擇合適的教科書尤其重要。目前,市場上有關(guān)微生物生態(tài)學(xué)的教材較少,主要有南京師范大學(xué)楊家新教授主編的《微生物生態(tài)學(xué)》,黑龍江大學(xué)宋福強(qiáng)教授主編的《微生物生態(tài)學(xué)》,以及中國海洋大學(xué)池振明教授主編的《現(xiàn)代微生物生態(tài)學(xué)》。其中,楊家新教授主編的《微生物生態(tài)學(xué)》在闡述了研究理論和方法后,突出介紹微生物在不同生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮的重要作用,著重強(qiáng)調(diào)微生物對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展所起的不可替代的作用。宋福強(qiáng)教授主編的《微生物生態(tài)學(xué)》和池振明教授主編的《現(xiàn)代微生物生態(tài)學(xué)》核心內(nèi)容大體一致,主要介紹了正常自然環(huán)境,極端環(huán)境和污染環(huán)境中的微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間的相互關(guān)系,微生物在這些環(huán)境中的作用及其活性產(chǎn)物的應(yīng)用;同時(shí)也介紹了微生物生態(tài)學(xué)研究使用的傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代分子生物學(xué)方法。鑒于池振明教授主編的《現(xiàn)代微生物生態(tài)學(xué)》在污染物的微生物處理技術(shù)中內(nèi)容[1]更加全面,涉及到廢氣、廢水、重金屬污染物、固體廢棄物的微生物處理,以及煤脫硫的微生物方法。同時(shí)考慮到本院資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)偏向理科和農(nóng)學(xué)方面。因此,結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)選擇了池振明教授主編的《現(xiàn)代微生物生態(tài)學(xué)(第二版)》作為課程授課的主要參考教材。該教材知識點(diǎn)條理清晰,語言簡潔凝練,每個(gè)章節(jié)后面附有相應(yīng)的思考題,幫助學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí),符合資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)的本科教學(xué)要求。
在教學(xué)內(nèi)容方面,由于理論課時(shí)較少,因此需要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),以及本課程和其他學(xué)科的內(nèi)容是否交叉,來對所要講授的內(nèi)容進(jìn)行篩選。具體來說,本校資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生在大二時(shí)已經(jīng)必修了《微生物學(xué)課程》,在教學(xué)過程中適當(dāng)減少一些微生物學(xué)基礎(chǔ)知識介紹。在農(nóng)業(yè)高校中,對微生物生態(tài)學(xué)的研究,應(yīng)突出土壤微生物群落的分布組成及其變化規(guī)律,適當(dāng)增加本專業(yè)相關(guān)的科學(xué)研究進(jìn)展知識點(diǎn),如土壤微生物在提高土壤肥力,幫助農(nóng)作物攝取營養(yǎng),促進(jìn)作物生長、抗病原菌的侵入和降解農(nóng)藥,保護(hù)農(nóng)田環(huán)境方面的重要功能。此外,池振明教授主編的《現(xiàn)代微生物生態(tài)學(xué)(第二版)》中第四章,詳細(xì)介紹了海洋環(huán)境中的微生物類群,針對農(nóng)業(yè)院校的學(xué)生,可將該部分內(nèi)容與水體中微生物的群落結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律進(jìn)行融合,將水體分為江河水和海水兩個(gè)大類進(jìn)行介紹,重點(diǎn)讓學(xué)生掌握這兩種水環(huán)境中的微生物特點(diǎn)。結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn),在介紹污染環(huán)境中微生物生態(tài)內(nèi)容時(shí),注重突出微生物在污染修復(fù)過程中的作用,尤其是與農(nóng)業(yè)資源環(huán)境相關(guān)的固體農(nóng)業(yè)廢棄物的微生物處理技術(shù);在微生物產(chǎn)生的生態(tài)友好物質(zhì)章節(jié),重點(diǎn)講授與專業(yè)相關(guān)的生物農(nóng)藥和生物燃料等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容合理調(diào)整后,突出了《微生物生態(tài)學(xué)》課程與學(xué)生專業(yè)的相關(guān)性,激發(fā)了學(xué)生興趣,進(jìn)一步提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。
二、教學(xué)手段及教學(xué)方法的改進(jìn)
微生物個(gè)體微小,用肉眼無法觀察,因此在《微生物生態(tài)學(xué)》理論課程講解過程中,要避免傳統(tǒng)照本宣科的教學(xué)方式,否則會使抽象的理論變得更加乏味,學(xué)生很快就會喪失學(xué)習(xí)的興趣。多媒體教學(xué)手段集文字、圖片、聲音、動(dòng)畫等多元因素于一體,具有可視性好、生動(dòng)形象、信息量大等優(yōu)點(diǎn),能夠把枯燥、難以理解的內(nèi)容變得有趣[2]。在具體教學(xué)過程中,筆者通過互聯(lián)網(wǎng)廣泛搜集微生物相關(guān)課件,包括高清顯微圖片、動(dòng)畫、視頻等,再根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)及課程需要進(jìn)行編輯、采選,并將其應(yīng)用到《微生物生態(tài)學(xué)》的多媒體教學(xué)課件中,最大程度發(fā)揮多媒體工具的優(yōu)勢,以達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。例如,在講到研究微生物生態(tài)學(xué)的分子生物學(xué)方法時(shí),需要重點(diǎn)向?qū)W生闡明PCR擴(kuò)增技術(shù)的原理和基本程序,而傳統(tǒng)教學(xué)手段無法良好的呈現(xiàn)PCR擴(kuò)增過程,筆者采用flash動(dòng)畫演示和視頻演示相結(jié)合的方式,使學(xué)生輕松掌握了PCR擴(kuò)增技術(shù)的原理及其三個(gè)基本反應(yīng)步驟,即變性、退火和延伸。
在教學(xué)方法上,傳統(tǒng)的講授法是以教師為主體,這樣勢必降低學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,因此,在教學(xué)實(shí)踐過程中,筆者增加了“課堂討論”教學(xué)方式。針對教材中需要重點(diǎn)掌握的一些知識點(diǎn),提前提出一些合適的問題,讓學(xué)生去查找資料,經(jīng)過獨(dú)立思考之后,在課堂上共同進(jìn)行討論。這樣可使學(xué)生主動(dòng)地去獲取知識,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,在講到微生物與化學(xué)污染物之間的相互關(guān)系時(shí),可以結(jié)合農(nóng)業(yè)資源環(huán)境科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)提出“目前土壤環(huán)境中有哪些主要的污染物?”“有哪些生物修復(fù)技術(shù)可以應(yīng)用到這些污染物的處理中去”等問題,讓學(xué)生通過自己查閱文獻(xiàn),培養(yǎng)獨(dú)立思考和解決科學(xué)問題的能力。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化
實(shí)驗(yàn)課是《微生物生態(tài)學(xué)》的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié),是課程理論知識與實(shí)踐應(yīng)用連接的紐帶,對于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的掌握和實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。傳統(tǒng)的微生物生態(tài)學(xué)教學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)可多達(dá)幾十個(gè),常見的實(shí)驗(yàn)有:土壤中微生物生物量的測定、空氣中微生物的檢測、水質(zhì)的細(xì)菌學(xué)測定、微生物對纖維素的分解作用及分解強(qiáng)度的測定、硝化作用及硝化細(xì)菌的計(jì)數(shù)、水中總大腸菌群的檢測、水中糞大腸菌群的檢測、生物污泥的活性測定、固氮菌的分離與測數(shù)、活性污泥菌膠團(tuán)及生物相的觀察等。針對農(nóng)業(yè)高校的環(huán)境類專業(yè)的學(xué)生,應(yīng)當(dāng)結(jié)合他們的專業(yè)特點(diǎn)合理選擇相關(guān)實(shí)驗(yàn)。例如,可將圍繞土壤微生物開展實(shí)驗(yàn),具體可以選擇農(nóng)田土壤作為研究對象,對土壤中微生物生物量、細(xì)菌和真菌呼吸作用強(qiáng)度、纖維素分解能力進(jìn)行測定,還可進(jìn)一步對其中的固氮菌進(jìn)行分離計(jì)數(shù)。采樣過程中,教師指導(dǎo)學(xué)生掌握采集和保存農(nóng)田土壤樣品的方法,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)樣品的低溫保存,以保證土壤樣品中微生物活性;樣品測定過程中,指導(dǎo)學(xué)生掌握各種指標(biāo)的測定方法,識別農(nóng)田土壤中常見的纖維素分解菌和固氮菌,了解農(nóng)田土壤中微生物與土壤肥力的關(guān)系。同時(shí),為了激發(fā)學(xué)生對微生物生態(tài)的學(xué)習(xí)興趣,在實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié),除了設(shè)置自然環(huán)境中(土壤、空氣、水體)微生物的檢測,增設(shè)一些特殊環(huán)境中微生物的檢測,例如讓學(xué)生檢測自己口腔中的微生物情況,檢測自己手機(jī)上微生物的數(shù)量和種類等,使學(xué)生直觀的體會微生物與人類自身生活的密切聯(lián)系。
隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,使傳統(tǒng)微生物生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域由自然界中可培養(yǎng)微生物種群擴(kuò)展到微生物世界的全部生命形式(包括可培養(yǎng)、不可培養(yǎng)、難培養(yǎng)的微生物及其自然界中環(huán)境基因組等)[3],這就要求高校學(xué)生了解一些基本的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在理論課的第二章中,教師已經(jīng)向?qū)W生講解了研究微生物生態(tài)學(xué)的分子生物學(xué)方法,因此,在此基礎(chǔ)上在實(shí)驗(yàn)課增設(shè)土壤微生物基因組DNA的提取和PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn),為學(xué)生掌握分子生物學(xué)技術(shù)在微生物生態(tài)研究領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)不可或缺的一個(gè)重要部分,在微生物生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中,教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告提出了新的要求。首先,在每次實(shí)驗(yàn)課之前,需要學(xué)生撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告,敦促學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn),初步了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗筒襟E。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生應(yīng)認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容,針對教師在實(shí)驗(yàn)課程中提出的思考題,查閱相關(guān)資料來拓寬知識面;完成報(bào)告中“實(shí)驗(yàn)心得及思考”內(nèi)容的撰寫,對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),從而加深印象。
四、結(jié)語
《微生物生態(tài)學(xué)》是一門與人類活動(dòng)關(guān)系密切、理論與實(shí)踐相互滲透的學(xué)科,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高速發(fā)展的大好形勢下給農(nóng)業(yè)高校的教學(xué)提出了新的要求與挑戰(zhàn),因此教師需要結(jié)合農(nóng)業(yè)高校的專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)改革,從理論教學(xué)內(nèi)容選擇、實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程優(yōu)化等方面出發(fā)進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。今后,教師還應(yīng)不斷更新和完善教學(xué)內(nèi)容,借鑒國內(nèi)外先進(jìn)成熟的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),探索新的教學(xué)方法與模式,在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié)和提高。
參考文獻(xiàn):
[1]池振明,王祥紅,李靜.現(xiàn)代微生物生態(tài)學(xué)[M].第二版.北京:科學(xué)出版社,2010.
關(guān)鍵詞:微生物學(xué)實(shí)驗(yàn); 教學(xué)模式; 探索
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-3315(2013)09-117-002
微生物學(xué)是生物科學(xué)的一個(gè)重要的分支,是生物科學(xué)中理論性、技術(shù)性、應(yīng)用性都很強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科之一。微生物學(xué)的發(fā)展,促進(jìn)了許多重大理論問題的突破,為分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[1]。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分[2],對印證和鞏固微生物學(xué)理論知識,以及研究與應(yīng)用微生物都具有很重要的作用。因此,隨著生物科學(xué)的不斷發(fā)展,如何進(jìn)一步通過微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)技能,提高學(xué)生思維能力﹑綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生綜合素質(zhì),是微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要的研究課題。對這一問題,許多高校都展開了探索和實(shí)踐,如林雁冰[3]等研究構(gòu)建了一種創(chuàng)新型微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,黃族豪[4]等對生物科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)行了探索與實(shí)踐。近年來,我們針對黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)專業(yè)的本科學(xué)生,對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式進(jìn)行了探索和實(shí)踐,為高素質(zhì)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)提供理論參考和實(shí)踐依據(jù)。
一、修訂微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱,整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
黔南民族師范學(xué)院是改革開放以來,在實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略進(jìn)程中,由教育部和貴州省人民政府批準(zhǔn)的一所省州共建、以省為主的本科層次的民族師范院校。新建的地方院校,經(jīng)費(fèi)困難,用錢的地方很多,實(shí)驗(yàn)設(shè)備短缺而陳舊落后,由于微生物實(shí)驗(yàn)受儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)等條件的限制,擬訂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)偏少,僅有8個(gè)實(shí)驗(yàn)(只有1個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),其余都是簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一,相當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)消極,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法和技能單調(diào)、不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
近年來隨著各級政府對學(xué)院的投入增加,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)有了長足發(fā)展,實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器得到添置,實(shí)驗(yàn)條件有所改善。為了加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力,我們根據(jù)微
生物學(xué)科的特點(diǎn),結(jié)合我院的實(shí)際和多年的教學(xué)實(shí)踐,本著以人為本,以學(xué)生的發(fā)展為根本的教學(xué)理念,夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ),注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的原則,修訂微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱。新的微生物學(xué)課程實(shí)驗(yàn)大綱將原來的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由8個(gè)實(shí)驗(yàn)調(diào)整為10個(gè)(其中5個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),3個(gè)綜合性試驗(yàn),2個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由原來的24學(xué)時(shí)增加至48學(xué)時(shí)(其中2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)與1個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),其余為3個(gè)學(xué)時(shí),共計(jì)48學(xué)時(shí))。按照人們認(rèn)識事物的規(guī)律和微生物學(xué)知識的邏輯關(guān)系,將上述微生物實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容整合為三個(gè)模塊,即基礎(chǔ)性微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、綜合性微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、創(chuàng)新性微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K,構(gòu)建形成微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式。該模式體現(xiàn)了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程客觀規(guī)律的教學(xué)框架,它具有目的明確、內(nèi)容具體、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),在實(shí)施過程中注意三個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既有區(qū)別又有聯(lián)系,使學(xué)生能系統(tǒng)掌握微生物實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
二、基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整合
1.教學(xué)目標(biāo)
通過開設(shè)5個(gè)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生印證和鞏固微生物學(xué)的基本知識、基本理論;掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能(包括臨時(shí)裝片制作技術(shù)、微生物形態(tài)觀察技術(shù)、微生物轉(zhuǎn)管培養(yǎng)技術(shù)、微生物實(shí)驗(yàn)無菌操作技術(shù)),環(huán)境消毒的方法,體會無菌操作的重要性,牢固樹立無菌概念;培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立使用實(shí)驗(yàn)儀器開展實(shí)驗(yàn)的能力,為進(jìn)一步開展綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)奠定良好的基礎(chǔ)。
2.主要內(nèi)容
將微生物在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和人體表面分布,微生物的形態(tài)識別,細(xì)菌特殊構(gòu)造的觀察,真核微生物與原核微生物的形態(tài)和區(qū)別,顯微鏡、細(xì)胞計(jì)數(shù)器、測微尺等儀器使用,培養(yǎng)基制備、無菌操作技術(shù)、微生物染色觀察技術(shù)等知識整合為5個(gè)實(shí)驗(yàn)。即:(1)培養(yǎng)基制備、滅菌及環(huán)境消毒;(2)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、人體表面微生物的檢查及無菌技術(shù);(3)細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌的制片及簡單染色觀察;(4)細(xì)菌革蘭氏染色、芽孢、莢膜、鞭毛染色;(5)微生物大小測定、顯微鏡直接計(jì)數(shù)技術(shù)和懸滴觀察。每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)。原來的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程大綱對這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排了7個(gè)實(shí)驗(yàn)(每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)),但還不包括細(xì)菌芽孢、莢膜、鞭毛染色和微生物大小測定等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。經(jīng)過上述整合,不僅豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,還對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和操作技能進(jìn)行多方位的訓(xùn)練,為綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)順序上,按前一個(gè)實(shí)驗(yàn)作為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)或準(zhǔn)備進(jìn)行安排,使實(shí)驗(yàn)體系緊湊,邏輯相連。如培養(yǎng)基的制備實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,就為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、人體表面微生物的檢查及無菌技術(shù)實(shí)驗(yàn)做好了培養(yǎng)基的準(zhǔn)備,節(jié)約耗材,提高實(shí)驗(yàn)的效率。
3.教學(xué)方法與效果
該模塊的教學(xué)方法利用黑板板書和多媒體,教師用邊示范操作邊介紹的方法進(jìn)行教學(xué)。對微生物形態(tài)觀察的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為學(xué)生制作示范鏡顯示觀察結(jié)果。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中,教師觀察各實(shí)驗(yàn)臺學(xué)生操作情況,并及時(shí)糾正不規(guī)范的操作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告按傳統(tǒng)的格式完成。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和預(yù)備實(shí)驗(yàn)由指導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行(學(xué)生以實(shí)驗(yàn)臺為單位輪流安排)。經(jīng)過該模塊的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,學(xué)生反映良好,對他們實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣邘椭艽蟆?/p>
三、綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合
1.教學(xué)目標(biāo)
綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和將微生物各單項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)整合應(yīng)用的能力,培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù),分析和解決實(shí)際問題的能力。
2.主要內(nèi)容
將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)整合,把微生物的分離、培養(yǎng)、鑒定、生理生化、環(huán)境條件對微生物的影響等知識整合為3個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)。即:(1)IMViC試驗(yàn);(2)土壤中微生物的分離培養(yǎng)及初步鑒定;(3)大型真菌菌種分離、質(zhì)量鑒定。其中第1個(gè)實(shí)驗(yàn)為3學(xué)時(shí),剩余的的2個(gè)實(shí)驗(yàn)各為時(shí)。該部分實(shí)驗(yàn)在強(qiáng)化基本原理的基礎(chǔ)上,把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)研究緊密聯(lián)系起來,真正做到理論聯(lián)系實(shí)際,為微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)廣泛應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.教學(xué)方法與效果
綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)主要以學(xué)生為主,將單項(xiàng)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行有機(jī)組合,集成微生物實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù),形成對微生物研究和應(yīng)用的綜合技術(shù)。如土壤中微生物的分離培養(yǎng)及初步鑒定綜合性實(shí)驗(yàn),將培養(yǎng)基的配制、滅菌、分離、鑒定、轉(zhuǎn)管培養(yǎng)、菌種保藏等技術(shù)進(jìn)行整合,形成土壤中微生物的分離培養(yǎng)及初步鑒定整套實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)。教師在實(shí)驗(yàn)前提前布置實(shí)驗(yàn)題目,交待實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅瑢W(xué)生獨(dú)立擬定實(shí)驗(yàn)方法和步驟,實(shí)驗(yàn)前由教師檢查實(shí)驗(yàn)方案合理后,學(xué)生獨(dú)立實(shí)施。實(shí)驗(yàn)過程中觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作方法是否規(guī)范,并及時(shí)指正。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備以實(shí)驗(yàn)臺為單位,在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)報(bào)告以小論文的格式完成。學(xué)生對這種應(yīng)用性較強(qiáng)的模塊學(xué)習(xí)積極性較高,能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用,知識掌握程度也牢固。
四、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K
1.教學(xué)目標(biāo)
該模塊以人才培養(yǎng)與社會對人才需求有機(jī)接軌為目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能,結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需求,開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),進(jìn)行探究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。
2.主要內(nèi)容
該模塊是學(xué)生進(jìn)入工作崗位(教學(xué)、科研、生產(chǎn)等各領(lǐng)域)從事微生物和相關(guān)領(lǐng)域工作必備的知識和技能,也是學(xué)校人才培養(yǎng)與社會對人才需求實(shí)現(xiàn)無縫結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展人們生活與生產(chǎn)亟待解決的熱點(diǎn)問題,結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,開展具有本院微生物學(xué)科特色的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。即(1)當(dāng)?shù)仫嬘盟此屑?xì)菌總數(shù)和總大腸菌群的檢測(時(shí));(2)牛乳的巴氏消毒、細(xì)菌學(xué)檢查、酸乳的制作及質(zhì)量檢測(3學(xué)時(shí))。
3.教學(xué)方法與效果
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由教師結(jié)合社會發(fā)展需要,在實(shí)驗(yàn)前提出實(shí)驗(yàn)題目和要求,學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,指導(dǎo)教師檢查合理后,學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程教師觀察學(xué)生操作,指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備以實(shí)驗(yàn)臺為單位,仍然在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)報(bào)告以小論文的格式完成。該模塊內(nèi)容結(jié)合社會生活與生產(chǎn)實(shí)際,實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng),學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性高,主動(dòng)性強(qiáng),能有效促進(jìn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
五、實(shí)驗(yàn)成績考核
實(shí)驗(yàn)成績由學(xué)生制訂的實(shí)驗(yàn)方案(30%)、完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告(30%)和實(shí)驗(yàn)技能(40%)構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)報(bào)告按統(tǒng)一的基本要求作為評分的標(biāo)準(zhǔn),由指導(dǎo)教師評閱給出成績。技能考核以大型真菌組織分離制作菌種作為技能考核單元,從培養(yǎng)基配制和滅菌、接種環(huán)境消毒、組織分離方法、無菌操作等方面綜合檢查學(xué)生對微生物實(shí)驗(yàn)基本操作技能的掌握情況,以成功分離無污染的菌種為判定標(biāo)準(zhǔn),記載考核成績。指導(dǎo)教師對實(shí)驗(yàn)報(bào)告評閱在下一個(gè)實(shí)驗(yàn)前批改發(fā)給學(xué)生,并在下一個(gè)實(shí)驗(yàn)前對前一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行小結(jié),肯定成績,指出不足,以利于學(xué)生及時(shí)改進(jìn)。
六、小結(jié)
微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式從2009年開始在我院生物科學(xué)專業(yè)2007級兩個(gè)班的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中摸索,在生物科學(xué)專業(yè)2008級職業(yè)師資班微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程中逐步完善,經(jīng)過對生物科學(xué)專業(yè)2009級兩個(gè)班學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn),得到學(xué)生的認(rèn)可。不管是哪個(gè)年級,在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后,相當(dāng)部分的學(xué)生向指導(dǎo)教師提出申請,要求教師指導(dǎo)他們進(jìn)行微生物學(xué)方向的研究性學(xué)習(xí),有些同學(xué)在畢業(yè)論文選題時(shí)選擇微生物學(xué)領(lǐng)域的內(nèi)容。由此微生物學(xué)課程教師常常因要求的學(xué)生過多而超過學(xué)院規(guī)定教師指導(dǎo)學(xué)生的任務(wù)。學(xué)生通過微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,成果顯著,有的發(fā)表了研究論文,有的考取碩士研究生。實(shí)踐證明,通過以上對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,建立的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式,符合我院生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),使學(xué)生認(rèn)識到了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的重要性,大大激發(fā)了學(xué)生對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、思考分析、解決問題的能力和創(chuàng)新能力,為學(xué)生適應(yīng)將來工作或進(jìn)一步深造奠定了良好的基礎(chǔ)。
基金項(xiàng)目:貴州省高校專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目:黔教高發(fā)[2012]426號;黔南民族師范學(xué)院微生物學(xué)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目:院政發(fā)[2011]04號;黔南民族師范學(xué)院優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目,院教發(fā){2011}5號。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:特色;環(huán)境微生物學(xué);課程改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)20-0054-02
高等學(xué)校實(shí)施創(chuàng)新、實(shí)踐為重點(diǎn)培養(yǎng)的素質(zhì)教育以來,需要開創(chuàng)相應(yīng)的教學(xué)方式。以前,高等教育偏重于在知識講授、學(xué)生理解和應(yīng)用層面上開展教學(xué)活動(dòng),近年來,也有高校進(jìn)行綜合應(yīng)用和創(chuàng)造性解決問題層面的教學(xué)方法探索,但與高等學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)相距甚遠(yuǎn),因而要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力非常困難。信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域?yàn)榕囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和能力提供了條件。如何處理好創(chuàng)新精神培養(yǎng)與科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)、學(xué)習(xí)科學(xué)知識和解決實(shí)際問題能力培養(yǎng)、內(nèi)部思維操作與外部實(shí)際操作、認(rèn)知發(fā)展與情感體驗(yàn)、獨(dú)立思考與合作探究等課題已倍受國內(nèi)外教育工作者的普遍關(guān)注。環(huán)境微生物學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)的主要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。環(huán)境微生物學(xué)還屬于多學(xué)科相互交叉的前沿研究領(lǐng)域。本文是針對環(huán)境工程專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn),探索一種注重于學(xué)生主動(dòng)收集信息、加工處理信息、解決實(shí)際問題,并在實(shí)踐中獲得積極情感體驗(yàn)的教學(xué)方式,使學(xué)生的學(xué)習(xí)得到總體提升。本文從以下幾方面進(jìn)行本課程的建設(shè)。
一、重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè),實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)
環(huán)境微生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)技術(shù)要求較高的學(xué)科,做好實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié)能有效地提高學(xué)生工程應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)課主要培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦能力,提高創(chuàng)新思維,培養(yǎng)和逐步提高科研能力。在以往的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,學(xué)生只能做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),因?yàn)榻Y(jié)果是已知的,故同學(xué)們興趣不高,也缺乏思考。如何將環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和前沿進(jìn)展一同傳授給學(xué)生,使學(xué)生在系統(tǒng)地掌握環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系的同時(shí),也能夠運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識解決實(shí)際問題,這些是很重要的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)幾年的教學(xué)實(shí)際,我們進(jìn)行了一系列改革和嘗試,比如構(gòu)建環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)課新體系等,而且取得了更好的教學(xué)效果。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)個(gè)環(huán)節(jié)。
1.改變原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,按科研實(shí)踐順序重新安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)順序,建立我校環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程新體系。由于環(huán)境微生物學(xué)涵蓋的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富,環(huán)境微生物學(xué)和其他的課程存在交叉重疊,所以必須在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上有所取舍。環(huán)境微生物學(xué)的基礎(chǔ)操作占了重要地位,所以首先要讓學(xué)生牢固掌握這方面的技能,包括培養(yǎng)基的制備,微生物的接種、培養(yǎng)和保存,微生物的染色技術(shù)及顯微觀察實(shí)驗(yàn)(如美蘭染色法,革蘭氏染色法),細(xì)菌三程形態(tài)的觀察及細(xì)菌、真菌和放紅菌的觀察實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)包括環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)(微生物在土壤環(huán)境中的分布、類群、活性及其相互作用),環(huán)境微生物的監(jiān)測方法與評價(jià)體系,環(huán)境微生物分子生態(tài)學(xué)試驗(yàn)(環(huán)境樣品總DNA提取技術(shù)),微生物法處理技術(shù)污染物。大的綜合性試驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生用微生物的基礎(chǔ)知識,解決應(yīng)用微生物和環(huán)境間的一些問題,試驗(yàn)與實(shí)際相結(jié)合,使學(xué)生加深對科學(xué)前沿發(fā)展情況的了解,開拓視野。
2.用生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生的興趣。在環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)過程中,應(yīng)結(jié)合生活,使學(xué)生養(yǎng)成使用所學(xué)知識關(guān)注和改善當(dāng)今社會上各種環(huán)境問題的能力。通過酸雨、白色污染、固體廢棄物污染、重金屬污染、能源危機(jī)等當(dāng)今社會主要環(huán)境問題的講解,讓學(xué)生意識到專業(yè)的重要性;讓學(xué)生了解生活中有害微生物,如酸奶里有活性的微生物、發(fā)霉物中主要的微生物、校園人工湖的微生物生態(tài)及類群、教室和醫(yī)院微生物中與致病性相關(guān)的群落等,將所學(xué)融入到日常生活,充分激發(fā)學(xué)生探索知識的熱情。
二、優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段,體現(xiàn)專業(yè)特色
環(huán)境學(xué)科具有涵蓋面廣的特點(diǎn),其專業(yè)基礎(chǔ)課程《環(huán)境微生物學(xué)》的教科書涵蓋了環(huán)境微生物的理論、技術(shù)及檢測流程等內(nèi)容。為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、緊密聯(lián)系實(shí)際的能力,我校教學(xué)中應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段兩方面進(jìn)行改進(jìn)。
1.教學(xué)內(nèi)容方面,圍繞水、大氣、固廢污染的防治進(jìn)行。(1)教材的選取上認(rèn)真比較。目前,《環(huán)境微生物學(xué)》教材主要有:高等教育出版社出版,王家玲主編的《環(huán)境微生物學(xué)》;華中科技大學(xué)出版社出版,趙開弘主編的《環(huán)境微生物學(xué)》;浙江大學(xué)出版社出版,鄭平主編的《環(huán)境微生物學(xué)》;哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版,馬放、任南琪主編的《污染控制微生物學(xué)》。前兩本教材的體系基本相同,王家玲主編的教材內(nèi)容較為寬泛,通過多方面比較,作者認(rèn)為馬放、任南琪主編的這本教材更適合我校環(huán)境工程專業(yè)選作主教材。(2)教學(xué)內(nèi)容上的取舍。教師切忌照本宣科,應(yīng)該更結(jié)合實(shí)際,多增加些創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn),同時(shí)講課中還應(yīng)該做到有重點(diǎn)、概括、啟發(fā)。例如要重點(diǎn)講解環(huán)境中的主要微生物類:細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物,這些物種的各自結(jié)構(gòu)、特點(diǎn),因?yàn)閷ξ鬯幚磉^程中的微生物檢測這些內(nèi)容是很重要的部分;微生物與環(huán)境之間的關(guān)系、微生物對環(huán)境的危害及人利用微生物進(jìn)行保護(hù)環(huán)境的實(shí)例,如淡水水華、污水處理、有機(jī)垃圾發(fā)酵沼氣等,使學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)的重要意義有一個(gè)清晰的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)該課程的興趣。
2.采用多媒體的教學(xué)手段和多種教學(xué)方法相結(jié)合,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,鍛煉動(dòng)手和創(chuàng)新能力。利用多媒體教學(xué)使學(xué)生有興趣自主學(xué)習(xí)本課程,從而提高學(xué)習(xí)效率。在教學(xué)中改變“滿堂灌”的教學(xué)方法,主要以討論式、啟發(fā)式教學(xué),使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)。讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性,積極參與各種實(shí)驗(yàn)問題的解答,使學(xué)生在探討中學(xué)習(xí)新知識,并逐漸養(yǎng)成遇到實(shí)際問題時(shí),善于用所學(xué)過的理論知識進(jìn)行解決的良好的學(xué)習(xí)和思維習(xí)慣。
對于環(huán)境微生物學(xué)課,我認(rèn)為教改難度較大、周期較長。隨著杭州電子科技大學(xué)環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)課程教學(xué),還會發(fā)現(xiàn)更多需要改進(jìn)和完善的內(nèi)容。為體現(xiàn)本專業(yè)理論與實(shí)際相結(jié)合的特色,增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新力、競爭力的思想,還需進(jìn)一步探索《環(huán)境微生物學(xué)》課程改革的新內(nèi)容。從2011年新的課程改革實(shí)施后,學(xué)生認(rèn)為微生物學(xué)和生活聯(lián)系非常緊密。部分學(xué)生參與到教師的科研中,學(xué)生能自己設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,取得了很好的成效。
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關(guān)鍵詞:高職 微生物學(xué)課程 教學(xué)改革
微生物學(xué)是生命科學(xué)的重要組成部分,也是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。本課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠正確掌握微生物分類、結(jié)構(gòu)、生理活動(dòng)等基礎(chǔ)知識,確保學(xué)生能夠進(jìn)行有關(guān)微生物生產(chǎn)的必要基本技能操作,并掌握應(yīng)用微生物學(xué)理論知識分析問題和解決問題的基本方法,從而為后續(xù)的職業(yè)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)踐奠定必要的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能。作為職業(yè)技術(shù)院校制藥專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課,為適應(yīng)新形勢下教育的需求,微生物學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)已開始在學(xué)科專業(yè)機(jī)構(gòu)和專業(yè)模式上向21世紀(jì)新的教育方向靠攏。通過不斷更新和豐富教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法與教學(xué)手段、創(chuàng)新和改革教學(xué)體系等途徑,使微生物學(xué)教學(xué)改革在人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新、社會服務(wù)、文化建設(shè)等各個(gè)方面發(fā)揮優(yōu)勢,為培養(yǎng)高級技能型、應(yīng)用型高職人才奠定基礎(chǔ)。
一、更新、豐富教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容的改革是教學(xué)改革的核心,處理好現(xiàn)代科技的發(fā)展及前沿研究內(nèi)容與經(jīng)典內(nèi)容的關(guān)系是教學(xué)內(nèi)容改革的重點(diǎn)。以現(xiàn)代觀點(diǎn)審視和重新組織教學(xué)內(nèi)容,使課程內(nèi)容、課程結(jié)構(gòu)適合現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展的要求。以形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布、分類進(jìn)化五大生物學(xué)規(guī)律為主線,強(qiáng)調(diào)基本理論、基本技術(shù),從微生物細(xì)胞的個(gè)體形態(tài)、群體特征、分子水平和實(shí)踐應(yīng)用四個(gè)層次建立優(yōu)化的微生物學(xué)課堂教學(xué)體系,充分體現(xiàn)學(xué)科的系統(tǒng)性和專業(yè)性。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)突出微生物的獨(dú)特性、應(yīng)用性及對人類的貢獻(xiàn)。教師可以將微生物學(xué)知識與當(dāng)前已發(fā)生的事件結(jié)合起來,啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用掌握的知識解決實(shí)際問題,適時(shí)介紹一些微生物學(xué)前沿知識、學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)及應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題,反映當(dāng)代微生物學(xué)科的成就,引導(dǎo)學(xué)生將微生物學(xué)知識與本專業(yè)的科研工作聯(lián)系起來,把最新的科研成果引入教學(xué),有意識地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和創(chuàng)新思維。
二、優(yōu)化教學(xué)手段與方法
傳統(tǒng)的以教師為中心,以講授法為主的教學(xué)模式不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,學(xué)生主體學(xué)習(xí)意識淡漠,針對目前我校部分學(xué)生學(xué)習(xí)知識目標(biāo)不明確,學(xué)習(xí)方法不當(dāng),為應(yīng)試而學(xué)習(xí),造成理論與實(shí)際不能很好結(jié)合的現(xiàn)象,我們通過優(yōu)化教學(xué)手段和方法,有機(jī)融合理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。充分利用我校現(xiàn)有資源,來促進(jìn)學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師之間的交流,激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情。
合理利用學(xué)院優(yōu)越的教學(xué)條件是提高課程教學(xué)質(zhì)量的基本手段。在本課程教學(xué)中,我們充分利用學(xué)院完善的多媒體教學(xué)資源、電視顯微鏡設(shè)備組織教學(xué),通過多媒體課件、視頻、標(biāo)本與即時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行形象、直觀的教學(xué)。同時(shí),加強(qiáng)與本地區(qū)制藥企業(yè)的聯(lián)系,與企業(yè)一線生產(chǎn)人員共同探討課程教學(xué)內(nèi)容,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、獨(dú)立思考和解決問題的能力。
在教學(xué)方法上,我們依據(jù)高職學(xué)生文化基礎(chǔ)、思維特征,針對不同的具體內(nèi)容選擇采取了項(xiàng)目教學(xué)法及案例導(dǎo)入法等多種“教、學(xué)、做合一”的形式開展教學(xué),從而實(shí)現(xiàn)了將過去以教室為中心的學(xué)習(xí)形式向以實(shí)驗(yàn)室工作過程為中心和“邊教、邊學(xué)、邊做”形式的過渡。例如,將基礎(chǔ)知識部分組織成多個(gè)承前啟后的項(xiàng)目,微生物應(yīng)用部分(如微生物與發(fā)酵、食用菌栽培與藥品的微生物污染檢測等)采用案例法組織教學(xué)。通過啟發(fā)與討論、理論密切聯(lián)系實(shí)際等方法引導(dǎo)學(xué)生加深對所學(xué)知識的運(yùn)用、提高學(xué)習(xí)的興趣與積極性。提供適量學(xué)時(shí),鼓勵(lì)有積極性的學(xué)生自選教學(xué)內(nèi)容,采取合作或獨(dú)立查閱資料和制作多媒體課件進(jìn)行授課的形式實(shí)現(xiàn)了師生主體角色的轉(zhuǎn)換,從而使學(xué)習(xí)以形成綜合能力為目的而非單純的知識攝取。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下,根據(jù)自身興趣進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作。
在有了一定的手段與方法基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為利用適當(dāng)?shù)挠哪蛴⑽牡冉虒W(xué)技巧也是提高教學(xué)效果的良策。再者,理論課與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課的結(jié)合,可有效培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)是課堂教學(xué)的延續(xù),是課本知識的具體化。在加強(qiáng)課堂教學(xué)的同時(shí)要強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),突出綜合性實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn),鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技能和理論知識的能力,使學(xué)生更多地通過實(shí)際操作掌握微生物學(xué)的知識和技能。
微生物學(xué)的一些相關(guān)網(wǎng)站如“微生物之家”“丁香園”“生物谷”等可使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)獲取更多的信息,從而鍛煉學(xué)生獲取知識和分析問題、解決問題的實(shí)踐能力,為學(xué)生將來在競爭的社會中立足與發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
三、改革實(shí)踐考核制度
在對本課程教學(xué)模式進(jìn)行探索與實(shí)踐的同時(shí),我們對其考試制度也進(jìn)行了改革,把傳統(tǒng)的以理論為主、實(shí)驗(yàn)為輔的考試變?yōu)槔碚摽荚嚭蛯?shí)驗(yàn)操作考核并重的新型綜合考試制度,使實(shí)驗(yàn)成績與理論成績之比達(dá)到1∶1,其中實(shí)驗(yàn)考核以實(shí)踐操作為主,口試、筆試為輔。同時(shí),堅(jiān)持平時(shí)表現(xiàn)與考試考核并舉的形式對學(xué)生進(jìn)行知識、能力和素質(zhì)等方面的綜合評價(jià),即按照平時(shí)考勤、提問和作業(yè)成績占總成績20%、理論考試和實(shí)驗(yàn)成績(包括實(shí)驗(yàn)操作考核、實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等)各占40%的分配比例進(jìn)行課程成績的綜合評定,從而使本課程的成績考核既符合高職以過程為導(dǎo)向的課程觀和以行動(dòng)為導(dǎo)向的教學(xué)觀,又實(shí)現(xiàn)了考試過程的全程化和考試手段的多元化;既增加了考試的靈活性,又調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)踐操作的積極性,取得了較好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:微生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)課 教學(xué)改革 食品
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.012
隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展,人們對食品的需求已經(jīng)從基本生理的需求上升到對品質(zhì)、風(fēng)味和健康方面的需求。在食品原料儲藏、食品加工及流通、消費(fèi)等領(lǐng)域,無論是否主動(dòng)利用微生物,微生物都會從多方位進(jìn)入相關(guān)環(huán)節(jié)中,直接影響食品的生產(chǎn)。尤其是微生物在生長代謝中可能產(chǎn)生對人有毒害作用的產(chǎn)物,將嚴(yán)重危害食品的安全性。這就要求食品專業(yè)的技術(shù)人員必須具備微生物學(xué)的專業(yè)知識,而且更需要應(yīng)用微生物學(xué)的技術(shù),充分利用有益微生物,科學(xué)地防控食品中的有害微生物。因此,對于食品類的本科專業(yè)應(yīng)該適應(yīng)社會發(fā)展的需求,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)整微生物學(xué)授課的內(nèi)容,特別是實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容,使微生物學(xué)課程能夠通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)得以理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,為培養(yǎng)綜合性高素質(zhì)人才發(fā)揮重要作用。
1 根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和專業(yè)需求,調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
微生物學(xué)的應(yīng)用性強(qiáng),課程一般包含有30%到50%課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,以往的實(shí)驗(yàn)課程一般是在基礎(chǔ)微生物學(xué)的基礎(chǔ)上開設(shè),往往涵蓋了較多比例的微生物基礎(chǔ)性操作,這些操作的實(shí)驗(yàn)比較費(fèi)時(shí),涉及的內(nèi)容也很多,雖然有利于強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ),但在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)不利于提升學(xué)生的專業(yè)技能。前些年,河南工業(yè)大學(xué)食品專業(yè)的微生物課程所安排的顯微鏡使用及微生物形態(tài)觀察的課時(shí)可達(dá)實(shí)驗(yàn)課時(shí)的三分之二或更多,雖然學(xué)生通過訓(xùn)練對于顯微鏡使用技能可達(dá)到較高的水平,對于常見的微生物形態(tài)也有較多的認(rèn)識和了解,但這些內(nèi)容在解決食品專業(yè)的實(shí)際問題中沒有對應(yīng)的結(jié)合點(diǎn)。根據(jù)一些已經(jīng)走上工作崗位的畢業(yè)學(xué)生反映,他們本科時(shí)所學(xué)的許多內(nèi)容難以在實(shí)際工作中應(yīng)用,而具體涉及的一些操作由于沒有得到專門的訓(xùn)練,往往需要通過較長的適應(yīng)期才能對于相關(guān)的操作熟練掌握。
針對本課程在選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)實(shí)用性和專業(yè)性不強(qiáng)的問題,課程承擔(dān)教師進(jìn)行了企業(yè)實(shí)踐需求調(diào)研和課程改革的論證,調(diào)整了一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如以前設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課中專門有顯微鏡使用的內(nèi)容,考慮到中學(xué)的生物課程中已經(jīng)有一些這方面的應(yīng)用基礎(chǔ),而且顯微鏡使用的基本操作比較簡單,但實(shí)際針對各種不同微生物類群的觀察,有一些細(xì)微的方面必須在具體觀察時(shí)才能進(jìn)行訓(xùn)練,因此,將顯微鏡使用的技術(shù)訓(xùn)練分散到具體微生物類群的觀察中,總體省去了3個(gè)學(xué)時(shí)的課程,訓(xùn)練的效果不僅沒有降低,相反,學(xué)生觀察食品中重要微生物類群的能力有明顯的提升。
2 重視實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生綜合能力
微生物學(xué)應(yīng)用大部分實(shí)驗(yàn)往往是由許多環(huán)節(jié)組合而成的綜合性內(nèi)容,每一個(gè)環(huán)節(jié)看上去是一些簡單的基本操作,但均會影響最終的結(jié)果,如果在實(shí)際操作中不能有效控制每一步的系統(tǒng)誤差,最終的結(jié)果可能難以反映實(shí)際的狀況。如食品中細(xì)菌總數(shù)的測定、糧食及農(nóng)產(chǎn)品中真菌的測定等均為綜合性實(shí)驗(yàn),不是一次實(shí)驗(yàn)就能夠完成的工作。如果將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分割,課程的教學(xué)比較方便,但不利于學(xué)生形成完整的概念。因此,我們在課程改革中將這些內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)的組合,對實(shí)驗(yàn)時(shí)間做了必要的調(diào)整。例如,將培養(yǎng)基的制備與農(nóng)產(chǎn)品真菌檢測進(jìn)行整合,利用對培養(yǎng)基和器皿滅菌的時(shí)間進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品菌懸液的制備和稀釋,然后將整個(gè)檢測操作一次性完成。這樣的操作不僅可以使學(xué)生了解檢測農(nóng)產(chǎn)品的真菌需要準(zhǔn)備哪些器材,而且知道為什么準(zhǔn)備這些材料,明確所做的準(zhǔn)備與實(shí)際應(yīng)用的對應(yīng)關(guān)系。這種對一個(gè)應(yīng)用技術(shù)的完整認(rèn)知使得實(shí)驗(yàn)操作的知識整體化,有利于學(xué)生理解和記憶。根據(jù)微生物學(xué)課程考試的相關(guān)統(tǒng)計(jì),通過相關(guān)改革實(shí)踐后,有關(guān)微生物檢測綜合考試題的得分普遍有明顯提高,說明學(xué)生對該方面知識掌握得更加準(zhǔn)確、全面。
3 適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的發(fā)展,及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
微生物學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用微生物的技術(shù)也在不斷更新,如果要根據(jù)新的教材做實(shí)驗(yàn),需要較長周期才能對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排進(jìn)行調(diào)整,學(xué)生所學(xué)的知識肯定與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié),難以在實(shí)際工作中應(yīng)用。這就要求我們密切關(guān)注行業(yè)技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的變化,適時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。另一方面,我們還需要在實(shí)驗(yàn)課的講授過程中向?qū)W生介紹技術(shù)發(fā)展的沿革和變化的內(nèi)容,闡述技術(shù)發(fā)展的原理,使學(xué)生不僅學(xué)到了最新的技術(shù),而且可以了解更多的綜合性知識,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和探索實(shí)驗(yàn)原理的興趣。例如,食品中大腸菌群數(shù)的測定是食品衛(wèi)生和食品安全性常規(guī)的微生物檢測,通過該實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練可為將來從事食品微生物學(xué)檢測工作打下良好的基礎(chǔ)。但近幾年來,我國國家標(biāo)準(zhǔn)對常規(guī)微生物檢測方法進(jìn)行了許多更新,為了讓學(xué)生能夠?qū)W以致用,我們在實(shí)驗(yàn)課中也對所用的方法進(jìn)行了更新。在GB/T 4789.3―2003 國家標(biāo)準(zhǔn)中,初發(fā)酵使用的是乳糖膽鹽發(fā)酵培養(yǎng)基,而更新后的標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.3―2010中使用的是月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯,這一培養(yǎng)基配方在表觀性狀以及檢測原理方面也有很大的變化,同時(shí)該方法已經(jīng)變更為強(qiáng)制性的國家標(biāo)準(zhǔn),在食品檢測中必須執(zhí)行。如果我們?nèi)园凑战炭茣系陌才胚M(jìn)行實(shí)驗(yàn),勢必會造成教學(xué)和應(yīng)用的嚴(yán)重脫節(jié)。因此,盡管在培養(yǎng)基的制作成本方面有較多的增加,我們?nèi)园凑招碌膰覙?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。當(dāng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課了解了檢測的原理、掌握了新的檢測方法,他們在畢業(yè)后進(jìn)入工作崗位時(shí)將能夠更快地適應(yīng)工作,有利于縮短崗位的“磨合期”。
4 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,提高實(shí)驗(yàn)效果
傳統(tǒng)微生物實(shí)驗(yàn)課程一般是教師在黑板上寫出操作過程的板書,在實(shí)驗(yàn)介紹時(shí),老師按照實(shí)驗(yàn)教材的內(nèi)容,對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行講解,當(dāng)涉及主要的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),授課教師要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作演示。微生物個(gè)體微小,許多實(shí)驗(yàn)操作非常精細(xì),依靠示范操作很難被學(xué)生看清楚,往往實(shí)驗(yàn)演示的效果較差。由于教師不能逐一了解學(xué)生所觀察的內(nèi)容,以至于有些學(xué)生將顯微鏡中看到目鏡、物鏡中的污染物及載玻片上的花紋作為菌體,導(dǎo)致發(fā)生錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,我們裝配了一套微生物學(xué)教學(xué)多媒體系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由教師和學(xué)生的顯微鏡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成,系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、互動(dòng)性強(qiáng),在微生物形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),可由教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行監(jiān)視,了解學(xué)生所觀察到的生物是否正確,可以單獨(dú)進(jìn)行通話、輔導(dǎo)。如果是共性的問題,可以將圖像投影到大屏幕中進(jìn)行講解。在講解實(shí)驗(yàn)原理、步驟及技術(shù)要點(diǎn)時(shí),應(yīng)用多媒體系統(tǒng)的視頻播放功能,使得教學(xué)演示更直觀,授課的效果更好。還可以通過對教師的操作過程進(jìn)行近距離、多方位的拍攝和特技制作,使一些關(guān)鍵性的操作可以被所有學(xué)生清晰地觀察到,并可以在學(xué)生實(shí)驗(yàn)期間反復(fù)播放,供學(xué)生模仿和練習(xí),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。特別是顯微鏡調(diào)節(jié)的技巧講解,原來的單機(jī)實(shí)驗(yàn)只能對一個(gè)人進(jìn)行指導(dǎo),或只能進(jìn)行抽象的講解;現(xiàn)有的系統(tǒng)可以在大屏幕上進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和實(shí)物講解,使每一個(gè)學(xué)生都可以直觀地進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。另外,有時(shí)候?yàn)榱吮苊鈱W(xué)生進(jìn)行一些不規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作,提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中盡可能加以避免,可以播放往屆同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)過程的視頻或遞交的作業(yè),其教學(xué)效果也很理想,可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中留下較深刻的記憶。
5 讓學(xué)生參與更多的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,提高學(xué)生的動(dòng)手能力
微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備涉及的工作比較繁瑣,尤其是一些材料的準(zhǔn)備工作更是如此。如果由實(shí)驗(yàn)教師來完成,學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)其實(shí)不是完整的工作,同時(shí)學(xué)生可能也會感覺實(shí)驗(yàn)操作過于簡單,所做的工作只是添加一些試劑而已,也不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力。針對這種現(xiàn)象,我們排除了學(xué)生操作人多、事雜,不易管理的困難,盡可能讓學(xué)生自己準(zhǔn)備所需的材料,完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。例如,實(shí)驗(yàn)所用器皿清洗,移液管、試管、平皿的包扎,無菌水的制備等均由各組實(shí)驗(yàn)學(xué)生自己完成,設(shè)法讓學(xué)生通過自己的動(dòng)手實(shí)踐,提高實(shí)際工作的能力。
在教學(xué)實(shí)踐中,我們也發(fā)現(xiàn)有一些由于場地、設(shè)備的原因,無法由學(xué)生自己操作的實(shí)驗(yàn),而且這些操作對于提高學(xué)生的工作能力有重要影響。例如,培養(yǎng)基滅菌操作時(shí)間長,設(shè)備有限,不能由學(xué)生自己操作,但沒有經(jīng)過一次全過程的高壓蒸汽滅菌訓(xùn)練,學(xué)生今后工作時(shí)可能沒有把握直接去進(jìn)行這個(gè)操作。對于無菌室的應(yīng)用也是如此,雖然工作不復(fù)雜,但沒有經(jīng)歷訓(xùn)練仍是一個(gè)缺陷。對此,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生利用畢業(yè)實(shí)習(xí)的機(jī)會,結(jié)合研究課題到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行必要的參觀和訓(xùn)練,以便在工作崗位中對涉及微生物學(xué)相關(guān)的技術(shù)都能熟練處理,為培養(yǎng)知識全面和訓(xùn)練有素的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】: 微生物學(xué)、教學(xué)、農(nóng)業(yè)教學(xué)、探索
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-8809(2010)-08-0172-01
一、 微生物學(xué)的發(fā)展歷程
在前漢后期的《泛勝之書》記錄中就提起到肥田中用熟糞及小豆與瓜果輪作的種植方法,公元141年,名醫(yī)華佗進(jìn)行麻醉和外科手術(shù)時(shí)主張割去腐肉以防傳染,1676年,荷蘭人列文虎克用自制的顯微鏡觀察生物,第一次觀察到了細(xì)菌并對其形狀進(jìn)行了描述。后來細(xì)菌奠基人柯赫先生提出了細(xì)菌會產(chǎn)生于農(nóng)業(yè)牲畜體內(nèi),這種病菌可以分離出來,在牲畜體外培養(yǎng),并認(rèn)為患某種疾病的動(dòng)物體內(nèi)一定存在特定病原菌,將此原菌接種到敏感動(dòng)物,必然會引發(fā)相同的疾病。還有一個(gè)就是和農(nóng)業(yè)微生物學(xué)有著巨大關(guān)系的施勒辛和明茨,19世紀(jì)后期,農(nóng)業(yè)化學(xué)和細(xì)菌學(xué)的形成和發(fā)展為研究土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)變開辟了道路,在1877年,施勒辛和明茨證實(shí)土壤中的硝化作用是通過微生物進(jìn)行的,1891年,偉林頓又證實(shí)了硝化作用不僅在土壤中,也可以在含有銨鹽的液體中用土壤接種來產(chǎn)生。
這三個(gè)研究成果,隨后在民國時(shí)期正式傳入中國,不可否認(rèn),這三個(gè)研究成果對中國微生物學(xué)發(fā)展起到了莫大的幫助,截止現(xiàn)在,我們微生物學(xué)界內(nèi)還會用及到這三個(gè)研究成果的理論知識。對于現(xiàn)代微生物來說,微生物成為了一門熱門的前沿基礎(chǔ)學(xué)科,在基礎(chǔ)學(xué)理論研究方面,逐步進(jìn)入到了分子水平的研究中,在應(yīng)用研究中,向著更有效和良好的方向發(fā)展。
二、 農(nóng)業(yè)微生物學(xué)教育的重要性
現(xiàn)今生活中離不開微生物的影子,也更離不開微生物學(xué)的研究。水果、蔬菜、毛巾、化妝品等等,都含有微生物的存在,這些物品的成分由來,就是微生物學(xué)科學(xué)家和學(xué)生們多年研究出的成果,把反復(fù)試驗(yàn)成功的微生物加載到需要的物品中,制造出和我們生活息息相關(guān)的物品,微生物學(xué)的研究教育工作,給我國的經(jīng)濟(jì)、高新、生物、農(nóng)業(yè)等帶來很大的幫助,中國的礦物質(zhì)隨著人為和環(huán)境的破壞而日益減少,具新華社報(bào)道,以中國目前的煤炭使用量來說,中國煤炭資源只能在維持70年,可以試想,70年以后,滅絕的不只是煤炭,還有石油、稀有物質(zhì)等,如果我們沒有了這些必要物資,我們該怎么辦?只有通過自主研究新的微生物能源,創(chuàng)新出更有效地物資來保證人類生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
微生物學(xué)的應(yīng)用范圍不單單限制于生活應(yīng)用中,它的分布范圍非常廣,對于土地來說,1g沃土中含菌量高達(dá)幾億甚至幾十億。正介于微生物具有生長快、代謝能力強(qiáng)的特點(diǎn),才使得微生物能夠成為發(fā)酵工業(yè)的產(chǎn)業(yè)大軍,在工、農(nóng)、醫(yī)等戰(zhàn)線上發(fā)揮巨大作用。正因?yàn)槲⑸飳W(xué)的重要度如此之大,所以中國和世界都極其需要微生物學(xué)的教育者和探索者,用他們的努力成果來給我們未來的生活保障和依靠。所以說,微生物學(xué)的教育是必然的,微生物學(xué)的探索研究也是必要的。
三、 如何開展微生物學(xué)的教育和探索
1、讓學(xué)者正確認(rèn)識微生物學(xué)的重要性。只有正確意識到微生物學(xué)對人類的幫助,才能用心的去學(xué)習(xí),,社會中的事物是多面性的,都是相互依賴、相互聯(lián)系的,都全面反映了事物之間的密切關(guān)聯(lián),正確看待、正確理解。才能學(xué)好微生物學(xué)的奧妙知識。
2、加強(qiáng)學(xué)術(shù)隊(duì)伍建設(shè),建立多層次人才培養(yǎng)體系。十年樹木百年樹人,微生物學(xué)最重視的是自身學(xué)術(shù)梯隊(duì)的建設(shè),要有多面人才得產(chǎn)于,融合老專家、老學(xué)者。使這個(gè)隊(duì)伍變得更加有力,創(chuàng)新能力更強(qiáng)。然后注重新人的培養(yǎng),帶動(dòng)研究生教育工作的發(fā)展,只有堅(jiān)實(shí)科學(xué)研究基礎(chǔ),才有微生物學(xué)教育和研究進(jìn)步。
3、加強(qiáng)微生物學(xué)的教學(xué)研究,提高教育質(zhì)量。確保微生物學(xué)課程在相關(guān)院校中基礎(chǔ)教學(xué)地位,加強(qiáng)基礎(chǔ)、擴(kuò)寬面向,無論是綜合性還是工程性的大學(xué),還是農(nóng)業(yè)院校的植物生長和動(dòng)物生產(chǎn)類的專業(yè),微生物學(xué)都是一門重要的基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課,因此,微生物學(xué)的發(fā)展力量不會削弱。
4、基礎(chǔ)課程的合理設(shè)置。課程設(shè)置是教學(xué)計(jì)劃的核心內(nèi)容,是實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的中心環(huán)節(jié),微生物學(xué)是一門復(fù)雜的學(xué)科,由許多相關(guān)的學(xué)科綁定在一起,息息相關(guān),為讓更多的被教育者適應(yīng)這種學(xué)習(xí)環(huán)境,所以要以加強(qiáng)基礎(chǔ)教育,擴(kuò)寬基礎(chǔ)口徑,增強(qiáng)人才培養(yǎng)適應(yīng)性的原則,來建立合理的課程設(shè)置。
5、注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。給學(xué)生充足的時(shí)間和條件,讓學(xué)生自己動(dòng)手去實(shí)驗(yàn),去探索微生物學(xué)中的知識,將基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、論文等環(huán)節(jié)合理的銜接和優(yōu)化,圍繞加強(qiáng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力,在不同階段向?qū)W生們提出合理的要求。以培養(yǎng)他們的自主創(chuàng)新能力。
總結(jié):
以上是筆者在當(dāng)代微生物學(xué)的研究和探索中所整合的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行了粗略的分析和研究,微生物學(xué)的研究和教育工作是未來開展的一個(gè)方向,只有通過合理的手段、合理的方法,完成微生物學(xué)的教育目標(biāo)和微生物學(xué)的探索研究工作,才能使我們的微生物學(xué)技術(shù)由基本走向成熟,對我們未來中國發(fā)展和人類居住環(huán)境給予保障,所以我們要認(rèn)真對待微生物學(xué)的教育工作,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)巴施勒辛和明茨等微生物前輩們的豐功偉績和高尚情操,熱愛微生物學(xué)專業(yè),為微生物事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
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