探究林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)教學(xué)改革

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          探究林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)教學(xué)改革

          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(kāi)設(shè)對(duì)學(xué)生系統(tǒng)理解相關(guān)理論知識(shí)及掌握微生物學(xué)基本實(shí)操技能至關(guān)重要。長(zhǎng)期以來(lái),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(shí)間安排不合理、學(xué)生參與度低等問(wèn)題。文章分析了出現(xiàn)這些問(wèn)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(duì)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(kāi)設(shè)微生物學(xué)課程,其配套的實(shí)驗(yàn)課程往往不開(kāi)設(shè)或所占學(xué)時(shí)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(lái)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(zhǎng)期以來(lái),在林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中存在一些問(wèn)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(shí)間安排不合理、學(xué)生參與度低等。這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果。基于此,本文綜合分析了林學(xué)專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問(wèn)題及原因,并針對(duì)這些問(wèn)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(wèn)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(cè)、微生物的自然選育、微生物的生長(zhǎng)及測(cè)定、微生物的生理特征及分子生物學(xué)特征等多個(gè)板塊的數(shù)十個(gè)小實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖1),內(nèi)容非常龐雜,很難在有限的教學(xué)時(shí)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(duì)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(wú)關(guān)聯(lián)。因而,在教學(xué)過(guò)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(méi)有關(guān)系。這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)積極性不高。

          1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)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(shí)嚴(yán)重不足,無(wú)法在有限時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。同時(shí),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(kāi)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(kāi)始實(shí)操學(xué)習(xí)時(shí)往往對(duì)實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)印象不深或早已遺忘。這就需要增加額外的時(shí)間向?qū)W生再次講授理論知識(shí),進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間進(jìn)一步被壓縮,不利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)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(tái)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(shí),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(tái)上進(jìn)行,而一般實(shí)驗(yàn)室僅有1至數(shù)臺(tái)超凈工作臺(tái),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(duì)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(píng)分方式也多以考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)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(duì)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(bào)告撰寫(xiě)、輕實(shí)驗(yàn)操作的想法。事實(shí)上,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,單個(gè)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(dòng)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(guò)開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)將各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作串聯(lián)起來(lái)。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(shí)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(duì)植物生長(zhǎng)有益,在林業(yè)生產(chǎn)中有很好的應(yīng)用前景。可開(kāi)設(shè)“林木根系內(nèi)生菌研究”的綜合實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖2),將微生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來(lái),同時(shí)將林學(xué)知識(shí)與微生物學(xué)知識(shí)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(píng)價(jià)進(jìn)一步將微生物學(xué)與林學(xué)知識(shí)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(duì)林業(yè)發(fā)展的重要性。

          2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)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(shí)數(shù),使之保持在25~30個(gè)學(xué)時(shí)。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(shí)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(shí)觀測(cè)),建議實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后前3周每周設(shè)置4個(gè)學(xué)時(shí),而后續(xù)的鑒定、回接驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)時(shí)效性要求并不高,每周設(shè)置2個(gè)學(xué)時(shí)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(duì)理論的理解[1]。具體來(lái)說(shuō),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(yíng)養(yǎng)與培養(yǎng)基”時(shí)開(kāi)始實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較合適,此時(shí)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(duì)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(duì)理論知識(shí)的直觀認(rèn)知。

          2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

          鼓勵(lì)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(lì)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(duì)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(bào)交流。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)是以學(xué)生動(dòng)手為主,要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)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(wèn)題,要求每位學(xué)生獨(dú)立操作,掌握實(shí)驗(yàn)技能[6]。針對(duì)實(shí)驗(yàn)器材(如高壓蒸汽滅菌鍋、超凈工作臺(tái)等)有限的問(wèn)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(huì)。

          2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式改革

          合理的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)有利于學(xué)生主動(dòng)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(shí)考核學(xué)生對(duì)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(jī)?cè)u(píng)定可按考勤(個(gè)人考核,占10%)+實(shí)驗(yàn)原理掌握情況考核(個(gè)人考核,占20%)+實(shí)操考核(個(gè)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(chǎng)實(shí)操(主要考核學(xué)生無(wú)菌操作的規(guī)范性及其對(duì)顯微鏡的使用等)情況進(jìn)行評(píng)定。在考核方式改革后,學(xué)生成績(jī)的評(píng)定主要基于個(gè)人表現(xiàn),這樣會(huì)減少部分學(xué)生對(duì)他人的依賴性。同時(shí),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(yǔ)

          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(wèn)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(shí)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(huì)增加教學(xué)成本,占用任課教師大量的課外時(shí)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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          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