生物学实验教学范文

导语：如何才能写好一篇生物学实验教学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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引言

环境工程微生物学作为一门边缘学科，它要求学生要将理论与工程实践紧密结合，是一门实践性很强的课程。掌握必要的环境工程微生物学实验技能对于理解和认识环境工程微生物学有关理论，从事环境工程相关研究工作具有重要意义。现代大学教育的目标是培养学时创新意识和能力，将以知识为核心的观念转变为以创新为核心，从强调传授知识到知识与能力并重，培养应用型人才。因此，大量的课程实验成为巩固和加深学生对基本知识和基本技能掌握与理解的必然要求。然而，传统环境工程微生物实验课中，各部分实验项目相对独立，连贯性不强，且内容重复较多，学生在有限的课堂教学中难以系统地把握微生物学实验操作，不利于实现对培养学生的环境工程微生物操作技能和综合素养。面对近年来各种实验课堂教学学时都存在压缩趋势，如何在实验教学过程中综合设计、合理调整、突出重点显得非常关键。因此，我们可以根据实际需求和条件，适当调整实验内容，将原有各相对独立的实验项目按照器皿包扎、配制、消毒，菌株划线分纯、计数、转种、保存，革兰氏染色、菌落观察及菌体特征显微观察等系统串联在一起，形成一个综合性实验。通过该综合实验短期而系统的锻炼，让学生掌握4种以上实验项目的实验技能。

这不仅优化实验教学内容，能够让学生在有限实验教学学时内掌握几种关键的微生物学基础操作技术，而且使他们对环境工程领域所涉及的微生物学研究途径有一个完整认识。结合自身特色，设计综合性实验。如自建的污水处理厂，环境工程专业实验室位于污水厂办公楼内，极大程度上方便了相关实验课的开展。结合此特点，我们提出了“污水生物处理过程中微生物的简单分析”的综合性实验。

一、综合实验教学方案设计

污水生物处理主要是指利用微生物的新陈代谢作用，分解转化污水中的污染物，达到净化水质的目的。生物处理是目前污水处理最有效、最经济的方法之一。污水处理过程中微生物种类繁多，采用传统技术方法和镜检来分纯、计数、观察其中的优势菌株，对比其与进水和出水中主要菌株的差异，有助于了解污水生物处理过程中微生物的生长情况，巩固基本操作技术。长期对不同阶段、环境下污水处理中优势菌株观察，可以有助于正确判断污水处理运行情况。综合性实验“污水生物处理过程中微生物的简单分析”是在综合实验准备环节、细菌计数、划线分纯、形态观察等操作的基础之上，完成对污水中微生物的划线分纯培养、斜面接种、菌落计数(平板涂布法、倾倒法及显微镜直接计数法相比较)、菌落观察、菌体观察(革兰氏染色及镜检)等系列分析工作。通过对污水分离菌的菌落和菌体形态观察，初步判定大致所分主要菌株类型。结合本组的实验结果，了解所选污水处理的不同阶段微生物生长情况。在学习对污水处理过程中微生物生长情况简单分析的方法的同时，强化了学生的微生物基础操作能力。

二、实验教学内容实施

让学生掌握微生物基础操作，并尝试判断污水处理的前、中、后不同阶段细菌生长情况。实验前，先统一以PPT形式讲授整个实验流程及各部分须注意事项，然后开始分组实验。

(1)实验准备环节:配制固体基础培养基和0．85%生理盐水，并分装固体培养基———6支试管(每支5mL)做斜面，剩余装入锥形瓶中;另外，制作试管、锥形瓶的棉塞，并对试管、锥形瓶、培养皿、移液管进行包扎;然后对以上所有实验用品进行高压灭菌。取出后放入无菌操作台中，并用紫外灭菌。用无菌锥形瓶分别取进水、处理中、出水水样，备用。

(2)细菌计数:计数之前首先对所取水样进行梯度稀释，然后按照平板涂布法、倾倒法及用血球计数板直接计数法分别进行计数，尽量让学生了解并掌握三种计数方法的特点与差异，以便今后根据实际情况选择合适计数方法。

(3)划线分纯:取原水样进行平板划线，根据微生物菌落特征分别选取分散开的不同菌落进行再次划线后继续培养，直到获得多个不同菌株。此部分工作由于每次划线培养都需要1天时间，因此若要多次划线分纯，则需学生在课后继续“自助”进行该实验，直到获得纯菌株为止。最后，在已准备好的固体斜面上接种所得已分纯菌株，培养24小时后取出，4℃下保存。

(4)形态观察:取出前一天培养的平板，对细菌的菌落形态和菌体形态分别进行观察。其中菌落形态是观察培养皿内不同菌落形态，初步分析自己分离微生物的种类，并和其他同学的实验结果进行对比，大致判断污水处理不同阶段微生物的差异。菌体形态则是分别挑取具有不同特征的菌落，按照已掌握革兰氏染色方法进行染色，镜检观察。实验过程中，学会具体操作技能是根本，而对实验结果的分析判定同样重要。因此要求学生做详细记录，以便根据所属小组的实验结果分析所取水样中细菌情况。可根据各个实验部分设计不同图表方便学生记录，如表1就是用于实验污水中细菌计数结果记录用表。要求学生根据实验结果，分析所属小组分离出了那些常见菌，以及结合自己实验，判断污水处理过程中有没有哪些菌在不同阶段都存在?如果存在，有哪些?

三、“指导+自助”实验教学模式探讨

采用“指导+自助”实验教学模式，实现课上指导、课下自助。指导老师在课堂上有重点地讲授实验操作技能，学生除课堂学习外，根据自己喜好，或重复练习课堂所学实验操作，或自己设计实验进行分析，也可以参与教师的科研项目进行更深入的锻炼与提高。这种方式不仅是对环境工程微生物课堂实验教学学时有限的弥补，更是对实验教学学时、内容的拓展与延伸，能够充分提高本科实验室教学资源的利用效率，发挥本科实验室教学资源的功能，让学生可以充分利用课余时间熟练实验操作，巩固所学实验知识，增强自主创新技能。在学生自助实验学习过程中，实验室指导老师也可以根据学生个人情况适当安排和指导。可以根据已学“污水生物处理过程中微生物的简单分析”实验进行延展分析，如设计活性污泥法处理污水过程中的“革兰氏阳性与阴性细菌比例情况分析”、“污水处理中最常见菌体的确定与分纯”、“接触池投加药物量与杀菌效果的关系”等实验，促进学生培养自己的创新性思维。#p#分页标题#e#

四、实施效果总结

(一)集中讲授效果

实验课在理论课结束后集中两天授课，改变了实验教学依附于理论教学的从属地位，既保证了与理论课的衔接，使实验在理论的指引下按其本身的规律和系统进行，又能系统、合理安排实验教学内容，使实验内容连续、有序进行。不仅使学生操作起来认真，更重要的是结合实际、系统讲授使得环境工程微生物学实验课程更有意义。尽管课时有限，但六年来的实验教学探讨发现，95%的学生在实验学习过程中有良好表现，并对这种集中式综合设计实验表示非常满意。

(二)学生评价结果

通过对“污水生物处理过程中微生物的简单分析”实验课的学习和课后自己的巩固练习，系统掌握了从实验基本的包扎、消毒等准备工作到细菌分纯、计数，再到菌落、菌体观察等。此外，由于本实验内容是基于污水处理过程中的细菌分析，学校有国内首座高校自建污水处理厂，实验取样方便，实验结果对于我们更清楚认识污水处理过程有积极作用。

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[关键词]虚拟现实技术；分子；生物学；实验教学

虚拟现实技术的产生为生活带来了无数便捷，在虚拟现实技术中是以人为主体，人类从中获得从未有过的体验。该研究所说的虚拟的分子生物学实验是通过计算机软件开发以及网络的技术相结合形成的系统软件。它应用了Flash编写课件，汇集了图片、视频、音频、动画，创造了一个虚拟中的实验室。通过操作计算机就能够进行生物实验。具有多重特点。虚拟现实技术这种新型的仿真技术与分子生物学的教学实验相互结合，完善了老师教授实验教学模式，弥补了生物教学实验中产生的不足之处，把虚拟现实技术的特点发挥出最好的效果。为学生教学提供了更多的途径。目前，虚拟现实技术已应用在分子生物实验教学之中，提高了学生的学习兴趣，增强了学生独立思考的能力以及创造力，取得了不错的成果。针对这一技术，该研究作出了深刻具体的分析，现报道如下。

1虚拟现实技术

1.1虚拟现实技术的含义

所谓虚拟现实技术，是指人类利用计算机根据真实的环境设计并构造的模拟世界的一项技术。它是一种多种信息组合交集成为三维立体视图以及有真实能动性的仿真系统。它几乎和真实世界一模一样，人们仿佛置身其中。虚拟现实技术（VR）[1]是开启这一类技术大门的钥匙，是仿真技术的指路标，是多种多媒体技术以及网络技术的组合。虚拟现实技术走在多种网络技术的最前端，是值得更多的网络人深入研究的课题。虚拟现实技术包含有：模拟环境、行为能力、感觉、感应设备。所谓模拟环境，它是电脑设计出来的具有3D真实效果的场景。行为能力是说场景中的人物有自己的行为能力，和现实中的人物是一样的，身体的各部位都可以活动，电脑进行操控他们的行为能力。当电脑发出某个指令时，他们会根据指令做出相应的反应，我们就可以看到他们的动作。感觉，众所周知，是场景中的人物拥有五官的感受，比如，嗅觉、味觉、听觉等等。感应设备是指使三维立体视图交汇在一起的设备。

1.2虚拟现实技术的特点

作为新发展起来的仿真技术，虚拟现实技术有很多特点，如下所示。①与现实交集。虚拟现实技术可以说是一个仿真世界，它拥有着真实世界所拥有的一些事物，包括人类在内。仿真世界里的人物和我们一样有着感官以及能动性，唯一不同的是，它们需要我们用计算机来操作它们的行为[2]。②很安全。安全是说可以利用虚拟现实技术进行场景模拟演练，比如，演练各种火灾场景、各种地震场景等等。这样有助于在现实生活中遇到这些情况时能够冷静处理，及时躲避，能够自救以及救助别人，确保我们人类的人身安全。③感觉置身其中。当我们操作电脑时，就会觉得仿真世界里面的人物就是自己，仿佛置身其中，体验不同的世界。仿真世界的真实程度会让你觉得和现实没有任何区别。④拥有感知能力。虚拟现实技术其中包含有感觉，这是说里面人物的感觉，他们有听觉，味觉，嗅觉，以及它们还有运动能力。⑤有针对的处理问题。在虚拟演练中，我们可以根据自身的弱点进行有针对性的练习，比如，当自己无法处理火灾事故时，我们可以利用虚拟现实技术进行演练，提高自己的应对能力。

2分子生物学

2.1分子生物学概念

分子生物学是指以分子为单位来探究生命活动规律的一门科学。分子生物学主要是研究蛋白质、蛋白质-核酸这一类分子的构造以及合成[3]。探究其生命活动主要包括了人类的癌症的病变，植物的光合作用生命活动中神经的原理等等。分子生物学是需要通过不断试验，不断用实践证明理论的学科。它也是一门开放性学科，要求学生通过动手设计实验、进行实验、分析探究实验，最后得出结论。所以又说分子生物学的实践性很强。

2.2研究分子生物学的意义

所有生命现象的活动都是有规律的。就像生物都是由蛋白质还有核酸组成的。分子生物学的研究为人类带来了了解生命活动规律的机会，人们可以进一步改变生物构造作进一步的研究，为人类造福。

2.3相关应用

①克隆技术。分子生物学作为一门新兴边缘的学科，它的研究成果能够为人类造福。虽然目前我们仍处在克隆技术的最初级阶段，随着科学家不断探究以及实验，未来定会看到克隆技术所带给我们的福音。②DNA鉴定。随着分子生物技术的不断深入探索，科学家对基因的研究也有了很大的成果。DNA鉴定也为侦破案件提供了重要的证据。同时亲子鉴定也可以通过DNA检测获得帮助。③转基因。转基因（GMF）[4]是通过转换物种之间的基因而得到的另一个物种。转基因食品拥有了其它食品所没有的能力，例如，转基因食品防虫蛀，延长了保质期，而且是大批量生产，使生产成本减到最低，转基因食品不分季节，可以随时供应，满足人类的需要。但由于转基因食品的好坏尚不明确，还有待进一步研究实验。

3虚拟现实技术在实验教学中的特点

虚拟实验是虚拟现实技术与生物教学实验相结合的产物，是利用操作计算机让学生体验模拟的生物实验，实质上他就是计算机利用Flash技术开发的软件系统，为学生提供环境、设备，就像在真实的实验室一样。正是如此，虚拟实验有着真实实验室不可比拟的特点：①共同的系统。众所周知，计算机系统中的资源都是可以通过网络共享的。也就是说，人人都可以看到、用到。而虚拟实验证正是有这一特点，它可以通过计算机目录检索，学生所需要的相关数据、文件、电子图书，甚至是以前操作的实验都能找到。学生通过共享资源，节省了时间，提高了学习效率。②交流信息。资源可以在计算机上共享，同样的，在虚拟的实验环境中，学生可以尽情的交流，交换意见。③学生自由操作。虚拟实验是由计算机操作完成，学生通过操作计算机完成实验成果。所以学生拥有操作的权利，可以对虚拟仪器的使用进行操作。还可以随时上传相关数据，保存数据等等。④软件升级。随着社会发展迅速，信息步伐加快。虚拟实验也需要更新换代，软件需要升级。各种环境都需要被改变。我们也要跟上时代的脚步，随时准备虚拟实验进行扩充。⑤设备先进。虚拟现实技术是新兴的一种技术，所以在设备上都是采用最先进的。当然，虚拟实验的仪器也是最好的。

4虚拟现实技术在分子生物学实验教学中存在的问题

经过多次总结，虚拟现实技术在分子生物学实验教学中有以下几个问题。

4.1两者发展不健全

在分子生物学的实验教学中，分子生物学实验教学内容一直都很盲目注重实验的结果，对于实验的设计方面设想的偏少。教学中更注重实验，而忽略了学生的综合能力的培养。学生没有设计过程，就不会了解整个实验的设计思路，及时得到了实验结论，也只是匆匆记住结果而已。老师的这种教学模式，严重阻碍了学生的能力发展。学生并没有从教学中学到任何技能。学生应该全面掌握实验教学过程，从设计实验、进行实验、分析探究实验，最后得出结论。这样才能与现代信息技术进行衔接。而虚拟现实技术也是目前新兴的仿真技术，还需要不断的完善。对于生物实验教学这一模块没有进行标准化，使用起来会很困难。在使用计算机操作虚拟现实技术上，老师和学生应提高使用计算机的能力。

4.2虚拟现实技术在分子生物学实验教学软件设计和上机操作问题

在设计软件时，设计者要和相关实验人员进行沟通，使设计出来的软件能够方便使用。让老师能够教会学生应用软件，同时能够让学生操作实验并得出相应的实验结论。老师与学生共同学习，不仅有生物实验，还有计算机软件操作的问题。

4.3现实与虚拟的空间问题

使用了虚拟现实技术，学生就进入到了另一个世界，在其中体验生物实验教学。两者的感受是截然不同的，学生不能沉浸在虚拟的世界中而忘记了教学的重点[5]。

5虚拟现实技术在分子生物学实验教学中应用的对策

5.1加强对计算机软件的学习

首先，学生要进行计算机培训，以保证学生都能够达到操作计算机的能力。其次，统一由软件人员进行虚拟现实技术开发的生物实验的软件的培训课程。教会学生操作软件，并能灵活掌握。以便学生能顺利操作实验，并得出正确结论。

5.2完善分子生物教学实验的教学

进行生物实验教学是学生教育中必行之路，而且教学目标中明确提出要求学生自主完成实验的设计与操作。有助于培养学生的综合能力，提高学生的专业知识水平。

5.3加强两者合作交流

软件设计者与生物实验人员要多沟通，使两者的结合得到更好地发展。同时也促进虚拟现实技术的应用在教育中有更好的发展前景。

5.4课前对学生进行教学指导

要让学生充分了解软件操作的目的是为了更好地、更加逼真地进行实验操作，分清现实与虚拟。学生在软件操作中学习知识，理解知识，充分了解实验的设计过程与操作过程及最后得出的结论。提高了分子生物学实验教学质量。

6结语

虚拟现实技术作为一种新兴的仿真技术，它为人类的生活带来了便捷，解决了人类对危险环境的及时应对问题。虚拟现实技术已经深入教学作为一种模式值得被重视。它解决了学校教育中教学过程的不完善，硬件设施的缺乏，教学环境等问题。从更开阔的视野以及多重的角度参透教育的特点，并对其开展一系列问题的分析研究。学生可以在过程当中进行深入探索和自主学习，为学生学习知识增加了乐趣，提高了学习的积极性。同时对计算机的操作，也提高了学生的综合能力，独立思考能力以及主观能动性。使学生更加积极向上，提高教学的质量和效果。不过，虚拟现实技术的发展尚处于起步阶段，还存在很多问题没有得到解决，还需要进一步研究[6]。

[参考文献]

[1]RuweiYun.VRforexplainingtheconcept“relativemotioninphysics”Eurographics/ACMSIGGRAPHWorkshoponCom-pute[J].GraphicsEducation，2014（6）.

[2]徐辉，马秀峰.虚拟现实教育应用探析[J].山西师范大学学报:自然科学版,2013,24(6):95-97.

[3]张璇.虚拟现实技术在实验教学中应用的探讨[J].邢台职业技术学院学报,2014,26(3):6-8.

[4]BrentGWilson.MetaphorsforInstruction:WhyWeTalkAboutLearningEnvironmentsEducationalTechnology[J].2013.

[5]陈晓欢，王颖颖，左云飞．虚拟实验室在分子诊断学中的应用[J]．实验室建设与管理，2015，14（1）：126－128.

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［关键词］细胞生物学实验；教学方法；教学内容；教学改革

细胞生物学是生物学至关重要的一门基础学科，发展也是日新月异，同时也是一门实验性学科。理论教学可使学生掌握课程的基础知识、学科框架以及学科前沿，而实验课程的开设能使学生巩固所学理论知识，掌握该学科基本实验技能和研究方法，培养学生科学研究的思维和意识，提高学生的综合科研素质。细胞生物学实验不仅是理论课程的补充，也是整个生物学实验教学体系重要的一门课程。[1][2]随着细胞生物学实验技术方法的快速发展、教学条件的改善以及学生培养目标的调整，目前细胞生物学实验教学过程中逐渐出现了一些不足与缺陷。例如，课程内容较陈旧，不能与时俱进；教学方法单一，课堂气氛沉闷；学生缺乏积极主动性，教学效果欠佳等。如何丰富和更新细胞生物学实验内容，提高教学效果，达到培养创新型人才的目的，已成为摆在教师面前亟待解决的问题。

一、优化实验教学内容

细胞生物学实验内容广泛，基本实验包括细胞器结构观察、细胞及亚细胞组分离心分离技术、细胞常规制片技术、细胞染色体标本的制备及观察等，有些较综合性的实验涉及的实验技能较多，时间较长，如动物细胞培养实验等。基本实验所需时间较短，在课程设置时可将一些同类的实验项目合并，合理安排时间，提高实验效率。细胞器的观察可归为一个实验，细胞核的分离与叶绿体的分离合并起来，有丝分裂和减数分裂染色体形态观察和分析合并等。通过这些措施，可以在有限的时间里做更多的实验，提高了效率，节约了时间。这些基本实验教学的目的是强化细胞生物学实验基本技能，掌握基本实验方法和技术。[2]为了强化学生的基本操作能力，启迪创新意识，培养综合运用实验技术分析和解决问题的科研能力，应合理开设综合性实验，将单一验证性的实验项目整合为系统化的综合性实验。比如动物细胞的原代培养及保存与复苏这个实验，包含了原代培养、细胞计数及观察、细胞的保存与复苏等小的实验项目。

二、现代化手段辅助教学

多媒体教学直观生动，有利于学生对知识的理解和掌握，激发学生的兴趣，提高教学效果。在实验课中，可播放一些自己录制或购买的实验教学录像，让学生更直观、更清楚地看到整个实验过程。例如在动物细胞培养实验时，先播放动物细胞培养的视频录像，让学生了解前期准备的细节，了解动物细胞培养的过程和注意点，这样可有效地提高学生的实验技能和实验的成功率，弥补传统教学的不足。另外，随着细胞生物学实验技术的快速发展，一些重要而当前不能实际操作的实验，在课堂上可以让学生观看教学录像或网络视频资料，使学生了解其结构和用途。如流式细胞仪的使用。通过带有显微成像系统的显微镜，将好的实验结果拍摄下来，可以对图像进行进一步的分析和长期保存，展示给学生，使学生有一个清晰、直观的认识，老师讲课的时候也更加具有针对性，内容更具体、生动。例如在植物细胞有丝分裂和减数分裂染色体形态分析实验中，学生常对典型分裂时期的图像把握不好，那么就可以拍摄该种生物各个分裂时期的图像，有针对性的讲解，学生更容易理解，也有了判断依据和标准，提高了效率。

三、逐步实施开放性实验教学，提高学生主动性

目前细胞生物学实验教学大多是验证性，学生对这种被动的、按部就班的教学方法积极性不高，难以激发其学习兴趣，效果也不理想。很多专家教授提出要打破细胞生物学实验这种传统教学模式，实施开放性教学，培养学生科研思维能力。开放性实验教学的效果毋庸置疑，但在我们的实践中以及调研其他院校后发现，开放性实验普遍存在教学时间有限、实验老师工作量巨大及需要较多实验经费等现实问题。另外，学生知识水平有限，难以把握实验难度，实验设计不够合理，往往难以获得理想的结果，有时会打击学生的学习积极性。开放性实验室的安全性和实验室日常管理等问题也是不易解决的问题。我们在实践中采用多层次、灵活的办法，适当增加一些经费和人力投入开放式教学，引导学生自己准备实验，对实验所用材料进行选择，对同一实验采用不同实验方法等不同程度的、有限的开放，达到学生积极参与的效果。

（一）实验材料自主选择。实验课中经常是一个实验内容都采用同一种实验材料，常出现个别同学实验积极性不高，参考别人实验结果的惰。有些实验内容，老师可以很方便的准备多种实验材料，学生可根据兴趣选取不同材料。这样学生会相互间进行比较，思考由于材料不同引起的实验方法和结果有哪些不同，有利于提高学习兴趣，培养科学思维能力，丰富基础知识。例如，在植物细胞有丝分裂染色体形态分析试验中准备洋葱根尖和蚕豆根尖，学生选取其中一种材料进行染色体形态观察和分析，又如在石蜡切片制作过程中，可选用植物或动物材料。[3]这样学生就会比较两种材料有什么不同，分析实验结果的差异在哪里，为什么有这样的结果。这样带着问题做实验，在实验中寻找答案，就会调动学习积极性，提高教学效果。

（二）灵活采用实验方法。在实验方法上同样可实行开放式教学，如细胞活性测定的实验中，染料排斥法、双色荧光检测法和N11检测法都可以检测细胞的死活，而三者的原理和所需的实验仪器试剂都是不同的。在实验教学过程中可以让学生根据自己的兴趣选择其中的任意一种或多种方法，只有当学生明确了实验原理、实验方法后，才可根据已确定的实验方法进行仪器试剂的选择。经过这样的自主选择后，学生对实验原理和实验方法都有了很好的掌握。在每一个试验中，始终贯彻科学的思维方法和实验方法，对于实验指导中给出的具体的操作可做适当的调整或改变。如在植物细胞骨架的光学显微镜观察这一实验中，细胞骨架制片效果的好坏与TritonX－100的浓度和处理时间密切相关。在上课时，讲清楚在这一实验中的TritonX－100作用和原理，可以让学生分组后改变TritonX－100的浓度和作用时间，其余步骤不变，然后比较实验效果，确定最佳条件。通过这个实验，学生不仅掌握了细胞骨架的制片技术，而且能透彻理解TritonX－100的作用原理，也使学生认识到不能教条式照搬已有知识，培养其科学的思维和方法。

（三）逐步开放实验内容。依据实验内容和实验条件，从验证性实验逐渐开展不同程度的开放性实验。首先，可以让有兴趣的学生共同参与实验前期准备工作，在实验员准备实验的时间，提前通知学生，在老师指导下学生自己准备材料，如提供给学生洋葱、蚕豆，自己培育根尖，配置实验所需的溶剂等。在动物细胞培养试验中，让学生和老师一起洗培养瓶，灭菌，配置培养基等，从而提高学生的实验技能，培养学习兴趣，理解实验准备工作的繁琐，培养吃苦耐劳的品质。其次，可开放局部实验方案确定环节，培养学生的探索精神。最后，设置开放实验，可让学生自主设计实验。老师提供多个可行的实验项目，将学生分成几个小组，以小组的形式完成实验。这就要求学生主动查阅相关文献，设计实验，通过师生之间的讨论后，制订出可行的实验方案并予以实施，这非常有利于引导学生积极思考，激发学生探索欲望。

（四）课堂教学与课外科研工作相结合。二年级以上的本科生绝大多数都进入了不同老师的科研实验室，而科研实验室的开放可让部分感兴趣的同学在实验老师和科研实验室共同指导下自行设计实验，学生根据科研实验室条件和老师研究方向，查阅文献，提出实验设计方案，老师根据学生的知识结构，对选题和实验设计做出筛选，确定后在科研实验室完成这部分工作，最后做一次实验总结报告，计入平时成绩。

四、完善成绩综合评定体系

根据实验课程的特点，应对实验课全程跟踪评定，包括出勤情况，课堂纪律，规范操作，实验态度，实验结果，实验报告，劳动纪律，责任心等多方位对学生做出综合评定。[4]可分为三个方面：平时成绩，包括出勤率和课堂实验态度，操作规范情况等，培养学生良好的实验作风，激发学生学习的积极性；实验结果，实验操作能反映学生的基本实验素养与动手操作能力，主要通过考察学生的实验表现得到，对于一些操作性强的实验课可当场记录成绩并计入最后的综合考评中；实验报告，根据学生的实验报告来评定成绩，综合性实验的实验报告可以改成论文的格式，这就要求学生对实验原理、步骤、结果以及数据等做出总结，以提高总结能力。这样，才能达到使学生加深理解细胞生物学基本理论知识，锻炼学生的实际动手能力，提高实验操作技能，培养学生的科技创新意识和综合素质的目的。

［注释］

［1］陈媛媛，陈付学，华子仪，等．深化细胞生物学实验教学改革，探索开放式实验模式［J］．教育教学论坛，2012（40）：60－61．

［2］李小燕，刘江东，郑凌，等．深化细胞生物学实验教学改革培养创新型人才［J］．实验技术与管理，2011（4）：116－119，142．

［3］毛晓霞，黄敏毅，郑爱芳．提高《细胞生物学实验》教学效果的建议［J］．安徽农学通报（下半月刊），2012（24）：164，183．

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关键词:微生物学；设计性实验；教学

中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:1674-2060(2016)03-0242-02

微生物学作为生物相关专业的基础课程,是多学科交叉研究的基础,同时也是一门实践性、应用性很强的学科。微生物学中灭菌、分离、培养等技术的拓展和渗透,使得动植物细胞培养手段也更加广泛[1]。无菌技术和保藏技术等其它微生物学技术在医疗卫生、制药工业、食品生产、环境污染处理等生产领域中也得到广泛地应用[2]。由此可知,微生物学实验教学对专业技能的培养具有十分重要的作用。教育理念的持续更新,也对高等教育的内涵进行了转变和拓展。实践教育的目的主要是促使学生转变成自身知识结构的设计者。为了发挥学生的主导性,使被动学习转变为主动学习,成为学习的主体[3]。在微生物学实验课程中后期,专门设立开放时间段,给定实验目的和实验条件,教师引导学生按照自己的兴趣设定实验方案,小组成员进行分工准备实验材料,完成实验操作,分析实验现象并总结实验结果。通过这种主动学习的方式,充分调动学生对科研的兴趣,取得良好的教学效果,现将我们开展设计性实验的一些做法和体会报告如下。

1开展设计性实验的重要性

微生物这门学科涉及的内容十分丰富、涵盖知识面较广、实践应用性很强,传统的实验教学体系已不能满足学生今后参与社会工作后的发展需求[4]。目前高校的实验教学由于学生人数相对较多,仪器设备有限,学生只能遵循教学大纲安排好的学时,在有限的时间内到实验室做规定的实验项目,而且教学内容大多以验证性实验为主,实验深度不够,设计性实验相对较少,实验教学效果与实际应用相差较大,这种教学模式造成学生跟随教师被动学习,积极性不高,缺乏对实验技术进一步了解的兴趣[1]。教学过程不能有效激发学生的求知欲和创造性,其结果是很难培养出熟练实验操作的创新人才,也很难培养出操作熟练的技工。按照微生物学实验教学进度的安排,学生在进行设计性实验之前,经历了系统的微生物实验操作学习,这些学习内容包括:实验一、培养基的制备;实验二、消毒与灭菌;实验三、土壤微生物的分离;实验四、微生物的接种;实验五、显微镜的使用及简单染色法;实验六、细菌革兰氏染色及形态观察;实验七、微生物数量的测定;实验八、微生物大小的测定。学生反复训练了基本的微生物接种、纯化、保存等操作技能;对进行科学实验的思路也有了一定程度上的认知。然而这一系列的实验操作都是相对分散进行的,如何能促使学生将这一系列实验内容连接起来,在一个实验内容框架下,把这一系列的实验技术都运用来解决某一实际问题,成为培养学生的重要环节[5]。因此,开展设计性实验,让学生自主选题,通过一系列的实验操作来解决某个科学问题显得尤为重要。

2开展设计性实验的方法

2.1实验选题

多数同学都认为开展设计性实验选题十分困难,根本的原因在于之前的实验都是教师准备好既定的实验项目,学生往往在此过程中并未思考这些项目的来源。对于如何在实验中心现有的条件下拟定实验项目毫无基础,对实验材料、实验试剂如何应用到实验项目中来也无任何概念[6]。我们在实践过程中,明确教师在实验项目的选择上起到的是引导作用,对于仪器设备、药品试剂等给出详尽的范围,鼓励小组成员间协商解决,互相取长补短,综合成员的意见,然后拟定出适合本组成员的实验项目。实践中,我们一方面鼓励学生选择一些与生活密切相关的内容开展实验,如部分小组同学选择了《根际土壤微生物的分离与鉴定》、《酸奶中乳酸菌的分离与鉴定》、《自来水中微生物菌群分析》等实验项目,多数学生都对与生活密切相关的内容表现出浓厚的兴趣。另一方面我们也鼓励学生从教师的科研项目中选择相关且简单易操作的内容来开展。例如部分学生开展了《食用菌的收集与鉴定》《、食用菌的制种-以农业废弃物为原料》等实验项目,这些实验项目不仅可以培养学生的实验操作技能,更重要的是与科学研究密切结合起来,学生在这个训练过程中认识微生物学实验是如何应用到科研工作中,甚至部分学生将相关的实验项目申报大学生创新创业项目,极大地增加了学习动力。

2.2实验操作

对实验项目拟定后,进入实验操作环节。设计性实验从某些方面来说是验证性实验大综合,在开展设计性实验的时候,之前学习的培养基配制、显微镜使用,微生物系列稀释,消毒与接种,微生物培养与保藏等内容都得到一次汇总复习[7]。学生根据设计的实验方案,自己动手准备实验,实施实验方案。实验过程中,教师要求学生做详细的记录,例如菌落形态、菌体大小、生长速度等。实验数据处理,实验结果总结,实验报告完成,均由学生在实验室开放时间段内自行完成。在这一阶段,对学生实验操作技能的培养、观察分析能力都得到很大的提升。其中《酵母菌的分离与鉴定》小组出色完成了实验项目。实验选择生活较易获得的葡萄作为材料,从培养基的配制、菌株分离、菌体形态观察都独立完成。整个实验过程进行了详细地记录,实验结果用图片展示出来,并且分析也十分透彻,出色地完成了一个设计性实验。

2.3实验总结

建立在对实验过程及实验结果有详细记录的基础上,要求学生完成实验报告总结,包括实验目的、实验材料、仪器与设备、实验步骤、结果与分析。部分小组实验现象并非和预期的一致,教师通过引导学生对出现的现象进行分析,鼓励学生对新出现的现象进行探讨,可能说明了实验的失败,也可能说明这是一种新的现象,值得进一步的深入探讨。部分小组的实验结果不理想,教师鼓励学生自己分析原因,完善实验方案,改进操作方法,反复进行实验最终取得满意的结果。设计性实验的评价并不简单地依赖于是否取得圆满成功的结果,而是综合地衡量整个实验过程的各个环节,包括组员间的协作精神。实验报告的撰写占很小的比重,更重要地是对实验结果的分析。

3开展设计性实验的体会

设计性实验以6个人为一个小组,要求以小组为单位共同设计并完成实验。在这一过程中,涉及的知识面比较广泛、实验内容丰富、工作繁杂,对于一个刚接触微生物不久的学生,很难独立完成这一工作,必须加强团队合作,集体讨论立题,明确分工,实验实施过程中互助,发挥集体的优势,这样的协作过程使学生产生了团队意识,培养了团队精神,为今后的学习和工作都打下了良好的基础。设计性实验内容均为学生根据自己的兴趣选择,内容多样,涉及的知识面较广[8]。立题之初,需要教师对实验方案的可行性进行审核,提出方案中可能存在的不足,与学生讨论后完善方案。实施过程中可能会出现从未遇到的情况,以及可能会面对学生提出的各种问题,这些都是在其它实验教学中没有遇到的,这就要求教师具有较广的知识面,而且必须在科研实验的一线,不断学习,提高自身的科研水平,才能有效地对学生进行指导。常规实验教学以教师为主体,实验准备工作都由老师完成,学生主动性差,仅按部就班完成,即使没经过预习也可以按照老师给予的实验步骤完成[9]。设计性实验建立在常规实验的基础上,要求学生从实验项目的选择、实验操作,实验结果观察到汇报考核都要自主完成,主观能动性得到较大的发挥。将知识传授和技能培养有机结合起来,突出学生的主体地位,促进实验教学层次的提高。

4结语

设计性实验教学的开展使学生有机会选择自己感兴趣的项目,有机会全程参与实验过程,有机会涉足实验材料的取得、实验试剂的配制等[10]。通过实验,加深对实验原理的理解。尽管设计性实验实施过程中存在一些不足,然而它在培养学生动手能力及科学思维方面优势明显,是今后实验教学改革的一个重要方向[11]。我们通过这些尝试积累经验,结合社会生活的实际,拓宽设计性实验的涉及面,增强知识的实用性,从而提高应用型本科院校学生的动手操作能力。

参考文献

[1]刘胜贵.微生物学实验教学模式的探索与实践[J].微生物学通报,2006,33(6).

[2]田颖,刘侠.微生物课程改革与职业技能鉴定衔接初探[J].微生物学通报,2007,34(1).

[3]孟建宇,李蘅.微生物学开放式实验教学模式的改革探索[J].中国细胞生物学学报,2014,36(9).

[4]吴石金,黄海婵.谈谈“自助式”微生物学实验教学模式[J].微生物学通报,2006,33(2).

[5]纪燕玲,于汉寿,汪素美,赵明文《.基础微生物学实验》课程中设计性实验的探索[J].微生物学通报,2007,34(5).

[6]朱铁群,成庆利.微生物学设计性实验教学个案分析[J].微生物学通报,2007,34(5).

[7]张桂然,张红梅,李欣.生物学开放式实验教学的实践与探索[J].实验技术与管理,2013,30(7).

[8]肖红霞.开放式实验教学对创新型应用人才培养的内在机理[J].实验室研究与探索,2011,30(8).

[9]范玮.创新高职院校开放式实验教学模式之我见[J].教育与职业,2013,35.

[10]牛雅琼,谢国梅,那冬晨,闫桂琴,王祎玲,王华峰,李琪.遗传学开放式实验教学的探索[J].生物学通报,2012,47(1).

篇5

关键词：微生物学；实验教学；改革

随着现代生命科学的迅猛发展，对生物学专业学生的需求在日益增加。与之相适应，许多高等院校都相继设立了生物技术、生物工程、生物制药等相关专业。微生物学是生命科学中各专业重要的专业基础课。如何进行微生物学实验课教学改革，是广大微生物学教育工作者面临的新课题。

由于微生物学内容丰富，涉及面广，实践性强，传统的实验课程教学体系已远远不能满足学生今后的发展。在微生物实验教学中，我们发现虽然在详细讲解后进行操作演示，但学生对标准的操作要领并不能很快掌握，以至于在实验过程中还是犯同样的习惯性错误。学生不能很好的掌握实验过程中的具体和关键性的标准操作，不能很好的锻炼学生的动手能力和创新能力的培养。因此，加大实验教学力度，强化实践教学环节等方面的改革势在必行。实验教学课件可以实现实验过程中的一些细节表现。学生可以根据自己的情况有选择的学习或对难点、重点反复的观看和学习。课件操作方便，使用多媒体技术即可自动演示实验过程，可以加强学生对实验操作的认识和思考，提高实验教学的质量。调整和增加新的实验项目将一些独立的知识点贯穿起来，既能增加学生的学习效率，又利于对大学生综合素质的培养与提高，激发学生的学习兴趣。

一、扩充和改进微生物实验项目，调整验证性和综合性实验项目的比例

为了培养学生的综合实验能力和学生的创新能力，体现微生物学实验改革的科学性和实用性，经过多年的摸索和实践对已有实验项目进行了调整和改进。新增加实验项目2项：菌群生长动力学实验和抗生素抗菌谱及抗生菌的抗药性测定；调整实验项目2个：① 实验室环境和人体表面微生物的检查。该部分是将“实验室环境及人体表面微生物的检查”这一实验（6学时）进行延伸。调整后的内容是以该实验为主线，在达到上述目的的基础上，再加上细菌的划线分离、纯培养及菌种保藏等内容，从而让学生较系统的学习培养基制备、高压灭菌、无菌操作技术，细菌培养、划线分离、纯培养技术、通过菌落特征对细菌进行简单分类以及菌种的保藏等知识和技能训练。另外，以该实验为例子，给学生灌输从环境中筛选菌种的方法步骤等。通过本部分的学习，学生能够基本掌握微生物相关操作，建立无菌操作概念，了解菌种的筛选分离等基本知识，为以后的实验准备工作和研究型教学奠定基础。② 将原来的“土壤微生物的分离和纯化（8学时）”改为“土壤微生物的分离纯化和鉴定（不限学时）”。调整后该部分内容是让学生以小组为单位对感兴趣的课题进行文献调研、实验设计、实验操作，筛选出自己感兴趣的菌株并进行鉴定（包括分离株的菌落特征、菌种的形态、大小、染色特性、生理生化特性等，再结合伯杰氏手册进行鉴定）和一定的应用研究（如特殊降解性能），最后以科技论文的形式提交实验报告，以及进一步延伸作为自己的学士学位论文选题研究。在实验过程中，开放实验室，学生可以充分利用课余时间，根据需要安排时间。

针对微生物实验在内容上的调整，我们设计了新的实验教学结构层次。将实验重组为基础、专业、研究性三个教学层次，各层次均由指导、自主、综合、设计等由易到难、循序渐进、不同要求的实验组成；以课程、课外，必做、选做，开放等多种形式开设；开放性实验是在教师的指导下，学生独立设计，独立准备和操作，从材料的准备到实验结束的全过程，都由学生独立完成，完成较为完整和系统的实验课题，使学生品尝自己的研究成果。

二、标准化实验操作光盘和实验教学课件的制作

为满足微生物学实验课教学的需要，丰富教学手段，课程组组织以实验操作经验丰富的教师为主，录制了一套标准化实验操作光盘，制作成教学课件（尤其是操作较为复杂，结果不易观察的实验，如：酵母菌的形态观察、死活细胞的鉴别）。将实验原理、实验目的、实验器材、操作步骤、注意事项以及一些微生物形态与结构以试听形式展现给学生，这不仅增强了实验操作演示的生动性，增加了教学的直观性，而且还使学生能很快掌握操作要领，加强了记忆，从而提高了实验教学水平。

三、改进实验教学的考核评价体系

传统的实验考核的方式主要以实验报告为主，针对这样的考核方式，学生常出现相互之间抄袭，作业敷衍的现象，既不能反映学生实验的真实水平，考核指标也比较单一。针对这些问题，结合实验教学的改革实际，我们重新制订了实践教学评价标准。首先加大了实验成绩在该课程总成绩的中比例，由原来的10%提高到20%；成绩构成包括理论水平、实际操作技能和实验报告三部分，将开放性实验设计方案纳入评分范围，实验进行过程中记录平时成绩，对实验结果不做硬性要求，但可作为评分参考。

四、总结

实验课大多为理论课的附属课程，实验成绩往往作为理论课成绩的参考或以很低的比例计入理论课成绩，在一定程度上造成了学生轻视实验学习和实验能力的培养。微生物实验课是生命科学所有本科专业的必修基础课，每年有几百名学生进入实验室学习，对实验项目的的调整可使众多学生受益。目前调整的实验项目和教学课件已经用于实验教学，效果很好。与以前相比，学生能够更好地掌握微生物最基本的操作技能，了解微生物学的基本知识，加深对微生物知识的理解；学生的学习兴趣、创造性、积极性都被充分挖掘、调动起来，能够主动地去了解日常生活中的微生物与我们人类的关系，并且养成了良好的学习习惯，为今后的学习打下了坚实的基础；学生能够与别人很好的协调与合作，培养了他们的团队精神。总之，通过项目调整提高了实验教学质量，培养了学生的综合素质。今后我们还将继续进行改进，以期获得最佳的教学模式，推动实验教学的改革进程，使实验课教学真正能够达到应有的效果。

参考文献：

[1] 沈萍，范秀容，李广武.微生物学实验[M].第三版.北京：高等教育出版社，1999.

[2] 周德庆.微生物学实验教程[M].第二版.北京：高等教育出版社，2010.

[3] 金正一.建设开放性实验室的思考与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（1）：124.

[4] 韩冰，李蘅，孟建宇.生物技术专业大学生科技创新能力培养模式的探索[J].中国成人教育，2007，22：144～145.

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关键词: 水生生物学 实验教学 教学改革

1.引言

水生生物学是水产养殖和生物学专业的专业基础课。本课程比较系统和完整地介绍了各类群水生生物的形态特征、分类地位、生活方式、地理分布与经济意义。重点介绍作为饵料种类、经济种类和作为生物环境的水生生物的个体生物学知识。同时它也是一门实验性很强的学科,学生对水生生物学知识的学习及技能的培养离不开实验。随着教学计划总学时的减少,本门课程课时不足,一些实验内容无法安排,再加之实验设计不合理,教师及学生对教学实习的认识不到位,操作上的不重视,满足不了学生实践技能培养的要求,如不适时进行实验教学体系改革,就不能适应新形势下对高校实验教学改革的需要,而且直接影响到高职专业人才的素质和质量。为此,我着重论述了该课程实验教学改革的一些做法与体会,供同行参考。

2.水生生物学实验教学现状分析

2.1存在着重视理论讲授,轻视实验动手能力培养的现象。实验课没有单独设课,而是依附于理论课中,致使理论课学时远大于实验课学时(总课时64学时,实验课只占20学时),远远满足不了学生实践技能培养的要求。

2.2实验成绩在整个课程成绩中所占比重过小,只占10%,同时教师对实验成绩的评价缺乏科学、有效的评价方法,对学生的考评只注重学生实验课上的表现及实验的结果,只注重知识的验证,忽视学生能力的培养。

2.3实验设计不合理,观察性、验证性实验多,探究性、综合性实验少。目前,水生生物学实验教学通常是依赖于理论课教学,教师先把某一类群生物的形态特征、生活方式与分类地位详细讲解,并提前准备好实验材料、药品、仪器设备等,先由教师讲解实验方法、演示实验步骤,之后让学生模拟观察。学生对实验准备过程和实验方法步骤的设立缺乏必要的思考和理解,学生的主体性地位未能充分体现,实验在被动中进行。

2.4对水生生物学教学实习重视不够。原先的教学计划中有教学实习的时间和内容,由于教学计划总学时的减少,将为期一周的教学实习取消,实习内容分散到课堂实验中进行,致使综合设计性实验在时间上难以保证,在实际操作中难以有效开展,不利于学生综合运用知识和各种实验技能及综合分析问题能力的培养。

2.5受实验室条件及实验思路的限制,实验材料仍依赖于野外采集,致使在实验教学时间的安排上不能与大自然实际很好地结合。蓝藻作为比较低等的原核生物被编排在课本的第一章,野外采集到的实验标本大多为冷水性的金藻或黄藻。因为蓝藻的高发期在高温季节,且微型浮游生物很难采到单一种类占绝对优势的标本,每次实验学生总能观察到多次观察过的种类,感觉每次实验都差不多,失去了观察的兴趣,严重影响了实验效果。

2.6学生本人对实验、实习的认识不到位。有些学生仍沿袭高中阶段的学习方法与学习思路,把主要精力集中在看书、做练习,认为只要把理论课考好就行了,动手操作等到了工作单位有需要时再学来得及;有些学生实验态度不端正,在高中阶段就没认真做过实验,连显微镜的最基本操作都不会,上课应付了事,实验结果抄袭,实验报告虚假。

3.以素质教育为中心,构建水生生物学实验教学新体系

3.1加强基础实验教学,培养学生的基本技能,提高学生的动手能力。

结合水生生物学课程特点及技能培养要求,观察浮游动植物常见种类形态特征,培养学生观察、解剖各类水生生物的形态特征和鉴别分类地位的基本方法和技能,熟悉常见和主要的水生生物的生物学和生态学特征,使学生初步具备鉴别主要水产饵料生物种类的能力。

3.2增加研究性、探究性实验,培养学生自主学习、独立实验的能力。

在绿藻门实验教学中,让学生自己去实地采取水绵活体标本,由学生自己在显微镜下观察探究水绵的特征、绿藻门的特征,研究其生态分布等。在枝角类大量繁殖季节,教师带学生进行实地观察,观察其运动状态、集群方式、色泽变化、分布区域等,然后由学生自己决定采样方式、采样时间和采样区间及深度,自己进行探究性实验,观察总结其形态特征、生态分布特点,以及与其它饵料生物之间的关系,等等。同时开放实验教学空间,将学生带入大自然中进行教学,如水生维管束植物实验教学就是利用当地的自然资源及特色进行野外实验教学,组织学生到萧山湘湖、杭州西湖观察水生植物的形态及生长状态,正确区分挺水植物、浮叶植物、漂浮植物及沉水植物四大类群,分析植物形态与生长方式及环境之间的关系,理论应用于实际,培养学生热爱大自然,热爱科学的思想情怀。

3.3利用综合实习机会,开展综合设计性实验,培养学生综合运用实验技能分析和解决问题的能力。

在基础实验教学基础上,与鱼类学、水化学、生态学等其他相关课程密切合作,开展为期2周的教学实习,以养殖水域渔业资源调查与利用为主要内容,调查研究学校鱼苗繁育场、钱塘江三江口水域生态系统生物种类组成、密度和生物量,以及与其他生态因子的关系,将知识系统化、科学化,培养学生分析问题、解决实际问题的综合能力。

3.4因材施教,为有兴趣的学生开辟“自留地”,培养学生的科研素养。

在基础实验过程中,有些学生不满足于观察现成的标本,更不满意“杂种”标本,想通过自己的努力,亲自培养单一种类的纯种标本。为鼓励学生的探索精神,满足学生的求知欲望,教师创造一切可能的条件,在实验室、育苗场的温室大棚等地方为学生开辟“自留地”,由学生自己选题,组织成员,分工合作,进行实验材料的选择、实验步骤的设计和完成。有些学生选择设计生态养殖玻璃缸;有些学生通过采样、分离、培养单细胞藻类、轮虫或枝角类等。这种做法,既培养了学生独立思考、自主学习的能动性,而且在实验中每个成员必须相互配合、相互协作,认真完成每个步骤才能最终保证实验的成功,增强了学生的责任心和合作意识。学生对自己培养的成果视若珍宝,观察也特别认真、仔细。最后固定、保存,还为下一届学生提供实验标本,以此展开良性接力。

4.完善考试考核方法,提高学生实验兴趣,保证实验质量

实验课考试单列成绩,成绩包括上课综合表现(20%)、实验报告成绩(30%)和期末考试成绩(50%)三部分。

4.1上课综合表现考核,克服了以往上实验课人到心不到、手不到的弊端。

该项成绩评定主要包括学生有否迟到、早退;能否积极参与实验材料的准备;动手操作的熟练程度;同组成员间的相互合作精神;有否新的实验思路等,是一种定性的考核方法,注意鼓励学生的创新行为,着眼于学生的进步与发展。

4.2改革实验报告的写法和要求,客观上避免了实验报告的抄袭、作假,保证了实验报告成绩的公平、客观。

每次实验都要求学生认真作好实验原始观察记录,要求写出题目、日期、实验目的、材料的来源或培养方法、实验步骤等,实验结果要简明扼要地客观说明、分析讨论,力求客观真实,有理有据。培养了学生独立操作、独立思考的能力,从源头上避免了实验结果的抄袭作假,注重学生科研素养的培养。

4.3实验期末考核,有利于学生更牢固地掌握知识,提高实验综合素质。

实验测试注重考查学生的实验基本操作技能和各种能力的培养情况。测试内容包括实验仪器、用品的使用方法,实验步骤的编排创新,动手操作的熟练程度,实验现象的科学分析、实验结果的正确程度等方面,是定性与定量的有机结合,注重学生个性的发展。

5.结语

以上的实践教学,培养了学生的基本科研作风,提高了学生综合分析实际问题的能力,实现了以学生为本,以培养学生实践动手能力、科学思维能力、研究创新能力为宗旨,强化了实践育人的观念,充分发挥了实验教学在人才培养中的自主性和创新性,取得了较好的教学效果。

参考文献:

[1]魏为民.改革水生生物学实验教学强化学生的实验技能[J].黑龙江水产,2004,102,(4):30-31.

[2]赵文,刘青,刘焕亮.水生生物学课程体系、教学内容体系和实践教学体系的构建与实践[J].中国现代教育杂志,2003,24,(8A):14-15.

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运用分子生物学实验技术探索生命科学的奥秘，构建完善的实验教学体系是分子生物实验学教学的重要任务，在传统的教学模式下，分子生物学实验教学需要配合实验室的建设以及实验资源的配置情况，既缺乏有效的实验教学方法，又没有形成独立的分子生物学实验教学体系，对分子生物学实验教学的效率也产生了较大的影响，所以需要通过有效的途径促进分子生物实验教学体系的完善，促进其教学效率的提升。

一、分子生物实验教学存在的问题

1.实验室以及实验资源有限

分子生物学是一门新兴学科，因此在高校教育活动的开展方面仍然会受到诸多因素的影响，其中最重要的就是资金的投入。当前，高校在分子生物学实验室的建设方面投入的资金十分有限，与其他经典学科相比显然更少，但是分子生物学实验对于实验室以及实验设备都有较高的要求，很多设备都需要从国外进口，价格十分昂贵，很多高校在资金的负担方面都有很大的压力，因此也影响了分子生物学实验教学的效率。

2.缺乏足够的实验技术人员

分子生物学在我国教育体系中的起步时间相对较晚，所以相关的教学人员和技术人员的数量十分有限，很多高校在分子生物学实验教学方面都需要聘请专门的技术人员，而人员的缺乏也成为了限制分子生物学实验教学的另一个重要因素。虽然我国教育机构也在积极培养分子生物学的专业技术人员，但是人员的数量以及其成长速度，都无法满足当前分子生物学实验教学的需求，不能保证分子生物学实验教学的有效开展。

3.教学内容的设置缺乏科学性

分子生物学是一门跨学科的综合性教育课程，因此其教学内容涉及到生物、医学以及药学等多个领域，这就涉及到知识的连接性与渗透性，因此在分子生物学实验教学的内容设置方面，需要考虑其综合性。但是从当前分子生物学实验教学的内容设置方面来看，显得较为单一，往往只是集中在某个领域，缺乏对实验教学系统的考虑，而且没有形成科学的实验教学评价体系，对于分子生物学实验教学的效果无法做出准确、科学的评价，无法为后续教学活动的开展提供必要的依据。

二、分子生物学实验教学的改进策略

1.加大实验室和实验设备的资金投入

高校现有的实验室设备和资源无法满足分子生物学实验教学的需求，因此需要加大实验室以及实验设备的资金投入，积极引进国外先进的实验设备，提高分子生物学实验的精准性，才能提高分子生物学实验教学的有效性。同时，为了保证分子生物学实验教学的有效开展，需要加大相关技术人员和实验教学人员的素质培养，为分子生物学实验教学的有效开展提供足够保障。

2.完善分子生物学实验教学的内容

根据分子生物学的特点以及教学大纲的要求，在注重分子生物学常规实验内容的基础上，适当加入更多可以凸显专业特色的实验教学内容，如大肠杆菌活化、质粒DNA提取等，注重分子生物学与其他相关学科的结合。同时在实验教学的选取方面，要考虑到学生对于知识的掌握程度，由浅入深、循序渐进，使学生可以参与到实验中，并且感受分子生物学的神奇，才能激发学生求知的欲望，获得良好的学习效果。

3.创新实验教学方法

为了提高分子生物学实验教学的有效性，需要改进传统的教学方法。分子生物学实验教学中包含很多复杂的实验，学生理解和记忆的难度都较大，如果教师仅仅采用示范和讲解的方法，显然无法给学生留下深刻的记忆，因此要对现有的实验教学方法进行必要的调整，使每个学生都可以参与到实验中，亲自操作和演示，也可以在教师的指导下由学生自行设计实验方案，这种方法可以激发学生的兴趣，同时也有利于培养学生的自主学习能力和研究能力，对于提高学生的综合实验能力有较大的帮助。

4.构建科学的实验教学评价体系

对实验教学的结果做出准确、客观的评价，可以了解学生的学习情况以及对知识的掌握情况，同时也可以为后续教学活动的调整提供必要的依据，有利于提高实验教学的针对性和可操作性，促进分子生物实验教学改革的不断深化。

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论文关键词：资源微生物学；实验；教学改革

论文摘要：资源微生物学是一门实验性很强的学科，为了提高该课程实验教学质量，培养学生的创新和综合素质，从实验教学内容、实验教学方法和实验教学手段3个方面入手，对资源微生物学实验教学改革进行了探讨。

自20世纪以来，自然资源的保护及有效利用引起了人们空前的重视。植物资源、动物资源和微生物资源是自然资源的核心部分。其中，微生物资源拥有其他生物资源所不具备的、特有的生态学和经济学意义。其具有生产速率高、生物转化活性强、易实现工业化生产等特点，因而具有极为广阔的应用前景。微生物资源的开发利用已成为现代应用生物学领域的研究热点之一，在工业、农业、医学等各个领域已得到了广泛的应用，并有效地服务于人类。资源微生物学实验课程通过具体的实验技术操作使学生了解课程相关理论内容，掌握基础知识并将各类信息进行新的组合，创造出新的方法、新的思路，从而提高学生的科学与实际动手操作能力[1，2]。但是在传统的实验教学过程中，学生只是严格按照事先设定好的实验步骤逐项进行，整个实验过程缺少操作者自己的主观能动性。这种机械化实验教学模式容易导致学生的思维定势，不利于学生创新能力的培养，学生的实验技能也得不到系统的训练和提高。为了提高资源微生物学实验教学和课堂教学的质量，提高学生各方面的综合素质，笔者对资源微生物学实验教学改革进行了探讨。

1慎重选取实验教学内容

资源微生物学是以微生物学为核心，涉及生物化学、有机化学与无机化学等的交叉学科，其实验内容的总体要求是熟练掌握资源微生物学的基本实验操作技能。实验教学面向生物工程专业的学生，开设资源微生物形态特征的识别、能够促进农业生产的微生物检测、以农作物下脚料为培养基的食用菌栽培以及与生物前沿技术相接轨的前瞻性实验等教学内容。

资源微生物学的一项重要教学内容就是要根据微生物的形态特征识别相关资源微生物，利用有益微生物的代谢活动制造更多的生物农药、生物肥料、植物保健剂以及相关食品与药品。因此，在实验教学中开设了微生物形态观察实验，对农业生产及医药、食品行业中常见的微生物，如根瘤菌、菌根菌、放线菌、酵母菌等进行培养、观察。通过具体的实验操作，培养学生识别和绘制农业生产等相关领域常见菌类个体形态图的能力，掌握不同微生物类群的菌落特征，使学生对资源微生物的特性有感性的认识，加深对理论内容的理解，以提高课堂教学质量。

目前，国内能源短缺和环境污染问题形势依然严峻。对于培养生物技术专业人才的院校来说，将开发利用微生物资源的实验作为重点内容是理所当然的。为了加强学生对资源微生物的开发应用能力，实验中应当开设像微生物菌种培养与保存、食用菌栽培、微生物代谢调控及微生物代谢物生物活性分析等实用性较强的实验课程。另外，在微生物培养实验进行过程中，要适时向学生介绍培养条件对微生物生长和代谢的影响以及相关微生物检验检测方法，以拓宽学生的知识面，为将来从事微生物资源开发和利用工作打下坚定的基础。

近年来，分子生物学实验技术发展迅速，作为该学科基础的微生物学只有与分子生物学相结合才能具有更大的发展潜力。为了使学生全面了解生物学技术发展的现状，在设置实验内容时应该考虑将一些简单的分子生物学方面的实验内容，如核酸的分离与纯化等，作为提高实验并加入到资源微生物学实验中。

2改革实验教学方法

对实验教学方法进行改革是对传统教学方法弊端的修正，改革后的教学方法应该有利于充分调动学生的积极性、主动性和创造性，有利于培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力，有利于学生在科学实验中培养严肃的实验态度、严谨的科学作风[3，4]。为了改善实验效果，激发学生的实验积极性，可从以下几个方面对实验教学进行改进。

2.1鼓励学生参与实验准备工作

实验准备工作繁多是资源微生物学实验的特点之一。以往每次实验前大量的洗刷、包扎、灭菌培养基的制备、溶剂配制等工作需要花费教师大量的时间来完成，而学生在实验中坐享其成，虽然在较短的时间内就可以完成实验，但对实验内容的理解并不深刻，效果不佳。鼓励学生在教师的指导下开展实验准备工作，使他们有更多的机会参与到实验中，有利于他们系统地掌握实验方法和技能，也利于他们产生长时间自觉学习的动力；同时也减轻了教师的实验负担。

2.2严格实验基本技能的训练

实验基本技能是实验完成质量好坏的决定因素，也是培养学生动手能力和实验能力的重要环节。因此，在实验进行过程中教师要经常巡回检查，随时指出学生在操作中存在的问题。对于存在的问题教师要认真分析，亲自示范、及时纠正，不放过任何一个不规范的细节操作，严格要求实验纪律，培养学生养成严谨求实、踏实规范的科学实验作风。

2.3规范实验报告的书写

实验报告是教师对学生实验完成情况的一种书面评价方式。规范的实验报告应包括预习报告、过程报告和结果分析报告几个部分。实验开始之前教师先对学生的预习报告进行检查；实验进行中教师应该要求学生如实、客观地记录实验过程及实验结果；不管实验成败与否，实验后都要认真分析实验过程并总结实验中要注意的事项以加深记忆。学生的实验报告，教师要仔细批阅写出评语。不规范的报告要指出问题所在，对于普遍存在的问题要在课堂上集中讲解。

3充分运用多媒体教学手段

传统的实验教学过程中，教师为了加强教学效果均利用挂图使学生客观、感性地认识微生物。但是资源微生物的形态结构非常微小，非肉眼所能见，教师即使花费大量的时间进行描述、解释也不能取得到好的效果，学生对教学内容难以掌握，甚至在观察微生物形态时找不准正确的观察对象。

在科学技术迅猛发展的今天，随着教学体制改革的不断深入，多媒体现代化教学手段得到越来越广泛的应用。教师可以将这种教学手段充分运用到实验教学中，将文本、图形、图像、动画、声音、视频等融为一体，实验中教师可以边播放多媒体资料边讲解，以解决传统教学中解释不清的教学难题，减轻教师的教学负担。另外，多媒体手段的应用可以对学生的感官形成刺激，能够使学生直接地明晰抽象的微生物世界，激发学生的学习积极性，帮助学生准确地掌握重、难点，提高学习效率。

4结语

上述实验教学改革措施的实施会很大程度上调动学生的实验积极性，激发他们上好实验课的热情，削弱其实验依赖性，使他们在实验过程中真正发挥主观能动性，确立其实验主体地位。通过改革后的实验课教学，学生独立分析、解决问题的能力得到提高，严格的实验作风和严谨的科学态度得到培养，为学生将来从事微生物资源开发和利用及相关科研工作打下坚实的基础。

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篇9

兴趣是学习最好的老师，但是现在单一的教学方式往往使学生处于被动地位。因此，改变学生的学习地位，配合多元化的教学方式来调动学生学习的积极性成为亟待解决的问题。

1.1变被动学习为主动学习

中国当前的教育模式几乎仍是填鸭式教学，而实验课的教授更是老师讲解为主，学生完全处于被动地位。许多学生在细胞生物学实验过程中不知前因后果，只是草率结束实验，课后将实验内容抛之脑后，一无所知。为调动学生的主观能动性，在实验开始前，只是简单介绍相关的知识，提出实验目标。然后由学生在课下预习实验内容，查找资料，熟悉每一个实验步骤的原理、所需试剂的作用及配备方法，做好充足的准备工作。在细胞生物学实验结束后，分组讨论在实验过程中出现的问题，及对结果的多样性进行分析，鼓励大家畅所欲言，探讨该次实验内容能够用于解决哪些实际的问题。最后，要求学生认真整理出一份实验报告。在整个实验过程中，老师只起到引导、鼓励及评价的作用，而使学生处于主动地位。突然之间的角色转变使很多同学学习起来有些吃力，但是坚持一学期下来，发现学生的自主学习能力明显提高，这正是“授之以鱼，不如授之以渔”。

1.2变传统教学为多元化教学

现在一些高校的细胞生物学实验课教学方式仍为传统的板书讲解，这种教学方式早已不符合时代的发展。为使学生更直观生动的了解实验过程，将实验过程制作成录像，上课前通过多媒体播放教学示范录像。例如，对于原代培养细胞实验，前期的准备工作繁琐，耗时长，不可能每个同学都参与，这时通过播放教学示范录像，使学生深刻了解整个实验的来龙去脉。另外，在实验课上由“老师讲”变为“学生讲”。课前要求学生预习实验目的、原理及注意事项等，上课时随机挑选学生为大家讲解，其他同学对讲解的内容进行补充和纠正。在显微镜的使用实验课中，将学生分为2～3人的小组，小组中的每位同学分别操作显微镜，其他同学在旁观看，指出这位同学在操作过程中存在的问题，进而加深学生对显微镜使用方法及注意事项的印象。

2考核方法的改革

随着对实验课的重视程度提高，细胞生物学实验课成绩在总成绩中所占比例也相应增加。实验课的考核不再只依靠实验报告，而在于对学生实验原理的掌握及实验操作能力的评价。通过课前提问形式，了解学生的预习情况并给予一定评分。在实验课结束时，随机抽取部分学生，考核其对该次实验中关键技术的掌握，如显微镜、离心机、天平等仪器的正确使用及临时装片的制备，并叙述在操作过程中的注意事项等，从而对学生的操作技能进行测试。另外，在批改实验报告时，主要依据学生对实验数据的分析及总结程度给予评分，强化学生的分析思考能力。

3结语

篇10

关键词 环境微生物学；实验教学；教学改革

中图分类号：G642.423 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）02-0132-02

Study on Reform of Experimental Teaching of Environmental Microbiology//XU Xiaohong， ZHU Hongli， LIU Hong

Abstract Aiming at the problems existing in the process of experi-mental teaching， it discusses the reform of experimental teaching of Environmental Microbiology. The reform of experimental teaching is to cultivate students’ comprehensive quality and innovative ability.

Key words environmental microbiology； experimental teaching； education reform

1 前言

h境微生物学是江苏大学环境工程和环保设备工程本科专业的专业基础课，以微生物学为基础，结合环境科学、环境工程等学科，是一门具有很强实践性和应用性的综合性课程[1]。为适应高校培养环境类应用型人才的需要，必须强化学生的实践动手能力和创新能力[2]，而这些能力的培养需要在实验教学中得到强化和提升[3-4]。

实验在教学中的作用主要是通过实体实验使学生增强自主学习能力，掌握基本实验技能，提高综合设计能力，学会科学实验方法[5]。环境微生物实验教学是环境微生物学课程的重要组成部分，体现了理论知识的实践和应用，也是以教学形式培养学生良好的科学习惯的重要途径[1]。针对江苏大学目前环境微生物实验教学中存在的主要问题进行思考，对环境微生物实验教学的改革进行探讨，更好地培养学生的实践能力与创新精神。

2 环境微生物实验教学中存在的问题

实验内容陈旧，与实际应用脱节 江苏大学自设立环境工程本科专业以来，环境微生物实验内容总体上是以微生物基本操作为主，包括培养基的配制及灭菌，土壤微生物的培养、观察和计数，实验用模式微生物的观察和测定，以及革兰氏染色等。实验教学内容较单一，与课堂教学内容未能有机结合，某项实验内容与课堂教学中相应的理论知识没有做到同步一致，使得实验教学与课堂教学安排彼此孤立。

此外，实验内容没有与环境专业紧密联系起来，体现不出环境微生物实验的专业特色。学生仅通过这些常规微生物实验内容，不能真正对微生物在污染物生物处理过程中的应用有深刻的体会和认识，也就激发不出对课程学习的热情和积极性。

实验教学方法传统，手段不够多元化 传统的环境微生物实验教学模式形式单一，教师进行实验原理和步骤的讲解、简单的操作演示，在有限的实验学时下实验效果不理想。目前实验室已拥有较完善的仪器设备，如多媒体、高速成像系统、显微摄像等，但是真正用于本科实验教学中的不多。此外，随着科技和现代化技术的不断发展，将实验项目开发成虚拟仿真实验，在高校中的应用越来越广泛。

实验成绩考核模式固化，未突出学生的综合能力 目前传统实验教学考核主要以实验报告打分为最终考核成绩，尤其是分组实验，往往忽略了实验过程中认真思考和进行实验操作的学生，考核结果较片面，不能突出学生的综合实践能力。由于考核方式简单，学生思想上不够重视实验课，缺乏实验训练的主动性和积极性，实验教学效果大打折扣。因此，实验教学严格的考核是正确引导和激发学生学习积极性，提高实验教学质量的有效手段[1]。

3 环境微生物实验教学改革

实验教学内容体系的调整 环境微生物学课程的教学目标是使学生建立较深刻的微生物学观点，掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性、生命活动规律，并将所学理论应用于环境保护和环境污染防治。因此，环境微生物学教学内容主要包括两大部分：微生物学基础知识和微生物学理论方法在环境工程领域中的应用。尝试将实验内容与课堂教学内容有机结合在一起，在微生物应用实验中体现微生物基础实验。

根据课程教学目标和大纲的要求，在现有学时不变的情形下，调整实验教学内容，编写《环境微生物实验指导书》，开设微生物学基本操作技能训练（验证性试验），将常规的微生物实验进行整合，同时更注重具有综合性、设计性的实验内容，具体通过体系完整的实验教学内容来实现。如“水体中环境微生物检测”“高效降解菌的分离和筛选”“生物处理系统中微生物类群培养与分离”等，包含了培养基的制作，微生物的观察，菌种的筛选、培养、保藏，微生物的测定，以及菌种的驯化和水处理应用等基本实验内容，这些实验与教学内容紧密相连，体现了环境类专业的特点。学生可以根据自己的兴趣选择各实验项目开展实验，通过实验过程中的信息交流和实验操作，对相关理论知识有更深刻的认识和掌握。

实验教学方法的改进

1）实验教学媒介多元化。采用多媒体课件讲授实验原理、方法和步骤，配以丰富生动的微生物图片、视频等，有助于学生在实验操作前在脑海中对所要进行的实验内容有一清晰和直观的认识。如土壤中微生物的观察实验，学生可以预先查看相关微生物图片，在实验过程中将实际观察到的微生物与图片中微生物进行对比，加深对微生物的认识。利用先进的显微摄像系统，向全体学生直接展示微生物实时的形态和运动状态等，让学生直观感受拍摄的微生物照片和影像，这种媒介多元化的实验教学手段在实验过程中发挥着极大的引导和激励作用[6]。

此外，对于一些耗时冗长、步骤繁杂的实验，联合企业将这些项目开发成虚拟仿真实验，通过虚拟仿真的形式使学生在计算机上即可实现实验原理的学习和实验操作，极大满足实验教学的需要。

2）验教学与科研实践相结合。学校广泛与企业合作，建立校外实验基地，组织学生到城市污水处理厂参观，带领学生在废水处理现场感受微生物真正的作用，再联系自己所做的实验去发现和解决问题，增加学生动手实践的机会，加深对微生物的认识，了解微生物在实际生产中的应用。同时，学校为本科生参与科研提供许多平台，鼓励本科生参加科研项目，如申报大学生创新项目、科研立项等，从资料收集、实验方案制订，到实验操作获得实验结果、达到研究目的，整个过程大大培养了学生独立思考、应用理论知识解决实际问题的能力。因此，将基础实验和科研实验相辅相成地结合在一起，可极大提高学生的实验综合能力，获得良好的实验效果。

3）实验考核方式的改革。考核方法直接影响学生的学习态度和学习方法，选择合理的考核方法非常重要[7]。实验成绩与实验过程密不可分，因此，对于实验成绩考核，过程考核思想显得尤为重要。尝试采用平时成绩（50%）、期末卷面成绩（30%）和设计性实验（20%）相结合的方式。其中平时成绩主要包括预习报告、实验操作和实验报告等方面；期末考试主要通过闭卷形式考查学生对于实验中涉及的基本理论知识和方法的掌握程度；同时增加设计性实验，要求学生做到提前查找资料、设计实验方案、确定实验材料和步骤、实验准备、实验操作和提交实验报告。通过这种考核方式，可以较全面地评价学生的实验理论水平、实验操作技能以及分析解决问题的综合素质，打破传统考核方式的片面性和局限性。

4 结语

综上所述，从实验内容、教学模式和考核方式方面着手，对传统的环境微生物学实验进行深化改革，构建环境微生物学实验教学与技能新体系，在培养学生综合素质和创新能力方面具有重要作用。将实验技能培养和基础理论教学并重实施，在课堂教学时结合实验教学，对学生能力进行全面培养，提供相应的空间激发学生的创新精神，能够激发学生学习主观能动性，使学生的理论知识通过实验技能训练得以巩固和应用，增强学生综合应用所学知识去分析问题和解决问题的能力，提高教学质量，增强教学效果。■

参考文献

[1]孔峰，程洁红，刘维平.环境工程微生物学实验教学的思考与探索[J].实验室科学，2011，14（2）：27-28.

[2]汪嵘，赵颖怡.微生物实验教学中学生能力培养和科学素质教育[J].广西民族大学学报：自然科学版，2002，9（2）：

228-229.

[3]张治国，郑永红，高良敏，等.环境工程专业实验教学的改革与实践[J].实验技术与管理，2010，27（11）：186-189.

[4]刘慧龙，胡将军，张根寿，等.水处理微生物学实验教学改革[J].实验室研究与探索，2004，23（2）：60-62.

[5]郑永红，张治国，宋晓梅.加强环境工程专业实验教学培养学生的实践能力[J].实验室科学，2007（2）：58- 60.

[6]陈兴都，杨成建，张爱宁，等.改革环境微生物实验教学模式，培养学生综合素质[J].中国教育技术装备，