對(duì)于微生物教學(xué)中學(xué)生能力的培養(yǎng)
李新社
論文摘要:加強(qiáng)大學(xué)生能力培養(yǎng),提高學(xué)生綜合素質(zhì),是高等教育的核心任務(wù)。在微生物學(xué)課程教學(xué)中,教師要時(shí)刻將能力培養(yǎng)的理念滲透到知識(shí)的傳授過(guò)程中,將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力,著力培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)能力、綜合運(yùn)用能力及科研創(chuàng)新能力,以增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
論文關(guān)鍵詞:微生物學(xué);能力培養(yǎng);基礎(chǔ)能力;綜合運(yùn)用能力;科研創(chuàng)新能力
加強(qiáng)大學(xué)生能力培養(yǎng),提高學(xué)生綜合素質(zhì),是高等教育的核心任務(wù)。通過(guò)什么樣的方式、方法,采取何種有效的途徑來(lái)提高學(xué)生的綜合能力,是高等教育面臨的重大課題。作為高等教育的重要陣地,學(xué)校教育既要注重知識(shí)的傳授,更要注重能力的培養(yǎng)。如何在專業(yè)課教學(xué)過(guò)程中,滲透學(xué)生能力培養(yǎng),是我們?cè)谖⑸飳W(xué)課程教學(xué)中一直努力的方向。微生物學(xué)是現(xiàn)代生物科學(xué)一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,其應(yīng)用范圍已經(jīng)滲透到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保、生物工程等各個(gè)領(lǐng)域。多年的教學(xué)中,我們?cè)趯?duì)學(xué)生的基礎(chǔ)能力、綜合運(yùn)用能力及科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等方面進(jìn)行了有益的嘗試,取得了一定的成效。
一、基礎(chǔ)能力培養(yǎng)
基礎(chǔ)能力是一種積極學(xué)習(xí)的態(tài)度、自主學(xué)習(xí)能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。要培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)能力,就要讓學(xué)生有目標(biāo),有興趣,帶著問(wèn)題去主動(dòng)學(xué)習(xí),在主動(dòng)學(xué)習(xí)中培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。
1.上好緒論課,培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的態(tài)度
要培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的態(tài)度,首要問(wèn)題是培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)的興趣。興趣是最好的老師,是學(xué)生最持久的內(nèi)在動(dòng)力,是推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀因素,是學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性的基礎(chǔ)。在微生物學(xué)課程教學(xué)中,我們非常重視緒論課在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面的作用。俗話說(shuō),好的開(kāi)頭等于成功的一半。第一印象往往給人留下難以磨滅的記憶。緒論課教學(xué),既是課程入門的向?qū)В质菐熒献鞯拈_(kāi)始。如果緒論課的教學(xué)能引起同學(xué)們的興趣,就等于抓住牛鼻子,后面的“戲”就好唱了。根據(jù)這一特點(diǎn),我們充分發(fā)揮第一堂課的作用。一是廣泛收集材料,精心準(zhǔn)備教案,認(rèn)真組織課堂教學(xué),每一個(gè)環(huán)節(jié)不輕易放過(guò)。二是從日常生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象導(dǎo)出微生物與人類生產(chǎn)、生活的關(guān)系。如從日常生活中的衣物發(fā)霉、剩飯變酸現(xiàn)象,到生產(chǎn)中釀酒、做面包饅頭、制醬、制腐乳、豆豉等等引出微生物概念。三是以講故事的方式引出微生物的發(fā)展史、關(guān)鍵人物及其貢獻(xiàn)。由荷蘭一個(gè)小鎮(zhèn)上的布商列文·虎克從小喜歡磨制透鏡,一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),他發(fā)現(xiàn)透鏡能將小東西放大,在這個(gè)基礎(chǔ)上,研制出了顯微鏡,至此引出了微生物的發(fā)現(xiàn);由當(dāng)今譽(yù)滿全球的法國(guó)白蘭地、巴黎時(shí)裝引出巴斯德解決酒變質(zhì)、家蠶病害等貢獻(xiàn),導(dǎo)出微生物的發(fā)展。四是采用形象的比喻與生動(dòng)的語(yǔ)言列舉大量的數(shù)據(jù)和典型的事例說(shuō)明微生物的特性。由空氣、土壤、水體、人體表面、人體消化道、人民幣紙幣等攜帶的微生物種類和數(shù)量介紹微生物種類多、數(shù)量大、分布廣。五是以充滿激情和向往的語(yǔ)氣介紹微生物學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和熱門話題。向?qū)W生展示微生物學(xué)研究的前緣領(lǐng)域如DNA芯片、微生物傳感器、微生物燃料電池、定向藥物、基因?qū)氲龋鼘W(xué)生與現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的距離,使學(xué)生知道本學(xué)科當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)、研究的熱點(diǎn)及爭(zhēng)論的問(wèn)題……。讓學(xué)生在老師富有感召力的教學(xué)中,深切感受到科學(xué)的道路并不是一帆風(fēng)順的,機(jī)會(huì)是給一個(gè)時(shí)刻準(zhǔn)備著的人,從而對(duì)微生物學(xué)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,熱切地希望跟隨老師去探討奧妙無(wú)窮的微生物世界。
2.采用討論式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
微生物學(xué)是我校生物工程、食品科學(xué)與工程、食品安全與檢測(cè)等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,在課程教學(xué)中,有關(guān)微生物基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的內(nèi)容如微生物的純培養(yǎng)方法、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、微生物的營(yíng)養(yǎng)、微生物的生長(zhǎng)繁殖及其控制、病毒等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)闡述,讓學(xué)生對(duì)微生物學(xué)知識(shí)有一個(gè)較全面的了解和掌握。而對(duì)資料性、一般演繹性的內(nèi)容則“點(diǎn)講”,即在介紹基本概念后,老師引導(dǎo)出章節(jié)內(nèi)容主題和重點(diǎn),留有更多的未知知識(shí)空間,提出問(wèn)題,讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)討論,以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。例如,在微生物多樣性這一章學(xué)習(xí)時(shí),學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了微生物學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),課堂上,我們提出問(wèn)題:微生物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保方面的應(yīng)用情況怎樣?哪些微生物在這些領(lǐng)域有應(yīng)用?微生物在這些領(lǐng)域的應(yīng)用前景怎樣?如何合理利用和保護(hù)微生物資源?課堂外,讓學(xué)生帶著問(wèn)題分組討論:學(xué)生就某一個(gè)方面的問(wèn)題分組(2~3人)討論,通過(guò)查找資料,得出答案,每組確定一名代表公開(kāi)作答,其他同學(xué)提問(wèn)補(bǔ)充,教師講評(píng)。由于課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)是有限的,課外知識(shí)的學(xué)習(xí)是無(wú)限的,這種方法的采用增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課堂的參與性,加深了對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解,拓展了知識(shí)范圍,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,有效地培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,學(xué)生終生受益。
3.開(kāi)設(shè)大型綜合實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力 微生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,搞好微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)加深學(xué)生對(duì)微生物學(xué)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能具有非常重要的意義。為此,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課教學(xué)中,將微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三大部分。學(xué)生在完成基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn),對(duì)培養(yǎng)基的配制、常用的滅菌方法及無(wú)菌操作要點(diǎn)、微生物標(biāo)本片制作、顯微鏡使用、細(xì)胞大小測(cè)定及細(xì)胞計(jì)數(shù)、十倍稀釋法、平板活菌計(jì)數(shù)等有一個(gè)全面的了解與掌握后,開(kāi)設(shè)大新綜合實(shí)驗(yàn),以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皥F(tuán)結(jié)協(xié)作能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多來(lái)源于生產(chǎn)和生活的實(shí)際課題。如窖池窖泥的微生物檢測(cè)及優(yōu)勢(shì)菌分析;不同大曲中微生物檢測(cè)與鑒定及其糖化力、發(fā)酵力測(cè)定;發(fā)酵酸奶活性菌分離、培養(yǎng)與鑒定及發(fā)酵酸奶的制備;常見(jiàn)食品衛(wèi)生指標(biāo)檢測(cè)及食品衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指定等等。實(shí)驗(yàn)期間,全天候開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,教師提要求、理思路,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生3~5人一組,利用業(yè)余時(shí)間,集體智慧完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),分工合作完成藥品材料與儀器準(zhǔn)備以及取樣、接種、分離、滅菌、培養(yǎng)基配制等一系列工作,遇到困難,在教師啟發(fā)下,小組成員分析討論并予以解決。每一步、每一個(gè)環(huán)節(jié)操作不規(guī)范或小組成員之間配合不默契,均會(huì)導(dǎo)致前功盡棄。大型綜合實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè),不但有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、獨(dú)立思考能力和處理實(shí)際問(wèn)題的能力,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、小組成員間的分工與協(xié)作能力。
二、綜合運(yùn)用能力培養(yǎng)
綜合運(yùn)用能力指提出問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。在課堂教學(xué)中,通過(guò)教師引導(dǎo)使問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái),讓學(xué)生看到問(wèn)題,進(jìn)而提出問(wèn)題;通過(guò)介紹一些典型問(wèn)題的探索過(guò)程和分析方法,啟迪學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),最終形成問(wèn)題解決的方法與策略。
如講解病毒一章時(shí),講完烈性噬菌體與溫和噬菌體定義與特點(diǎn)后,老師介紹工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)中出現(xiàn)的異常發(fā)酵現(xiàn)象——菌細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢,甚至沒(méi)有生長(zhǎng);耗糖緩慢或停止,發(fā)酵緩慢,周期長(zhǎng);PH不降反而上升;有大量泡沫產(chǎn)生,發(fā)酵液粘度增加;產(chǎn)物積累少甚至不積累;發(fā)酵液逐漸變清,鏡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)菌數(shù)顯著減少,菌體不規(guī)則,有“云霧狀”碎片等,從而使問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)。學(xué)生通過(guò)教師的介紹與引導(dǎo),在腦海中提出疑問(wèn):似乎菌細(xì)胞慢慢被吃掉,留下一些碎片,什么原因?qū)е录?xì)胞裂解呢?教師適時(shí)導(dǎo)出:細(xì)胞裂解原因之一是細(xì)胞走向衰老凋亡,原因之二是遭受噬菌體感染。學(xué)生分析:根據(jù)生產(chǎn)菌生產(chǎn)周期和發(fā)酵時(shí)間,排出細(xì)胞自然衰老,細(xì)胞的裂解可能是遭受噬菌體感染。教師提問(wèn):如何證明你的判斷是正確的?噬菌體在光學(xué)顯微鏡下不見(jiàn)?學(xué)生得出:通過(guò)檢測(cè)噬菌斑有無(wú)判斷。教師提出:噬菌體是如何污染的(污染途徑)?在發(fā)酵生產(chǎn)中如何防止噬菌體污染?學(xué)生紛紛利用學(xué)過(guò)的知識(shí),在教師的啟發(fā)下,從污染途徑著手,提出這樣防止噬菌體污染的若干種方法,教師加以總結(jié)和完善。老師的循循善誘,為學(xué)生打開(kāi)了豐富的想象空間,學(xué)生運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)去求解未知領(lǐng)域,從而讓學(xué)生的學(xué)習(xí)由感知、記憶水平提高到想象、思維高度,極大地培養(yǎng)了學(xué)生知識(shí)綜合運(yùn)用能力。
三、科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)
大學(xué)是每個(gè)學(xué)生打基礎(chǔ)的階段,這是高等教育的一種共識(shí)。大學(xué)打基礎(chǔ)階段內(nèi)涵是很豐富的,她強(qiáng)調(diào)全方位的基礎(chǔ)建設(shè),其中重要一環(huán)就是科研能力的鍛煉培養(yǎng)和提升。在教學(xué)中,我們不但將科研意識(shí)、思維方式和教師承擔(dān)的科研課題融入教學(xué)中,還通過(guò)學(xué)生申報(bào)和參與大學(xué)生創(chuàng)新試驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。
例如在學(xué)習(xí)微生物細(xì)胞的化學(xué)組成時(shí),教師介紹知識(shí)點(diǎn):碳在各種微生物細(xì)胞中約占50%,N在各類微生物細(xì)胞中含量差異較大,期中細(xì)菌、酵母含N較高,占7%~13%,霉菌含氮量較低,約占5%,因此細(xì)菌與酵母常作單細(xì)胞蛋白(scp)生產(chǎn)菌。教師由此拓展授課內(nèi)容:利用微生物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的重要意義、單細(xì)胞蛋白的應(yīng)用范圍及其局限性等,然后提問(wèn)學(xué)生:如何大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞飼料蛋白?要發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白,三個(gè)問(wèn)題需要解決:一是發(fā)酵生產(chǎn)菌的選擇問(wèn)題。必須選擇蛋白質(zhì)含量高的菌細(xì)胞,這樣的菌細(xì)胞可以從自然界篩選,也可以從菌種保藏中心購(gòu)買。如果希望產(chǎn)量有所提高,可以通過(guò)誘變(選擇合適誘變劑、誘變方法,對(duì)突變菌株進(jìn)行粗篩、復(fù)篩等等)以篩選高產(chǎn)突變株用于發(fā)酵生產(chǎn)。二是原料問(wèn)題。由于大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)原料使用量大,要選擇價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛的原料,最好是微生物能分解利用的農(nóng)副產(chǎn)品及其廢料。三是發(fā)酵生產(chǎn)工藝優(yōu)化問(wèn)題。發(fā)酵生產(chǎn)中要控制好酸堿度、通氣量、接種量、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間以獲得最高產(chǎn)量。由此導(dǎo)出教師的科研課題——“微生物發(fā)酵再生曲酒丟糟的研究”選題思路及科研開(kāi)展——教師如何選擇菌種,通過(guò)正交試驗(yàn)進(jìn)行純種發(fā)酵、雙菌共酵、兩步發(fā)酵、多菌種混合發(fā)酵、添加纖維素酶再發(fā)酵等生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。這種在繼承、傳授知識(shí)的同時(shí),將教學(xué)與科研相結(jié)合的教學(xué)模式,能將學(xué)生引進(jìn)科學(xué)領(lǐng)域,學(xué)習(xí)科研方法,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)微生物的興趣,促進(jìn)了“教學(xué)帶動(dòng)科研,科研促進(jìn)教學(xué)”的良性循環(huán),培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維方式,促進(jìn)了學(xué)生科研創(chuàng)新能力的全面提高。
近幾年來(lái),學(xué)生紛紛找老師要求參與科研課題研究,積極申報(bào)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽項(xiàng)目。到目前為止,參與教師與微生物有關(guān)的科研課題學(xué)生人數(shù)近100人,平均達(dá)到在編學(xué)生的20%左右,成功申報(bào)與微生物學(xué)有關(guān)的“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽項(xiàng)目10項(xiàng),學(xué)生的畢業(yè)論文大多選題于教師科研課題,近90%的畢業(yè)論文經(jīng)過(guò)導(dǎo)師修改后,在國(guó)內(nèi)公開(kāi)刊物上發(fā)表。
學(xué)校培養(yǎng)要解決的是知識(shí)與能力的轉(zhuǎn)化問(wèn)題。大學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的殿堂,但知識(shí)不等于素質(zhì),素質(zhì)不等于能力。學(xué)校培養(yǎng)就是要把學(xué)生學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力,特別是轉(zhuǎn)化為學(xué)生適應(yīng)社會(huì)生存與發(fā)展的職業(yè)化技能。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的日漸成熟,用人單位已越來(lái)越重視畢業(yè)生的實(shí)際工作能力和創(chuàng)新能力,高等教育模式已由從前的“知識(shí)型”轉(zhuǎn)向了“知識(shí)能力型”。教師在教學(xué)中,要時(shí)刻將這些理念結(jié)合實(shí)例滲透在課堂上,才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的能力培養(yǎng)。