時間：2023-03-16 15:42:36
導語：在微生物學理論論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
簡單的來說其所指的就是某個人對某一事物獨特的創見思維能力，這種思維不能能夠看透該事物的本質，內在關系，更能對該事物進行獨特的分析，提出獨特的見解。對于學生的學習來說，就是學生在學習過程中不隱遁守舊，能夠自主對知識進行探索，并對知識提出新穎的見解。本文經過研究分析，其創新思維具體包含以下幾種特種，第一，具有獨創性，思維能力不受傳統固定思維的影響。第二，求異性，思維新穎，不同于常人。第三，聯想性，可以將與之相關的事物聯想在一起，找出新的答案。第四，靈活性，即不受固定模式的影響，束縛，善于打破常規。第五，具有綜合性，思維調節局部與整體、直接與間接、簡單與復雜的關系，通過概括、整理，把抽象內容具體化，繁雜內容簡單化。
2.初中商務教學中創新思維培養的有效措施
2.1.生物學科是一門基礎的自然學科
具有實驗性強，實踐性強的特點，且課程資源豐富，為學生創新思維能力的培養提供了必要的基礎，所以，有效的生物課堂教學，對于學生創新思維能力的培養意義重大。下面，我們就來通過以下幾點來闡述如何有效培養學生的創新思維能力。第一，首先，在課堂教學中，教師要善于培養學生的觀察能力，觀察能力是進一步培養、提高學生創新能力的基礎。西方著名心理學家曾指出，任何思維、任何能力的培養，都是從細致的觀察開始的。因此，由此可以看出觀察對于學生創新思維能力培養的重要性。觀察是智力的門戶，是思維的基礎，是開放思維的按鈕，所以觀察事物是否客觀，決定著思維形成的客觀與否，所以，在生物課堂教學中，教師只有讓學生去學會觀察，并能將所觀察到的事物進行深化，學生才能對事物產生獨特的創見思維。
2.2.提高學生的猜想能力
是培養學生創造性思維的關鍵。猜想是指由已有的知識基礎、經驗和規律作出假設，培養學生進行猜想，是激發學生學習興趣，掌握探求知識的必要手段。教師要善于啟發、積極指導，熱情鼓勵學生進行猜想，以達到啟迪思維、傳授知識的目的。啟發學生進行猜想，首先要點燃學生主動探索之火，要引導學生觀察分析、大膽設問、各抒已見、充分活動，讓學生去猜、去想。猜想結果，猜想探究方法，猜想知識間的聯系，讓學生成為學習的主人，推動其思維的主動性。如：“綠葉在光下制造淀粉”一節，就可先引導學生觀察葉片的形狀、顏色、結構（掛圖），然后讓學生各自去猜想“為什么綠葉在光下能制造淀粉？”“是光、顏色、形狀？”、“能真的制造出淀粉嗎？”“如何檢驗”……并讓學生將自己的猜想進行交流，進一步引導學生進行探究活動，教師還可選取一些有代表性的植物（金邊吊蘭的葉）、特殊的遮光材料（照相底片）讓學生進行探究，這樣既可激發學生的興趣，又可培養學生創造性思維的能力。
2.3.訓練學生的辯證思維能力
辯證思維能力，是創造性能力培養與形成的最高層次。在教學中，我們一定要引導學生認識到生物學作為一門學科，它既是科學的，也是不斷變化和發展的。因為隨著科學的發展，對生命的研究更加深入、精準；同時環境不斷變化，使得生物對環境的適應能力、生命活動規律也發生相應變化。所以教學中，要密切聯系時間、環境等多種可能條件和生產生活實踐，辯證地理解掌握生物學知識，通過歸納總結發現規律，培養學生辯證思維能力。
3.結語
論文關鍵詞：在物理教學中用問題激發學生思維的策略
創造性思維基于實踐始于問題。而所謂問題，按照吉爾福特的解釋，就是“每當你碰到不進一步作心理的努力就不能有效地應付的情況時，你就遇到了問題”，當“你需要組織新的信息項目，或以新的方式運用已知的以解決問題時，你就碰到了問題”。①問題是人類思維活動的起點，“我們大部分有意識的思維都和問題有關” （波利亞語）初中物理論文，因為“在人有適當的動機而使課題變得迫切了，并且它的解決成為必要的了。當人要從所處的情境中走出來，而又沒有現成的（先天的或習慣的）解決辦法時，只有在這種場合思維才出現”。②教學過程首先應當是激發學生思維的過程，要讓學生在持續不斷的思維活動的實踐中學會思維。由于人類的思維總是和一定的問題情境相聯系的，這客觀上就向我們提出了如何立足教學和學生實際，通過創設有針對性的問題情境，激發學生的思維活動，進而激勵學生的思維品質，促進學生思維能力及創新能力的形成和發展的問題論文開題報告。而實驗作為人類的一種重要的實踐活動形式，同時也是教學活動中一種基本的實踐活動形式，它不但是人們解決一些的有效途徑，同時也是產生新問題的重要源泉，因而在催化問題情境，激發學生思維方面也就有著重要的作用。本文擬就此作些探討。
一、用拓展性問題激發學生思維的廣度
思維的廣度是指在解決問題時所表現出的善于運用多方面知識和經驗從多角度、多層次、全方位考慮問題的思維品質。在實驗教學中，藉助于拓展性問題情境為學生開辟較為廣闊的思維空間初中物理論文，可以有效地促進這種思維品質的形成和發展。如在關于“浮力”的教學中，我們通常都會結合實驗探索出“阿基米德定律”，并向學生介紹關于阿基米德發現這個定律的生動故事。事實上，阿基米德正是在強烈的問題意識——如何鑒別金質王冠是否摻入了白銀——的驅使下，才在洗澡時產生“靈感”從而擷取了關于“浮力定律”發現的“王冠”。也此同時，也給那位苦心制作“王冠”的金匠帶來了滅頂之災。這時，如果我們結合浮力實驗向學生提出這樣一個拓展性問題：“阿基米德關于王冠真偽的鑒別方法是否科學合理？是否有可能使金匠蒙受不白之冤？”而學生通過深入的分析就會發現，阿基米德的判斷只適用于王冠為實心體的情況，而事實上，由于王冠上有纓、簪、球、葉等幾十個大小不一、形態各異的部件，這樣在其加工制造過程中是很難保證其內部沒有空隙的。因而依據排水多少的方法來鑒別其中是否摻入了銀子可以說是有失偏頗的。當然這里并無對阿基米德的詆毀之意，有的是對真理的執著追求。
二、用延伸性問題激發學生思維的深度
思維具有深度就似具有“火眼金睛”一般，表現為善于深入分析思考問題，能透過紛繁復雜的表面現象以及能識破假象進而認識事物的本質特征及事物間的本質聯系。在物理教學中，通過創設延伸性問題情境，可以有效地引導和促使學生思維逐步向縱深發展初中物理論文，進而收到激發其思維深度之效論文開題報告。如就“阿基米德定律”的教學而言，借助于客觀具體的實驗是能夠幫助學生建立起“浮力”的概念的，也容易通過實驗探究出關于浮力的“阿基米德定律” 即“浸在液體里的物體受到向上的浮力其大小等于物體排開液體的重力”。但這并不意味著學生就能認識浮力的本質特征，而需要能過創設一些延伸性的問題情境激發其思維的深度。諸如為了加深學生對“阿基米德定律”中“浸”的理解，可以提出如下問題：在一盛有水的容器中有一正方體木塊，該木塊下面涂有石蠟，并與容器的底部密合，問該木塊是否受到浮力？為了解決這個問題，我們可進行通過實驗進行探究：用手對木塊稍作晃動發現木塊迅即浮起；若用小刀輕輕劃去結合部的密合蠟層，當劃去的部分達到一定程度時木塊亦會上浮。而通過對這些實驗現象的深入分析與思考，就會使學生認識到“阿基米德定律”中的“浸”所指的應是物體在液體中的漂浮或懸浮狀態，對物體下部與容器底部有密合的接觸面的情況不適用于“阿基米德定律”。進而幫助學生認識到“水對物體的浮力就是水對物體向上和向下的壓力差”這個本質特征。
三、用激勵性問題激發學生思維的速度
思維的速度表現在分析和處理問題過程中能“快速反應”，亦即思維敏捷，能出奇制勝地分析和解決所面臨的問題。在實驗教學中，通過創設一些激勵性問題情境，這可在促發學生知識的快速遷移中收到鍛練學生思維“速度”之效。如針對如下一個實驗設計性問題：欲測量一小酒杯的密度初中物理論文，身邊僅有一個量筒及水若干，看誰能利用現有條件盡快給出測量小酒杯密度的實驗方案？在強烈的成功意識和自信心的驅使下，同學們會在問題面前常常表現得機智而又敏捷，許多同學很快就能理清思路：要測量小酒杯密度，必須測出其體積與質量，由于有水及量筒，那只需讓其沉入水中，由此排開的水量便可知道其體積；那怎樣測量小酒杯的質量呢？這時他們又會聯想到，物體的質量是和其重量相聯系的，只要能想辦法測出小酒杯的重量即可，這就使問題歸結為小酒杯重量的測量了。而由于小酒杯這一特殊形狀的物體在水中可以有沉入水底和浮于水面兩種狀態，因小酒杯取口朝上的漂浮狀態時，在重力與浮力的作用下處于平衡狀態，從而有其所受的重力就等于浮力，而小酒杯所受的浮力不就等于小酒杯所排開的水的重量嗎。這樣問題也就迎刃而解了。而經常給學生提供類似的一些激勵性問題，讓學生不斷在充滿強烈的競爭意識的氛圍中積極主動的思考初中物理論文，這對培養學生思維的速度應當說是大有裨益的。
四、用疑惑性問題激發學生思維的“密度”
思維的“密度”表現在思考問題時所具有的嚴謹、細致、縝密的思維特點，能從錯綜復雜的關系中認清事物的本質特征論文開題報告。在實驗教學中，教師通過設置一些似是而非的問題情境，將學生置于一種“心欲求而未得，口欲言而弗能”的“憤悱”狀態，可以收到培養學生思維的“密度”之效。如在“物體的沉浮條件”的教學中，可進行如下實驗：先在盛有水的玻璃槽中分別放入泡沫塑料、木塊、硬幣、鐵片等，讓學生觀察現象并作出解釋，學生很快就會給出“因為泡沫、木塊比水輕，硬幣、鐵片比水重”的解釋。教師再取出一個較大的木塊與一較小的鐵片（顯然木塊要比鐵片重）放入水中，結果仍然是木塊浮于水面，鐵片沉于水底。這時學生就會對 “鐵比木頭重而下沉”結論所產生了疑問，就會激發他們對“物體的沉浮是由什么因素決定的？”的思考。此時，再在水中放入任意大小的木塊或鐵片總有木塊浮于水面，鐵片沉于水底的結論。而伴隨著實驗的不斷深入，學生也就會發現初中物理論文，物體的沉浮是與輕重無關的，只與材料本身的性質有關。那漂浮于水面上的泡沫、木塊在性質上有何相似之處呢？沉于水底的硬幣、鐵片又有何共性呢？通過分析思考（當然也可輔之以實驗或查閱資料等過程）則不難發現，泡沫、木塊的密度都比水小，而硬幣、鐵片的密度又都比水大，進而也就可以認識到物體在水中的沉浮取決于物體的密度是大于、還是小于水的密度。但這是否意味著只有密度比水小的物體才能浮于水面上呢？那用鋼鐵制成的萬噸巨輪不也照樣能在水上穿梭往來嗎？進而也就可以說學生認識到，物體沉浮的根本原因在于物體所受的重力是否大于浮力。而通過如此不斷地“教無疑者有疑，教有疑者無疑”，學生也就完成了對“浮力”的去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的認識過程。五、用矛盾性問題激發學生思維的“精度”
思維的“精度”作為在新的信息面前所表現出的一種對信息進行全面審查、加工的思維品質，它有助于人們在選擇、甄別和反思中分清是非，辨別真偽，把握事物的本質特征。在實驗教學中，通過創設一些矛盾性問題情境，讓學生的思維處于進退維谷的兩難境地，可以達到培養和鍛煉學生思維“精度”的目的。如在“液體的表面性質”的教學中，可以進行下列實驗：先將一木塊與一硬幣一起放入盛有水的水槽中，結果木塊浮于水面而硬幣沉入水底；再給一玻璃杯灌滿水初中物理論文，并小心翼翼地將一枚硬幣放在水面上，而硬幣居然能浮于水面論文開題報告。如此令學生感到有些不可思議的、與其原有認知結構相矛盾的實驗現象，當然就會激發學生進行深入、精細的思維。而當學生通過自己的實驗與觀察，看到硬幣下方的水面呈凹陷狀，在此基礎上學生經過分析討論，就會認識到硬幣“浮”于水面與木塊浮于水面的機理是有著本質區別的，它有可能與硬幣下水面的“凹陷”有關，進而再通過進一步的實驗與思考，就會發現“液體表面張力”的本質特征。
愛因斯坦曾經指出：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決問題也許僅是一個數學或實驗上的技能而已，而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步。” ③問題作為思維的起點和動力，在人類的創造活動中有著至關重要的作用這是不言而喻的。其實，科學上的很多重大發現與發明，與其說是問題的解決者作出的初中物理論文，毋寧說是問題的尋求者促成的。事實上，正是瓦特對“燒開水時壺蓋為何跳動”的發問促成了蒸汽機時代的到來，正是法拉第對“磁能否生電”的問題導致了電氣時代的誕生。因而，在我們的物理教學中，從學生及教學的具體實際出發，努力通過創設一些有針對性的問題情境，去激發學生的思維，進而激勵學生良好思維品質的形成。應當說，這對培養學生的思維能力與創新能力，對于推進以“創新精神和實踐能力”為重點的“素質教育”應當是不可或缺的。
參考文獻
①吉爾福特，創造性才能—它們的性質、用途和培養，北京：人民教育出版社，1991年版，第123頁；
②轉引自鄭表岳，用問題喚起學生的思維，課程教材教法，1997，10：42；
③愛因斯坦，物理學的進化，上海科技出版社1962年版，第59頁。
關鍵詞 微生物學實驗；環境工程專業；多媒體教學
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）12-0123-03
環境微生物學作為我國高等院校環境類專業的必修科目，是一門多學科交叉的綜合性、實踐性及技術性很強的重要課程。隨著生物科學技術在眾多領域的應用和發展日益革新和壯大，這門前沿科學無疑成為研究和解決當今環境問題的新途徑、新武器[1]。微生物學實驗技術作為理論知識與工程應用的聯結紐帶，鼓舞著專業人才的科學創新思維，極大地推動環境化學、污染控制工程等領域的發展[2]。通過微生物學實驗技能的系統講解和演練，指導環境工程專業學生掌握一門實用的生物實驗操作技能，培養其實驗設計和動手能力，有效促進知識的遷移和轉化，較好地服務于該專業本科生未來的科研活動和工程實踐。
面對國家全面開展素質教育、大力培養創新型就業型人才的發展方向，各大高等院校堅持以提高本科教學質量，推進教學、科研、實踐相結合，根據學校條件和專業背景，建立與社會服務相融合的特色教育，為培育更具專業素養和社會競爭力的應用型人才而努力[3]。微生物學實驗作為訓練專業人才基礎操作技能的實用型課程，同環境工程專業領域有著重要的關聯性和輔，因而成為各高等院校環境類專業的重要發展學科[4]。同時，由于微生物學特有的微觀性、精密性和抽象性，環境專業學生微生物學相關知識和興趣的薄弱，使得教師對該課程整個教學過程的設計和把握顯得尤為重要。而傳統的微生物學實驗教學活動普遍存在諸多缺陷和需要改進的問題，比如：教材教學資源的陳舊滯后；教學理論與實際問題聯系不緊密；學生積極性、重視程度不高；缺乏課程考核制度；等等。因此，筆者根據以往教學經歷及同行反饋意見，對環境工程專業微生物學實驗課程進行一系列設計和改進，在此進行簡單總結論述。
1 開放式多元化實驗教學
傳統的微生物學實驗教學中，如細菌染色、培養基配制和滅菌、菌種分離培養、物理化學因素對微生物生長影響的觀察等，大都屬于驗證性實驗，著重于強化理論理解和掌握操作流程，未能充分調動學生的積極性和創新性，對未來畢業設計和就業中面對實際問題造成不利影響[5-6]。開放式實驗教學講究內容、形式、地點的開放，除了增加設計性實驗的比重，比如各類環境中（不同空氣、土壤或水中）微生物的接種、培養和測定，完全可以由學生自主設計實驗方案，準備實驗藥品和所需設備，教師幫助其審核實驗方案的合理性，培養學生嚴謹的科研作風，認真分析實驗結果，從實驗操作過程中尋找和總結不同結果的原因[7]。為此，實驗教師需要注意配備多余培養基或菌液等，對于實驗過程中的失誤或其他影響造成的異常情況，提供修正和彌補的機會，給予學生相對自由的實驗空間和條件。同時，可以適當拓展設計性實驗，加入觀摩性實驗環節，比如安排實驗與環境工程專業實習體系相結合，讓學生自主選擇污水處理廠或者環境監測站等相關單位，提前接觸認知實習的對象，通過觀察污水廠水質變化情況、取樣環節及污水處理流程的切身體驗，了解活性污泥中微生物的作用和反應原理[8]。
在課程學時的安排上，教師及時安排學生對被培養菌種的觀察和記錄時間，提前布置下次實驗內容，保證各實驗小組方案的設計和討論時間。另外，在條件允許的情況下，鼓勵學生加入教師主持的相關課題，拓寬專業思路，從而對想繼續專業深造和進行科研工作的學生起到積極的促進和引導作用。
2 武裝課程背景，緊跟前沿熱點
依托環境工程專業教學體系，本科環境微生物學課程的要求尚屬理論學習水平，重在掌握操作過程的原理和流程，與實際工程項目的要求相差甚遠；又鑒于大多數生物工程技術仍處在實驗室探索研發階段，或者依附其他行業生產和研發，純生物工程行業的人才需求并未擴大，而純微生物學專業就業面相對較窄，屬于輔專業課程，所以學生的學習熱情和主動性不夠高[9]。
首先，從環境微生物課程相關理論及實驗教材上講，避免沿用陳舊的教學材料，借助現代網絡多媒體技術拓展課堂內容，選擇和側重與實際問題接軌的內容，將國內外微生物科學技術的前沿進展呈現給學生。教師還可以在原有的課程里增設環境生物技術課程、環境污染生物修復技術等，掌握生物工程在相同的技術原理下在不同環境領域的應用，將理論知識和基本技能得到延伸和拓展。同時，鼓勵和督促教師自身不斷學習，掌握最新的專業動態，保持開闊的眼界和與時俱進的科研精神，通過分享國內外生物技術熱點和相關科技文獻，激發學生探索創新的求學態度，增強對所學專業的就業信心。
3 理論教學與實際案例相結合
將實際生產生活的相關知識點融入課堂教學中，指導學生在課外有選擇地參與趣味性微生物小實驗，諸如自制酸奶、酒釀、泡菜等利用微生物發酵原理的日常食物，對常見菌種如真菌、大腸桿菌等作觀察和分析等，通過將微生物原理生活化、生動化，發揮學生主觀能動性，使其在體驗微生物與日常生產生活奇妙關系的同時，將所學技能融會貫通。在微生物學實驗教學的整個過程中，堅持“學生主導，教師為輔”的原則，放手讓學生從參與準備實驗（培養基的制備、滅菌、接種等）到全程設計和操作，通過自行準備實驗器具，自主安排實驗時間，熟練微生物實驗基本物品的配備、操作及其應用。當實驗遇到困難受阻，鼓勵學生通過調研和查閱相關案例文獻來分析和解決問題，啟發其創新性和設計性思維，幫助其產生一定的責任感和成就感，為今后獨立參與相關工作奠定基礎。
4 充分利用多媒體教學手段
依托學校現代網絡教育教學系統，把目前互聯網上優秀的微生物實驗教學資源或者教師自制的視頻、音頻、圖片等收集和整理起來，以多角度、動態清晰的方式將實驗的全過程提前展現給學生，豐富了原本枯燥的實驗內容，彌補傳統教學及演示的不足，從而提高課堂教學質量[10]。筆者特別推薦將多媒體網絡資源實施在實驗預習階段，尤其對于菌種的分離、接種、平板涂布劃線法等環節，配合影像資料，更能寓教于樂，讓他們在實驗預習過程中即能得到充分的引導，更加直觀、形象地領會到實驗操作的要領。如果在條件允許的情況下，在后期的實驗考核中，教師可以有選擇地進行攝像記錄、動態試卷等，這樣更加客觀而真實地反映學生的實際操作能力，進而提高課程考核效率。
5 嚴格保證教學實驗安全
隨著高校實驗室建設的大力投入，實驗教學質量的要求提升，實驗室的各項安全管理事宜也顯得尤為重要。為保證教學科研順利有序地進行，保證校內師生人身財產安全，加強實驗室設備及藥品的安全教育和管理，以防各類事故的發生[11]。高校微生物學實驗課程主要涉及生物安全、化學品安全、電氣安全、紫外線輻射及消防安全等。例如：實驗室酒精分類較多，用于清潔雙手的酒精棉球、浸泡鑷子（需沾取氯化汞溶液、75%乙醇等化學試劑）的酒精溶液等，要求實驗教師嚴格配制和區別標注，防止混用造成不必要的污染，用后及時洗手消毒，未用完的菌種和培養基等合理保存并記錄使用情況；無菌操作過程中，關閉門窗，嚴控課堂紀律，不得進行與實驗無關的講話、走動、吃東西等行為，防止雜菌污染；紫外照射滅菌過程中，清理超凈工作臺附近人員及物品，避免輻射傷害，以及臭氧對呼吸道的刺激；對于實驗室經常使用的高壓滅菌鍋、酒精燈等，要規范安裝及操作，定期檢查儀器表盤、維修記錄，發現異常及時修理，以免發生爆炸、火災等事故。
6 完善考核制度，培養獨立創新思維
傳統的“課程預習—實驗講解及演示—分組操作—記錄實驗結果—評定實驗報告”教學模式，不能夠全面、清晰地考察學生的基礎操作和應用能力。就石河子大學目前的實驗教學條件看（2個超凈工作臺、8臺顯微鏡、4個分光光度計等使用情況），儀器設備明顯不足，造成學生在分組實驗（4人/組）的情況下，得不到充分鍛煉的機會，導致部分學生積極性不夠，缺乏獨立思考能力。另外，部分高校實驗課程的成績是依附于理論課程中的，沒有單獨的學分考評，學生的重視程度不夠，往往造成眼高手低，動手能力差，實驗收效難以保證[12]。因此，本文堅持“強化操作能力，弱化抽象理論”的考核方案，實行“預習設計（10%）+實驗完成情況（30%）+單獨實驗操作（30%）+實驗設計方案答辯（10%）+實驗報告（20%）”的評分標準，在促進學生提高實驗能力和重視程度的同時，優化教學反饋，便于教師更全面更具體地了解授課效果，調整教學計劃、側重點、難易程度等。
7 結束語
對于環境工程專業本科生，其微生物學實驗操作技能的提高，以及對日后實際問題的分析和解決能力的提高都不是短期內能達到的，這需要相關專家和教師根據自身經歷，提出寶貴的整改方案，供同行們不斷實踐、總結和切磋，更科學更有效地實施教學活動[13]。本文對該門課程教學內容、方式、安全措施及課程考核的探索改進，打破了傳統實驗教學的局限性，堅持將提高學生的實踐操作能力貫穿于整個教學過程，旨在搭建環境專業類背景下微生物學理論和實踐的橋梁，強化和拓展學生的專業實踐能力和創新能力，為后續學生完成相關畢業論文起到輔導作用，對其在未來工作崗位上應對相關生物學實驗、分析和研究探索提供一個很好的認識和鍛煉機會。
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關鍵詞： 《微生物學》 開放性實驗教學 探究 實踐
《微生物學》是生物科學、生物工程、生物技術等專業的基礎必修課，是一門實踐性、應用性很強的課程。目前，微生物學實驗內容多為對微生物學理論教學內容的演示性、驗證性實驗，綜合性、設計性實驗較少。這樣的情況不利于學生對知識進行整體性系統化的掌握，不能發揮學生的主動性和創造性，影響學生在畢業時的畢業論文設計、畢業生在實際生產中運用微生物學知識和實驗技能解決有關實際問題的能力，使得學生畢業后在專業領域中不能成為真正能夠解決生產科研問題的技術人才。因此，目前的微生物學實驗不能滿足現代社會對創新性人才的需求。微生物學實驗的目的就是訓練學生掌握微生物技術的基本程序和技能，為今后的實際工作奠定堅實的基礎。那么如何將實驗教學與實際生產、應用相結合？如何提高學生獨立應用微生物學技術的能力，培養高素質、能獨立解決實際科研問題的專業人才呢？開放性實驗具有研究性和探索性，能夠培養學生的創新意識與動手能力，給學生一個自主發展和實踐鍛煉的空間，激發學生的創新熱情和興趣，而且能夠最大限度地發揮實驗資源效益［1－2］。因此，開放性實驗是我們解決以上兩個問題的一個途徑，是實驗教學改革的必然趨勢。我們實驗室對如何開展開放性的微生物學實驗進行了探究與實踐，取得了良好的教學效果。
一、微生物學開放性實驗內容
微生物學開放性實驗是通過開放微生物實驗室完成的，在其教學過程中所有實驗資源均向學生開放而不受實驗室、實驗時間和實驗內容限制的一類實驗形式。我根據學生的專業和興趣或教師的科研課題指導學生自主設計實驗題目，自擬實驗方案、查閱參考資料、提出設計思路和實驗步驟，并獨立完成整個實驗過程，在獲得的現象或數據的基礎上自己概括出實驗結論。開放性實驗的內容一般為應用性、實踐性較強的實驗，能激發學生對實驗的濃厚興趣。因此，微生物學開放性實驗內容應包含綜合型、設計型、科學研究型實驗。例如：我們設立了土壤微生物的分離與純化的綜合性實驗，該實驗要求學生獨立設計實驗技術路線、步驟，并準備所需物品，最終獲得純種。在樣品的采集過程中，學生自由選擇土樣進行采集，并注明土樣采集的地點、深度、含水狀態等特征，通過這一過程，使學生掌握實驗樣品采集的方法及注意事項；在試驗的準備和試驗的操作過程中學生能全面地掌握器皿的包扎技術、棉塞的制作、培養基的配制與滅菌、無菌操作技術、土壤懸液的制備與梯度稀釋、接種技術、微生物的培養與形態觀察、顯微鏡技術、染色技術、微生物的生理生化測定等。在實驗結果分析上，學習并掌握平板菌落計數方法，根據實驗數據、采樣地點、土壤深度討論土壤特性與微生物分布的關系，還可進一步探討微生物的種類和數量與土壤肥力的關系。同時我們還設立了水體微生物的檢驗的實驗項目。當前水體污染比較嚴重，但還沒有引起人們足夠的重視。水體污染怎樣進行生物監測，需檢測哪些指標？通過這些指標可以反應出水體污染程度，該實驗與我們的水資源密切相關，能引起學生極大的興趣，讓學生切身體會到治理污染的重要性。
二、微生物學開放性實驗教學方法
微生物學開放性實驗教學強調以學生為中心，在實驗項目、實驗設備、實驗方法、實驗時間和實驗項目等方面給予學生充分的自，學生能夠根據個人的興趣愛好選擇相應的實驗內容，這就使學生處于教學的中心地位，有利于調動他們的學習興趣，從而激發其解決問題的積極性［3－4］。在實驗項目的選擇和實驗設計上，改變以前由老師給定實驗題目和實驗步驟的做法，學生自擬項目或參與教師的科研課題，自己查閱資料，設計實驗，教師對實驗方案認真審閱，提出不足和建議并與學生討論，制定出更加合理的實驗方案。在實驗進行的過程中，改變從前老師準備實驗材料的做法，讓學生自己進行采樣，列出實驗用具清單，準備實驗藥品等。在實驗過程期間，教師的角色由主體變為實驗過程的參謀，學生是實驗的主體。在整個實驗過程中要求學生獨立完成實驗、分析實驗中出現的問題，獨立實驗并整理數據，并且對實驗結果進行分析討論。當實驗中遇到難題，老師不是直接地告訴學生該怎么做而是要求他們仔細的查看自己的實驗計劃，認真思考，然后和他們一起觀察現象，分析原因，尋找解決方法。這樣既可以讓學生更有效地學習到正確的實驗操作和嚴謹的研究精神，又可以及時發現問題，進一步完善教學工作。在實驗過程中強調學生的團隊合作精神和解決問題的能力，注重學生對實驗過程、實驗結果的記錄和分析，以及出現問題時提出有效的解決方法。如應用研究型的實驗項目，“光合細菌的分離、篩選與純化?薰，讓同學們自己查閱資料、獨立思考，自己設計實驗方案，運用各種方法及實驗手段，并且在實驗完成后論文以科研論文的形式提交，實驗完后，開展專題報告會活動，讓學生進行交流以及評議。通過該實驗，學生不僅提高了獨立完成實驗的能力、設計創新能力及科研素養，而且增強了自信心、自豪感，以及從事科研的興趣，并總結出了光合細菌篩選分離路線、關鍵技術及創新點。開放性試驗提倡的是開放式的教育，充分發揮了學生的創新能力。在光合細菌的分離、篩選與純化的試驗中，同學們還創造出了利用保鮮膜封口，創造無氧環境更有利于光合細菌的生長。開放性實驗使學生的理論知識和實驗技能得到綜合應用，是培養學生綜合能力和創新能力的重要途徑之一，為今后的研究性工作打下了良好的基礎。
三、微生物學開放性實驗的評價
開放性實驗教學的目的是培養綜合性、創新性、能力型的人才，是要變培養單純知識型的人才培養模式為知識、能力、創新型的人才培養模式。在實踐教學過程中，培養學生的自主學習能力、創新精神、團隊合作和實踐能力。教學目的又決定教學評價。微生物學開放性實驗的成績評定應具體落實到每一次實驗和每一個環節中，包括在實驗過程中學生所表現的實驗操作能力，獨立分析問題、解決問題的能力、科學態度，以及創新意識等。實驗教師每次實驗都對每個學生實驗過程中表現的科學態度、實驗操作規范程度、實驗目的的達成、實驗方案的設計和實驗報告撰寫的水平等給以量化。開放性實驗評定標準見表1。
四、結語
目前，人才培養目標的多元化和人才培養模式的轉化，要求實驗教學內容作出相應的變革，以有利于培養綜合性、創新性、能力型人才。而開放性的實驗教學能夠打破以前傳統性實驗教學的局限性，較大限度地向學生提供自由發揮其創新能力和實踐能力的空間，更好地促進學生自由、獨立、主動、全面的發展，受到了學生的廣泛好評，因此開放性的實驗教學有著廣泛的應用前景。特別是《微生物學》是一門實踐性、應用性很強的課程，只有進行開放性實驗教學，學生才能較好的掌握、應用微生物技術。但目前微生物學開放性實驗教學還處于摸索階段，如何使微生物開放性實驗教學更科學？如何設計出更具有培養學生創新能力的應用性、綜合性的實驗項目供學生選擇？如何建立完善的開放性實驗教學體系？這些還需要我們不斷進行探究與努力，以培養出獨立性、創新性、研究性的合格人才，滿足社會發展的需要。
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關鍵詞:環境工程微生物學實驗;教學改革;線上線下
環境工程微生物學是我校環境科學與工程專業的重要專業基礎課之一，是后續水污染控制工程、大氣污染控制工程和固體廢物處理與處置等專業課的前期基礎課程。環境工程微生物學實驗作為理論課非常重要的實踐課程，不僅是熟練掌握微生物基本操作，包括顯微鏡的使用、微生物形態的觀察、微生物的計數及測量、微生物的染色、培養基的制備、滅菌、微生物的純種分離及菌落觀察與鑒別等訓練環節，也是培養環境專業類學生觀察能力、鑒別能力、動手能力、協作能力、運用能力等的重要途徑［1］。應用型人才培養目標更加注重培養學生用專業知識解決實際生產問題的能力［2］。本文根據應用型人才培養目標的要求，在環境工程微生物學實驗教學中，采用線上線下相結合的教學方法，增加綜合性與設計實驗，來達到培養學生應用專業知識解決實際生產問題的能力，為應用型人才培養目標的實現做出貢獻。
1實驗教學現狀
目前，我校環境工程微生物學實驗(16學時)，與環境工程微生物學理論課(32學時)在第二學期同時開設，主要實驗項目為顯微鏡的使用及微生物形態觀察、微生物的計數及測量、培養基的制備、革蘭氏染色、純種分離與菌落觀察，均為基礎性和驗證性實驗項目，使學生在實驗預習、實驗操作、實驗報告撰寫過程中達到了鞏固環境工程微生物學基本理論的目的。由于學時和實驗條件的限制，采用傳統的教學方法進行分組(2人/組)授課，課前，學生根據實驗項目進行實驗原理、實驗目的及實驗步驟的預習;課上，教師根據學生預習情況，詳細講解實驗操作步驟，并進行實驗操作演示，然后，學生按照教師的講解和演示進行實驗操作，教師隨時指導、糾正學生不準確或錯誤的操作，回答學生提出的疑難問題;課后，學生進行實驗數據整理、分析，完成實驗報告。實驗成績主要依據實驗預習(20%)、實驗操作(40%)及實驗報告(40%)三項進行綜合評定。由于微生物學實驗耗時都比較長，因此，實驗所需器皿、材料和細菌懸液等都由實驗員準備。教師始終處于核心地位，占用了大部分課堂時間，學生僅在較短的時間，被動地照著做，實驗課只是完成了一個驗證性的環節，大部分學生在實驗過程中忘記了思考，忘記了所學理論知識在實驗操作中的應用［3］。此外，環境工程微生物學實驗是實踐操作性和應用型很強的課程，如無菌操作、純種分離、菌落觀察與鑒別等很多實驗操作，學生很難一次性熟練掌握。由于學時的限制，學生只有一次實操機會，很難達到應用型人才培養目標的要求。
2實驗教學改革與實踐
2．1實驗內容整合與優化
根據環境工程微生物學實驗細節多、操作性強、耗時長，需要反復訓練才能熟練掌握操作技能的特點，實驗項目分為兩個模塊，模塊一為基礎性、驗證性實驗模塊，為顯微鏡的使用及微生物形態觀察，微生物的計數與測量，培養基的制備、滅菌及純種分離3個實驗，共計8學時。這3個實驗主要目的是讓學生熟悉和掌握顯微鏡的使用及維護、血球計數板的使用、培養基的制備原則、高壓蒸汽滅菌鍋的使用、玻璃器皿的包扎、平板劃線等純種分離技術及無菌操作理念的建立等基本實驗操作技能，為后續的綜合性和設計性實驗打下堅實的理論和操作基礎。模塊二為綜合性和設計性實驗模塊，為水樣中大腸菌群的檢驗與菌落觀察與鑒別，共計8學時。實驗涵蓋了3個基礎性實驗的全部實驗操作，同時增加了新的實驗內容，如微生物的染色、細菌懸液的梯度稀釋、水樣中大腸桿菌的檢驗及菌落鑒別，目的是使學生鞏固環境工程微生物學的基本實驗操作技能的同時，培養學生獨立思考及分析問題、解決問題的能力，如實驗方案的設計，實驗材料的準備(包括水樣的自由選取)，大腸桿菌的菌落觀察及鑒別等。
2．2線上線下相結合教學改革與實踐
針對環境工程微生物學實驗學時有限，實驗內容較多的問題，教師將線上線下相結合的教學模式用于實驗教學中。
2．2．1基礎性、驗證性實驗模塊課前，教師將3個基礎性實驗的實驗原理、實驗目和實驗中的注意事項錄制成微課或小視頻，將3個基礎性實驗所涉及到的實驗基本操作以真人實況錄像的方式進行演示，并上傳至慕課資源平臺。學生根據實驗任務點和任務目標，在線上觀看微課、視頻和錄像進行預習，完成預習報告，將預習中發現的問題記錄下來，可以在慕課平臺上進行線上交流，教師會及時整理實驗預習過程中出現的理論及操作問題，記錄共性問題。課上，教師會以提問的方式檢查學生任務目標的完成情況，重點講解共性問題，并進行必要的操作示范外，課上大部分時間交給學生，每個學生要獨立完成全部實驗操作，記錄實驗現象、實驗數據。教師在課上起著指導和監督作用，及時指正實驗操作不規范或操作錯誤、回答學生在實驗中遇到的問題，同時會根據情境拓展理論知識和實際生產問題的關聯度。學生在實驗過程中也可以反復觀看實驗操作錄像等線上資源。課下，學生整理、分析實驗數據，總結和歸納實驗中遇到的問題，完成實驗報告。同樣，可以在慕課平臺上與教師、同學進行交流疑難問題，教師會及時解答。
2．2．2綜合性、設計性實驗模塊由于大腸菌群是生活飲用水、再生水回用及生活污水處理廠排水的必檢項目，是一個具有趣味性、生活性和知識性的實驗項目。課前，教師將實驗項目有關的輔助與拓展資料、生活飲用水衛生標準、再生水回用水質標準等相關資料，分組情況(包括組員和組長)、任務點及任務目標等上傳至慕課資源平臺。學生根據實驗題目，閱讀文獻、查閱實驗方法和相關水質標準，分組討論并設計實驗方案(包括實驗目的、實驗原理、實驗方法、實驗材料和實驗步驟)上傳至慕課資源平臺，教師要對每組的實驗方案進行嚴格審核，學生小組多次修改，實驗方案合格后方能進入實驗室準備實驗所需器皿及藥品。課上，學生是課堂的主體，每個小組成員都要認真參與到實驗中來，要集體討論與標準實驗方法中描述的實驗現象不一致的原因及解決方法。教師僅充當輔助者和引導者的角色，記錄每組同學的表現，包括無菌操作理念的執行情況、器皿的滅菌情況、細菌的純種分離、革蘭氏染色、細菌懸液梯度稀釋、菌落培養與觀察等實操細節，對操作不規范或錯誤的學生及時引導和糾正。同時也需要關注文獻閱讀能力、實驗參與度、實操能力、創新能力和思辨能力等在實驗操作過程中的體現。課下，每個小組成員認真整理實驗記錄、分析實驗數據，對實驗過程中出現的技術與理論問題做出詳細回答，完成一份高質量的綜合實驗報告論文。
2．3實驗考核方法改革與評價
線上線下相結合的教學方法，學生處于實驗教學的主體地位，每個實驗要經過線上－線下－線上的混合式的學習，才能完成實驗教學任務。因此，實驗教學的評價也要關注線上線下整個過程，實驗考核包括過程評價考核和結果評價考核兩部分，而且基礎性實驗和綜合性評價所占權重也不一樣，具體考核指標見表1。這種實驗考核評價體系，學生可以根據自己的線上線下的表現情況知道自己的綜合得分，使學生在每個環節都明確知道學習任務和學習目標，可以充分調動學生學習的能動性和主動性，實驗成績綜合評價優良率達到80%以上，顯著提高了實驗教學效果，為學生后續專業課程的學習起到了積極作用。
關鍵詞：食品科學與工程專業；本科生畢業論文；指導
中圖分類號：G642.477 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0213-02
食品科學與工程專業的主要培養目標是使學生掌握各種食品加工技術的基本原理和加工工藝，培養學生動手和從事科研的工作能力，強化學生獨立分析和解決問題、綜合設計及創新等方面的能力[1]。食品科學與工程專業畢業論文一般是通過實驗獲得實驗數據、完成數據分析、撰寫論文和最終通過論文答辯[1]。通過畢業論文的完成，使學生能夠綜合運用所學知識，獨立地分析和解決問題，為其順利進入社會奠定基礎。目前由于大學嚴重擴招和就業形勢嚴峻，本科畢業論文整體水平呈現逐年下滑的趨勢[2]。因此，提高本科畢業論文水平對提升大學生綜合素質具有重要意義。上海理工大學在對食品科學與工程專業本科畢業論文教學過程中，以“上海食品微生物工程研究中心”為載體，對畢業論文指導工作進行探索和實踐。本文以指導上海理工大學食品科學與工程專業畢業論文工作為例，現將有關的指導經驗與體會進行介紹，以期為本專業本科畢業論文的指導工作提供有益的參考。
一、論文選題
本科畢業論文學院安排在第八學期進行，但經常與學生就業、考研和公務員面試等相沖突[3]，導致很多學生不能保證足夠的時間和精力來完成畢業論文，最終影響畢業論文質量，尤其是實驗性和探索性強的課題影響嚴重。為了避免影響學生就業，食品科學與工程專業的指導教師會將畢業論文啟動工作提前至第六學期末，使學生有充足的時間來完成畢業論文工作。畢業論文質量好壞關鍵在選題[4]，雖然許多學者提倡本科畢業論文選題要新穎和創新[5]，來培養學生的創新意識和創新能力，但筆者認為畢業論文選題應難度適宜，兼顧新穎創新即可。畢業論文主要是考察學生所具備的專業素質，所以畢業課題涉及的知識范圍和理論深度要符合學生所學理論知識和專業技能，且能夠進一步深化學生所學的知識，使其能夠受到科研能力的基本訓練，通過努力最終能在規定時間內完成課題研究[5]。
興趣是最好的老師，只有學生感興趣才能保證學生全身心的投入，才能消除學生心中“畢業論文隨便做做就能通過”的消極思想，確保畢業論文最終順利完成。因此，筆者根據學生的科研興趣和自身承擔的科研項目，結合上海食品微生物工程研究中心的研究方向及實驗條件來確定論文題目。例如，干酪乳桿菌是一種具有調節人體腸道菌群、促進消化吸收和增強人體免疫力等多種益生功能的乳酸菌[6]，廣泛應用在酸奶等食品生產中[7]。學生對干酪乳桿菌研究感興趣，通過對其基因組分析發現，基因組中并不存在膽鹽水解酶基因，造成其對膽鹽的耐受性不強。因此，學生和筆者討論后，選題確定為“在干酪乳桿菌中異源表達植物乳桿菌來源的膽鹽水解酶”，從而提高了干酪乳桿菌的膽鹽耐受性。
二、實驗研究
選題是畢業論文的基礎，實驗研究是畢業論文的核心[8，9]。利用實驗研究，要充分培養學生的動手能力和科研思維能力，使學生能夠具備分析和解決問題的能力。筆者認為，在實驗準備期，應對學生實驗操作和儀器使用進行系統培訓，使學生較為熟練地掌握論文所需的各項實驗和儀器操作技能，盡可能避免不必要的實驗失敗和儀器損壞，以保證畢業論文順利完成[10]。例如，上海食品微生物工程研究中心在進行食品微生物相關課題研究前，都會安排學生進行微生物學基本操作技能的培訓，包括培養基的制備和滅菌、微生物接種和培養，以及各種儀器，如搖床、培養箱、分光光度計和顯微鏡的使用等。此外，指導教師應指導學生進行課題文獻查閱，了解最新國內外研究進展，進行實驗方案設計，并與指導教師討論，最終確定實驗方案。在實驗實施過程中，指導教師對學生還要反復強調科研是探索性和創新性強的工作，要告誡學生不要怕實驗失敗，要允許實驗失敗，要在失敗中找原因，不斷改進實驗方法和提升自我實驗操作技能[10]。
三、論文撰寫
畢業論文撰寫是培養學生提出問題、對實驗結果進行分析、討論并得出結論的能力過程[5]。畢業論文是具有學術規范的科學性和總結性的學術論文，所以撰寫論文時既要嚴謹、通俗易懂又要具有專業性[5]。學生在全部實驗完成后，按照學院相關要求完成畢業論文初稿撰寫，并交由指導教師進行修改。筆者認為目前學生在撰寫畢業論文過程中，對學術性語言和邏輯條理性表述較差，論文口語化非常嚴重，有些段落上下文甚至毫無邏輯。因此，指導教師對論文語言、邏輯條理、數據分析、結果與討論等部分應做出重點修改和指導，并返回給學生繼續修改，反復多次后才能定稿。畢業論文修改過程是一個對整個驗結果提練和升華的過程，可以讓學生對整個畢業論文有更深層次的認識和體會。
四、結論
畢業論文是大學人才培養過程中的重要環節，它是全面考核學生綜合素質的有效方式[4]。通過對食品科學與工程專業學生進行畢業論文指導與訓練，使學生充分鍛煉了動手能力、科研思維能力和團隊協作能力，最終使學生科研能力等素質得到了顯著提升。指導本科生畢業論文是高校教師一項重要的教學工作[5]，希望本文的指導經驗與體會介紹，能為本專業本科畢業論文的指導工作提供有益的參考。
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關鍵詞:微生物學;創新;教學改革;考核
微生物學是一門實踐學科，其理論知識來源于實驗，實驗課是微生物學的重要組成部分。近年來，微生物學發展突飛猛進，新技術、新成果不斷出現，傳統教育模式也面臨挑戰［1，2］。很多農業院校實驗教學工作者逐漸意識到傳統實驗教學存在實驗內容陳舊、限制學生視野、創新能力不足等問題，達不到重實踐和提高學生素質教育的目標，實驗課程的教學改革已成為高等教育和本科教學評估中遇到的突出問題［3］，實驗教學工作者開始思考如何更好開展微生物學實驗課程教學，精心設計課程體系，以滿足新時代社會發展對人才培養的需求［4～6］。上海交通大學作為一所綜合性高校，其下設農業與生物學院擁有理學、農學、工學等多學科專業，針對全院不同的學科專業，微生物學實驗的培養計劃既要緊跟農業科技的發展調整實驗內容，又要從各個專業視角增加學生知識面，使學生了解各自專業與微生物學的相關性，豐富知識領域視野，培養學生創新能力。農業與生物學院微生物學教學團隊針對以往教學中存在的問題，在基本不改變實驗課時的條件下，對實驗教學體系進行重構，對部分內容和形式進行大膽改革嘗試，把培養學生創新意識和能力放在首位，調整實驗內容，改進教學方法，從實驗內容、方法和考核方式等方面加強實驗實踐環節，促進觀念、模式、內容和方法的全面改革，促進教學質量的提高，實現重知識傳授到重創新思維能力培養的轉變。
1微生物學實驗課程教學體系的重構
1．1微生物實驗課程內容的重新編排
驗證性實驗是通過驗證某種認識或假說，使學生獲得特定操作技能，在不斷完善認知結構的基礎上，促進學生驗證和進一步理解所學理論，培養學生的實驗基礎能力［7］，然而教育的真正目的在于使學習者成為知識結構的設計者，使學習者善于學習，培養其創新能力［8］。單純的驗證性實驗教學已不能滿足高等教育的育人要求，而高校學生對驗證性實驗的學習也興趣寡然、缺乏思考和主動性［9］。開設設計性實驗，鼓勵學生構思實驗方案并付諸實施，對培養學生創新思維具有重要意義，設計過程是學生不斷發現、解決問題的過程。減少驗證性實驗，增加綜合性和設計性實驗比重的觀點已形成共識［10～12］。根據學院5個專業學生的培養計劃和專業特點，我們對微生物實驗課程內容進行重新布局(表1)。由表1可以看出，在學生掌握一定實驗內容和操作技能的基礎上，對實驗內容進行整合，增加綜合性實驗項目。例如，在學生掌握顯微鏡使用及原核生物染色觀察的技能基礎上，將真核微生物的形態觀察實驗與微生物測量大小及計數實驗串聯合并成一個綜合大實驗項，使學生在一堂課中對微生物形態有系統的認知;增加“細菌總數與大腸菌群的測定”實驗內容，并與“細菌快速生化鑒定”實驗綜合進行教學，使學生對樣本中細菌與大腸菌群數定性和定量測定方法進行比較學習。綜合實驗項目不僅注重了實驗內容之間的邏輯聯系，同時增強了實驗項之間的次序性和連貫性。實驗教學內容變化的另一個特點是增加了設計性實驗。例如將“環境因素對微生物生長的影響”作為開放性設計實驗，學生根據已有知識并結合查閱文獻等手段進行初步調研、選擇適合自己或感興趣的研究范圍，確定具體的研究題目，設計實施方案。教師對學生方案的合理性、可行性和創新性進行評估并提供技術指導。開放性實驗安排在實驗課程后期，此時學生已掌握課程大部分基礎知識，初步具備獨立設計實驗的能力，對其綜合運用所學知識和自主學習是一種訓練，同時又鍛煉其創新設計的能力。由于方案思路、具體操作步驟、儀器用具等都是未知數，因而設計性實驗的開展更具獨立性和創新性，對學生更富有挑戰性，能夠激發學生完全投入到自己的實驗研究中。
1．2將科學前沿和生活案例融入教學內容
生物技術飛速發展，新的實驗技術方法層出不窮，作為綜合性大學，將科研成果或技術路線轉化成可供學生學習的教學項目，精心設計教學內容，融合本學科領域最前沿技術，增加學生新視野，提供學生熟悉和掌握先進科學技術的實踐機會。例如由科研課題轉化而來的實驗項目—“單增李斯特菌感染對小鼠外周血ANAE+淋巴細胞的影響”(見表1)是依托于教學團隊在研的國家自然基金項目，涉及李斯特菌感染和淋巴細胞的免疫效應的等研究熱點，通過實驗的講解和學習使學生了解到李斯特菌對人類的危害和致病機理，將學術研究成果滲透到課堂，逐步實現由學習基礎知識到科研接觸的轉化。微生物與生活息息相關，結合生活案例開展實驗教學更容易引起學生的興趣。在設計實驗教學內容時，有意識的融入生活中與微生物學相關的實時案例，引入當前熱點或有趣的話題作為教學切入點，將抽象知識化為具體有案例的實驗教學。“動物病毒的接種與培養”和“尿素液收集與血凝和血凝抑制”實驗時，結合當前社會熱點“H7N9禽流感病毒”的案例闡述病毒抗原與陽性血清反應的原理及微生物學在生活和科研中的價值意義，同時引入病毒性質、疫苗研制過程等知識，極大增加了學生的學習興趣;在“水中細菌總數與大腸菌群的測定”實驗中，讓學生到公園或餐飲場所采集檢測水樣，親自動手檢驗生活周圍的水環境。將生活案例融入實驗教學是理論聯系實踐的有力證明，學生在實踐過程中培養積極的學習體驗興趣和態度，在很大程度上促進學生的學習主動性和創造性的發揮，有利于發展學生的個性化［13，14］。
2教學方法的改革
2．1利用多媒體資源輔助教學
在形態觀察實驗中，通過顯微鏡觀察的視野與教材圖片有一定差異，對于初學者辨識有一定難度，學生學習效率低而且學習效果也不理想［15］。針對這一現象，我院引進MOTIC數碼顯微系統輔助教學，實現了有針對性的“一對一”輔導學生，而且實現了教師講解和學生顯微鏡操作觀察同時進行，學習更直觀生動。借由數碼互動系統拍照軟件，將學生實驗效果較好的視野進行拍片保存，按照原核生物與真核生物的不同屬性分類建庫，積累不同題材的微生物形態圖片，供學生觀賞學習，增加辨識度。同時，針對以往學生實驗操作不規范等現象，對微生物學的基礎實驗操作技術和容易存在誤區的操作方法進行拍攝錄制成5～10min的視頻，如劃線分離、涂布平板、無菌接種等實驗操作技術，在相應的教學內容中結合這些視頻演示，增強示范性。學生觀看學習演示視頻后獨立操作練習，老師進行總結分析，學生針對存在問題再次練習、強化訓練，形成“觀摩”—“練習”—“點評”—“復練習”的實踐模式。將現代化的多媒體教學手段與常規教學手段結合，觀摩學習、重點難點指導和反復訓練的過程，加深學生印象，其操作更趨規范性，學習效率和效果也得到極大提高。
2．2鼓勵學生自主教學
培養創新型人才，要培養學生自主學習、獨立思考的能力。在真核微生物的染色與觀察”實驗中，分別請不同的同學在其各自的顯微數碼互動系統的終端顯微鏡下，現場完成對青霉菌、根霉菌、酵母菌等真核生物視野的尋找，指認各不同真菌的孢子形態、梗、根等結構指認，并對其繁殖方式進行簡要敘述。學生講解的視野同步展示在教師和其他同學的系統終端電腦界面，老師對其講解進行點評，這一過程實現了教師和學生的角色互換，促使學生積極“備課”，主動學習，課堂氣氛更加活躍。在學生自主設計實驗研究期間，實驗教學中心實行“三開放”，即實驗項目、實驗時間和實驗室儀器材料的開放。具體操作為，老師提供開放的實驗項目，學生根據興趣自由選擇題目;選定題目后，給予學生一定的時間查閱文獻制定方案，學生可以機動靈活的自主安排實驗時間而非局限于課堂有限的學時;在實驗研究期間，實驗室及儀器設備向學生開放，全力支持學生開展研究，破除了傳統實驗教學“固定”場所、“限制”時間和“統一”實驗過程的固定架構，實現了以學生為中心自由發揮創造的目標。學生對于自己的實驗處于主導地位，從設計到材料準備，從操作實施到結果分析，都親自動手完成。整個過程有許多書本中無法學到的東西，讓學生學會思考每一步操作的意義，對鍛煉其邏輯思維及動手能力很有益處。實驗結束時要求提交設計性實驗的研究報告，包括實驗目標方案、結果分析、創新點、對預期目標的完成情況等內容，并以PPT答辯的形式進行匯報，最后由教師對學生報告進行點評。自主式教學的過程鼓勵了學生完成對自主學習到知識輸出的過程，加深了對知識的理解，也是對其學習能力的培養。
3考核體系的重新構建
建立以能力考察為中心的實驗課程多元化考核新模式，重視對學生實驗過程的評價。以往的微生物學實驗考核成績方式為:實驗報告占30%，實驗理論考試占70%。這種考核方式容易造成學生不積極參與實驗、抄襲報告的現象，而實驗報告并不能真實反映學生的學習情況。多元化的考核體系，既保留了實驗報告對本次實驗的總結和期末考試知識水平的考察，又增加了對實踐動手能力、綜合素質能力和創新性思維的多方面考察。實驗報告注重對實驗結果分析和對實驗成敗的總結，培養學生科學素養和邏輯分析能力;期末考試涵蓋課程實驗項目的多數知識點，知識面考察較為綜合;對平時實驗的考核注重考察學生的實驗操作技能和操作規范性，使學生更加認真對待實驗課程的學習過程，而改變以往只注重實驗報告的敷衍態度，這對于提升學生的實驗素養和嚴謹的科學態度有較大促進作用，另一方面，對平時實驗操作的考察也是對學生認真參與和完成實驗的督促，也有助于教師得到學生真實學習效果的及時反饋;設計性實驗鼓勵學生課外拓展知識和查閱文獻，在課堂上與老師交流發言，鼓勵學生自主學習，對方案設計、報告總結和PPT匯報等綜合考察，對于設計性實驗出色完成者可提供加分項以示鼓勵。
4教改成效
4．1實驗操作規范性和學習積極性
提高由于考核方式增加了對平時實驗操作和預習提問的考察，學生成績不再僅依賴于實驗報告和期末考試的形式，避免了學生敷衍了事的實驗態度和和抄襲報告的頑疾，而且超過70%的學生在報告中主動分析實驗結果，還有的同學引用參考文獻對實驗出現的問題進行深入分析，總結實驗成敗的因素。學生在操作顯微鏡時更加規范化，自覺擦拭油鏡鏡頭、復位機械系統、整理實驗用具等，這對于培養學生愛護貴重儀器、認真負責的科研態度有很好的促進作用。通過利用多媒體進行實驗技術“觀摩”—“練習”—“點評”—“復練習”的實踐訓練，反響效果較好，學生普遍掌握了規范的無菌操作和微生物分離純化技術，課程成績落實到實驗具體操作，引起了學生對實驗過程的重視。同時，由于對相關聯實驗教學內容進行了合并和調節，學生從整體把握對微生物培養、觀察及研究其生化特性的過程，與以往老師提問時學生表現出知識零散紊亂、不積極應答的局面明顯不同，課堂回答問題氣氛活躍，多數學生能夠按照老師的問題思路延伸思考、積極回答問題，學習熱情飽滿。
4．2學生在微生物相關研究課題的參與度增加
微生物實驗教學改革實踐運行后，我們統計了在創新實踐項目和畢業設計中參與微生物相關課題的學生比例，分別有32．7%和50%的學生參加了與微生物相關的上海交通大學PRP項目和大學生創新計劃IPP項目，在畢業設計論文中，55．6%的學生選擇了與微生物相關的論文研究(上一級為42．3%)，研究課題的學術水平相對較高，如“灰略紅鏈霉菌胞外蛋白酶產酶條件優化及克隆表達”“薩佩羅病毒感染宿主細胞特異性受體的篩選”“噬菌體裂解酶的制備及活性測定”“高產厚垣孢子木霉菌株構建機器拮抗特性研究”等既體現了學科前沿技術，又與實際生產有較強相關性，實用性強，吸引學生興趣。學生通過微生物實驗課程培養的實踐動手和自主學習創新能力獲得了自豪感和滿足感，他們有自信能在導師帶領的團隊大課題中承擔部分研究內容，在實踐過程中表現出的多視點多方法創造性的思維得到了導師的肯定，提升了學術水平和團隊合作精神。
5結語
微生物實驗教學重在培養學生實踐能力和創新能力，通過對實驗教學內容、教學方法和考核體系的改革，摸索出培養學生開放性思維和創新能力的實驗教學“新”模式，以培養學生能力為核心，給予學生充分的發揮空間，調動積極性和挑戰性，從而適應高校創新型人才的培養目標。
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不，都不是。歷史告訴我們，是科學實驗打下了現代科學研究的基礎。恩格斯在談到古希臘人和現代人對于科學的貢獻的時候說，我們和他們“只有這樣一個本質的差別：在希臘人那里是天才的直覺，而在我們這里卻是嚴格科學的以實驗為基礎的研究的結果，因而也就具有確定得多和明白得多的形式。”
科學實驗了唯心主義的謬論
在現代科學的發展過程中，有過不少唯物主義思想和唯心主義思想的斗爭。科學實驗在這些斗爭里捍衛了唯物主義，打擊了唯心主義，替現代科學的發展開辟了道路。
十六世紀中葉，在歐洲開始了現代科學的萌芽。但是，古代希臘哲人亞里斯多德的一切學說，正像圣經一樣仍為當時科學界奉為金科玉律。誰敢對亞里斯多德的學說提出疑問和批評，誰就被看作妖妄而遭到嚴厲的打擊。亞里斯多德當初認為，物體下落的速度是和它的重量成正比的，物體越重，下落越快。亞里斯多德的這一個看法本來沒有任何根據，僅僅是想當然。然而在很長的時間里，都無人敢對這個說法發出疑問。只有意大利科學家伽利略，對這個問題提出相反的意見。他認為物體下落的速度和它的重量無關，僅僅是空氣的陰力起著影響。如果不算或略去空氣的阻力，或者受到的阻力相同，兩個不同重的物體同時下落時，那么就會同時著地。當時，不管伽利略如何解釋，許多所謂學者都不相信。相反，大家都把不相干的罪名加到伽利略的頭上。用什么辦法才能證明自己提出的意見是科學真理呢？伽利略想到了實驗。
一五，在比薩地方，伽利略拿了一個重五公斤，一個重一公斤的鐵球（兩個球的體積是相同的，因此它們所受的空氣阻力是相同的），登上了一個斜塔。伽利略面對著塔下觀看的人群——其中有許多人是被請來的學者名流，把一個盛著兩只球的木箱子一翻。兩個球落了下來，砰的一聲，同時著地。
伽利略的比薩斜塔實驗，了自來奉為權威的亞里斯多德學說，建立了落體定律。這是科學實驗的偉大勝利。
十九世紀，科學家當然已不相信“腐肉化蛆”，“污泥生鰻”和“垃圾長蛋”之類的荒唐言論了。但是對顯微鏡下的微生物是不是也和高等生物一樣有著它們的祖先的問題，還有爭論。有些學者認為，為什么無論是雨水或是有機物的液汁，只要露在空氣中，過幾天就會生出幾百萬個微生物來呢？如不是自生出來，還有什么別的道理可以解釋呢？
法國微生物學家巴斯德是反對這種“自生”論的最激烈的一個人。他認為，只有當空氣中有微生物的“種子”時，才會由此而繁殖出更多的微生物，否則，是絕對不可能的。巴斯德把一塊過濾空氣用的棉花放在嚴格消毒的養液中，不久發現，整個養液布滿了微生物。他說，這是因為棉花上粘有生物“種子”。可是當時作為他的激烈的反對者的法國魯昂博物院院長普謝卻說：“這是因為棉花是有機物，可以自然發生微生物。”
用怎樣嚴密的精確的辦法才能使反對者啞口無言呢？巴斯德想來想去，辦法還是嚴密的精確的科學實驗。
巴斯德做了一個新的實驗。他把經過煮沸消毒的養液盛在向下彎的細頸玻璃瓶中，靜放了好久，沒有發現微生物的產生。這是因為微生物比空氣重，不能自下彎的瓶頸上升，和液面接觸，所以養液雖經久放置而仍不生微生物。可是如果把瓶子傾斜，讓養液流至瓶口，然后再恢復原狀。這時，養液已帶了空氣中的微生物了，這樣必定會有大量微生物繁殖出來。實驗結果，果然不錯。
這樣的實驗，巴斯德不只做了
一次，不僅只在一個地方做。他還雇了騾子載著實驗工具，爬到四千米高的阿爾卑斯山上的冰河地帶，重復地做這樣的實驗。
一八年四月七日，巴斯德在巴黎大學大禮堂的講臺上發表了他的試驗結果和結論。巴斯德當眾出示了他的實驗器材。他拿出許多培養瓶給大家看，用來證實他的實驗與論斷是完全一致的。事實勝于雄辯。巴斯德的科學實驗勝過千萬篇論文，有力地打擊了生物的“自生論”。因而使拉馬克和達爾文的生物進化學說的基礎更加鞏固了，為近代醫學、微生物學和消毒、防腐等方法提供了科學基礎。
科學實驗是科學發現、發明和科學理論之母
實踐是知識的源泉。許多科學發現、發明和理論，也都是從科學實踐——科學實驗中誕生出來的。
解剖學在我國的歷史本來巳很悠久了，一千九百多年前，已有了醫生解剖人體的記載了。我國清代學者王清任，少年學醫時，就認識到搞清人體五臟六腑的機能、部位對醫療的必要性，所以他就畢生從事解剖學的研究，觀察了幾十個被丟棄在荒野中的兒童尸體，幾個受剮刑的犯人的內臟。他還解剖了許多動物，和人體作比較。在這些科學實踐的基礎上，他于一八三年寫成“醫林改錯”一書，指出了古人對人的心、肺、胃等部位和機能的某些錯誤認識，做出了正確的結論。
Abstract: "Protein and Enzyme engineering" is a major basic course during the college biology teaching. According to the characterization of this theory system in "Protein and Enzyme engineering", the following steps and plans have been practiced in the theory curriculum: how to hunt for new teaching model; how to strengthen the theory knowledge in the course and communication between students and tutors; how to culture the self-study ability of students; how to illuminate students to pay more attention to the final study results; how to increase the innovation opportunities for students. Furthermore, it's an important issue that how to combine with others majors' development to incubate students' scientific literacy. We have combined with the practices and theory knowledge to obtain the best teaching effects. We have tried to cultivate the high enzyme engineering-major researchers with innovation and more practices for our country in the twenty first century.
關鍵詞： 教學模式；創新實踐；科學素養
Key words: teaching model；innovation practice；scientific literacy
中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）11-0209-02
1探索新的教學模式，加強雙向交流，強化教學內容，培養學生自主學習能力
改革以后的“蛋白質與酶工程”設置為理論課時45學時，實驗課程20學時。由于理論課程教學學時的減少，但是授課內容隨著酶學研究進展介紹的增加而增多，整個授課周期就顯得非常緊湊。而且授課以老師講、學生聽為主的授課方式，就使得學生自主獲取知識及實踐的機會非常少，難以發揮主觀學習的積極性。在新學期的教學改革實踐中，我們充分體現以學生為主體的教學思想，通過課堂內與課堂外教學相結合的方式，增加授課老師和學生之間的互動。根據學期計劃相關的教學改革要求，授課老師通過與學生雙向交流，積極了解同學學習情況，了解本科同學日常學習的時間安排、專業學習的自我要求以及希望主講教師的授課重點，調整以往理論專業課程授課的策略，努力體現酶學教學理論與實踐的積極結合，激發同學的學習興趣，矯正部分同學的專業學習的盲區。在平常的授課中，根據教學日歷的安排，結合酶學國際研究的最新進展和學校相關重點實驗室的研究方向，向本科同學積極闡述本校相關生物學學科的優勢和發展趨勢，努力激發同學的專業學習興趣。同時以相關教材為基礎，結合酶工程的授課是各種生物學諸如微生物學、分子生物學、基因工程、細胞生物學和發酵工程等學科的交叉學科的綜合授課的實際特點、做到經典理論知識和當代生物學研究熱點的結合[1]，開闊本科同學的學習視野。
此外，在理論授課中，增加由學生自己選擇感興趣的專題內容的環節。學生利用校圖書館和計算機網絡豐富的教學資源，自己查尋任何酶學研究相關的文獻資料，通過對文獻的閱讀理解、綜合歸納，獨立完成專題論文的撰寫和學習。在這個教學環節中，老師的作用不是將知識直接傳授于學生，而是引導學生對文獻資料進行分析和整理，讓學生自己去獲取知識。這種發揮學生主體作用的教學形式，極大地調動了學生學習的主動性。從文獻資料的收集、整理、分析，到最后專題論文的撰寫及多媒體幻燈的制作，都是同學們自己一步一步完成的，他們從中親身體驗到了獲取知識的辛苦和快樂。以學生為主、老師為輔的教學模式，打破了學生被動聽講的定勢，學生主動參與到知識的學習和探索中來。由于始終把培養學生的自主學習能力放在首位，具體實施過程都由學生獨立完成，這樣不僅使學生的邏輯思維能力和綜合分析能力得到了很好地鍛煉和提高，也使學生們對國際酶學發展的專業知識有了比較透徹的理解和掌握。此外，我們還根據學生在課堂內外兩部分的考試或考核成績按比例統計后記為最終總成績，嘗試進行考試制度的改革創新，大大調動了學生們學習的主動性和積極性。
2注重學習形式，增加創新實踐，努力提高學生的專業綜合素質
在新學期開展的教學改革活動中，一個重要的形式是分組學習，小組各成員分工明確，互相合作，共同完成各專題內容的學習任務。在教學實施的每個具體階段，由于各小組成員有著共同的目標，因此每個學生都能夠按計劃出色地完成各自的學習任務，使每個學生都體會到了成功的喜悅。在整個教學活動過程中，學生們不僅了解和掌握了有關酶學研究的歷史以及未來研究發展等方面的新知識，還培養了互相交流與合作的團隊精神。我們定期組織的師生討論會為各小組成員之間相互學習、取長補短提供了交流的機會。在良好的學習氛圍中，學生們積極參與討論，大家暢所欲言，坦率地發表自己的意見，交流自己的心得體會，達到共同進步與提高。在師生討論會上，對于學生們在學習中遇到的各種知識難點和疑點，教員們積極鼓勵學生應用所學知識進行獨立思考，提出自己的見解，培養和鍛煉學生獨立地獲取和探究知識的能力，這既是一個自主學習的過程，也是一個創新實踐的過程。在這個教學環節中，學生們成了“主講”，教員則是“助講”，這種角色的轉變明顯地增強了學生對本學科專業知識的掌握，同時也為學生們鍛煉和提高語言表達能力提供了一個舞臺。這樣的教學實踐活動不僅會拓寬學生們的知識面，還會使學生的專業論文撰寫水平和語言表達能力得到了鍛煉，促進了學生專業綜合素質的提高，為培養具有高素質的酶學研究專業人才奠定了良好的基礎。
3緊密結合其他專業發展趨勢，加強現代科學素養意識培養
“蛋白質與酶工程”是一門基礎專業課程。酶工程學科是隨著酶學研究的迅速發展，特別是酶的應用推廣，從而使酶學和工程學相互滲透結合、發展而成的一門新的技術科學，是酶學、微生物學的基本原理與化學工程有機結合而產生的邊緣科學技術[2]。從根本上說，這門學科也是作為生物技術領域產業化前景最明朗，與經濟關系最為密切，發展最為迅猛的工程技術，具有很強的應用背景。所以，其他學科諸如微生物學、生物化學、分子生物學、基因工程、蛋白質工程等學科的發展和酶工程的研究發展緊密相連。
在構建蛋白質與酶工程新的教學體系過程中，在注重各學科理論的基礎上，突出與課程實驗實踐的銜接，實施“因材施教，個性化培養，注重素質教育”的課程教學改革，更好地造就一批具有理論基礎扎實、操作能力強、適應社會發展需求的合格人才，加強學生現代科學素養意識的培養就顯得尤為迫切。傳統的酶工程教學，往往注重于解決學生遇到的“怪問題”，啟發學生問“這個概念是怎么產生的”、“這個解題思路是如何想到的”。現如今通過開展綜合學科的融匯貫通，通過現代科學素養意識的培養，培養學生的創新思維、發散思維，鼓勵學生敢思、敢問、敢爭、敢辯。作為科學研究的一個重要組成部分的教學設計，是需要教師努力進行研究的問題。要把教學過程設計成為一個知識發生、發展、再生的可信的過程，以培養學生創新精神[3]。科學素養意識的啟蒙，大大提升了本科同學的創新精神。
一年來的教學實踐活動證明，課程改革取得了良好的效果，較好的完成了課程改革的要求。不僅開拓了全班同學的學習視野，而且激發了研究興趣，提高了專業學習的素養。實際還證明，通過酶工程學科的教學改革實踐，一方面教師通過“理論學習、實踐探索和科學研究”三位一體的培訓途徑努力提高自己的科研能力和教學業務能力，不斷提高綜合素質和業務水平。另外一方面，也促使本科同學能夠較快的掌握扎實的基本技能，也能具備較強的動手操作能力，而且也能受到獨立分析問題、解決問題及創新能力的訓練，并在此基礎上了解當代酶學研究發展的新動向，能夠適應新世紀對科技人才的需求。
參考文獻：
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