工业微生物育种学实验教学改革
研究生现代微生物学实验教学改革的研究
噬 菌体转 染 、 土壤样 品 中基 因组 ＤＮＡ 的提 取 、 大肠 杆菌 感受 态细胞 的制备 等几 个独 立 的基础 实验 项 目
组 成 。鉴 于 以 上 情 况 ， 教 学 过 程 中 存 在 实 验 项 目 在 之 间联 系 不 够 紧 密 、 验 内 容 多 以 验 证 性 实 验 为 主 、 实
实 验 由新入 学 的 ２ ０ ０ ８级 研究 生共 ４ Ｏ人在 北京 林业 大学 生 物学 院微 生物 教研 室 全体 教师 指导 下完 成 ， 究 生教 学实 验 中心 为实 验提 供场 地 ， 究 生 院 研 研
缺乏探 索性 和创 新 性 的 实验 等 问题 ， 能激 发 学 生 不
第 ２ ８卷
第 ５期
中 国
林
业百度文库
教
育
５ ３
２１ ０ ０年 ９月
Ｆｏ ｅ ｔ ｙ Ｅｄｕｃ ｔｏ ｉ Ｃｈｉ ｒ ｓｒ ａ ｉｎ ｎ ｎａ
研 究 生 现 代 微 生 物 学 实 验 教 学 改 革 的 研 究
马 玉 超 李 志 茹 赵 国 柱 彭 霞 薇 何 晓 青 谢 响 明
三 、 代 微 生 物 学 实 验 教 学 的 改 革 现
（ ） 验 实施 过 程 的 改 革 一 实
、
研 究 生 现 代 微 生 物 学 实 验 教 学 中 存 在 的
问题
微生物菌种选育实验指导
《微生物菌种选育实验》是一门涉及食品理化分析、微生物学实验且由学生自行设
计实验方案的综合性、设计性实验课程，集中三周时间开课。
一、实验目的
通过本环节训练，加深对发酵工程上游技术中菌种筛选的认识；学会常规选种方法；掌握微生物诱变育种的方法；掌握常规工业微生物菌种保藏法；树立科学认真仔细的态
度，培养科研协作精神。
二、实验内容
实验一工业微生物菌种分离
根据一定的生产目的如产酶、产酸、产酯等，建立不同的筛选模型，并从特定的样品如曲药、酸乳、土壤中筛选出高产适宜的菌株。
1、分离培养基的配制
2、无菌器材的准备
3、菌悬液的制备
4、接种
5、培养
6、初步鉴定
(1) 菌落形态
(2) 个体形态
7、斜面接种培养
实验二工业微生物菌种复筛
通过摇瓶培养对实验一所得的菌株的生产性能进行精确的定量测定。
1、发酵培养基的配制；
2、目的菌株的摇瓶培养；
3、发酵液的生理活性测定。
实验三微生物的诱变育种
用紫外线对实验一所得的高产菌株进行诱变，并测定诱变后的菌株的生产能力。
1、单细胞(或单孢子) 悬液的制备；
2、致死曲线的测定；
3、诱变处理；
4、初筛；
5、复筛；
6、菌种保藏。
三、实验要求
1．学生自行设计具体实验方案，在教师指导下由学生自主完成实验。
2．实验结束后，要求学生完成一篇微型小论文。论文的撰写应本着实事求是的原则，对所做实验过程和数据进行认真、严格的记录和处理，并进行独立分析，不得抄袭
他人的数据。
四、考核办法
1、考核内容：实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等。
2、考核办法：按照实验方案、实验态度、操作技能、实验报告等内容综合考核学生，得到学生该门实验课程的成绩。成绩考核采用优秀、良好、中等、及格、不及格五级记分制。
121微生物的培养技术及应用教学设计
微生物培养技术是微生物学研究的基础，通过培养可以观察 微生物的形态、生理生化特性、生长繁殖规律等，为微生物 的分类鉴定、代谢途径研究、遗传育种、发酵工艺优化等提 供重要的技术手段。
微生物培养的分类与方法
分类
根据培养目的和对象的不同，微生物培养可分为纯培养、混合培养和特殊培养等 。
方法
常用的微生物培养方法包括平板划线法、稀释涂布平板法、液体培养基培养法等 。其中，平板划线法和稀释涂布平板法适用于细菌、酵母菌等单细胞微生物的纯 培养；液体培养基培养法适用于真菌、放线菌等多细胞微生物的培养。
实验结果与数据分析
实验结果
通过观察培养皿中微生物的生长情况，可以判断 微生物的种类和数量。
不同种类的微生物在培养基上呈现出不同的菌落 形态和颜色。
实验结果与数据分析
• 通过对比不同条件下的微生物生长情况，可以了解微生物的生 长特性和营养需求。
实验结果与数据分析
数据分析
利用图表展示实验结果，如柱状图、饼图等，以便更直 观地了解微生物的分布情况。
微生物药敏试验
通过微生物培养技术，对临床分离 的病原菌进行药物敏感性试验，指 导临床合理用药。
微生物诊断试剂盒
利用微生物培养技术，开发快速、 准确的微生物诊断试剂盒，用于疾 病的早期诊断和治疗。
农业微生物肥料与农药生产
微生物肥料
利用微生物培养技术，生 产含有有益微生物的肥料 ，提高土壤肥力和作物产 量。
《微生物学》课程标准
《微生物学》课程标准
适应专业：制药工程专业、生物工程专业、食品工程专业
课程编号：
课程名称：工业微生物学（Industrial Microbiology）
课程类型：
学时学分：
一、课程性质。
本课程主要培养生物化工工艺专业学生
《工业微生物学》是高等院校化工制药专业、生物技术专业和生物工程专业重要的课程之一。
（二）基本理念。通过学习微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固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及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
（三）设计思路。
从微生物形态到微生物分类，在从微生物生长繁殖与代谢的调控与具体在现实工业生产中的应用。由浅入深，从直观到客观逐步深化课程内容。
二、培养目标
1、能力目标
○1能在微生物检验过程中严格遵守无菌操作规程；
○2会正确使用光学显微镜、高压蒸汽灭菌锅、干燥箱、均质器、超净工作台等微生物检验有关仪器和设备；
○3能熟练掌握无菌操作技术、培养基制备技术、消毒灭菌技术、分离纯培养和接种技术、染色技术、菌种保藏技术等微生物基本操作技能；
○4通过对微生物进行个体形态和群体形态的观察，会辨别细菌、酵母菌、霉菌等各类微生物；
○5能掌握各类食品检样的菌落总数、大肠菌群、乳酸菌、霉菌和酵母菌、致病菌等常规项目的检测技术；
○6能掌握罐头食品商业无菌的检验技术；会分析总结实验结果，并做出正确、规范的实验报告。
第七章工业微生物诱变育种
诱变的工作量大，周期长,事先要做好充分的准备。
一、诱变前对出发菌株的了解
1. 区分不同菌落类型 土霉素产生菌的菌落
土霉素产生菌不同菌落类型的形态及在不同培养基 中的效价
2. 出现不同菌落类型原因
遗传因素造成的菌落变化 非遗传因素造成的菌落变化：培养基组成；培养基 来源与质量；平板厚度；菌落密度；菌的不同的生长阶 段。
诱变育种的步骤和方法： 出发菌株的选择→单孢子菌悬液的制备→诱变剂及
诱变剂量的选择→诱变的处理方法→纯化分离等。
一、出发菌株
1、对一般出发菌株的要求 用作出发菌株有：野生型菌株、生产菌株、具有利
性状菌株、经过诱变的菌株、增变菌株等。 一般要求生长快，营养要求粗放，产孢子多，对诱
变剂敏感性高，已能积累少量产品或前体物的菌株。 2、选择具有一定生产能力或某种特性的菌株
出发菌株
死亡 存活
正突变型 负突变型 稳定型
如何筛选？
抗性突变株和营养缺陷型突变株可用选择性培养基筛 选，但产量突变株在表现上难以区分。
原因：高产突变频率低，产量提高幅度不大，5%~ 15%，实验误差约有10%左右。
策略：初筛（多）和复筛（精）
一、诱变育种的基本环节
出发菌株 诱变
大多死亡
少数存活
1、孢子或菌体要年轻、健壮
应用型本科院校生物技术专业“微生物学”理论教学的探索与实践
应用型本科院校生物技术专业“微生物学”理
论教学的探索与实践
摘要：微生物学是生物技术专业的一门核心基础课，涉及面广、应用性强。应用型本科教育是培养应用性和多能力的高素质人才。根据应用型本科教育的特点，结合笔者所在院校生物技术专业的培养目标和专业特色，从课程内容、教学方法和考核方式三个方面，探索和实践了应用型本科院校中微生物学理论教学的措施，为微生物学课程的教学质量提高和教学改革提供参考。
微生物学;理论教学;探索
微生物学是普通高校里生命科学、林学、医学和农学等专业的一门重要的基础课。该课程是一门应用广、交叉性强、进展快的学科，相关知识能够广泛地应用于发酵工业、农产品的增产增收、环境的生物修复、疾病的治疗与诊治和新能的开发等与人类生产生活息息相关的领域，对学生操作和解决生产实际问题能力的培养具有十分重要的作用[1，2]。应用型本科教育是培养具有相关知识、能力、综合素质即德、智、体、美全面发展，面向生产、建设、管理、服务第一线的高级应用型专门人才[3，4]。其特点有：①为迎合现代社会高新技术产业对
人才的要求，培养工业、工程等领域第一线的高级技术型人才，他们既掌握某一学科的基本知识和技能，同时具有较强的技术思维能力，擅长技术的应用，能够解决生产和技术中的实际问题。②重视专业复合人才的培养，适当加宽专业口径，旨在培养出基础知识扎实，具有多方面能力的人才。③培养学生具有良好的社会能力和个性素质，其中社会能力主要包括有语言表达能力、团队精神、交际和协调能力等;个性素质主要有自觉性、独立性、自我控制力、反应和评价能力等[5-7]。
《生物工艺学》教学方法改革与探索
《生物工艺学》教学方法改革与探索
摘要：《生物工艺学》是生物工程专业的一门主干课程，其教学质量的高低直接关系到学生的专业素质。本文叙述了本人在讲授该课程时逐渐探索出的双线教学法和所选取的实验教学内容。以供各位同仁参考。
关键词：生物工艺学；教学质量；双线教学法
中图分类号：g712 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2013）16-0023-02
生物技术是21世纪国家优先发展的高新技术之一。随着生物技术产业的快速发展，新的生物技术产品不断出现，其产品涵盖医药、食品、化工、轻工、农业、能源、环保等诸多行业和领域，为工农业生产、社会进步带来明显的影响和效益，给人类带来巨大的经济效益和社会效益。随着生物技术产业的高速发展，专业技术人员的短缺已经成了行业发展的瓶颈。适应这一形势，国内绝大多数高校纷纷开设了生物工程专业。提高教学质量，提高专业人员的素质，已经成为生物技术进一步高速发展的关键。本文就如何提高《生物工艺学》教学质量做了初步总结。
一、生物工程专业概况
生物工程是上世纪80年代后在国内各高校开始普遍设置的一个新兴专业，由于生物技术产业的迅速发展，在国内各高校迅速开设。到目前为止，国内开设生物工程本科专业的高校多达几百所。由于各高校的具体情况不同，生物工程专业的课程设置情况有很大差
别，大部分高校把生物工程专业设置在生命科学与技术学院（也有部分高校称作生命科学系），这些高校设置的有关生物类的课程较多；也有很多高校把生物工程专业设置在化工学院（也有部分高校称作化学化工学院），这些高校设置的有关化学工程类的课程较多。总之，目前国内各高校根据各自的情况不同，设置的生物工程专业课程千差万别。
《微生物遗传育种学》互动式实践教学探索
实践能力 ， 有十分重要的意义。 具
本课程 由理论课 和实践课两部分组成 ，０ ０年前两 门课 ２１
近年来 ， 微生物学及相关课程教学改革屡见报道 ， 我们 程为相互独立的课程 。 对 虽然课程之 间也有联系 ， 但是实践环节 的教学启 发 良多 。例如 ， 有效地使 用 国内外优 秀教材和各种 由于是 以验证性 基础 实验 为主，同时理论和实践课 由不 同的
著增 强， 证明该模式具有较好的效果和一定的推广应用价值。 关键词 ： 生物遗传育种 ； 微 互动式教 学； 实践教 学； 创新 实
践能力
践教学环节 ， 发学生 的主观能动性 ， 激 提高学生的综 合素质和
创新能 力是本课程的必由之路 。
通过调查研究国 内外微生物育种 、微生物学等相关 课程 实践 教学改革情况 ，总结借鉴我院以往相关课程教学改革中的成
化 ” 评 价体 系 。师生 互 动 、 生 互动 、 的 生 知识 与技 能 互 动贯 穿始 养不够完善 ， 能水平不能适应实际需 求 ； 技 学生的 自主学 习能 终 。 经过 初 步 实践 ， 学 效 果 、 生 的 实践 能 力 和 创 新 意 识 显 力较差 、 新意识较弱等 问题 。因此 ， 教 学 创 改进教学方法和加 强实
中， 通过 问题 主导 、 分组讨 论和讲座式教学实践 等形 式 ， 最终
《 微生物遗传育 种学》 程是生物工 程专业 的必修 课 ， 课 是 形成理论讲 授 、 织课题小组 、 组 学生 自主选择专题 、 开展综合 在《 微生物学》 基础上 ， 为融 汇现代生物技术涌现 的创新点 ， 强 开放性实践活动等形 式 ， 完善互动式实践教学 。 师生互动和生 化学生 的应用 实践能力 ， 进一 步满足生物工 程专业人才现代 生互动 、知识与技能互动 和被动吸收与主观讨论互 动贯 穿教 知识结构 与技 能要求而 开设的 。该课程 具有知识点 多 、 学科 学全过程。在理论讲授 中进一步采用关联和多媒体 等方式加 交叉 性较 强 、 与生产实 际衔接 紧和应 用性较 强 的特点 ， 同时 强教学 ， 实践教学 中增加问题导向的综合开放性实验 ， 在 引导 也 面临着 教学 内容更新快 、 息量大和教学效 果不易提高等 学生主动实践 ， 信 培养学生 自主学习能力 和创新实践能力。 本Hale Waihona Puke Baidu 挑战 ， 尤其是实践 教学环节与学 生实际需求 之间存在一定差 目还结合 “ 本科科 研创新计划 ”各项 基础性或探索性科研项 、 异， 知识 和技 能互 动困难 ， 学生的综合技能和创新意识较 难培
工业微生物学
课程名称：工业微生物学
课程编码：
英文名称：Industrial Microbiology
学时：54 学分：3
适用专业：生物工程，制药工程，食品科学与工程，生物技术，食品质量与安全
课程类别：必修
课程性质：学科基础课
先修课程：生物化学
教材：《微生物学》路福平等，中国轻工业出版社，2019一、课程性质与任务
工业微生物学是为生物工程、制药工程、食品科学与工程、食品质量与安全和生物技术专业开设的一门重要技术基础课。通过本课程的学习，要求学生掌握微生物的基本知识，包括微生物的形态、结构、营养、生长、环境因素对微生物的影响、菌种选育、菌种保藏以及新陈代谢和遗传变异等；了解微生物在生物界中的地位、在自然界中的分布与作用、特别是在食品、发酵与制药工业中的实际应用等，为其它专业课的学习奠定良好基础。
虽然工业微生物学是我校生物工程，制药工程，食品科学与工程，食品质量与安全，生物技术专业重要的一门基础生物学课程，但因为学习时间有限，因而本课程不能详尽无遗地讲解微生物学的各个方面，在内容的选择和安排上要注意做到主次分明、
概念清楚、由浅入深、理论联系实际，为提高教学质量与教学效果创造有利条件。
二、课程教学的基本要求
工业微生物学是生物工程、制药工程、食品科学与工程、食品质量与安全和生物技术专业的一门重要技术基础课，以阐述微生物的形态结构与功能、微生物的营养、环境因素对微生物生长的影响以及微生物的遗传育种为主，同时适当介绍微生物的生态学、微生物的分类以及传染与免疫等知识。考虑到学生已经在生物化学课中学过各种物质代谢的知识，所以在工业微生物学中不再讲解，只介绍微生物的产能方式如呼吸和发酵。通过本课程的学习，要求学生掌握微生物的基本知识，包括微生物的形态、结构、营养、生长、环境因素对微生物的影响、菌种选育、菌种保藏以及新陈代谢和遗传变异等；了解微生物在生物界中的地位，在自然界中的分布与作用，特别是在食品、发酵与制药工业中的实际应用等，为其它专业课的学习奠定良好基础。
微生物育种学的主要原理和技术
微生物育种学的主要原理和技术
摘要
微生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法。微生物的育种技术已从常规的突变和筛选技术发展到基因诱变、基因重组和基因工程等，育种技术的不断成熟，大大提高了微生物的育种效果。本文将讲述微生物育种学的主要原理和技术。
关键词：微生物育种原理方法技术
1.微生物育种学的主要原理
微生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法。其原理如下：
生物进化过程中微生物形成完善的代谢调节机制→不会有代谢产物的积累→解除或突破微生物的代谢调节控制→目的产物积累→微生物育种的目的
2.微生物育种学的主要技术
2.1 自然选育
就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。一般认为自然突变有两种原因引起，即多因素低剂量效应和互变异构效应。所谓多因素低剂量效应，是指在自然环境中存在着低剂量的宇宙射线、各种短波辐射、低剂量的诱变物质和微生物自身代谢产生的诱变物质等作用引起的突变。互变异构效应是指四种碱基第六位上的酮基或氨基的瞬间变构，会引起碱基的错配。自然突变可能会产生两种截然不同的结果，一种是菌种退化而导致目标产量或质量下降；另一种是对生产有益的突变。为了保证生产水平的稳定和提高，应经常地进行生产菌种自然选育，以淘汰退化的，选出优良的菌种。自然选育是一种简单易行的选育方法，可以达到纯化菌种，防止菌种退化，稳定生产，提高产量的目的。但是自然选育的效率低，因此经常要与诱变育种交替使用，以提高育种效率。由于DNA的半保留复制以及校正酶系的校正作用和光修复、切除修复、重组修复、诱导修复等作用，使得自发突变几率极低，一般为10-6～10–10。所以常规育种时间较长，工作量较大。通过常规育种提高菌种生产能力、筛选高产菌株的效率较低，效果不明显。因此在生产实践中，常规育种的主要目的是用来纯化、复壮、稳定菌种。
工业微生物及育种课程标准
《工业微生物与育种》课程标准
课程名称：微生物分离鉴定
适用专业：生物技术及其应用专业
1．课程定位和设计思路
1.1课程定位
本课程是高职高专生物技术及应用专业的一门核心课程、专业必修课程。
本课程的功能是培养学生掌握各类微生物的结构功能、营养代谢、生长繁殖及控制等相关基础知识和理论，掌握微生物的分离培养方法、培养基的配制技术、显微镜的使用技术、微生物的鉴别方法，具备基本的微生物检测技术，在食品生产加工和食品卫生监督中进行有关微生物的鉴别、检验、生长控制等实践操作。
本课程要以“生物化学和生物学基础”的学习为基础，同时要与“发酵工程”和“食品工艺学”这两门课程相衔接。
1.2设计思路
本课程的总体设计思路：打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，从“工作任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标，变书本知识的传授为动手能力的培养，开发基于工作过程的项目课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。本课程根据食品卫生微生物的检验工作项目为线索来设计典型案例使其内容涉及到观察和分析食品中微生物的有无、种类、性质和活动规律以及食品卫生微生物检验的指标（细菌总数、大肠菌群数和致病菌）等学习项目。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。
本课程标准以生物技术及应用专业学生的就业为导向，根据行业专家对生物技术及应用专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，同时遵循高等职业院校学生的认知规律，紧密结合职业资格证书中相关考核要求，确定本课程的工作模块和课程内容。课程每个项目的学习都按以典型案例为载体设计的活动来进行，以工作任务为中心整合理论与实践，实现理论与实践的一体化。教学过程中，要通过校企合作，校内实训等途径，采取工学结合培养模式，充分开发学习资源，给学生提供丰富的实践机会。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。
工业微生物育种全解
⼯业微⽣物育种全解
1.⼯业微⽣物育种在发酵⼯业中的作⽤如何？其⽬的是什么？
⼯业微⽣物育种建⽴在：
（1）遗传和变异（微⽣物遗传学）的基础之上；
（2）物理和化学诱变剂的发现和应⽤；
（3）⼯业⾃动化（⾃动仪表装置和微机）。
⼯业微⽣物育种在发酵⼯业中占有重要地位，是决定该发酵产品能否具有⼯业化价值及发酵过程成败与否的关键。
2.⼯业微⽣物发展经历了哪⼏个阶段？
1)⾃然选育阶段
2)⼈⼯诱变选育阶段
3)杂交育种阶段
4)代谢控制育种阶段
5)基因⼯程育种阶段
3.⼯业微⽣物育种的核⼼指标有哪些？
1)在遗传上必须是稳定的。稳定性。
2)易于产⽣许多营养细胞、孢⼦或其它繁殖体。
3)必须是纯种，不应带有其他杂菌及噬菌体。
4)种⼦的⽣长必须旺盛、迅速。
5)产⽣所需要的产物时间短。转化率。
6)⽐较容易分离提纯。
7)有⾃⾝保护机制，抵抗杂菌污染能⼒强。
8)能保持较长的良好经济性能。产率。
9)菌株对诱变剂处理较敏感，从⽽可能选育出⾼产菌株。
10）在规定的时间内，菌株必须产⽣预期数量的⽬的产物，并保持相对地稳定。
4.⾰兰⽒阳性和阴性菌的细胞壁结构有何差异？它们对溶菌酶和青霉素的敏感有何不同？
5.缺壁细菌有哪些类型和异同？制备缺壁细菌主要有哪些途径？原⽣质体：G+菌经溶菌酶或青霉素处理；
球状体：G-菌，残留部分细胞壁。
是研究遗传规律和进⾏原⽣质体育种的良好实验材料。
L型细菌：⾃发突变形成细胞壁缺陷菌株；
6.原⽣质体制备时，为什么不同微⽣物要选择不同的酶？举例说明。
酶在原⽣质体制备中主要⽤来酶解细胞壁的，不同的微⽣物其细胞壁成分及含量可能不同，所以要⽤不同的酶。
微生物课程教学改革的探索与实践
课 程 的 专 业 地 位 和 作 用
前 导 课 程 ，是 一 门 实践 性 较 强 的技 术 训 练 课 程 ，通过 该 课 程 的 学 习要 求 学 生 能 够 对 常 见 微 生 物 菌种 进 行培 养 、观 察 识 别 、选 育 、复 壮 和 检 测 等 ，能 够胜 任 “ 发 酵 工 程 制 药 工 ” 等 生 物 制 药 的 相 关 岗 位 ， 为 今 后 的 《 生 物 发酵 技术 》、 《 生 物 分 离提 取 技术 》、 《 生 物 制 剂
业 从 事 生 物 药 品 生 产 、管 理 、贮 存 等 工 作 ，并 具 有 职 业 生 涯 发 展 基 础 的高 素 质 技 能 型专 门人 才 。另 外 ．根
素 质 的培 养 ，注 重 了课 程 的 整 体结 构 和课 程 内容 的综 合 化 ，避 免 了课 程 间 内容 的重 复 。例如 ， 《 微 生 物 基 础课程》和 《 工 业 微 生 物 育 种 》 课 程 有许 多 内容 是 重 复 的 ，为此 新 的专 业 课 程 体 系 把 两 门 课程 进 行 整 合 为 《 微 生 物 与 生产 菌种 选 育 技 术 》 。从 整个 课 程 体 系 中我 们得知 《 微 生物 与生 产 菌 种 选 育 技 术 》课 程是 生 物 制
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工业微生物育种学实验教学改革
摘要:本文分析了工业微生物育种学实验教学现状与存在问题,提出了增加实验教学课时、开设综合性实验、转变教学方式、完善考核方式等改革思路和措施,并提出从理论教学课程中分离出实验课,形成独立的实践课程的建议。
关键词:工业微生物育种学实验教学改革综合性实验教学方式考核方式
实验过程中学到的知识较理论更加丰富、直观,因此实验在整个教学体系中有着不可替代的作用[1]。《中共中央国务院关于深化教育改革、全面推进素质教育的决定》中指出:“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力”[2],如何加强实验教学和创新能力的培养成为当前教学改革的核心。工业微生物育种学是生物工程专业本科生一门重要的专业课程,既有系统的理论知识又有极强的实践性。该课程传统的教学体系、内容和模式已不能适应21世纪对人才的要求,笔者近年来对工业微生物育种学实验教学体系进行了一些思考和改革。
1 实验教学现状与存在问题
1.1 教学课时较少,教学内容老化
虽然生物工程专业是一个实践性很强的专业,但实验教学的学时安排仍然不足。工业微生物育种学课程共设38个学时,其中实验课时
仅为8学时,远不能满足实践能力培养的需要。实验教学内容老化,多数是单一的重复性验证性实验,如土壤微生物的分离纯化、紫外诱变剂致死率计算,缺少综合性、研究性。
1.2 教学方式以教师为主体
传统的实验教学一般教师先讲解实验目的、实验原理、实验步骤,然后学生动手操作。实验过程中,部分学生对实验内容不经思考和理解,按部就班地被动操作。这种以教师为主体的教学方式束缚了学生的思想,制约了学生个性的发展,学生的学习积极性与主动性得不到充分发挥,不利于学生思维能力和综合能力的培养。
1.3 教学评价不科学、不全面
实验教学质量涵盖科学探究的态度、动手能力、思维能力、创新意识及知识能力等诸多方面[3]。长期以来实验课教学一般以学生的出勤率和实验报告质量作为考核标准,这种考核方式不能科学、全面地考查学生的综合实践能力,无法激励学生思考和实践,造成学生对实验课不重视,不消化实验内容,不积极动手操作,篡改实验数据,编制实验报告等现象比较普遍。
2 实验教学改革思路和措施
2.1 增加实验教学课时,开设综合性实验
工业微生物育种学课程一般安排在大三开课,受课程总学时的限制,我们在认真了解学生相关基础教育背景基础上,大胆地对理论教学内容进行了调整与更新,例如删减了遗传的物质基础、基因突变、基因工程原理等先行课程中已教授的内容,从而使实验学时增加至14个学时,并通过开放实验室给学生提供更多锻炼实验技能的机会。在实验内容的编排上我们采用以“综合性实验覆盖基础性实验”的思路,例如“原生质体融合、紫外线诱变技术选育高纤维素酶活枯草芽孢杆菌”综合性实验项目中渗透原生质体制备、融合及融合率计算、紫外线诱变致死率、正变率计算、诱变效价测定、工业微生物菌种保藏等基础性实验内容,有效提高了实验教学效率。综合性实验的开设使原先相对独立的基础实验紧密衔接,形成连贯的有机整体[4],培养了学生综合分析问题的能力以及初步的科研能力,使学生的综合素质得到了提高。
2.2 教学方式以学生为主体
综合性实验项目实施过程中,学生始终处于主体地位。教师拟定实验项目,学生利用互联网搜索相关研究成果和进展,制定计划,组织实验实施,实验完成后每个学生独自完成1份学术论文格式的实验报告。整个过程采取类似科研的模式,教师指导学生的实验方案及操作过程中的关键技术环节,同时严格要求操作规范化,包括每个操作细节,每个实验工具的摆放,甚至实验后的清洁整理工作。经过一系列训练,学生的独立工作能力、知识运用能力、分析解决问题的能力、创新意
识和创造性能力等方面的综合能力得以提升,并且逐步树立了严谨的科研态度,培养了查阅文献、实验设计、数据统计、论文写作等方面的科研素质。
2.3 完善考核方式
我们对“出勤率+实验报告”的考核方式进行了改革,实验成绩由实验设计、实验实施、实验报告三部分组成。实验设计占总分值的30%,考查学生对实验整体设计思路的认识与理解,也体现出学生的综合思维能力。实验实施占总分值的40%,考查学生的实践动手能力、实验观察能力,训练学生的实验技能,培养良好的实验习惯。实验报告占总分值的30%,学术论文型的实验报告可以锻炼学生的科技论文写作能力,考查学生综合运用知识分析问题、解决问题的能力。在考核中,放宽学生完成实验的次数与时间,激励创新意识,倡导不惧失败、勇于实践的精神。对于实验结果,我们要求学生如实记录,告诫学生不理想的结果不一定是坏结果,需要对结果追根溯源,做全面的分析,对于实验结果不理想但认真分析的实验报告仍然给予高分。
3 实验教学改革效果
经过几轮的教学实践,通过不断的改革与探索,我们构建了工业微生物育种学实验教学的新体系。学生亲自实践每一个实验环节,充分调动了学生的积极性,培养了学生的综合分析能力、创新意识和团队
精神。我们对2008级生物工程专业学生进行了问卷调查,评估了实验教学改革的效果,多数学生认为改革效果非常好。同时工业微生物育种学实验作为遗传学精品课程的重要组成部分,为省级、校级精品课程的申报、验收作出了应有的贡献。
4 结语
实验教学是高校学生素质教育的重要环节,每位高校教师只有不断地更新教学观念,采用创造性的教学手段和方法,与时俱进,才能有效地调动学生学习的兴趣,提升教学质量。我们的工业微生物育种学实验教学改革取得了一定的成绩,但实验学时限制了实验内容的编排,笔者建议将实验课从理论教学课程中剥离出来,与微生物学、遗传学等课程的实验进行整合,设置合理、有效的综合性实验,使其独立成为2～3个学分的实践课程,从而使实验教学体系更加符合新世纪生物工程专业人才培养的需要。
参考文献
[1] 刘竹琴,刘艳峰.设计性实验教学探讨[J].实验技术与管理,2005,22(6):97～99.
[2] 潘懋元,高新发.高等学校的素质教育与通识教育[J].煤炭高