高等院校适应不同专业需求的微生物实验改革研究＊

（西北民族大学 实验中心 甘肃兰州 730030）

微生物学是高等院校生物类、食品类、环境工程类专业的必修专业基础课程，同时它也是实践性很强的一门学科。随着生活水平的不断提高，微生物学对人类的生产生活必将产生巨大影响。与微生物学相配套的微生物学实验是一门操作技术性、实用性很强的工具课程，是许多专业的基础实验课，它是培养、训练学生实验操作能力、独立分析问题和解决问题能力的重要途径[1-2]。

以本校为例，微生物学实验作为必修课程，在生物类、化工类不同专业均有开设，实验开设项目12-15个不等，实验学时24-36学时，但在传统的微生物实验教学中，不同专业学生的学习内容基本相同，实验相似率高达90%，并未按照专业特点将教学内容进行区分，如此导致实验教学效果差，既不能满足多学科多专业差异的要求，也无法适应科学技术发展的需要。再者，课程所开设内容多为基础性实验，实验内容通常为基本操作技术，如培养基的配制及灭菌，微生物分离纯化等，设计性和综合性实验较少，实验缺乏系统性和完整性，不利于学生形成完整的科研思路。此外，实验内容陈旧，多年沿袭同样的教学大纲，与高速发展的科技信息时代相脱离，不符合人才培养的实际需求，不能调动学生的积极性，也不利于学生的创新精神和动手能力的培养，在新技术与新方法迅速发展的背景下，需要对基础微生物实验课程进行大胆改革，让学生了解该课程对于将来所从事专业的重要性，让该课程在培养学生学习兴趣、提髙学生动手能力，发展创新意识方面起重要作用。

一、对微生物实验项目进行改革，方法如下：

1.优化和整合教学内容

目前我校各专业微生物实验开设实验项目共计12-15个不等，实验学时24-36(见表1)。实验内容包括：普通光学显微镜的使用、微生物形态观察、霉菌形态观察、细菌简单染色、细菌革兰氏染色、细菌芽孢染色、细菌运动力观察、酵母死活细胞鉴定、微生物计数、微生物大小测定、培养基的制备与灭菌、微生物分离与纯化、空气微生物的检测、水中微生物总数测定、微生物生理生化实验。这15个项目，经删减和整理，可将其综合为四大块：微生物显微观察技术、微生物染色技术、微生物分离培养技术及微生物鉴定技术。这四大块内容作为基础实验应用于每个专业，经实验项目优化和整合，使学生对所学知识一目了然，也使学生更容易了解所学实验方法的用途，实验所用学时也由以前的20学时，缩减为16学时，这样可以节约大量课时用于综合性设计性实验的开展。整合后具体实验情况见表2。

表1 不同专业微生物实验情况比较

表2 整合后实验项目列表

2.分专业开设实验项目

生物工程、生物技术是一个生物、医学和农业科学交叉的工科类专业，主要培养在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。生物工程、生物技术专业需要学习分子生物学技术、DNA重组操作技术、发酵工程技术，以满足该领域不断发展的需要[3]。生物工程、生物技术微生物学实验需要抗生素发酵、微生物质粒分离实验、碱性蛋白酶高产菌株的选育及其基因的克隆与表达、有机磷农药污染土壤(水体)中微生物群落结构的分析、微生物诱变实验等方面内容。

动物医学、动物科学是一个农业科学、生物学、医学交叉的专业。动物医学、动物科学专业，它是以生物学为基础，研究动物（包括家禽、家庭宠物、野生动物等）营养与疾病的发生发展规律，并在此基础上对疾病进行诊断和防治，保障动物健康的综合性学科。该专业培养具备动物饲养、医学方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在兽医业务部门、动物生产单位及有关部门从事兽医、防疫检疫、教学、科学研究等工作的高级科学技术人才。动物医学、动物科学专业微生物学实验需要开设抗生素对微生物生长的影响，抑菌实验等方面内容。

食品科学与工程是一个农业科学和营养科学交叉的专业。食品科学与工程专业主要培养具有食品生化、食品化学、食品（畜产品、发酵食品、园产品）加工、检验等技术知识，能在食品领域从事食品生产技术管理、销售、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面工作的高级科学技术人才。该专业需要学习食品微生物检验、发酵工程技术、食用菌栽培以及灭菌技术，以满足今后就业和工作的需要。食品科学与工程微生物学实验需要开展食物中致病菌检测、柠檬酸发酵、酸奶制作、饮用水中大肠杆菌和细菌总数检测、霉菌检验以及各种灭菌技术实验等方面内容。

环境工程是一个生态农业和化工交叉的工科类专业。该专业是运用环境科学、工程学和其他有关学科的理论和方法，研究合理保护和利用自然资源，控制和防治环境污染，以改善环境质量，促进人类与自然协调发展的工程技术学科，它对环境资源的综合利用和国民经济的可持续发展具有极其重要的作用。环境工程专业需要学习微生物分离纯化技术、微生物诱变育种技术，以满足该领域不断发展的需要。环境工程微生物学实验需要土壤微生物分离、活性污泥中微生物分离纯化、微生物诱变实验等方面内容。

3.增加综合性和设计性实验

开设综合性、设计性实验，可以调动学生地学习积极性，同时综合性、设计性实验还具有实验内容较为丰富，实验方法较为多样的特点，给学生提供了极大的自由发挥空间，可很好的培养学生创造性思维[4]。设计性、综合性实验，老师只给出实验题目和所提供的仪器、设备等，要求学生自己预先设计实验方案、准备实验药品试剂和实验数据、图标记录方式等，后续实验由学生全部完成，老师只进行技术指导，这样使学生真正成为实验的主角，从而提高学生独立设计、独立实验能力。

根据各专业学习背景和将来从事职业的不同，特开设以下具有专业特色的综合性设计性实验，具体内容见表4。

表3 各专业综合性设计性实验

以“不同食物源中乳酸菌的分离及产酸性能测定”实验为例，可以让学生自己设计实验方案，决定样品来源，设计鉴别培养基种类，独自分离纯化菌株并完成后续工作。此实验涉及微生物的菌落观察、染色与形态结构观察、无菌操作、培养基制备及纯培养技术，整个实验过程可使各实验项目衔接密切，这样可以让学生明白微生物实验技术是一个连续、系统的知识体系，各实验项目之间有着内在的联系，也使学生知道前期实验的成功与否将影响到后续实验项目的进行，从而增强了责任感，提高了学生实验的能力。

通过以上实验教学改革，使微生物学实验课程在培养学生学习兴趣、提髙学生动手能力、发展创新意识和培养高素质的应用型人才方面起到了积极的作用。