制药工程专业微生物学设计性实验的探索与实践

摘 要 近几年在为制药工程专业微生物学开设设计性实验的过程中，如何为学生选择设计性实验的题目和研究的内容、如何对学生及实验室进行管理、对学生如何进行考核等等问题探索出了一些解决的办法，并在实践的过程中取得了很好的教学效果，对学生的综合素质和实验室的管理水平都有明显的提升作用。

关键词 制药工程 设计性实验 综合素质

中图分类号：G424 文献标识码：A

2008年西北农林科技大学为了与国家对大学生培养目标相一致，对各专业的培养方案和培养目标进行了修订。根据国家“厚基础、宽口径”的培养目标，制药工程专业新的培养方案中加大了对基础课如大学英语、高等数学、化学、物理等基础课的课时量，而对于专业基础课和专业课的课时量则大大地压缩。由于新的培养方案的实施，导致各门课程都要重新修订新的教学大纲，以适应新的培养方案。在制药工程专业微生物学新的教学大纲修订的过程中重点考虑到课时量的缩减对所讲内容以及课程实验的影响，特别是在微生物学实验教学大纲的修订过程中考虑到既要保证学生能够学到有关微生物学的基本技能外；又要满足国家在《普通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行） 》中，对实验教学提出的要开设综合性、设计性实验的要求；更重要的是要与制药工程专业特色相结合，为学生后续学习制药工程专业的专业课做好铺垫，所以在实验教学大纲的修订过程中注重开设了“设计性实验”一栏。

1 设计性实验的选题依据与内容设计

所谓的设计性实验是指给定学生实验目的、要求和实验条件， 由学生自主设计实验方案加以实现的实验，所以设计性实验对于学生来说具有了更多想象的空间和执行的自由度。对于设计性实验如何选题，实验内容主要体现那些方面就是教师要慎重考虑的内容。对于制药工程专业的学生来说，设计性实验既要保证学生有能力去完成它，又要体现出设计性实验与以往所做的验证性实验的不同，更重要的是要在学生做实验的过程中能够领悟到此实验与“制药”息息相关，体现出了专业的味道。根据近几年对设计性实验的多次实践，我们确定了设计性实验的研究内容为“微生物与微生物的拮抗关系”。

1.1 内容符合教学大纲，学生有能力自主完成

在设计性实验开设之前，学生已经掌握了基本微生物学的操作技能，如：认识了不同微生物的菌落特征和结构特点；掌握了不同类型微生物培养基的制备、消毒与灭菌；无菌操作技术以及培养了学生的无菌操作概念；更重要的是，学生在做设计性实验之前刚刚做了一个综合性大实验“土壤微生物拮抗菌的筛选”，在此实验中，学生已经能够熟练地把有关微生物学的操作技能综合应用，培养了学生初步对“整体性实验”的认识，为设计性实验的顺利开设提供了保障。

1.2 内容新颖，与制药工程专业紧密结合

在“微生物与微生物的拮抗关系”这个设计性实验中，提出的实验内容是：（1）要让学生通过皿内对峙法了解不同微生物的关系（细菌与细菌、细菌与真菌、细菌与放线菌、放线菌对放线菌、放线菌对真菌、真菌对真菌），关于菌种实验室会提供上百种菌源，学生自主选择；（2）对已知有拮抗关系的两种微生物（要求其中一种为常见的植物致病菌），要求学生通过组织法，进一步确定它们的拮抗关系；（3）对第二步筛选出来的拮抗菌进行发酵处理，用发酵液处理致病微生物，看看疗效如何。

如果学生能够顺利地将上述实验做下来，学生既深入了解了微生物与微生物的拮抗关系，又初步领悟生防菌、发酵、生物测定等等概念，为以后学习制药工程专业的专业基础课打下了良好的基础。

2 设计性实验的实验室管理

设计性实验与验证性实验和综合性实验不同，设计性实验教师只提供给学生实验目的、实验内容，至于实验如何设计，要靠学生自己去设计和完成，这里面会有很多学生自己的想法要在实验中体现；实验要想顺利完成需要花费学生大量的时间，占用很长时间的实验室；学生自己无法独自完成，要依靠小组内的各个成员协调完成；各小组可能由于选择菌源的不同，后续的实验也不同，对于实验室管理人员来说，如何准备实验也是一个难题。经过近几年的探索，实验室已经找到了很好的办法来解决以上问题，其核心是要严格要求学生遵守实验室操作规范，主要体现在以下几点：

2.1 自由分组，组长负责制

要求学生自由选择组员，5至6个人为一组，选出组长一名，组长负责实验的设计与执行。在做实验的过程中，由于持续时间较长，组长要负责安排好时间，对各个组员进行分工；组长要与实验室管理者经常沟通，协调好占用实验室的时间，以免与学生的其它实验相冲突；组长就实验的进展情况要及时与教师沟通，对实验中可能出现的问题要早发现、早解决，保证实验能够顺利完成。

2.2 参与准备实验

由于学生个体的差异，菌源的不同，学生在做实验的过程中可能用到的实验仪器、药品、材料等都会有所不同，为了保证实验能够顺利完成，要求小组成员要与实验员沟通好，参与到实验的准备工作中去。

2.3 操作规范统一

虽然在前面的验证性实验和综合性实验中一些常规的微生物学操作技能都已掌握，但是设计性实验充分体现了学生的自主和能动性，所以要严格要求学生遵守实验室的各种规定、掌握操作规范，组间和组内协调统一，以保证实验能够安全、顺利地完成。

3 设计性实验的成绩考核

设计性实验由于其灵活性和结果的多样性，其考核方法也与普通的实验有所不同，经过多年的探索，对于设计性实验如何考核，总结出了以下几点：（1）每组只需要上交一份实验总结报告，组长负责对实验报告进行答辩，在组长答辩过程中，组员可以协助组长回答问题；（2）教师根据答辩情况，以及该组的实验设计、实验结果、团队合作、操作规范等情况对改组进行打分；（3）设计性实验的成绩占总实验成绩的30%。

4 设计性实验对学生综合素质的培养

设计性实验从头至尾如：实验的设计、实验的准备、实验的实施、问题的解决、实验结果分析以及答辩，无不体现了学生知识的全面性、动手能力的强弱、解决问题的能力、与人沟通的能力、语言表达的能力等等，是学生综合素质的一个全面体现。通过近几年设计性实验的开设，发现学生与教师的沟通能力、学生的动手能力、发现问题和解决问题的能力都明显加强，学生的综合素质得到了全面的提升。

4.1 提高了学生的自主学习能力、创新思维能力

由于设计性实验的设计要靠学生自己去完成，所以学生需要运用以前所学的知识，来实现自己想要的实验结果。要想完成实验目的，学生需要学习很多知识，这包括向老师学习、实验管理员学习、与微生物学相关的课程学习等。这些都要求学生要有主动学习的动力和能力，并要有丰富的想象力才能够实现，大大提高了学生的学习兴趣，一改往日课堂上的沉闷气氛，学生自主学习能力明显提高。

4.2 对实验的整体性有了更深层次的理解

以往的实验都是一个个验证性实验，实验在未做之前就已经知道了实验结果，并且一个实验与另外一个实验是独立的，没有相关性。学生很难通过实验，领悟到微生物学各个知识点的相关性，微生物与微生物之间的混居杂生，以及因果难连的现象。通过设计性实验，使学生在综合性实验和设计性实验的基础上，对实验的整体性有了更深层次的认识。

4.3 具有了团队合作精神

每个人要想完成一件事情，无不存在着与其他人之间的相互合作。通过设计性实验的实施，使学生从实际中体会到了与人合作、与人沟通的重要性，要想仅凭一己之力就想成就一番事业，是根本不可能实现的。

参考文献

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