微生物學(xué)自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的開放式教學(xué)管理

微生物學(xué)自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的開放式教學(xué)管理［摘要"為加強(qiáng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)，四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院在生物工程專業(yè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中引入開放式自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，并通過加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練、強(qiáng)化學(xué)生安全意識及細(xì)化實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度等措施保障教學(xué)的順利進(jìn)行％教學(xué)實(shí)踐表明，開放式自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的實(shí)施不僅提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力，而且激發(fā)和調(diào)動了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣，提高了學(xué)生的科研創(chuàng)新意識％［關(guān)鍵詞"微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)&自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)&開放式教學(xué)管理OpenTeachingManagementofSelf-designed

ExperimentsinMicrobiologyAbstract:Inordertostrengthenthestudents'innovationabilityandpracticalability,theopenselfdesignedexperimentswereintroducedintothemicrobiologyexperimentsofbioengineeringintheSchoolofChemicalEngineeringofSichuanUniversity.Themeasures,includingthestrengtheningofstudents'basicexperimentalskillstraining,theenhancementofsafetyawarenessandtherefinementoflaboratoryrules,weretakentoensuretheopenteachingmanagementofself-designedexperiments.TheresultshowedKhaKheimplemenKaionofopenself-designedexperimensnoKonlysKrengKhenedsKudens'practicalabiiity,butalsostimulatedandmobiiizedstudentsenthusiasmandinterestinexperiments,andAmprovedstudents'awarenessofscentfcresearchandAnnovaton.Keywords:Microbiologyexperiment；Self-designedexperiment；Openteachngmanagement微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)是微生物學(xué)學(xué)科建立和發(fā)展的基礎(chǔ)，對生物技術(shù)的發(fā)展具有積極的推動作用作為生物工程、生命科學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生綜合能力培養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重對理論知識的驗(yàn)證，學(xué)生多根據(jù)老師的講解和實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這既影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)主動性和積極性的發(fā)揮，又不利于學(xué)生實(shí)踐動手能力和科研創(chuàng)新思維的培養(yǎng)$因此，加強(qiáng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式的改革，對學(xué)生的能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提升具有重要意義$近年來，為培養(yǎng)能夠適應(yīng)生命科學(xué)迅速發(fā)展趨勢的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，我院生物工程專業(yè)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中增設(shè)了自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，并通過開放式的教學(xué)管理來滿足不同學(xué)生群體的實(shí)驗(yàn)需求，為提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和實(shí)踐動手能力創(chuàng)造條件。一、自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的實(shí)施在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新能力和分析與解決問題的能力［811］。但自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)往往耗時長，且學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展不同，因此有必要對微生物學(xué)自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)實(shí)施開放式的教學(xué)管理，以滿足不同學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求［1214］$自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的開放式教學(xué)管理體現(xiàn)在兩個方面：一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放，即由學(xué)生根據(jù)自身興趣自主選題、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)；二是實(shí)驗(yàn)室全天向?qū)W生開放，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容合理安排課余時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)$為了讓學(xué)生體會微生物與生活的密切關(guān)系!激發(fā)學(xué)生對生命和生活的熱情，我們在開展自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)時，主要引導(dǎo)學(xué)生從周圍環(huán)境取樣，分離并篩選出功能性微生物$其中，許多同學(xué)從校園不同環(huán)境中取樣，開展自主設(shè)計的微生物分離與鑒定實(shí)驗(yàn)$如有的學(xué)生在校園實(shí)驗(yàn)樓旁的樹林落葉密集處，對較為濕潤且可見半腐敗落葉的土壤進(jìn)行取樣，開展“土壤中分解纖維素微生物的篩選與鑒定實(shí)驗(yàn)”'有的學(xué)生選取校園內(nèi)小河旁的濕土為樣本，開展“枯草芽抱桿菌的分離純化和鑒定實(shí)驗(yàn)”；還有學(xué)生對校園湖泊的沉積土進(jìn)行采樣，開展“趨磁細(xì)菌的分離純化實(shí)驗(yàn)”$另外一些同學(xué)則從自己在生活中觀察到的一些感興趣的現(xiàn)象出發(fā)，自主設(shè)計并開展微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)$如有的學(xué)生以多種腐爛的水果為對象，開展具有探索性的“產(chǎn)脂肪酶的黑曲霉菌株篩選實(shí)驗(yàn)”'有的學(xué)生以普洱茶為研究對象，開展“普洱中耐芬菌的培養(yǎng)、提取及篩選實(shí)驗(yàn)”。在實(shí)驗(yàn)過程中，從前期的采樣點(diǎn)選取、樣品采集、樣品前處理到后期的微生物分離篩選與鑒定，均由學(xué)生小組成員自主完成，這對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力十分有益$當(dāng)然，在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時內(nèi)，并不是所有的自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)都能獲得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果$為此，我們鼓勵同學(xué)們結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與指導(dǎo)教師一起進(jìn)行分析與討論，對具有進(jìn)一步研究意義的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過申報大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等方式繼續(xù)進(jìn)行研究，從而增強(qiáng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識$我院開設(shè)的微生物學(xué)自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施過程主要包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計及修訂、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的總結(jié)及反饋三個步驟，如圖1所示$［學(xué)生組隊(duì)，自選實(shí)驗(yàn)題目）—查閱文獻(xiàn)資料，自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)萬菊|藥品j材領(lǐng)用申請卜—［討論、修改.并確定方案||預(yù)約實(shí)驗(yàn)室及會器，開展實(shí)驗(yàn)|―?［PPT匯報總結(jié)，撰寫報告|圖1!微生物學(xué)自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計及修訂階段，學(xué)生先根據(jù)各自感興趣的課題!自由組成3?4人的小隊(duì)!自擬實(shí)驗(yàn)題目，并結(jié)合所學(xué)知識和查閱的文獻(xiàn)資料!自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案$擬定的初步實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)主要研究內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)所需試劑耗材、時間規(guī)劃和人員分工安排等內(nèi)容$初步的實(shí)驗(yàn)方案完成后，實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)教師會結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件及實(shí)驗(yàn)方案的可行性，提出改進(jìn)建議，讓學(xué)生修改后再提交$這一過程重復(fù)多次，直至確定最后的實(shí)驗(yàn)方案$該階段以學(xué)生為主、教師為輔，意在充分調(diào)動學(xué)生的積極性$學(xué)生以小組為單位自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案!有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作及溝通協(xié)調(diào)能力；通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，能夠了解學(xué)科前沿，同時培養(yǎng)科研思維"9'12］$在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施階段，為充分鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動手能力，我們要求從前期實(shí)驗(yàn)耗材、實(shí)驗(yàn)器具的準(zhǔn)備到后期實(shí)驗(yàn)的操作，均由小組成員自主協(xié)作完成$學(xué)生一般在正式開展實(shí)驗(yàn)前三周，根據(jù)最終確定的實(shí)驗(yàn)方案，向?qū)嶒?yàn)教輔人員提交藥品耗材的領(lǐng)用申請（包括物品名稱、規(guī)格型號及數(shù)量），再由教輔人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)室?guī)齑媲闆r，統(tǒng)一購置所需物品％之后，學(xué)生根據(jù)自己的時間安排及實(shí)驗(yàn)室的課程安排，提前申請實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)儀器，待指導(dǎo)教師同意后，即可在預(yù)約的時間前往實(shí)驗(yàn)室自主開展實(shí)驗(yàn)％我們要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對實(shí)驗(yàn)操作步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等進(jìn)行詳細(xì)記錄，并鼓勵學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，通過文獻(xiàn)查閱或多次實(shí)驗(yàn)等方式找到原因和解決方案，以增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析和解決問題的能力％在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的總結(jié)及反饋階段，我們要求學(xué)生以小組為單位在課堂上進(jìn)行PP9匯報展示，并且獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報告的撰寫％這種方式能充分鍛煉學(xué)生的寫作和語言表達(dá)能力％此外，為保證自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的順利開展，在每期實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后!任課教師及教輔人員都會收集學(xué)生反饋意見，并據(jù)此改進(jìn)實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中的不合理之處，提高學(xué)生對自主實(shí)驗(yàn)的興趣％二、開放式教學(xué)管理的保障開放式教學(xué)管理是自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌_展的關(guān)鍵，但由于微生物實(shí)驗(yàn)常涉及許多高溫或高壓設(shè)備的使用，且各小組實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同，所需試劑和耗材也不同，這就給實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理帶來了新的問題%因此，加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，強(qiáng)化其安全意識，并做好開放實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化管理至關(guān)重要％（-）加強(qiáng)學(xué)生動手能力培養(yǎng)，提升學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作技能掌握基本的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和微生物學(xué)相關(guān)理論知識，是學(xué)生順利開展開放式自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的前提％我們除了加強(qiáng)微生物學(xué)理論知識的考核外，在前期的微生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課上還通過以下舉措培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作技能％一是讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作％我們改變了完全依靠實(shí)驗(yàn)教輔人員進(jìn)行前期準(zhǔn)備的傳統(tǒng)方式，鼓勵學(xué)生充分利用課余或?qū)嶒?yàn)等待時間參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作％例如，在實(shí)驗(yàn)的等待時間，學(xué)生親自動手配制細(xì)菌染色所需要的染色液、準(zhǔn)備觀察實(shí)驗(yàn)所需的顯微鏡等，而實(shí)驗(yàn)教輔人員或助教僅在旁指導(dǎo)％這樣能夠充分鍛煉學(xué)生的動手能力％二是讓學(xué)生獨(dú)立完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)％在前期的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課上，我們要求每一位同學(xué)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，并通過增設(shè)酸奶制作、創(chuàng)意接種等能激發(fā)學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生主動實(shí)驗(yàn)的積極性，使其掌握基本的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和常用儀器的功能及使用方法，為開放式自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的開展奠定基礎(chǔ)％三是讓學(xué)生參與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作視頻的拍攝％為了使學(xué)生更好地掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，除完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，我們還讓學(xué)生以小組為單位錄制儀器使用或?qū)嶒?yàn)操作視頻（如平板的包扎、微生物的接種、超凈工作臺的使用等），并且選擇優(yōu)質(zhì)視頻作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源％這種方式不僅有利于強(qiáng)化學(xué)生的規(guī)范化操作，而且能夠大大激發(fā)學(xué)生對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱情％（二）增強(qiáng)安全培訓(xùn)與考核，強(qiáng)化學(xué)生安全意識由于微生物實(shí)驗(yàn)操作對象具有特殊性，且實(shí)驗(yàn)過程中常涉及危險試劑和高溫高壓等設(shè)備的使用，因此在學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室之前對其進(jìn)行安全教育，確保學(xué)生有足夠的安全意識，對于推動開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行具有重要意義％我們采取線上線下相結(jié)合的方式加強(qiáng)對學(xué)生的安全培訓(xùn)與考核％一方面，學(xué)生可以隨時隨地進(jìn)入工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫平臺進(jìn)行安全學(xué)習(xí)，通過網(wǎng)上安全考試，獲得申請實(shí)驗(yàn)室的權(quán)限；另一方面，在正式開始基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)之前，實(shí)驗(yàn)教師或教輔人員會結(jié)合微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，對學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場安全培訓(xùn)，確保學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及相應(yīng)的規(guī)章制度，并能按規(guī)定和要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，保證實(shí)驗(yàn)過程的安全％為提高學(xué)生的安全意識，我們將完成實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)與考核作為學(xué)生申請使用開放實(shí)驗(yàn)室的必要條件，即學(xué)生只有在接受安全培訓(xùn)且考試合格后才能獲得預(yù)約使用實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的權(quán)限％（三）細(xì)化實(shí)驗(yàn)室開放管理制度，保障實(shí)驗(yàn)室安全高效運(yùn)行學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的開放式教學(xué)涉及實(shí)驗(yàn)場地、設(shè)備及藥品/耗材等的協(xié)調(diào)問題，而且實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)出頻繁、使用時間不固定等給開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了安全隱患m也&為此，我們細(xì)化并完善了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)入制度、儀器操作規(guī)程及廢棄物處理等相關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化管理「項(xiàng)。為了解決多元化的藥品/耗材需求，我們還制定了詳細(xì)的藥品/耗材申領(lǐng)流程，如圖2所示&|實(shí)驗(yàn)前至少三周，提交"材料領(lǐng)用申請單”][指導(dǎo)教「審核]|通過'[教輔人員匯總，根據(jù)審存按需提交采購申請]TOC\o"1-5"\h\z| 實(shí)驗(yàn)室1任審核 ）: |通過 :|實(shí)驗(yàn)中審核~ [通過 '[采'購][分類存放，按日■劃領(lǐng)用并登記]

圖2藥品/耗材申領(lǐng)流程各實(shí)驗(yàn)藥品/耗材需求需提交指導(dǎo)教師審核,審核通過后由教輔人員統(tǒng)一匯總，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室?guī)齑姘葱杼峤徊少徤暾?這樣能有效避免藥品/耗材的浪費(fèi)，杜絕藥品在實(shí)驗(yàn)室中長期存放而失效的問題發(fā)生&同時，依托我院工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，我們實(shí)現(xiàn)了對擬采購材料的網(wǎng)上雙重審核（實(shí)驗(yàn)室主任審核和實(shí)驗(yàn)中心審核），由此解決了傳統(tǒng)紙質(zhì)材料審批耗時耗力的問題，實(shí)現(xiàn)了藥品/耗材的安全高效管理&為便于管理，實(shí)驗(yàn)室專門制作了“材料領(lǐng)用申請單”和“材料使用登記單”&“材料領(lǐng)用申請單*中必填項(xiàng)目包括材料名稱、規(guī)格、數(shù)量、單位、備注需求（是否有指定廠家等），以及申請人信息、申請日期、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及領(lǐng)用理由等&采購貨物送到后,教輔人員會統(tǒng)一驗(yàn)貨并按要求分類儲存，同時在“材料領(lǐng)用申請單"上標(biāo)注好實(shí)驗(yàn)材料存放地點(diǎn),以便于各小組學(xué)生領(lǐng)用&學(xué)生可以小組為單位,自行按計劃領(lǐng)用所需藥品/耗材，領(lǐng)用時需在“材料使用登記單*上填寫藥品/耗材領(lǐng)用時間、領(lǐng)用地點(diǎn)及領(lǐng)用人信息等內(nèi)容；歸還時應(yīng)放回原位，并在“材料使用登記單''上注明藥品/耗材使用量、剩余量及歸還時間等信息&此外，在每學(xué)期學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成后，教輔人員還會根據(jù)學(xué)生的“材料使用登記單"清點(diǎn)并及時更新藥品/耗材電子庫存單，方便后續(xù)按需采購及師生領(lǐng)用查詢。細(xì)化藥品/耗材領(lǐng)用規(guī)定，不僅有利于學(xué)生開放式自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)的順利開展，也能有效促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)范化管理&三、開放式自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)實(shí)施效果及改進(jìn)方向三年的教學(xué)實(shí)踐表明，在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中增加自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)并實(shí)施開放式教學(xué)管理，極大地提高了學(xué)生對