陳振婭，馬曉焉，霍毅欣

(北京理工大學(xué) 生命學(xué)院, 北京 100081)

微生物學(xué)對高價(jià)值化合物的綠色生物合成至關(guān)重要。隨著微生物學(xué)理論與方法的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)大，包括食品生產(chǎn)、化工燃料、環(huán)境保護(hù)、能源和冶金工業(yè)等多方面[1]。微生物學(xué)理論課堂教學(xué)課程包括分子生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、發(fā)酵工程等，理論課程設(shè)計(jì)注重分類，以便學(xué)生深入學(xué)習(xí)和掌握理論知識，但這也使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難將課程的相關(guān)知識進(jìn)行串聯(lián)整合，無法在腦海中搭建較為完整的微生物學(xué)知識體系，缺乏對各課程之間關(guān)聯(lián)性及原理的深度理解[2]。

目前，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置分散，相互獨(dú)立，互不融合，致使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解和實(shí)驗(yàn)操作停留在單一實(shí)驗(yàn)上，弊端是缺少獨(dú)立思考，只能被動(dòng)開展實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致課題進(jìn)展緩慢。這些問題的根源是在本科教育中缺乏對學(xué)生獨(dú)立思考及創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)，不同于微生物實(shí)驗(yàn)課程，微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課作為一門開拓性課程，其目的主要是使學(xué)生在了解微生物學(xué)相關(guān)知識的同時(shí)，能夠?qū)W以致用，進(jìn)一步將其應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新思維。

微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程是基于“微生物學(xué)理論課程”下的實(shí)踐操作性課程，目前主要面向高等院校的本科生，一般學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，學(xué)分為2學(xué)分。微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程不同于基礎(chǔ)的課堂教學(xué)，其主要目的是為了在操作的過程中激發(fā)學(xué)生自主思考，從而發(fā)現(xiàn)問題、提出問題及解決問題。微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程需要學(xué)生主動(dòng)地將所學(xué)知識進(jìn)行整合歸納，并根據(jù)自己的理解和掌握情況，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證[3]。微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)更應(yīng)注重老師與學(xué)生之間的交流互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，從而成為國家科學(xué)研究的棟梁之材[4]。

微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程是高等院校深化課堂教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)[5]，同時(shí)，微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)生整合串聯(lián)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程及激發(fā)創(chuàng)新思維的關(guān)鍵步驟[6]。目前，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，微生物學(xué)領(lǐng)域誕生了一系列先進(jìn)的技術(shù)和方法，如近年來涌現(xiàn)的CRISPR/Cas9等高效精準(zhǔn)的基因編輯工具，研究者們利用此基因編輯工具取得了顯著的研究成果，如實(shí)現(xiàn)了微生物底盤宿主的魯棒性改造，獲得了高價(jià)值化合物的優(yōu)良生產(chǎn)菌株，發(fā)表了一系列高水平文章。因此，為提高學(xué)生的理解和接受能力，加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐及科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，結(jié)合生命學(xué)院開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的實(shí)際情況，針對微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及考核方式進(jìn)行改革探索，教師應(yīng)依據(jù)前沿科學(xué)進(jìn)展為導(dǎo)向，注重開放實(shí)驗(yàn)課程的科學(xué)前瞻性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，設(shè)置“一體化”形式的微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中，不僅能夠掌握基本實(shí)驗(yàn)原理和操作，同時(shí)也能夠解放思想、發(fā)散思維、大膽設(shè)想、敢于實(shí)踐(圖1)。此種“一體式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，能夠激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及綜合能力，最終將學(xué)生培養(yǎng)成為應(yīng)用創(chuàng)新型人才，為學(xué)生以后的科學(xué)研究及應(yīng)用實(shí)踐工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖1 以前沿科學(xué)進(jìn)展為導(dǎo)向的“一體式”微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)圖

1 “一體式”微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)施

1.1 設(shè)置以前沿科學(xué)進(jìn)展為導(dǎo)向的“一體式”微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程

微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程作為一門綜合性科目，包括分子生物實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)、發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)以及生化實(shí)驗(yàn)等4個(gè)模塊。同時(shí)，每個(gè)模塊包括一系列基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作。分子生物實(shí)驗(yàn)包括PCR擴(kuò)增、分子克隆、瓊脂糖凝膠電泳、質(zhì)粒提取等。微生物實(shí)驗(yàn)包括涂板富集、接種培養(yǎng)、培養(yǎng)基配制及滅菌、菌種鑒定及形態(tài)觀察等。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)包括發(fā)酵罐消殺、發(fā)酵培養(yǎng)基配制、種子液制備、補(bǔ)料實(shí)驗(yàn)及取樣等。生化實(shí)驗(yàn)包括樣品處理、葡萄糖含量檢測、氨基酸及蛋白質(zhì)鑒定等[8]。生命學(xué)院在課程設(shè)計(jì)和安排時(shí)，不同學(xué)科之間分類明顯，致使學(xué)生無法對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和操作，對實(shí)驗(yàn)的掌握僅停留在某一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)或某一個(gè)模塊中，在學(xué)習(xí)結(jié)束后無法掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的精髓，難以將其應(yīng)用到實(shí)踐中，無法進(jìn)行創(chuàng)新探索，微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)是彌補(bǔ)這一短板的重要手段。

微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以前沿科學(xué)為導(dǎo)向，設(shè)置開放創(chuàng)新課題。教師作為引路人，應(yīng)該緊跟前沿科學(xué)進(jìn)展，閱讀近期微生物學(xué)相關(guān)高水平期刊文章，了解高價(jià)值化合物微生物工業(yè)化生產(chǎn)最新進(jìn)展，并進(jìn)行歸納總結(jié)，緊密結(jié)合微生物學(xué)理論課程，設(shè)置與前沿科學(xué)和微生物學(xué)理論課程緊密結(jié)合的開放實(shí)驗(yàn)課程，例如，設(shè)置課題“高價(jià)值化合物沒食子酸的高效生物合成”。此外，可根據(jù)學(xué)生的需求設(shè)置“自主實(shí)驗(yàn)”模塊，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)科學(xué)前沿知識自主設(shè)定課題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生知識領(lǐng)域，以此大力推動(dòng)學(xué)生對畢業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及未來科研生活的認(rèn)知，給學(xué)生埋下科學(xué)研究的種子，為國家培養(yǎng)更多的微生物學(xué)科研領(lǐng)軍人才。

1.2 開展“引導(dǎo)式”的深層次微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為進(jìn)一步開拓學(xué)生的頭腦風(fēng)暴，教師不應(yīng)再是教學(xué)的“主人”，應(yīng)換化成教學(xué)的“引領(lǐng)人”，引領(lǐng)學(xué)生探索微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作原理及目的應(yīng)用，讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊思考，而不是被動(dòng)接受老師的傳輸。同時(shí)，教師應(yīng)進(jìn)一步帶領(lǐng)學(xué)生探索未知領(lǐng)域，使學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，催生學(xué)生潛在的內(nèi)驅(qū)力。在探究的過程中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)方法，形成技能，從而達(dá)到微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的。與此同時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)關(guān)注學(xué)生的內(nèi)在需求，適時(shí)介入，與學(xué)生共同學(xué)習(xí)。

以“高價(jià)值化合物沒食子酸的高效生物合成”為例，此課題主要分為3大實(shí)驗(yàn)板塊進(jìn)行：設(shè)計(jì)與優(yōu)化沒食子酸生物合成途徑；構(gòu)建沒食子酸生物合成途徑；發(fā)酵生產(chǎn)及產(chǎn)量驗(yàn)證。課題的總體設(shè)計(jì)思路及開展流程如圖2所示。教師首先將學(xué)生組建為2～3人的實(shí)驗(yàn)小組，向每組學(xué)生提供5～10篇前沿科學(xué)文獻(xiàn)作為背景知識學(xué)習(xí)，學(xué)生也可自行檢索相關(guān)文獻(xiàn)作為補(bǔ)充，進(jìn)一步了解沒食子酸生物合成的發(fā)展進(jìn)程，并在通讀后以文獻(xiàn)總結(jié)匯報(bào)的形式，對所提取的知識信息進(jìn)行匯總和確認(rèn)。教師引領(lǐng)學(xué)生檢索相關(guān)數(shù)據(jù)庫如NCBI、BRENDA等，同時(shí)結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生挖掘沒食子酸合成途徑中相關(guān)酶，并以前沿科技論文為例，教授學(xué)生如何設(shè)計(jì)與優(yōu)化沒食子酸合成途徑。隨后，學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)完成的沒食子酸生物合成途徑，撰寫實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)方案內(nèi)容應(yīng)包括如何構(gòu)建合成途徑，如何將途徑轉(zhuǎn)化到發(fā)酵菌株中，如何進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)及如何進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)方案制定過程中，組員根據(jù)自己的知識背景提出各自的思路，共同討論決定采用哪種思路或進(jìn)行方案的融合，并制作PPT進(jìn)行課堂匯報(bào)，由其他小組的成員和老師提出問題進(jìn)行現(xiàn)場答辯，教師應(yīng)對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行詳細(xì)評閱，給學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)方案的可行性及不足之處，詳細(xì)講解每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的，之后組員根據(jù)問題建議進(jìn)行方案修正與完善，制定最終實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，教師指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建沒食子酸生物合成途徑，此過程涉及如何設(shè)計(jì)引物，如何克隆目標(biāo)基因和如何構(gòu)建重組質(zhì)粒，教師在教授的過程中滲透式講解每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，讓學(xué)生理解每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的可行性和必要性。隨后，教師指導(dǎo)學(xué)生將帶有合成途徑的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化到發(fā)酵菌株中，引導(dǎo)學(xué)生查閱發(fā)酵文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)，確定最優(yōu)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)條件。根據(jù)制定的最優(yōu)發(fā)酵條件，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)來生產(chǎn)沒食子酸，并教授學(xué)生使用分離分析儀器。在生產(chǎn)過程中，每間隔12 h取樣，并對樣品進(jìn)行離心處理，將上清液過濾膜，利用高效液相色譜儀檢測上清液中發(fā)酵產(chǎn)物含量。在此過程中，學(xué)生能夠掌握發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)及高效液相色譜儀的使用。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及指出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的問題。同時(shí)，從學(xué)生角度出發(fā)提出未來可以改進(jìn)的地方。

圖2 “高價(jià)值化合物沒食子酸的高效生物合成”總體實(shí)驗(yàn)方案及開展流程圖

在課題推進(jìn)的過程中，學(xué)生雖有已設(shè)定的實(shí)驗(yàn)方案，但是在具體的操作過程中仍會(huì)遇到一系列問題，包括“引物設(shè)計(jì)過程中需要注意的事項(xiàng)”“如何確定質(zhì)粒構(gòu)建成功”或“在液相色譜檢測過程中如何設(shè)置檢測程序”等。因此，教師的引導(dǎo)作用就顯得尤為重要。課題的順利進(jìn)展，不僅需要學(xué)生的積極主動(dòng)性，更需要教師在過程中對學(xué)生的正向引導(dǎo)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題后，教師需要及時(shí)與學(xué)生溝通，了解問題所在，并引導(dǎo)學(xué)生解決問題，例如，“在液相色譜檢測過程中如何設(shè)置檢測程序”，可檢索使用相關(guān)文獻(xiàn)，并對參考文獻(xiàn)中提到的方法進(jìn)行測試驗(yàn)證。在設(shè)計(jì)引物的過程中，教師在講解基本原則的基礎(chǔ)上，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)，在學(xué)生親自操作的過程中，一步步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并對其進(jìn)行糾正，從而讓學(xué)生明白引物設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。開放實(shí)驗(yàn)課程采用學(xué)生主導(dǎo)的教學(xué)管理模式進(jìn)行過程考核與成果匯報(bào)，讓學(xué)生主動(dòng)參與到文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、評估討論等環(huán)節(jié)中來，充分體現(xiàn)了開放式教學(xué)的精髓，提高了學(xué)生的自主探索和學(xué)習(xí)能力，增加了學(xué)生之間、學(xué)生和老師之間的互動(dòng)交流，提升了同學(xué)的積極性和主動(dòng)性。同時(shí)，開放實(shí)驗(yàn)課程在學(xué)生的腦海中搭建了基本的科研思維圖，為以后的科研奠定了基礎(chǔ)。

在微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師應(yīng)進(jìn)一步注重學(xué)生未來的發(fā)展[7]。微生物學(xué)作為一門科學(xué)前沿課程，其主要目的是為國家培養(yǎng)高端的科研優(yōu)秀人才，教師應(yīng)在教學(xué)的過程中，關(guān)注國家對微生物學(xué)領(lǐng)域的需求，注重對學(xué)生科研思想的灌輸和教育，使學(xué)生能在未來的深造路途中為國家做出更多貢獻(xiàn)[8]。

1.3 建立“開放式、多樣化”的微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)考核體系

作為檢驗(yàn)學(xué)生對微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作掌握情況的方式，考核體系應(yīng)包含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作考核、實(shí)驗(yàn)原理考察及綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3個(gè)方面[9]。通過以上方面，不僅能檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也能促使學(xué)生對自己進(jìn)一步認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)漏洞及時(shí)補(bǔ)上?！耙惑w式”微生物學(xué)開放課程設(shè)置了一套綜合性的評分體系(表1)。該套考核體系主要包括以下5個(gè)方面：文獻(xiàn)檢索及匯報(bào)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)具體操作、課題中期匯報(bào)及實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，分別占總分的10%、20%、20%、30%和20%。文獻(xiàn)檢索及匯報(bào)部分為5個(gè)模塊，每個(gè)模塊給予不同的分?jǐn)?shù)，如檢索文獻(xiàn)能力(6分)、研讀文獻(xiàn)能力(7分)、指出文獻(xiàn)漏洞(9分)和給出解決漏洞的方法(10分)，學(xué)生可根據(jù)自身研讀文獻(xiàn)的能力自主選擇考核適合自己的模塊。鑒于每一位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對實(shí)驗(yàn)部分的上手能力各有差異，學(xué)生可根據(jù)自身對每一部分實(shí)驗(yàn)的操作能力，向教師提出考核自己的實(shí)驗(yàn)具體操作部分。實(shí)驗(yàn)具體操作部分可分為5個(gè)模塊，目標(biāo)基因克隆(17分)、重組質(zhì)粒構(gòu)建(20分)、質(zhì)粒轉(zhuǎn)化(18分)、發(fā)酵實(shí)驗(yàn)(19分)及發(fā)酵產(chǎn)物檢測(18分)。課程考核不是課程學(xué)習(xí)的最終目的，課程學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生掌握和熟練所學(xué)技能，以用于后續(xù)的學(xué)習(xí)或生活中。因此，設(shè)置部分靈活考核模塊，有利于學(xué)生緩解緊張情緒，學(xué)生可根據(jù)自身優(yōu)勢進(jìn)行最佳考核，此種設(shè)置不僅能達(dá)到考核的目的，還可讓學(xué)生最大程度發(fā)揮自己的能力。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、課題中期匯報(bào)及實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告的撰寫基于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)總體思路和原理的理解，此部分不給予學(xué)生選擇性，旨在于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，讓學(xué)生充分理解和重視實(shí)驗(yàn)整體方案及最終數(shù)據(jù)分析的重要性。

表1 評分標(biāo)準(zhǔn)

課題的順利推進(jìn)，前期的準(zhǔn)備工作、中期的實(shí)驗(yàn)操作、終期的實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)都十分關(guān)鍵。因此，教師需要在課程開展前，向?qū)W生們說明開放性課程的具體考核要求，使學(xué)生能夠明白理解該課程的重要性，從而秉持著正確的態(tài)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。這種考核體系，不僅能提高學(xué)生對微生物學(xué)的興趣，還能一定程度上降低學(xué)生面對考試時(shí)的焦慮緊張，同時(shí)為學(xué)生確定未來研究方向打下良好的基礎(chǔ)，幫助學(xué)生慎重且正確地選擇適合自己的研究方向。

2 “一體式”開放實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施成效

作為生命學(xué)院教學(xué)的一項(xiàng)重要改革，自設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)課程以來，生物工程及生物技術(shù)2個(gè)專業(yè)的本科生均參與到這一改革實(shí)踐中來，并取得了較為顯著的成效。以“引導(dǎo)式”教學(xué)為基礎(chǔ)，通過開拓學(xué)生的主觀思維，激發(fā)其內(nèi)在的創(chuàng)造潛力，使學(xué)生逐漸形成對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的深度思考及統(tǒng)領(lǐng)意識。同時(shí)，以完整的課題設(shè)置開展教學(xué)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，并靈活將其拓展延伸至其他相關(guān)課題中去。

在實(shí)施教學(xué)改革的同時(shí)，對部分本科生進(jìn)行了實(shí)時(shí)調(diào)研。調(diào)研結(jié)果顯示(圖3)，超過70%的學(xué)生對“開放實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式”持贊成態(tài)度，同時(shí)認(rèn)為該教學(xué)模式更適用于生命學(xué)院本科生，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，深度提升對微生物學(xué)的認(rèn)知。

圖3 實(shí)施成效

學(xué)期期末通過統(tǒng)計(jì)評教結(jié)果，超過70%的學(xué)生對該課程教學(xué)模式打分超過95分，同時(shí)生命學(xué)院學(xué)生在評教建議提出：開放性實(shí)驗(yàn)課程作為“驚喜”出現(xiàn)，讓學(xué)生體會(huì)到微生物學(xué)的趣味，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過程中體會(huì)到了成就感和滿足感，希望學(xué)院可將“開放性”課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步拓展至其他科目中。通過引導(dǎo)式的教學(xué)方式，使生命學(xué)院本科生有一個(gè)從高中學(xué)習(xí)、書本教學(xué)到實(shí)驗(yàn)上手操作的過渡期，逐漸形成科學(xué)性發(fā)散思維。通過對課題的整體把握和操作，學(xué)生能夠進(jìn)一步學(xué)習(xí)系統(tǒng)的微生物學(xué)知識，同時(shí)在實(shí)際操作中，使所學(xué)知識得到進(jìn)一步的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)新的問題，產(chǎn)生新的思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性。在開放實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后，學(xué)生積極加入本實(shí)驗(yàn)室“高級醇生產(chǎn)途徑中關(guān)鍵酶改造”和“高級醇生物傳感構(gòu)建與改造”等緊隨科研熱門的新穎性課題之中。

相較于原有的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式，本次教改提出的“一體式”開放實(shí)驗(yàn)課程的課題設(shè)置與科學(xué)前沿緊密掛鉤，同時(shí)整合微生物學(xué)理論知識和相關(guān)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在科學(xué)的引領(lǐng)下，在腦海中搭建完整的微生物學(xué)知識體系，解決原有實(shí)驗(yàn)課教學(xué)下學(xué)生無法整合串聯(lián)微生物學(xué)理論知識，無法深度理解各課程之間關(guān)聯(lián)性的弊端。同時(shí)，在“一體式”開放實(shí)驗(yàn)課程教授中，教師采取“引導(dǎo)式”深層次的教學(xué)模式，滲透式為學(xué)生講解涉及的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生頭腦風(fēng)暴，使學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，解決原有實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式中學(xué)生只能接收教師講述，而無法獨(dú)立思考的弊端?！伴_放式、多樣化”的微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)考核體系讓學(xué)生在考核時(shí)有一定的選擇性，學(xué)生可根據(jù)自身優(yōu)勢選擇適合考核的模塊，解決了原有實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式中一個(gè)題目決定成績的弊端，同時(shí)最大程度地緩解了學(xué)生在考試時(shí)的焦慮緊張情緒。此外，“一體式”開放實(shí)驗(yàn)課程強(qiáng)化了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，加強(qiáng)了學(xué)生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)質(zhì)量，最大程度地提升了學(xué)生對科學(xué)研究的興趣和對未來科研工作的向往。因此，“一體式”開放實(shí)驗(yàn)課程更適用于生命學(xué)院本科生。

通過實(shí)施該教學(xué)模式，生命學(xué)院本科生對微生物學(xué)的開拓性思維及學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到進(jìn)一步開發(fā)。在此教學(xué)模式的引導(dǎo)下，超過50%的大二及大三本科生投身于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室研究當(dāng)中，提前了解并熟悉相關(guān)科研內(nèi)容，為之后的研究生學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，做好鋪墊。同時(shí)，學(xué)生在該教學(xué)模式的激勵(lì)下能夠主動(dòng)參加各項(xiàng)微生物學(xué)相關(guān)競賽，從中得到鍛煉提升。

3 研究創(chuàng)新點(diǎn)及展望

微生物學(xué)的理論與實(shí)踐教學(xué)尤為重要，為進(jìn)一步提高學(xué)生對微生物學(xué)的研究創(chuàng)新，滿足國家對微生物學(xué)創(chuàng)新型研究人才的需求，微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程必不可少[10]。本次教學(xué)改革通過設(shè)置“一體式”微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程，將微生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)成一條線，進(jìn)一步深化微生物學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠深入融會(huì)貫通理論課程與實(shí)踐課程，從而在腦海中搭建完整的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，為未來科研創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。本次教學(xué)改革不足之處在于課程設(shè)置的學(xué)時(shí)太少，本科生缺少實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，有些學(xué)生可能需要幾次實(shí)驗(yàn)才能得到滿意結(jié)果，同時(shí)由于學(xué)時(shí)數(shù)的限制，一些理論和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)老師無法一一與每一位學(xué)生核對，未來需適度增加開放實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)數(shù)。此外，本科生對科技前沿文獻(xiàn)檢索及閱讀方面經(jīng)驗(yàn)不足，英文文獻(xiàn)閱讀稍顯吃力，未來課程中要采取合適的方法提高學(xué)生的文獻(xiàn)檢索及文獻(xiàn)閱讀的能力，比如如何使用一些常規(guī)網(wǎng)站，如何確定檢索文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞及一些文獻(xiàn)閱讀的技巧等?！耙惑w式”微生物學(xué)開放實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革方式方法同樣適用于設(shè)置其他學(xué)科的開放實(shí)驗(yàn)。后續(xù)，為了打破學(xué)生思維局限在微生物學(xué)領(lǐng)域的壁壘，進(jìn)一步拓寬學(xué)生的創(chuàng)新思維，微生物學(xué)的教師可與其他學(xué)科如化學(xué)、材料學(xué)等的教師深入交流討論，設(shè)計(jì)將微生物學(xué)與其他學(xué)科交叉融合的開放實(shí)驗(yàn)課程。學(xué)科交叉融合是科學(xué)創(chuàng)新的關(guān)鍵，從本科開始培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉融合能力對于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才至關(guān)重要。此外，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式可以融入此次改革實(shí)踐中，學(xué)生線下根據(jù)個(gè)人興趣愛好查閱檢索相關(guān)文獻(xiàn)，并研讀文獻(xiàn)，隨后設(shè)計(jì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)思路，在開放實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，教學(xué)是一門藝術(shù)，良好的教學(xué)模式和方法有助于全面育人，有助于提高教學(xué)質(zhì)量和效率，有助于將科學(xué)精神和人文精神有機(jī)統(tǒng)一起來[11-12]。高校教師需進(jìn)一步提高教學(xué)藝術(shù)水平，這對培養(yǎng)知情并重及全面發(fā)展的人才具有極為重大的意義和不可替代的價(jià)值。