注：本文摘自《大学教育》2013年第23期，作者：谭志琼；张荣意；海南大学

　　【摘要】：农业微生物学是为高等农业院校农科专业学生开设的专业基础课。在实验教学过程中如何通过改革实验教学手段和方法更好地培养学生的操作技能、独立工作能力、科研思路、创新意识，实现素质教育，是本门课程教学工作者一直探索的问题。在农业微生物学实验教学中开展设计性实验是本门课程实验教学改革的方向和必然趋势，但设计性实验开设不仅需要充足的实验设备、大量的实验材料、时间和空间上开放的实验室等硬件，更需要高素质的老师、针对性的实验教学大纲和实验教材、完善的管理和评价制度。

　　【关键词】：农业微生物学；设计性实验；必要性；条件
 

　　实验技术和方法是农业微生物学科的重要组成部分，也是学科存在和发展的基础。如何通过实验教学培养学生的科学的实验态度与实验技能，培养学生综合应用能力、思维能力﹑创新能力，以提高学生综合素质，是我们的教学目标与宗旨，也是农业微生物学实验教学研究的重要课题。近几年来，开展设计性实验教学改革是实验教学改革的热点。笔者认为在农业微生物学实验教学中有必要开展设计性实验教学，以下将对开展设计性实验教学的必要性和条件作一阐述。

　　一、设计性实验教学是实现高校创新型人才培养目标的较好途径

　　（一）培养创新型人才是高等教育的根本任务

　　法国教育思想家埃德加·富尔于1972年向教科文组织总干事长递交的一份研究报告——《学会生存》中指出：“人们对付当今世界性问题和挑战的能力，归根到底取决于人们能够激发和调动的创造力的潜力。”哈佛大学前校长尼尔·陆登庭在北京大学演讲时也指出：“在迈向新世纪的过程中，一种最好的教育就是有利于人们具有创新性，使人们变得更善于思考，更有追求的理想和洞察力，成为更完善、更成功的人。”因此，高等教育所面临的任务是在教学活动中采取科学的、艺术的、创新性的教学方法和手段，开发学生的创新潜能，培养创新意识、创新精神和创新能力，启迪学生的创新思维，塑造学生的创新品格，使学生走出校园后具备迎接各种挑战的能力。能否培养出具备战胜各种社会挑战能力的创新型人才，已成为检验高等教育成功与否的重要标志。设计性实验正是培养学生综合应用能力、思维能力﹑创新能力的重要手段和途径[1][2]。

　　（二）设计性实验教学的特点

　　《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》对实验教学中设计性实验进行了定义：设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。在设计性实验中，学生自行组织实验系统，独立操作并得出实验结果，在设计过程中可以激发学生的积极主动性，培养创新意识，提高综合解决问题的能力。设计性实验有以下一些特点：

　　（1）自主性。在实验实施的整个过程中，学生始终是学习的主体，充分体现以学生为中心的原则。[3][4]在设计性实验中，学生是主动地发现问题，主动地提出问题，积极探求解决问题的方法，而不是被动地一步一步按照实验指导的步骤操作，而这种教学能真正体现学生在学习过程中积极主动地获取知识、认识和解决相关问题的自主性。而且设计性实验中学生也可以根据自己的爱好、特长和兴趣选择实验题目，通过题目和问题来组织实验。[3][4]

　　（2）趣味性。设计性实验教学过程往往充满了趣味性，实验结果让人有成就感，实验现象里也经常蕴藏着很多的趣味。[3]

　　（3）开放性。开放性是设计性实验教学的一个很显著特点，开放性不仅注重时间和空间上的开放，更注重在教学内容、教学方法上的开放，学生可以自行选择实验方法和题目。

　　（4）过程性。设计性实验更注重实验过程，注重实验过程中学生的思维方式、个人体验及对信息的处理和整合。[3]

　　（5）探究性。与验证性实验不同，设计性实验中学生可以主动去探索实验涉及的各个方面。在整个实验过程中，会出现什么样的问题、问题如何处理、能得出什么结果等都没有现成的结论，需要学生在探索过程中自己去寻找。在这样的过程中学生能了解科学研究的一般过程，掌握科学研究的基本方法和思路。

　　（6）综合性。设计性实验一般是在基本实验训练之后开展，不只是涉及实验的某一技能、某一内容和某一知识点，而是对已学过的理论知识和实验技能的综合应用，具有高度的概括性与综合性。[3][4]

　　二、设计性实验能实现农业微生物学课程教学的目标

　　该课程的教学目标有三：一是通过实验教学使学生掌握微生物的无菌操作、显微镜使用、消毒灭菌、培养基的设计与配制、微生物的分离与接种等实际操作技术，为以后从事相关的工作打下操作技术的基础，此为教学的基本目标；二是通过实验培养学生实事求是、科学严谨的工作态度以及团结协作的精神；三是培养学生应用知识解决实际问题、能进行创新性工作的能力，这是本门课程教学的最终目标。一直以来，由于各种原因，农业微生物学课程的实验教学以验证性实验为主，通过单独的验证性实验来训练学生的各种基本操作技术，所有实验材料均由实验员准备好，学生按照操作步骤操作就行。这种实验作为训练学生的基本操作技术、验证某些观点和理论、加深对微生物的理论知识的理解能起到一定的作用，仅能实现课程教学的基本目标。要实现农业微生物学课程教学的更高目标，培养学生的独立工作能力、创新意识、综合应用知识解决实际问题的能力还需在学生基本操作技能训练之后开设一些设计性实验。

　　三、开设设计性实验所需具备的条件

　　（一）学生需具备的条件

　　设计性实验由于综合性较强，往往一个实验涉及多种操作技能和专业知识，而且学生实验过程中自始至终每一步都得自己动手，具有高度独立性和自主性，这就要求学生需具备一定的基本操作技能和相关理论知识，需在经过基本操作训练，学习了一定理论知识之后才能进行。农业微生物学的设计性实验应安排在几个能训练学生的无菌操作技术和观念、简单和复杂染色技术、常用培养基的制作与灭菌技术、平板稀释分离和画线分离技术（液体、固体、半固体培养基）、接种技术的验证性和综合性实验之后。

　　（二）指导教师

　　设计性实验中指导教师是完成设计性实验教学任务必要的“软件”保障，也是实现设计性实验教学目标的关键所在。设计性实验对实验指导教师有较高要求，实验教师的教学观念和自身素质影响整个实验过程。[5]第一，指导老师应有很强的事业心和责任感，对实验的每一阶段认真指导，并在指导中不断发现问题，解决问题。这样，设计性实验才能得以顺利实施。第二，实验教师要充分地了解学生，知道学生已具备哪些实验技能和相关知识，在出实验题目时把握好题目的难易程度和范围，使学生通过努力能取得实验结果，完成实验。第三，教师有足够的专业素养。指导老师要熟知实验中相关微生物学原理、方法和仪器设备的操作。实验指导教师从问题的提出、给出实验题目开始，自己的头脑中就应有清晰的理论脉络，以及若干套可实行的设计方案，这不仅需要教师具有扎实的理论功底，还要具备理论与实践相结合的能力。

　　（三）针对性的实验教学大纲和实验教材

　　教学大纲是教学的纲领性文件，是教学的主要依据。开设设计性实验，应编写出相应的教学大纲，依大纲教学，明确教学的目的、手段、内容、学时分配等，不能盲目进行。实验教材是实验的指导书，对实验内容、方法、步骤等有详细说明。目前已有的实验教材基本上是验证性和综合性实验的教材，适合设计性实验的教材基本没有，加强设计性实验教材的建设是做好开展设计性实验教学改革的前提。

　　（四）硬件条件

　　硬件条件指实验场地、实验设备、实验材料（试剂、药品、耗材等）等。设计性实验中每一个实验所涉及的内容都较多，需要多种实验材料和设备，而且由于学生数量较多，设备和材料的数量需求很大。如设计性实验“拮抗香蕉果实炭疽病菌芽孢杆菌的分离与筛选”，涉及的设备就有：恒温培养箱、振荡培养箱、高压蒸汽灭菌锅、各种精度的电子秤、显微镜、纯水器、超净工作台、烘箱、微波炉等材料。所以，在开展实验之前，应提前做好设备和材料的购置计划。另外，设计性实验是开放性实验，学生做实验的时间不统一、不固定，应能给学生提供24小时实验的开放性场所。

　　四、结束语

　　设计性实验教学是实现素质教育和创新人才培养的重要教学手段，对于培养学生创新能力、实践动手能力和科学素养有着不可替代的作用。在农业微生物学实验教学中开展设计性实验是本门课程实验教学改革的方向和必然趋势。

　　【参考文献】：

　　[1]王丽红.设计性实验在医学微生物检验教学中的地位和作用[J].吕梁教育学院学报，2012（4）.

　　[2]李秋荣，肖海燕，陈蓉娜，王风彦，李晓博.有机化学实验教学模式改革中的问题与思考[J].教学研究，2011（2）.

　　[3]郭欢.高师物理设计性实验教学的思考[D].东北师范大学硕士学位论文，2008.

　　[4]邵兴国，狄晓明.略论综合性、设计性实验的内涵及特点[J].高校实验室工作研究，2008（4）：68-70.

　　[5]李艳玲.综合性设计性实验的开设与管理[J].实验室研究与探索，2008（8）：110-111.
 

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