论文部分内容阅读
[摘 要] 目的:开展微生物学实验教学改革，探讨微生物学实验教学中开设综合性实验的必要性、实施过程及效果评价。方法：选择生物技术专业2010级本科生作为研究对象，设计肠道致病菌检测的综合性实验，参考中国疾病预防控制中心（CDC）应对突发公共卫生事件微生物检验程序，实施教学改革，由学生自主设计、动手操作、分组讨论并提交实验报告。结果：通过开设综合性实验，学生巩固了课堂理论知识，掌握了实验操作的基本技能，增强了生物安全意识，并熟悉了肠道致病菌检测的方法和流程。结论：综合性实验的开设有助于提高学生分析问题、解决问题的能力，对于学生素质的全面提高起到了促进作用。
[关键词] 微生物学 实验教学 肠道致病菌 综合性实验
前言
实验教学在医学教育中占有重要地位，对培养医学生理论联系实际、动手能力、分析解决问题能力、科学思维方法以及严谨的科学精神均具有重要意义，对实现素质教育和创新人才培养目标也有着不可替代的作用[1]。综合性实验是实验教学创新的一个重要改革, 它是一种需要学生自拟实验方案、查阅参考资料以及提出设计思路和实验步骤, 并在获得的现象或数据的基础上自己概括出实验结论的类科研实验[2]。微生物学是生物技术专业的一门重要基础课程，实验教学是微生物学教学中的重要组成部分。改革实验教学、增加综合性实验、培养学生的科研思维和创新能力是微生物学教学改革的重要课题。本文以“肠道致病菌检测”这一综合性实验为例，探讨了在生物技术专业微生物学实验教学中开设综合性实验的尝试及效果。
1.微生物学综合性实验开设的必要性
医学是实践性很强的学科，人们对于生命现象和疾病发生机制的研究都是通过实验研究来证明，直至今日，实验仍然是医学研究的基本方法。因此，在医学教育中，实验教学占有重要的比重，部分学科实验教学比重达到了一半以上。实验教学效果的高低直接影响到学生对课堂理论知识的理解程度。在通常经典的教学模式中，实验教学大多数是验证性试验，各个实验项目之间相互独立，缺乏必要的逻辑联系，虽然在一定程度上可以增强学生对课本理论知识的理解，但是实验过程自主性差，不利于学生创新思维的培养和对学科的整体把握。综合性实验是用3个或者更多的知识点来完成实验过程的教学方式，是比较新颖的教学类型，通过对系统设计的几个实验结果进行综合分析，在较广泛知识理论体系的指导下，得出较全面的结论。与经典的实验教学方法比较，更能提高学生自主学习的能力，锻炼学生的创新思维，也符合以人为本的教育理念。
综合性实验是目前高等院校实验教学模式改革的一个重要方向，有助于加强学生创新能力的培养。据国内报道，综合性实验能明显提高学生灵活运用所学知识的能力、在整体思维模式的引导下更容易激发学生发挥主动思考、积极探索的精神，较好的提高学生的综合分析问题的能力，增强学生的综合素质，取得较好的教学效果[3,4]。另有同行对微生物学及其它基础课程的综合性实验设置进行过研究，结论是对学生的整体思维能力、实验操作能力、分析问题能力的提高都大有益处[5,6]。他们所取得的经验，对于其它院校进一步深化实验教学改革也有良好的借鉴作用。
2.实验设计思路
传统的微生物学实验教学中，教师在实验课前就将实验所需仪器、试剂等实验物品准备好，课堂上学生只是按照老师设定的程式来进行模拟和验证。这种教学方法影响了学生学习主动性的发挥和独立思维能力的培养，其结果是学生尽管在课堂上也进行了相关实验，但是对实验过程无法形成整体的把握，如实验设计、实验标本的采集、实验结果的分析等等，也不会运用所学知识来解决临床和科研中遇到的实际问题，更谈不上创新能力的培养。
我们所开设的肠道致病菌检测不同于以往的验证性试验，其设计思路简述如下：基本过程分为三个阶段，第一阶段由任课教师提出几个开放性的问题，包括肠道致病菌检测时标本该如何采集，有哪些注意事项，怎样选择致病菌检测，哪些实验可以检测致病菌，如何鉴别致病菌与非致病菌等等。每位学生根据老师提出的问题查阅相关资料，设计相关实验方案。然后，进行小组讨论，以PPT形式汇报自己的实验方案（包括实验设计的理论依据、实验目的、实验方法、可能遇到的问题及解决办法、预实验结果等内容，并绘制技术路线图）。之后，师生共同讨论分析，对实验方案进行改进和修正。第二阶段，部分学生利用课余时间，进行预实验，以进一步完善实验方案。第三阶段，在预实验的基础上，确定一条成熟的技术路线，课堂组织全体同学操作。
3.基本实验流程
选取新鲜粪便标本，首先进行分离培养，然后通过生化实验和血清学实验做初步鉴定和进一步鉴定。
3.1 实验材料的准备
组织学生配制30%甘油缓冲盐水；蛋白胨水；葡萄糖蛋白胨水；制备枸橼酸盐培养基、伊红美蓝（EMB）培养基、SS培养基、双糖铁培养基、痢疾志贺菌、伤寒沙门菌诊断血清。
3.2 实验方法
3.2.1 标本采集
采取标本时应注意根据病情和病程选择标本，尽量在未使用抗生素之前，选取粪便脓血或黏液部分。取材后应立即送检。如不能及时送检，可将标本保存于30%甘油缓冲盐水中。
3.2.2 分离培养
用接种环挑取少量粪便标本，以分段划线法接种于SS平板或EMB平板，置37℃培养18~24小时，观察平板上的菌落，依据其大小、透明度和颜色等特点，初步识别可疑致病菌菌落和非致病菌菌落。
3.2.3 初步鉴定
将可疑菌落接种于双糖铁培养基中，经37℃培养18~24小时，观察培养基变化。此方法可以用于鉴别大肠埃希菌、志贺菌和沙门菌。通过IMViC实验来鉴别大肠埃希菌和产气杆菌。
3.2.4 明确鉴定
利用伤寒沙门菌、痢疾志贺菌诊断血清，采用玻片凝集法明确诊断粪便中致病菌类型。留取可疑标本，以便将来通过分子生物学方法进行亚型诊断。
4.实验效果评价
课后通过调查问卷的信息反馈表明，本项综合性实验有效调动了学生学习微生物学的积极性和主动性。通过查阅相关文献，小组自由讨论，制定技术路线，形成实验设计报告，然后预实验，最后根据预实验结果在全班范围内实施教学，这一系列较为完整的过程不但能够促进学生更好的掌握课本所学习的微生物学知识，而且可以培养他们自主学习的能力，培育创新思维和初步的科研能力，同时还锻炼了他们的动手能力和表达能力，学生们普遍感觉受益匪浅。 5.讨论
高科技时代需要大批具有创新能力的高级人才，这就要求我们的高等教育必须从应试教育向素质教育转变。高等院校培养的人才不仅要有扎实、系统的理论知识，更要具备较强的动手能力和一定的创新能力，因此，必须对传统的教学方法进行必要的改革。
腹泻是临床中经常遇到的症状之一，肠道致病菌感染是常见原因之一。本实验项目的选取具有一定的代表意义和实际意义，对于学生将来解决工作中遇到的难题有良好的借鉴作用。并且问题的设计涉及了微生物学中无菌操作、标本采集、生化实验等等多方面的知识，涵盖面广，可以提高学生综合运用知识的能力。我们认为最后选定的实验方案有以下三大优点：①对实验仪器和操作技术无过高的要求，可行性强，易于实施；②实验结果稳定，重复性好；③综合性强，能学到多项实验技术。因此适于在生物技术专业微生物学实验教学中实施。
以上是我们在新增设计综合性实验中的一些方法与体会。实践证明，设计综合性实验的开展，不仅能够调动学生的学习热情，训练学生的实验操作技能，加深学生对理论知识的理解和掌握，同时本实验更锻炼了学生的动手能力、 创新意识、 科研能力：整个过程需要学生不断查阅资料，大大提高了学生学习的积极性和主动性，锻炼了学生的动手能力; 在实验过程中,学生们不时遇到问题， 解决问题，挖掘了学生们的创新意识；在问题的解决时学生们不仅学会正确的选择方法，又学会了严谨治学的态度；学生亲身感受到从理论到实际应用的全过程，学生们深深的感受到科研就在身边，激发了学生科研兴趣，提高了创新意识。
参考文献：
[1] 何芳，沈浩贤. 医学微生物学实验教学的准备与改革 [J]. 热带医学杂志, 2010, 10(6) : 762-764.
[2] 何浪,王丹,宋海星. 综合性实验教学改革的探索与实践 [J]. 重庆医学, 2010, 39(8) : 1011-1013.
[3] 王志强. 医学微生物学常见问题探讨[J]. 湖北民族学院学报（医学版）, 2010, 27(1) : 780-79.
[4] 唐深，冷静，樊晓晖. 关于免疫学综合性实验教学方法的思考 [J]. 广西医科大学学报, 2007,24 : 225.
[5] 罗军，赖建平，范宏英等. 应急型食品微生物学综合性实验教学改革探索 [J]. 现代预防医学, 2010, 37(20) :3870-3872.
[6] 王珂，温铭杰，赵冬等. 医学免疫学实验教学中综合性实验项目的设计思路和实施效果[J].中国医学装备, 2010, 7(11) :23-25.
[关键词] 微生物学 实验教学 肠道致病菌 综合性实验
前言
实验教学在医学教育中占有重要地位，对培养医学生理论联系实际、动手能力、分析解决问题能力、科学思维方法以及严谨的科学精神均具有重要意义，对实现素质教育和创新人才培养目标也有着不可替代的作用[1]。综合性实验是实验教学创新的一个重要改革, 它是一种需要学生自拟实验方案、查阅参考资料以及提出设计思路和实验步骤, 并在获得的现象或数据的基础上自己概括出实验结论的类科研实验[2]。微生物学是生物技术专业的一门重要基础课程，实验教学是微生物学教学中的重要组成部分。改革实验教学、增加综合性实验、培养学生的科研思维和创新能力是微生物学教学改革的重要课题。本文以“肠道致病菌检测”这一综合性实验为例，探讨了在生物技术专业微生物学实验教学中开设综合性实验的尝试及效果。
1.微生物学综合性实验开设的必要性
医学是实践性很强的学科，人们对于生命现象和疾病发生机制的研究都是通过实验研究来证明，直至今日，实验仍然是医学研究的基本方法。因此，在医学教育中，实验教学占有重要的比重，部分学科实验教学比重达到了一半以上。实验教学效果的高低直接影响到学生对课堂理论知识的理解程度。在通常经典的教学模式中，实验教学大多数是验证性试验，各个实验项目之间相互独立，缺乏必要的逻辑联系，虽然在一定程度上可以增强学生对课本理论知识的理解，但是实验过程自主性差，不利于学生创新思维的培养和对学科的整体把握。综合性实验是用3个或者更多的知识点来完成实验过程的教学方式，是比较新颖的教学类型，通过对系统设计的几个实验结果进行综合分析，在较广泛知识理论体系的指导下，得出较全面的结论。与经典的实验教学方法比较，更能提高学生自主学习的能力，锻炼学生的创新思维，也符合以人为本的教育理念。
综合性实验是目前高等院校实验教学模式改革的一个重要方向，有助于加强学生创新能力的培养。据国内报道，综合性实验能明显提高学生灵活运用所学知识的能力、在整体思维模式的引导下更容易激发学生发挥主动思考、积极探索的精神，较好的提高学生的综合分析问题的能力，增强学生的综合素质，取得较好的教学效果[3,4]。另有同行对微生物学及其它基础课程的综合性实验设置进行过研究，结论是对学生的整体思维能力、实验操作能力、分析问题能力的提高都大有益处[5,6]。他们所取得的经验，对于其它院校进一步深化实验教学改革也有良好的借鉴作用。
2.实验设计思路
传统的微生物学实验教学中，教师在实验课前就将实验所需仪器、试剂等实验物品准备好，课堂上学生只是按照老师设定的程式来进行模拟和验证。这种教学方法影响了学生学习主动性的发挥和独立思维能力的培养，其结果是学生尽管在课堂上也进行了相关实验，但是对实验过程无法形成整体的把握，如实验设计、实验标本的采集、实验结果的分析等等，也不会运用所学知识来解决临床和科研中遇到的实际问题，更谈不上创新能力的培养。
我们所开设的肠道致病菌检测不同于以往的验证性试验，其设计思路简述如下：基本过程分为三个阶段，第一阶段由任课教师提出几个开放性的问题，包括肠道致病菌检测时标本该如何采集，有哪些注意事项，怎样选择致病菌检测，哪些实验可以检测致病菌，如何鉴别致病菌与非致病菌等等。每位学生根据老师提出的问题查阅相关资料，设计相关实验方案。然后，进行小组讨论，以PPT形式汇报自己的实验方案（包括实验设计的理论依据、实验目的、实验方法、可能遇到的问题及解决办法、预实验结果等内容，并绘制技术路线图）。之后，师生共同讨论分析，对实验方案进行改进和修正。第二阶段，部分学生利用课余时间，进行预实验，以进一步完善实验方案。第三阶段，在预实验的基础上，确定一条成熟的技术路线，课堂组织全体同学操作。
3.基本实验流程
选取新鲜粪便标本，首先进行分离培养，然后通过生化实验和血清学实验做初步鉴定和进一步鉴定。
3.1 实验材料的准备
组织学生配制30%甘油缓冲盐水；蛋白胨水；葡萄糖蛋白胨水；制备枸橼酸盐培养基、伊红美蓝（EMB）培养基、SS培养基、双糖铁培养基、痢疾志贺菌、伤寒沙门菌诊断血清。
3.2 实验方法
3.2.1 标本采集
采取标本时应注意根据病情和病程选择标本，尽量在未使用抗生素之前，选取粪便脓血或黏液部分。取材后应立即送检。如不能及时送检，可将标本保存于30%甘油缓冲盐水中。
3.2.2 分离培养
用接种环挑取少量粪便标本，以分段划线法接种于SS平板或EMB平板，置37℃培养18~24小时，观察平板上的菌落，依据其大小、透明度和颜色等特点，初步识别可疑致病菌菌落和非致病菌菌落。
3.2.3 初步鉴定
将可疑菌落接种于双糖铁培养基中，经37℃培养18~24小时，观察培养基变化。此方法可以用于鉴别大肠埃希菌、志贺菌和沙门菌。通过IMViC实验来鉴别大肠埃希菌和产气杆菌。
3.2.4 明确鉴定
利用伤寒沙门菌、痢疾志贺菌诊断血清，采用玻片凝集法明确诊断粪便中致病菌类型。留取可疑标本，以便将来通过分子生物学方法进行亚型诊断。
4.实验效果评价
课后通过调查问卷的信息反馈表明，本项综合性实验有效调动了学生学习微生物学的积极性和主动性。通过查阅相关文献，小组自由讨论，制定技术路线，形成实验设计报告，然后预实验，最后根据预实验结果在全班范围内实施教学，这一系列较为完整的过程不但能够促进学生更好的掌握课本所学习的微生物学知识，而且可以培养他们自主学习的能力，培育创新思维和初步的科研能力，同时还锻炼了他们的动手能力和表达能力，学生们普遍感觉受益匪浅。 5.讨论
高科技时代需要大批具有创新能力的高级人才，这就要求我们的高等教育必须从应试教育向素质教育转变。高等院校培养的人才不仅要有扎实、系统的理论知识，更要具备较强的动手能力和一定的创新能力，因此，必须对传统的教学方法进行必要的改革。
腹泻是临床中经常遇到的症状之一，肠道致病菌感染是常见原因之一。本实验项目的选取具有一定的代表意义和实际意义，对于学生将来解决工作中遇到的难题有良好的借鉴作用。并且问题的设计涉及了微生物学中无菌操作、标本采集、生化实验等等多方面的知识，涵盖面广，可以提高学生综合运用知识的能力。我们认为最后选定的实验方案有以下三大优点：①对实验仪器和操作技术无过高的要求，可行性强，易于实施；②实验结果稳定，重复性好；③综合性强，能学到多项实验技术。因此适于在生物技术专业微生物学实验教学中实施。
以上是我们在新增设计综合性实验中的一些方法与体会。实践证明，设计综合性实验的开展，不仅能够调动学生的学习热情，训练学生的实验操作技能，加深学生对理论知识的理解和掌握，同时本实验更锻炼了学生的动手能力、 创新意识、 科研能力：整个过程需要学生不断查阅资料，大大提高了学生学习的积极性和主动性，锻炼了学生的动手能力; 在实验过程中,学生们不时遇到问题， 解决问题，挖掘了学生们的创新意识；在问题的解决时学生们不仅学会正确的选择方法，又学会了严谨治学的态度；学生亲身感受到从理论到实际应用的全过程，学生们深深的感受到科研就在身边，激发了学生科研兴趣，提高了创新意识。
参考文献：
[1] 何芳，沈浩贤. 医学微生物学实验教学的准备与改革 [J]. 热带医学杂志, 2010, 10(6) : 762-764.
[2] 何浪,王丹,宋海星. 综合性实验教学改革的探索与实践 [J]. 重庆医学, 2010, 39(8) : 1011-1013.
[3] 王志强. 医学微生物学常见问题探讨[J]. 湖北民族学院学报（医学版）, 2010, 27(1) : 780-79.
[4] 唐深，冷静，樊晓晖. 关于免疫学综合性实验教学方法的思考 [J]. 广西医科大学学报, 2007,24 : 225.
[5] 罗军，赖建平，范宏英等. 应急型食品微生物学综合性实验教学改革探索 [J]. 现代预防医学, 2010, 37(20) :3870-3872.
[6] 王珂，温铭杰，赵冬等. 医学免疫学实验教学中综合性实验项目的设计思路和实施效果[J].中国医学装备, 2010, 7(11) :23-25.