前言
加强对学生创新探究能力的培养已经成为我国高等教育教学改革的重点,而实验教学则是培养和提高学生创新探究能力的重要环节,探究性教学更是成为高校实验教学改革的潮流。“微生物学实验”课程往往在大一、大二等低年级开设,该阶段的学生缺乏探究性教学所需的科研素养与知识储备,直接开展探究性实验存在一定的难度。编者根据多年的课程教学探索与实践,在编写时采用“三段三层”渐进式探究的总体结构,将微生物学实验内容分为基础、综合提高和研究创新三个阶段(层次)。其中,基础实验以研究课题的形式安排实验内容和顺序,使所有的基础实验连贯成一个科学探究课题,该阶段侧重微生物的基本操作技术; 综合提高阶段的实验是一些小型研究课题,该阶段强调操作技能的综合应用; 研究创新阶段则组织学生进行实战创新研究。
教材整体编写秉持“必需、够用、适当提升挑战度”的原则,忽略一般高校无法开设的实验内容(如厌氧培养、免疫学技术等),适度地增加必修部分的创新性和挑战度,以期集中力量培养学生扎实的基础知识和基本的操作技能,同时培养学生的创新能力。
本教材从以下3个方面进行了优化。
1. 内容上的优化
(1) 基础实验部分。考虑到新高考政策下有些学生没有光学显微镜操作基础,增加了“光学显微镜的使用”实验为第一个实验项目; 增加了技术升级的“细菌的电镜观察”和应用性很强的“生长谱法测定微生物的营养需求”实验项目; 增加了“物理因素对微生物生长的影响”与“药物和生物因素对微生物生长的影响(抑菌实验)”实验项目,对影响微生物生长的3个因素进行了探索研究。
(2) 综合提高实验部分。增加了“产氨基酸抗反馈调节突变株的筛选”“大肠杆菌质粒DNA的提取和电泳检测”“大肠杆菌感受态细胞的制备和转化”“水中生化需氧量(BOD)的测定”“泡菜发酵及亚硝酸含量的测定”5个反映现代生物技术、发酵菌种选育及体现“理+农”“工+农”交叉融合的综合应用型实验项目。
2. 将数字资源以二维码的形式嵌入教材
(1) 微生物学实验有一套规范的操作技术,编者制作了相应的微生物学实验的操作技术视频,方便学生模仿和练习;绘制了每个操作技术的思维导图,并标注了关键步骤和注意事项,有利于提高学生的实验成功率。
(2) 自主开发了可供多个专业选择的“淀粉酶产生菌的分离、筛选与鉴定”虚拟仿真实验项目(包括3个模块的手机版),可供学生随时随地利用碎片化时间进行操作和练习。
(3) 根据实验的需要,嵌入3D动画、视频说明、实验课件、实验图像、拓展资料、习题解答等数字资源,将传统教材与数字化拓展资源有机结合。
3. 具体实验内容的改进
在具体实验内容中,本书增加了示意图、模式图、流程图、框架图等图像来直观地说明概念和过程,有的实验还增加了多种操作方法,供不同实验条件的学校选用。
在本书“三段三层”渐进式探究实验设计中,基础阶段的课题与实际应用相关,综合提高阶段的课题分别与农业、环境、食品、医药相关,不同学校和专业可根据需求进行选择; 研究创新阶段的课题与教师的科研项目或学生感兴趣的微生物学问题相关。通过实用性、专业性、前沿性和趣味性的课题增强学生的兴趣,激发学生的探究热情,培养学生的创新精神和应用能力。
本书参考了大量国内外优秀微生物学教材、微生物学实验教材和相关资料,绍兴文理学院的沈国娟老师、王炎锋老师、董华平老师,河北衡水学院的侯晓杰老师、王茜老师、王倩老师均参与了本书的校对工作,编者在此一并致以诚挚的谢意!
由于编者能力和水平有限,本书难免有不当之处,敬请广大专家、同仁和读者批评指正,谢谢!
尹军霞
2024年9月