PDCA循环模式在微生物学实践教学中的应用探讨
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作者:李琪 于有伟 张少颖 张秀红 崔美林
摘要：文章介绍了微生物学实践教学的意义及其相关教学内容，并在微生物学实践教学中引入PDCA循环模式。PDCA循环管理有助于提高微生物实验室的安全管理水平，有效维护仪器设备的良好运行状态，节约试剂耗材，提高实验教学效果，保持良好的卫生条件，合理安排各类实验项目等，从而充分发挥实验室的使用效率。PDCA循环应用于微生物学实践教学是一种行之有效的管理模式。
关键词：PDCA循环：微生物学;实践教学;教学法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）16-0268-03
微生物学是生命科学和食品科学类专业非常重要的一门专业课，这门课程具有非常强的理论性、实践性和应用性[1]。微生物学实验技术是配合微生物学的理論学习而开设的一门以实验教学为主的课程。当前，微生物学实验技术广泛应用到生命科学和食品科学的许多领域，与生产实践有着非常密切的联系。该门实验课程是培养复合型专业人才的重要课程之一，其教学手段非常有助于理论联系实际。微生物学实践教学使学生在掌握实验技能和方法的同时，还能有效巩固和加深学生对课堂理论知识的理解。因此，加强微生物实践教学是提高理论联系实际、培养学生分析问题和解决问题能力的一个重要环节。鉴于微生物学实验教学的重要性，山西师范大学生命科学学院和食品科学学院的微生物实验技术都独立设课，以便加强对学生实践操作技能的培养。在如何有效提高微生物学的实践教学效果方面，两个学院课程组的教师和实验员老师也经常开展交流探讨。
山西师范大学微生物课程组和食品微生物学课程组开设的实验内容包括：器皿的洗涤、包装和消毒，培养基的制作，微生物染色，生理生化实验，微生物计数，分离纯化等，这些实验项目基本上涵盖了微生物的各项基本操作技能[2]。在传统的实验教学中，教师把实验内容、方法、步骤写到黑板上，学生按照老师的要求按部就班地进行操作。学生缺少对实验过程的分析、归纳和总结，仅仅是机械地重复教材中的方法和步骤。在课堂教学改革的大背景下，微生物实验教学也面临着压缩课时、加强实验安全操作管理、提高实验效率等要求，传统的教学模式已经不适应当前的教学要求。鉴于微生物学实践教学的课程培养目标和要求，我们两个课程组的教师和实验员老师将PDCA模式引入到微生物实验教学过程中，旨在探索提高微生物实验教学质量的有效途径，以期达到更好的教学效果。
一、PDCA循环说明
PDCA循环是管理学中的一个通用模型，是由休哈特在1930年构想，美国质量管理专家戴明博士随后加以广泛宣传，并应用于持续改进产品质量的过程。PDCA循环包括Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Action（纠正）四个过程，周而复始地循环下去，并持续进行改进。P（Plan）是计划，制定方针和目标，确定活动规则等。D（Do）是执行，按照P阶段制定的计划和规则开展相关活动。C（check）是检查，对计划执行的结果进行审查，同时找出改进之处。A（Action）是纠正，对检查的结果进行处置，对好的经验加以总结，并尽量形成规范流程;对存在的问题进行改进，并融入下一轮的PDCA循环中[3]。每运行一轮PDCA循环，业务总体上就改进一些。这样经过几轮运行后，业务水平呈现螺旋式上升，所进行的业务就会达到一个比较好的运行状态。鉴于PDCA循环的特点，特别适合用于实验教学管理方面。我们课程组在微生物实验教学管理方面，探索应用PDCA循环，从而有效地培养学生的实验操作技能，提升实验室安全管理水平，提高实验室的使用效率。
二、PDCA循环模式在微生物学实践教学过程的具体实施
（一）实验室安全管理方面
微生物学实验中用到的部分药品试剂带有一定的毒性;实验中经常要用到高压高温的条件，如果操作不当，会引发爆炸等安全事故。另外，实验中还涉及生物安全，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等，在实验完毕后，如果不能及时灭菌，做无害化处理，会造成生物污染，带来生物安全隐患[4]。基于PDCA循环的管理思路，我们把实验中可能存在的安全隐患一一进行了识别，并列出关键控制的内容，确保防患于未然。随后在实验过程中，关注关键控制的内容，遇到异常现象及时告诉实验员老师，由实验员老师进行排查。小的安全隐患由实验员老师立即予以消除;大的安全隐患由实验员老师向相关部门汇报，将隐患尽快消除。课程组老师和学院安全管理人员随时检查、指导师生安全操作相关仪器或规范化处理相关实验垃圾，发现不当操作时，随时进行纠正。为了更好地做好安全工作，课程组老师和实验员老师也经常座谈或外出交流学习，探讨遴选更加有效的安全管理措施，促使实验室的安全管理水平不断进行提高。
（二）仪器设备维护方面
微生物实验用到的仪器非常多，比如显微镜、高压灭菌锅、超净工作台、各种培养箱和鼓风干燥箱等。仪器设备的正常运行与否涉及实验的效率问题。为了充分发挥仪器设备的使用效率，我们将PDCA循环管理和仪器设备点检制度融为一体。对各种设备的运行状态进行评估，根据评估的结果对仪器设备分门别类地进行管理[5]。对于实验影响比较大且又难于维修的设备，实行重点管理;对于实验影响较小或可以有临时替代的设备，则纳入一般化管理。在实验过程中，每次使用设备时，都要填写设备运行记录情况，最大限度地发挥仪器的使用效率。同时对于橡胶垫、安全阀等容易老化、出现故障的备件，根据发生故障的频率，提前做好采购预案，或者直接准备一套备用配件。有些仪器的泵、轴承等，运行一段时间需要加润滑油，实验室一方面准备好润滑油，另一方面实施强制维修制度。只要保养时间到了，无论仪器是否有故障，都进行保养，保养内容包括加润滑油、螺丝紧固、除尘、橡胶垫更换等。同时，每间隔一段时间，对仪器设备维护情况进行评估，分析实施的措施是否有效，有无需要改进之处等。 （三）试剂耗材管理方面
在微生物实验过程中，通常用的试剂耗材比较多。以高氏1号培养基为例，制备过程中需要使用可溶性淀粉、硝酸钾、氯化钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸亚铁和琼脂等，涉及的药品试剂非常多。制备完毕，分装时，需要用棉塞封口、牛皮纸和线绳捆扎，用到脱脂棉、纸张、线绳等。分装时，还须用到量筒、试管和三角瓶等玻璃器皿。在制备期间，有时难免出现玻璃棒、三角瓶、试管的破损等现象。因此，在微生物实验过程中需要很好地核算物料，既要满足正常教学实验的需求，同时又要最大限度地节约资源。同时，随着现在大学生的各种挑战杯、创新创业类第二课堂实验的增多，应急时也会用到实验室的一部分试剂耗材。基于PDCA循环管理思路，在新学期开始上课前，由任课教师确定本学期实验所需的试剂耗材，做出较为详细的物资使用计划。实验员老师根据物资使用计划和实验室现存保质期内的试剂耗材，核算需要采购的物资。这样既有效保证了实验的进行，也杜绝了物资库存的积压，从而使试剂耗材发挥最佳效益，同时也节约了实验室的空间，更加便于学生做实验。在正常开展教学实验时，如果教师的科研实验、大学生的创新创业项目等非教学实验用到部分试剂耗材时，本科实验有部分剩余的，师生可以正常使用;如果没有剩余的，在不影响本科生正常教学实验的情况下也可以应急使用，随后由相关人员及时补充即可。这样在PDCA循环模式管理下，基本满足了各类实验项目的需求，药品试剂资源发挥了很好的效益。
（四）实践教学质量方面
微生物实验教学以学生掌握技能操作为主，要求学生在确保安全的条件下，做到应知应会，熟练掌握必要的操作技能，确保实验结果的准确性。在实验过程中，由于各种原因，偶尔会出现操作不规范的现象，实验结果随之出现偏差。比如摆斜面时，倾斜角度不合适。角度太大了，培养基堆积在底部，适用面太小;角度太小了，斜面太长了，甚至接触到了棉塞上，造成斜面变薄或产生污染。革兰氏染色时，菌悬液涂片干燥后，固定不牢固，染色完毕，没有出现结果。或者乙醇脱色步骤掌握不好，阴性的红色大肠杆菌和阳性的紫色金黄色葡萄球菌的颜色不能有效显示出来，乃至造成结果的假阳性或假阴性。基于PDCA循环的思路，在实验前，教师告知学生实验步骤及注意事项;随后开始实施实验，实验过程中，教师检查学生的具体操作是否符合要求;实验完毕，小组之间或学生之间比对实验结果，如果有异常，仔细分析查找原因;最后再次实施实验进行验证。在PDCA循环思路的引导下，学生很多不规范的操作能得到纠正，实验教学质量也能得到很大的改进。
（五）实验室卫生方面
微生物实验要求在洁净的环境下进行，以防止空气、灰尘或器皿中的杂菌造成污染，从而影响实验结果。因此实验室的卫生需要保持好，紫外灯也要按照要求进行开启，进行消毒。基于PDCA循环的管理思路，同时借助于整理、整顿、清扫、清洁和素养5S管理法，我们对实验室的卫生方面进行了有效筹划[6]。实验室配置了齐全的卫生器材设施，如废液桶、塑料笤帚、簸箕等;将卫生管理制度挂在墙上，使学生可以方便地看到。每次實验完毕时，轮流安排学生值日，将实验室废弃垃圾按照环保要求进行处置，将使用过的器皿等清洗干净，将相关耗材和试剂摆放整齐。任课教师和实验员老师随时检查卫生打扫的情况，同时对实验室卫生的洁净程度进行评估，考虑是否需要改进卫生管理办法或者改进卫生清理的方法。
（六）实验类别协调方面
我校生命科学学院和食品科学学院的微生物实验室承担着本科教学实验、本科生毕业论文实验、大学生创新创业项目实验、挑战杯、“互联网+”项目、研究生和教师的部分科研实验等，实验室的实验类别非常多。基于PDCA循环模式，在确保实验安全的条件下，为了高效利用实验室的资源，我们对实验室实行了开放式管理[7]。在考虑实验安排时，首先在时间上充分保证本科生教学实验，其次兼顾其他类别的实验。每学期临近开学时，先排好实验教学课表，随后安排其他各类实验。通常本科生教学实验安排在工作日，而其他各类实验则在本科生实验的间隙和节假日进行。另外为了应对一些临时性的实验项目，我们在不影响本科生教学实验的情况下，在工作日划拨出一定的机动时间，也有助于大学生开展各类业余实验。实验室开放式管理后，随着实验项目增多，容易发生人员进出次数多，大家争夺仪器资源的情况。为此，我们建立了微信群，要求师生在进行各类实验时，在群里进行沟通，由实验员老师统一安排协调。师生在进出实验室和使用大型仪器设备时，按照要求在记录本上登记。实验管理人员对大家使用实验室的情况随时进行督查，遇到相关问题或潜在的问题时，及时与参与实验的师生进行协商解决。必要时可召开小型的碰头会议，参与实验的师生群策群力，共同协商进行安排实验。这样，通过实施PDCA循环模式，充分满足了各类实验需要使用实验室的要求，也最大限度地发挥了实验室的使用效率。
三、结论
在微生物学实践教学中引入PDCA循环模式，有助于提高实验室安全管理水平，有效维护仪器设备的良好运行状态，节约试剂耗材，提高实验教学效果，保持良好的卫生条件，合理安排各类实验项目，从而充分发挥实验室的使用效率。PDCA循环应用于微生物学实践教学是一种行之有效的管理模式。
参考文献：
[1]张娟，于有伟，张秀红，等.科研资源转化为本科专业育人的软硬件资源初探——以《食品微生物学》课程教学为例.教育现代化，2019，（7）：171-173.
[2]张少颖，张秀红，于有伟，等.PBL教学法在食品微生物实验技术教学中的应用探讨[J].高校实验室工作研究，2018，（4）：1-3.
[3]张少颖，刘禹，段江莲，等.PDCA模式在食品工艺学实验教学中的应用研究[J].实验室科学，2010，13（4）：42-44.
[4]李丹，汪秀妹.高校实验室安全管理现状及策略[J].经营管理者，2019，（4）：98-99. [5]LI Qi，ZHANG Shaoying.Point inspection management of equipments and instruments promoted practical teaching of microbiology[J].Scholars Journal of Economics，Business and Management，2015，2（9）：949-952.
[6]张少颖，王向东.5S原理在食品微生物实验教学中的应用[J].实验室科学，2011，14（2）：24-26.
[7]李琪，张少颖.开放式管理促进微生物学实验教学[J].实验室科学，2014，17（5）：145-147+151.
Exploration on Applying PDCA Cycle Model in the Teaching of Microbiology Practice Course
LI Qi，YU You-wei，ZHANG Shao-ying*，ZHANG Xiu-hong，CUI Mei-lin
（Shanxi Normal University，Linfen，Shanxi 041004，China）
Abstract：The significance of microbiology practice teaching and related teaching contents were introduced in this paper.And PDCA cycle mode was applied in in microbiology course practice teaching.PDCA cycle management is beneficial to improve the safety management level of microbiology laboratory，effectively maintain the good running state of instruments and equipment，save reagents and consumables，enhance experimental teaching effect，maintain good sanitary conditions，reasonably arrange various experimental projects，etc.Thus，the laboratory efficiency might be greatly improved.Applying PDCA cycle in microbiology course practice teaching is an effective management mode.
Key words：PDCA cycle;microbiology;practice teaching;Didactics
收稿日期：2019-05-13
基金項目：山西省高等学校教学改革创新项目（J2017048）;山西师范大学教学改革创新项目（2018JGXM-32）;山西师范大学优质课程项目（2017YZKC-24）;山西师范大学优势专业项目（2017YSZY-04）
作者简介：李琪（1963-），女，广东梅州人，高级实验师，主要从事微生物学的教学与科研工作。
通讯作者：张少颖（1977-），女，陕西户县人，教授，博士，主要研究方向为果蔬采后生理病理及贮藏保鲜技术。
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