基于“新型微生物菌肥研发”培养学生创新能力

来源:用户上传      作者:李亮 史硕 夏希成 王清昌 霍亚兵

　　摘 要：理论联系实际，设计一种关于制备微生物菌肥的创新方法。通过植物与微生物的有效联合，探索微生物对作物的促生效应，从而加深学生对分子生物学理论知识的理解。该课题通过锻炼学生对基本实验操作技术如DNA的提取，叶绿素含量测定的掌握以及精密仪器如PCR仪器，色谱仪，凝胶成像系统的使用，培养学生严谨扎实的科研作风;通过提出问题-分析问题-解决问题的教学手段，培养学生解决科学问题的逻辑思维能力。该项工作模式为培养具有创新精神和创新能力的新时代大学生奠定坚实的基础。
　　关键词：印度梨形孢;小麦;生物菌肥;发酵条件;促生效应
　　中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2022）13-0038-04
　　Abstract： An innovative method of preparing microbial fertilizer was designed by combining theory with practice. Through the effective combination of plants and microorganisms， promotion effect of microorganism on crop have been explored， which deepen students' understanding of the theoretical knowledge of molecular biology. By training students to master basic experimental operation techniques such as DNA extraction and chlorophyll content determination， as well as the use of precision instruments such as PCR instrument， chromatograph and gel imaging system， students' rigorous and solid style of scientific research were cultivated in this project. Through the teaching method of "question raising， problem analyzing and problem solving"， the logical thinking ability of students to solve scientific problems was cultivated. This work made a solid foundation for the cultivation of innovative spirit and innovative ability of college students in the new era.
　　Keywords： Piriformospora indica; wheat; biological fertilizer; fermentation conditions; promoting effect
　　科技创新能力是指通过科学知识的积累和创新性思维揭示客观事物的本质内在联系，并在此基础上产生新颖的、前所未有的思维成果，它是一种开创性的探索未知的心理活动，是人类智慧升华的表示[1]。当代大学生科技创新能力的培养是非常重要而且必要的。创新教育中，注重学生学习兴趣的激发、创新精神的培养、潜能的开发、个性的发展和实践能力的提高，对提高学生综合素质、增加学生就业机会具有重要意义。
　　大学生利用课余时间进行创新实验是培养大学生综合实验能力的良好时期。按照提出问题，分析问题，解决问题的思维方式，提出目前在农业化肥使用中存在的问题。通过文献检索发现：在过去的几十年中，传统化肥的使用极大地促进了农业的发展。但是研究表明，长期施用化肥对土壤养分、结构及生态与环境等方面均产生诸多不良影响， 甚至对人体健康产生严重危害[2]。专家指出，开发增产增收并且环保无污染的生物菌肥是发展生态农业、实施农业可持续发展策略的一项重要措施。但是现有生物肥料的菌种与寄主植物相对专一，菌种资源不多、数量偏少、作用也参差不齐，致使实际生产、推广难度大[3]。
　　本课题提出利用根际微生物与作物的共生关系，研发一种绿色、安全、无污染的促生型生物肥料，旨在减少因化肥造成的污染，改善土壤结构并弥补现有生物肥料作用寄主植物单一、肥效不稳定等缺陷。该实验所涉及到的微生物材料是内生真菌印度梨形孢（Piriformosporaindica）[4]，它可以与多种作物，例如玉米、番茄、大豆、水稻、高粱、小麦等[5-7]建立共生关系并能促进作物的生长及产量提高。
　　该实验的目的是基于菌肥的制备并探究微生物对作物的促生作用来促进大学生科技创新能力的开发与培养。通过该实验课程激发学生对科研的兴趣，掌握实验操作中常用仪器的使用和工作原理，学会实验方法的选择、原理和操作，以及试验资料的收集整理，实验数据的处理和对实验结果的分析归纳能力。通过该课题的研究，能有效地锻炼学生理联系实践的能力，有利于提高学生的研究能力、综合能力和创新能力。
　　一、选题阶段
　　4个学生组成一个大学生创新创业计划团队，首先根据研发技术内容的关键词大量搜索文献，分析该领域存在的问题，针对问题提出解决方案并进行可行性分析，在此基础上撰写选题报告并与指导教师进行探讨，明确技术路线，并设计实验方案，整个过程由学生独立完成，指导教师最终审核，将实验课题定为“新型微生物菌肥研发”。

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