畜牧微生物學(xué)是微生物學(xué)的一門(mén)分支學(xué)科，畜牧微生物學(xué)的任務(wù)是將微生物學(xué)(包括免疫學(xué))的基本理論和技術(shù)知識(shí)綜合應(yīng)用到畜牧業(yè)生產(chǎn)中，促進(jìn)畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]，是一門(mén)理論與應(yīng)用相結(jié)合的課程。我校畜牧微生物學(xué)由 32 學(xué)時(shí)的理論課和 32 學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課構(gòu)成，跨越秋冬 2 個(gè)學(xué)期。實(shí)驗(yàn)是畜牧微生物學(xué)課程的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的紐帶，是提高教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)[2]。只有過(guò)硬的微生物操作能力，才能保證在畜牧生產(chǎn)中靈活運(yùn)用微生物學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。然而當(dāng)前的大多數(shù)高校畜牧微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)仍沿用微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，且學(xué)生 2−4 名為一組，在教師講授實(shí)驗(yàn)原理、演示操作方法后，依照規(guī)定的實(shí)驗(yàn)操作步驟、教師事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料，重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種成功率很高的教學(xué)模式有助于教師在有限的授課時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確傳授學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能[3]，但對(duì)大多數(shù)學(xué)生來(lái)講，他們并不會(huì)考慮“要如何準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、準(zhǔn)備多少實(shí)驗(yàn)材料” “這些材料的準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的達(dá)成有何內(nèi)在聯(lián)系” “這些片段化的實(shí)驗(yàn)操作技能如何解決實(shí)際畜牧業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題”。在教師的提前準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)的幫助下，看似學(xué)生們掌握了實(shí)驗(yàn)操作技能，但這是一種沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的技能。

　　為有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力、內(nèi)化實(shí)驗(yàn)操作技能，滿足高校對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求[4]，經(jīng)過(guò) 5 年的摸索，我們逐漸完善了一套理論課程鋪墊、基礎(chǔ)操作技能傳授與探索性試驗(yàn)提升相結(jié)合的教學(xué)模式，取得了較好的教學(xué)效果，深受學(xué)生好評(píng)，現(xiàn)撰文與同行分享。

　　1 理論課程鋪墊和基礎(chǔ)操作技能傳授

　　1.1 盡早明確任務(wù)，埋之予“火種” 首次上課即讓學(xué)生明確畜牧微生物學(xué)的課程體系、課程目標(biāo)，將歷屆探索性試驗(yàn)的內(nèi)容和所取得的成果介紹給學(xué)生，讓學(xué)生有感性的認(rèn)知，有提前準(zhǔn)備的意識(shí)，在學(xué)生的潛意識(shí)里埋下趕超學(xué)長(zhǎng)的種子。任務(wù)明確了，但對(duì)于剛剛接觸畜牧微生物學(xué)課程的本科生來(lái)講還是無(wú)從下手的。這就需要理論課的授課方式由傳授式轉(zhuǎn)變?yōu)閱�發(fā)式。

　　1.2 啟發(fā)式專(zhuān)題教學(xué)，啟之予“問(wèn)題” 為了啟發(fā)學(xué)生借助文獻(xiàn)整理問(wèn)題，找到自己的興趣點(diǎn)，我校的畜牧微生物學(xué)以專(zhuān)題設(shè)置課程內(nèi)容。在微生物總論的基礎(chǔ)上，主要設(shè)置了“飼料貯藏過(guò)程中微生物毒素污染情況、毒素清除方法” “微生物飼料、青貯飼料的原理、加工調(diào)制方法和評(píng)價(jià)體系” “益生菌的作用途徑、開(kāi)發(fā)方法及篩選、評(píng)價(jià)體系” “畜禽消化道微生物的研究方法、研究?jī)?nèi)容及最新進(jìn)展” “畜禽糞尿的微生物處理方法及應(yīng)用現(xiàn)狀” “飼養(yǎng)方式、藥浴方式對(duì)乳房健康狀態(tài)及乳微生物組成的影響”，以及“畜產(chǎn)品加工和貯藏過(guò)程涉及的微生物學(xué)”等專(zhuān)題。以產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀引入專(zhuān)題后，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的科學(xué)問(wèn)題，帶領(lǐng)學(xué)生查找文獻(xiàn)回答科學(xué)問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，引領(lǐng)學(xué)生如何作答是核心。同時(shí)教師需要基于專(zhuān)題的文獻(xiàn)檢索和生產(chǎn)實(shí)際，梳理出科學(xué)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生找到興趣點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。例如青貯飼料專(zhuān)題，在講述青貯飼料的定義和原理后，需要學(xué)生們回答制備青貯飼料的必要性，啟發(fā)學(xué)生去思考“青貯飼料為何在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中占有重要位置” “為何我國(guó)青貯飼料原料組成與國(guó)外相去甚遠(yuǎn)”，從而引導(dǎo)學(xué)生去考慮“農(nóng)作物秸稈，果蔬、花卉廢棄物、行道果木，水體凈化植被的飼料化利用”。一旦學(xué)生有了這個(gè)想法，那就需要想辦法呈之予“漁”、授之予“技”了。

　　1.3 專(zhuān)題內(nèi)強(qiáng)調(diào)研發(fā)途徑和評(píng)價(jià)體系，呈之予“漁” 如果學(xué)生想完成上述探索性試驗(yàn)內(nèi)容，研發(fā)途徑和評(píng)價(jià)體系是學(xué)生繞不開(kāi)的環(huán)節(jié)。然而這一環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確和細(xì)致程度決定了試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的達(dá)成度，所以在理論課上要明確這些內(nèi)容。例如青貯飼料專(zhuān)題，在啟發(fā)學(xué)生因地制宜地利用非常規(guī)飼料資源的基礎(chǔ)上，要講述青貯飼料的制作工藝(包括制備青貯的最優(yōu)方法、添加劑的種類(lèi)和使用原則)和青貯飼料質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，講述需要細(xì)致到解讀每個(gè)參數(shù)的評(píng)定方法和參數(shù)測(cè)定結(jié)果。

　　2 探索性試驗(yàn)提升

　　探索性試驗(yàn)是在首次理論課時(shí)就布置下去的，所以當(dāng)學(xué)生有了一定感性認(rèn)識(shí)后，積極鼓勵(lì)他們提出試驗(yàn)想法、主題。在可行性評(píng)估的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)其細(xì)化試驗(yàn)方案，方案中完整提供需要的試劑、耗材，甚至試驗(yàn)動(dòng)物的信息，以供教師提前收集“試驗(yàn)菜單”，保證試劑及時(shí)訂購(gòu)。

　　2.1 試驗(yàn)分組 5 年來(lái)，浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的招生規(guī)模分別為 23、43、53、64 和 47 人，除 23 人的年級(jí)外，其他年級(jí)均分為 2 個(gè)行政班進(jìn)行基礎(chǔ)操作技能教授。浙江大學(xué)本科生培養(yǎng)方案中要求“四課堂”融通，即將以通識(shí)課程和專(zhuān)業(yè)課程為載體的第一課堂與科研訓(xùn)練為載體的第二課堂、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐為載體的第三課堂、海外交流和海外科研訓(xùn)練為載體的第四課堂銜接融通，全面提升本科生的綜合素質(zhì)。大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目(Student Research Training Program，SRTP)作為學(xué)生們第二課堂的重要一項(xiàng)，在 2−3 年級(jí)時(shí)，幾乎全部學(xué)生已經(jīng)有參與科研訓(xùn)練的經(jīng)歷。基于學(xué)生前期的科研訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)，探索性試驗(yàn)打破“行政班”界限，由學(xué)生們自由組合，4−6 人為一組，每組設(shè)置組長(zhǎng)。試驗(yàn)小組組隊(duì)完成后，由組長(zhǎng)牽頭，組員們與教師和助教共同建立微信群/釘釘群保證順暢交流。

　　2.2 試驗(yàn)選題盡管微生物的應(yīng)用范圍很廣，聚焦畜牧行業(yè)進(jìn)行微生物學(xué)的學(xué)習(xí)與研究才是本課程的教學(xué)目標(biāo)。因此，為了保證試驗(yàn)質(zhì)量，在專(zhuān)題教學(xué)的過(guò)程中時(shí)刻注意引導(dǎo)學(xué)生們聚焦在幾個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題上，如非常規(guī)飼料資源利用、植物提取物抑菌和功能性微生物篩選等，并引導(dǎo)學(xué)生將其在研的科研訓(xùn)練項(xiàng)目與探討性試驗(yàn)相結(jié)合。例如前期的科研訓(xùn)練項(xiàng)目是行道樹(shù)落果提升油菜稈青貯品質(zhì)，則引導(dǎo)學(xué)生們?cè)谔剿餍栽囼?yàn)中側(cè)重于乳酸菌、酵母和霉菌的計(jì)數(shù)，乳酸菌的測(cè)序鑒定;前期的“節(jié)能減排”項(xiàng)目是大蠟螟幼蟲(chóng)降解聚乙烯，則引導(dǎo)學(xué)生們?cè)谔剿餍栽囼?yàn)中側(cè)重于大蠟螟幼蟲(chóng)腸道中聚乙烯降解菌株的篩選和鑒定。

　　2.3 試驗(yàn)開(kāi)題在探索性試驗(yàn)開(kāi)始前，安排集中開(kāi)題，學(xué)生以幻燈片的形式將試驗(yàn)背景、目的和意義、試驗(yàn)設(shè)計(jì)及預(yù)期成果進(jìn)行展示，供教師和同學(xué)們質(zhì)疑，以便同學(xué)們?nèi)￠L(zhǎng)補(bǔ)短。雖然工作日全天開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室以供學(xué)生進(jìn)行探索性試驗(yàn)，但學(xué)生的時(shí)間、精力有限，在開(kāi)題過(guò)程中教師要松緊配合，保證學(xué)生自主探索積極性的同時(shí)，嚴(yán)格把控試驗(yàn)的工作量，幫助學(xué)生們留出一定量的試錯(cuò)時(shí)間。

　　3 探索性試驗(yàn)教學(xué)成效

　　3.1 探索性試驗(yàn)部分選題及試驗(yàn)結(jié)果開(kāi)展探索性試驗(yàn)的 5 年時(shí)間里，學(xué)生們的思維非常活躍，學(xué)生的選題涉及牛奶的保存方式、酸奶的益生效果、貓砂的研發(fā)、植物提取物的抑菌效果、昆蟲(chóng)腸道功能菌株篩選等，部分選題及試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

　　3.2 學(xué)生評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)束后，除需以組為單位提交試驗(yàn)結(jié)題報(bào)告外，每位學(xué)生還需要基于自己參與的試驗(yàn)寫(xiě)出個(gè)人試驗(yàn)感悟。試驗(yàn)感悟重點(diǎn)分析試驗(yàn)成敗的原因;結(jié)合科研實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)，改進(jìn)試驗(yàn)的方案;及對(duì)授課內(nèi)容和方式的建議。經(jīng)過(guò) 5 年的摸索，學(xué)生已充分認(rèn)可探索性試驗(yàn)(表 2)。課程教師被學(xué)生們?cè)u(píng)為“2019 年度我最喜愛(ài)的老師”。

　　3.3 學(xué)生取得的成果近年來(lái)，探索性試驗(yàn)大幅提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，多名學(xué)生在科技創(chuàng)新、科學(xué)研究取得了優(yōu)異的成績(jī)：獲第三屆全國(guó)大學(xué)生動(dòng)物科學(xué)專(zhuān)業(yè)技能大賽團(tuán)體一等獎(jiǎng)，獲第三屆全國(guó)農(nóng)林高校牛精英挑戰(zhàn)賽總成績(jī)特等獎(jiǎng)等;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得到了充分訓(xùn)練，“生物可降解貓砂的研制”獲得了浙江省和浙江大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類(lèi)項(xiàng)目的資助，“蠶絲蛋白/金納米材料復(fù)合體構(gòu)建及其光熱治療功能”獲浙江省第十六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)，在《中國(guó)畜牧雜志》、Journal of Animal Science and Biotechnology、Biotechnology for Biofuels 等雜志上參與發(fā)表論文多篇，參與申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利 10 多項(xiàng)。

　　4 探索性試驗(yàn)存在的問(wèn)題及其解決辦法

　　4.1 搭建虛擬仿真平臺(tái)、出版電子書(shū)，解決關(guān)鍵技術(shù)掌握不足問(wèn)題雖然在探索性試驗(yàn)前已安排了 3 次微生物基本操作技能訓(xùn)練，但由于時(shí)間的限制，學(xué)生們對(duì)所教授的內(nèi)容掌握程度不同。為此，該課程積極搭建虛擬仿真平臺(tái)，以期通過(guò)線上的方式強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，加深對(duì)課程理論知識(shí)的理解。申報(bào)的“青貯飼料的加工與調(diào)制” 已入選 2020 年度浙江省級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。該項(xiàng)目涉及乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、霉菌等的生物學(xué)特征觀察，乳酸菌的分離純化，乳酸菌、好氧細(xì)菌、酵母及霉菌的平板計(jì)數(shù)，青貯飼料制作規(guī)范，青貯飼料理化品質(zhì)評(píng)定，細(xì)菌 DNA 提取與濃度測(cè)定，熒光定量 PCR 等實(shí)驗(yàn)技能。另外，該課程已積累了大量實(shí)驗(yàn)操作視頻，正在撰寫(xiě)《畜牧微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》，期望以電子書(shū)的方式使學(xué)生們更全面、準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)技能。

　　4.2 搭建線上試驗(yàn)項(xiàng)目文庫(kù)，規(guī)避選題寬泛?jiǎn)栴}學(xué)生們從事探索性試驗(yàn)的積極性很高，思維也特別活躍，往往會(huì)有偏離課程教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。例如 2018 年有一組學(xué)生的選題為不同植被附近水域中細(xì)菌含量的比較研究。她們以浙江大學(xué)紫金港校區(qū)啟真湖中柳樹(shù)林、水杉林和蘆葦為研究對(duì)象，通過(guò)水體表觀概況、細(xì)菌和大腸桿菌總數(shù)的測(cè)定、耐熱大腸菌群和大腸埃希氏菌群的測(cè)定，初步推斷柳樹(shù)可能存在某種凈水功能。雖然該組試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果分析均優(yōu)，但與畜牧專(zhuān)業(yè)所需知識(shí)和技能無(wú)直接關(guān)系，且由于涉及實(shí)驗(yàn)室不常備的水體參數(shù)測(cè)定試劑，試劑采夠耗時(shí)較長(zhǎng)。為了使探索性試驗(yàn)內(nèi)容選擇上緊扣課程的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，減少非常規(guī)試劑的采購(gòu)，我們將搭建線上試驗(yàn)項(xiàng)目文庫(kù)，將歷年較好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、研究結(jié)果、結(jié)題報(bào)告上傳，并有目的地給出試驗(yàn)項(xiàng)目指南，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維的同時(shí)，縮小選題范圍，增加選題合理性。目前該部分內(nèi)容已通過(guò)學(xué)校線上學(xué)習(xí)平臺(tái)——“學(xué)在浙大”上線。

　　4.3 增設(shè)中期技能考核環(huán)節(jié)，確保教學(xué)質(zhì)量這套將理論課程鋪墊、基礎(chǔ)操作技能傳授與探索性試驗(yàn)提升相結(jié)合的教學(xué)模式在我們的逐漸完善下，深受學(xué)生好評(píng)，取得了較好的教學(xué)效果。但確實(shí)仍存在學(xué)生的參與度不同，有少部分學(xué)生只是按組長(zhǎng)分工完成部分試驗(yàn)內(nèi)容，除原有的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)參與度、試驗(yàn)結(jié)果、試驗(yàn)感悟 5 部分試驗(yàn)評(píng)分體系外，需要在試驗(yàn)過(guò)程中增加技能考核環(huán)節(jié)，以保證教學(xué)質(zhì)量。目前擬推行的是預(yù)約制，即學(xué)生依據(jù)其探索試驗(yàn)進(jìn)度，提前通知教師其平板制作、平板計(jì)數(shù)等重要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師會(huì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行打分。

　　REFERENCES

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　　[3] Zhen ML, Jia CF. Application of personalized teaching method in Microbiological Experiment [J]. Microbiology China, 2020, 47(4): 1230-1233 (in Chinese) 張美玲, 賈彩鳳. 個(gè)性化實(shí)驗(yàn)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J]. 微生物學(xué)通報(bào), 2020, 47(4): 1230-1233

　　《探索性試驗(yàn)在畜牧微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐與思考》來(lái)源：《微生物學(xué)通報(bào)》，作者：洪奇華 王佳堃