畜牧微生物學是微生物學的一門分支學科，畜牧微生物學的任務是將微生物學(包括免疫學)的基本理論和技術知識綜合應用到畜牧業生產中，促進畜牧業經濟的發展[1]，是一門理論與應用相結合的課程。我校畜牧微生物學由 32 學時的理論課和 32 學時的實驗課構成，跨越秋冬 2 個學期。實驗是畜牧微生物學課程的重要組成部分，實驗課教學是理論與實踐相結合的紐帶，是提高教學質量、實現素質教育和創新人才培養目標的重要教學環節[2]。只有過硬的微生物操作能力，才能保證在畜牧生產中靈活運用微生物學知識分析和解決實際問題。然而當前的大多數高校畜牧微生物學實驗仍沿用微生物學實驗內容，且學生 2−4 名為一組，在教師講授實驗原理、演示操作方法后，依照規定的實驗操作步驟、教師事先準備好實驗材料，重現實驗結果。這種成功率很高的教學模式有助于教師在有限的授課時間內準確傳授學生實驗操作技能[3]，但對大多數學生來講，他們并不會考慮“要如何準備實驗材料、準備多少實驗材料” “這些材料的準備與實驗目標的達成有何內在聯系” “這些片段化的實驗操作技能如何解決實際畜牧業生產問題”。在教師的提前準備和實驗操作指導的幫助下，看似學生們掌握了實驗操作技能，但這是一種沒有經歷過實踐檢驗的技能。

　　為有效激發學生的學習主動性、挖掘學生的創造力、內化實驗操作技能，滿足高校對人才培養目標的要求[4]，經過 5 年的摸索，我們逐漸完善了一套理論課程鋪墊、基礎操作技能傳授與探索性試驗提升相結合的教學模式，取得了較好的教學效果，深受學生好評，現撰文與同行分享。

　　1 理論課程鋪墊和基礎操作技能傳授

　　1.1 盡早明確任務，埋之予“火種” 首次上課即讓學生明確畜牧微生物學的課程體系、課程目標，將歷屆探索性試驗的內容和所取得的成果介紹給學生，讓學生有感性的認知，有提前準備的意識，在學生的潛意識里埋下趕超學長的種子。任務明確了，但對于剛剛接觸畜牧微生物學課程的本科生來講還是無從下手的。這就需要理論課的授課方式由傳授式轉變為啟發式。

　　1.2 啟發式專題教學，啟之予“問題” 為了啟發學生借助文獻整理問題，找到自己的興趣點，我校的畜牧微生物學以專題設置課程內容。在微生物總論的基礎上，主要設置了“飼料貯藏過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、加工調制方法和評價體系” “益生菌的作用途徑、開發方法及篩選、評價體系” “畜禽消化道微生物的研究方法、研究內容及最新進展” “畜禽糞尿的微生物處理方法及應用現狀” “飼養方式、藥浴方式對乳房健康狀態及乳微生物組成的影響”，以及“畜產品加工和貯藏過程涉及的微生物學”等專題。以產業現狀引入專題后，啟發學生發現其中的科學問題，帶領學生查找文獻回答科學問題。在這個過程中，引領學生如何作答是核心。同時教師需要基于專題的文獻檢索和生產實際，梳理出科學和產業問題，啟發學生找到興趣點和創新點。例如青貯飼料專題，在講述青貯飼料的定義和原理后，需要學生們回答制備青貯飼料的必要性，啟發學生去思考“青貯飼料為何在反芻動物生產中占有重要位置” “為何我國青貯飼料原料組成與國外相去甚遠”，從而引導學生去考慮“農作物秸稈，果蔬、花卉廢棄物、行道果木，水體凈化植被的飼料化利用”。一旦學生有了這個想法，那就需要想辦法呈之予“漁”、授之予“技”了。

　　1.3 專題內強調研發途徑和評價體系，呈之予“漁” 如果學生想完成上述探索性試驗內容，研發途徑和評價體系是學生繞不開的環節。然而這一環節的準確和細致程度決定了試驗目標的達成度，所以在理論課上要明確這些內容。例如青貯飼料專題，在啟發學生因地制宜地利用非常規飼料資源的基礎上，要講述青貯飼料的制作工藝(包括制備青貯的最優方法、添加劑的種類和使用原則)和青貯飼料質量評價體系，講述需要細致到解讀每個參數的評定方法和參數測定結果。

　　2 探索性試驗提升

　　探索性試驗是在首次理論課時就布置下去的，所以當學生有了一定感性認識后，積極鼓勵他們提出試驗想法、主題。在可行性評估的基礎上，引導其細化試驗方案，方案中完整提供需要的試劑、耗材，甚至試驗動物的信息，以供教師提前收集“試驗菜單”，保證試劑及時訂購。

　　2.1 試驗分組 5 年來，浙江大學動物科學專業的招生規模分別為 23、43、53、64 和 47 人，除 23 人的年級外，其他年級均分為 2 個行政班進行基礎操作技能教授。浙江大學本科生培養方案中要求“四課堂”融通，即將以通識課程和專業課程為載體的第一課堂與科研訓練為載體的第二課堂、生產實習和社會實踐為載體的第三課堂、海外交流和海外科研訓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。大學生科研訓練項目(Student Research Training Program，SRTP)作為學生們第二課堂的重要一項，在 2−3 年級時，幾乎全部學生已經有參與科研訓練的經歷。基于學生前期的科研訓練經驗，探索性試驗打破“行政班”界限，由學生們自由組合，4−6 人為一組，每組設置組長。試驗小組組隊完成后，由組長牽頭，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 試驗選題盡管微生物的應用范圍很廣，聚焦畜牧行業進行微生物學的學習與研究才是本課程的教學目標。因此，為了保證試驗質量，在專題教學的過程中時刻注意引導學生們聚焦在幾個關鍵的問題上，如非常規飼料資源利用、植物提取物抑菌和功能性微生物篩選等，并引導學生將其在研的科研訓練項目與探討性試驗相結合。例如前期的科研訓練項目是行道樹落果提升油菜稈青貯品質，則引導學生們在探索性試驗中側重于乳酸菌、酵母和霉菌的計數，乳酸菌的測序鑒定;前期的“節能減排”項目是大蠟螟幼蟲降解聚乙烯，則引導學生們在探索性試驗中側重于大蠟螟幼蟲腸道中聚乙烯降解菌株的篩選和鑒定。

　　2.3 試驗開題在探索性試驗開始前，安排集中開題，學生以幻燈片的形式將試驗背景、目的和意義、試驗設計及預期成果進行展示，供教師和同學們質疑，以便同學們取長補短。雖然工作日全天開放實驗室以供學生進行探索性試驗，但學生的時間、精力有限，在開題過程中教師要松緊配合，保證學生自主探索積極性的同時，嚴格把控試驗的工作量，幫助學生們留出一定量的試錯時間。

　　3 探索性試驗教學成效

　　3.1 探索性試驗部分選題及試驗結果開展探索性試驗的 5 年時間里，學生們的思維非常活躍，學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、植物提取物的抑菌效果、昆蟲腸道功能菌株篩選等，部分選題及試驗結果見表1。

　　3.2 學生評價試驗結束后，除需以組為單位提交試驗結題報告外，每位學生還需要基于自己參與的試驗寫出個人試驗感悟。試驗感悟重點分析試驗成敗的原因;結合科研實習及畢業實習，改進試驗的方案;及對授課內容和方式的建議。經過 5 年的摸索，學生已充分認可探索性試驗(表 2)。課程教師被學生們評為“2019 年度我最喜愛的老師”。

　　3.3 學生取得的成果近年來，探索性試驗大幅提升了學生的實驗技能，多名學生在科技創新、科學研究取得了優異的成績：獲第三屆全國大學生動物科學專業技能大賽團體一等獎，獲第三屆全國農林高校牛精英挑戰賽總成績特等獎等;創新創業能力得到了充分訓練，“生物可降解貓砂的研制”獲得了浙江省和浙江大學創新創業類項目的資助，“蠶絲蛋白/金納米材料復合體構建及其光熱治療功能”獲浙江省第十六屆“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽特等獎，在《中國畜牧雜志》、Journal of Animal Science and Biotechnology、Biotechnology for Biofuels 等雜志上參與發表論文多篇，參與申請國家發明專利 10 多項。

　　4 探索性試驗存在的問題及其解決辦法

　　4.1 搭建虛擬仿真平臺、出版電子書，解決關鍵技術掌握不足問題雖然在探索性試驗前已安排了 3 次微生物基本操作技能訓練，但由于時間的限制，學生們對所教授的內容掌握程度不同。為此，該課程積極搭建虛擬仿真平臺，以期通過線上的方式強化學生的實驗操作能力，加深對課程理論知識的理解。申報的“青貯飼料的加工與調制” 已入選 2020 年度浙江省級虛擬仿真實驗教學項目。該項目涉及乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、霉菌等的生物學特征觀察，乳酸菌的分離純化，乳酸菌、好氧細菌、酵母及霉菌的平板計數，青貯飼料制作規范，青貯飼料理化品質評定，細菌 DNA 提取與濃度測定，熒光定量 PCR 等實驗技能。另外，該課程已積累了大量實驗操作視頻，正在撰寫《畜牧微生物學實驗指導》，期望以電子書的方式使學生們更全面、準確掌握實驗技能。

　　4.2 搭建線上試驗項目文庫，規避選題寬泛問題學生們從事探索性試驗的積極性很高，思維也特別活躍，往往會有偏離課程教學目的和教學內容的試驗設計。例如 2018 年有一組學生的選題為不同植被附近水域中細菌含量的比較研究。她們以浙江大學紫金港校區啟真湖中柳樹林、水杉林和蘆葦為研究對象，通過水體表觀概況、細菌和大腸桿菌總數的測定、耐熱大腸菌群和大腸埃希氏菌群的測定，初步推斷柳樹可能存在某種凈水功能。雖然該組試驗設計、試驗過程及試驗結果分析均優，但與畜牧專業所需知識和技能無直接關系，且由于涉及實驗室不常備的水體參數測定試劑，試劑采夠耗時較長。為了使探索性試驗內容選擇上緊扣課程的教學目的和教學內容，減少非常規試劑的采購，我們將搭建線上試驗項目文庫，將歷年較好的試驗設計、研究結果、結題報告上傳，并有目的地給出試驗項目指南，激發學生創新意識和創新思維的同時，縮小選題范圍，增加選題合理性。目前該部分內容已通過學校線上學習平臺——“學在浙大”上線。

　　4.3 增設中期技能考核環節，確保教學質量這套將理論課程鋪墊、基礎操作技能傳授與探索性試驗提升相結合的教學模式在我們的逐漸完善下，深受學生好評，取得了較好的教學效果。但確實仍存在學生的參與度不同，有少部分學生只是按組長分工完成部分試驗內容，除原有的試驗方案設計、試驗參與度、試驗結果、試驗感悟 5 部分試驗評分體系外，需要在試驗過程中增加技能考核環節，以保證教學質量。目前擬推行的是預約制，即學生依據其探索試驗進度，提前通知教師其平板制作、平板計數等重要的實驗環節，教師會現場對學生的操作進行打分。

　　REFERENCES

　　[1] Huang QY. Animal Husbandry Microbiology[M]. Beijing: Chinese Agriculture Press, 2009. (in Chinese) 黃青云. 畜牧微生物學[M]. 5 版. 北京: 中國農業出版社, 2009

　　[2] Wu XF, Gao XJ. Report on the construction and development of University Laboratory[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2014 武曉峰, 高曉杰. 高校實驗室建設發展報告(2014)[M]. 北京: 清華大學出版社, 2014

　　[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. 個性化實驗在微生物學實驗教學中的探索與實踐[J]. 微生物學通報, 2020, 47(4): 1230-1233

　　《探索性試驗在畜牧微生物學實驗教學中的實踐與思考》來源：《微生物學通報》，作者：洪奇華 王佳堃