畜牧微生物学是微生物学的一门分支学科，畜牧微生物学的任务是将微生物学(包括免疫学)的基本理论和技术知识综合应用到畜牧业生产中，促进畜牧业经济的发展[1]，是一门理论与应用相结合的课程。我校畜牧微生物学由 32 学时的理论课和 32 学时的实验课构成，跨越秋冬 2 个学期。实验是畜牧微生物学课程的重要组成部分，实验课教学是理论与实践相结合的纽带，是提高教学质量、实现素质教育和创新人才培养目标的重要教学环节[2]。只有过硬的微生物操作能力，才能保证在畜牧生产中灵活运用微生物学知识分析和解决实际问题。然而当前的大多数高校畜牧微生物学实验仍沿用微生物学实验内容，且学生 2−4 名为一组，在教师讲授实验原理、演示操作方法后，依照规定的实验操作步骤、教师事先准备好实验材料，重现实验结果。这种成功率很高的教学模式有助于教师在有限的授课时间内准确传授学生实验操作技能[3]，但对大多数学生来讲，他们并不会考虑“要如何准备实验材料、准备多少实验材料” “这些材料的准备与实验目标的达成有何内在联系” “这些片段化的实验操作技能如何解决实际畜牧业生产问题”。在教师的提前准备和实验操作指导的帮助下，看似学生们掌握了实验操作技能，但这是一种没有经历过实践检验的技能。
为有效激发学生的学习主动性、挖掘学生的创造力、内化实验操作技能，满足高校对人才培养目标的要求[4]，经过 5 年的摸索，我们逐渐完善了一套理论课程铺垫、基础操作技能传授与探索性试验提升相结合的教学模式，取得了较好的教学效果，深受学生好评，现撰文与同行分享。
1 理论课程铺垫和基础操作技能传授
1.1 尽早明确任务，埋之予“火种” 首次上课即让学生明确畜牧微生物学的课程体系、课程目标，将历届探索性试验的内容和所取得的成果介绍给学生，让学生有感性的认知，有提前准备的意识，在学生的潜意识里埋下赶超学长的种子。任务明确了，但对于刚刚接触畜牧微生物学课程的本科生来讲还是无从下手的。这就需要理论课的授课方式由传授式转变为启发式。
1.2 启发式专题教学，启之予“问题” 为了启发学生借助文献整理问题，找到自己的兴趣点，我校的畜牧微生物学以专题设置课程内容。在微生物总论的基础上，主要设置了“饲料贮藏过程中微生物毒素污染情况、毒素清除方法” “微生物饲料、青贮饲料的原理、加工调制方法和评价体系” “益生菌的作用途径、开发方法及筛选、评价体系” “畜禽消化道微生物的研究方法、研究内容及最新进展” “畜禽粪尿的微生物处理方法及应用现状” “饲养方式、药浴方式对乳房健康状态及乳微生物组成的影响”，以及“畜产品加工和贮藏过程涉及的微生物学”等专题。以产业现状引入专题后，启发学生发现其中的科学问题，带领学生查找文献回答科学问题。在这个过程中，引领学生如何作答是核心。同时教师需要基于专题的文献检索和生产实际，梳理出科学和产业问题，启发学生找到兴趣点和创新点。例如青贮饲料专题，在讲述青贮饲料的定义和原理后，需要学生们回答制备青贮饲料的必要性，启发学生去思考“青贮饲料为何在反刍动物生产中占有重要位置” “为何我国青贮饲料原料组成与国外相去甚远”，从而引导学生去考虑“农作物秸秆，果蔬、花卉废弃物、行道果木，水体净化植被的饲料化利用”。一旦学生有了这个想法，那就需要想办法呈之予“渔”、授之予“技”了。
1.3 专题内强调研发途径和评价体系，呈之予“渔” 如果学生想完成上述探索性试验内容，研发途径和评价体系是学生绕不开的环节。然而这一环节的准确和细致程度决定了试验目标的达成度，所以在理论课上要明确这些内容。例如青贮饲料专题，在启发学生因地制宜地利用非常规饲料资源的基础上，要讲述青贮饲料的制作工艺(包括制备青贮的最优方法、添加剂的种类和使用原则)和青贮饲料质量评价体系，讲述需要细致到解读每个参数的评定方法和参数测定结果。
2 探索性试验提升
探索性试验是在首次理论课时就布置下去的，所以当学生有了一定感性认识后，积极鼓励他们提出试验想法、主题。在可行性评估的基础上，引导其细化试验方案，方案中完整提供需要的试剂、耗材，甚至试验动物的信息，以供教师提前收集“试验菜单”，保证试剂及时订购。
2.1 试验分组 5 年来，浙江大学动物科学专业的招生规模分别为 23、43、53、64 和 47 人，除 23 人的年级外，其他年级均分为 2 个行政班进行基础操作技能教授。浙江大学本科生培养方案中要求“四课堂”融通，即将以通识课程和专业课程为载体的第一课堂与科研训练为载体的第二课堂、生产实习和社会实践为载体的第三课堂、海外交流和海外科研训练为载体的第四课堂衔接融通，全面提升本科生的综合素质。大学生科研训练项目(Student Research Training Program，SRTP)作为学生们第二课堂的重要一项，在 2−3 年级时，几乎全部学生已经有参与科研训练的经历。基于学生前期的科研训练经验，探索性试验打破“行政班”界限，由学生们自由组合，4−6 人为一组，每组设置组长。试验小组组队完成后，由组长牵头，组员们与教师和助教共同建立微信群/钉钉群保证顺畅交流。
2.2 试验选题尽管微生物的应用范围很广，聚焦畜牧行业进行微生物学的学习与研究才是本课程的教学目标。因此，为了保证试验质量，在专题教学的过程中时刻注意引导学生们聚焦在几个关键的问题上，如非常规饲料资源利用、植物提取物抑菌和功能性微生物筛选等，并引导学生将其在研的科研训练项目与探讨性试验相结合。例如前期的科研训练项目是行道树落果提升油菜秆青贮品质，则引导学生们在探索性试验中侧重于乳酸菌、酵母和霉菌的计数，乳酸菌的测序鉴定;前期的“节能减排”项目是大蜡螟幼虫降解聚乙烯，则引导学生们在探索性试验中侧重于大蜡螟幼虫肠道中聚乙烯降解菌株的筛选和鉴定。
2.3 试验开题在探索性试验开始前，安排集中开题，学生以幻灯片的形式将试验背景、目的和意义、试验设计及预期成果进行展示，供教师和同学们质疑，以便同学们取长补短。虽然工作日全天开放实验室以供学生进行探索性试验，但学生的时间、精力有限，在开题过程中教师要松紧配合，保证学生自主探索积极性的同时，严格把控试验的工作量，帮助学生们留出一定量的试错时间。
3 探索性试验教学成效
3.1 探索性试验部分选题及试验结果开展探索性试验的 5 年时间里，学生们的思维非常活跃，学生的选题涉及牛奶的保存方式、酸奶的益生效果、猫砂的研发、植物提取物的抑菌效果、昆虫肠道功能菌株筛选等，部分选题及试验结果见表1。
3.2 学生评价试验结束后，除需以组为单位提交试验结题报告外，每位学生还需要基于自己参与的试验写出个人试验感悟。试验感悟重点分析试验成败的原因;结合科研实习及毕业实习，改进试验的方案;及对授课内容和方式的建议。经过 5 年的摸索，学生已充分认可探索性试验(表 2)。课程教师被学生们评为“2019 年度我最喜爱的老师”。
3.3 学生取得的成果近年来，探索性试验大幅提升了学生的实验技能，多名学生在科技创新、科学研究取得了优异的成绩：获第三届全国大学生动物科学专业技能大赛团体一等奖，获第三届全国农林高校牛精英挑战赛总成绩特等奖等;创新创业能力得到了充分训练，“生物可降解猫砂的研制”获得了浙江省和浙江大学创新创业类项目的资助，“蚕丝蛋白/金纳米材料复合体构建及其光热治疗功能”获浙江省第十六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛特等奖，在《中国畜牧杂志》、Journal of Animal Science and Biotechnology、Biotechnology for Biofuels 等杂志上参与发表论文多篇，参与申请国家发明专利 10 多项。
4 探索性试验存在的问题及其解决办法
4.1 搭建虚拟仿真平台、出版电子书，解决关键技术掌握不足问题虽然在探索性试验前已安排了 3 次微生物基本操作技能训练，但由于时间的限制，学生们对所教授的内容掌握程度不同。为此，该课程积极搭建虚拟仿真平台，以期通过线上的方式强化学生的实验操作能力，加深对课程理论知识的理解。申报的“青贮饲料的加工与调制” 已入选 2020 年度浙江省级虚拟仿真实验教学项目。该项目涉及乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、霉菌等的生物学特征观察，乳酸菌的分离纯化，乳酸菌、好氧细菌、酵母及霉菌的平板计数，青贮饲料制作规范，青贮饲料理化品质评定，细菌 DNA 提取与浓度测定，荧光定量 PCR 等实验技能。另外，该课程已积累了大量实验操作视频，正在撰写《畜牧微生物学实验指导》，期望以电子书的方式使学生们更全面、准确掌握实验技能。
4.2 搭建线上试验项目文库，规避选题宽泛问题学生们从事探索性试验的积极性很高，思维也特别活跃，往往会有偏离课程教学目的和教学内容的试验设计。例如 2018 年有一组学生的选题为不同植被附近水域中细菌含量的比较研究。她们以浙江大学紫金港校区启真湖中柳树林、水杉林和芦苇为研究对象，通过水体表观概况、细菌和大肠杆菌总数的测定、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌群的测定，初步推断柳树可能存在某种净水功能。虽然该组试验设计、试验过程及试验结果分析均优，但与畜牧专业所需知识和技能无直接关系，且由于涉及实验室不常备的水体参数测定试剂，试剂采够耗时较长。为了使探索性试验内容选择上紧扣课程的教学目的和教学内容，减少非常规试剂的采购，我们将搭建线上试验项目文库，将历年较好的试验设计、研究结果、结题报告上传，并有目的地给出试验项目指南，激发学生创新意识和创新思维的同时，缩小选题范围，增加选题合理性。目前该部分内容已通过学校线上学习平台——“学在浙大”上线。
4.3 增设中期技能考核环节，确保教学质量这套将理论课程铺垫、基础操作技能传授与探索性试验提升相结合的教学模式在我们的逐渐完善下，深受学生好评，取得了较好的教学效果。但确实仍存在学生的参与度不同，有少部分学生只是按组长分工完成部分试验内容，除原有的试验方案设计、试验参与度、试验结果、试验感悟 5 部分试验评分体系外，需要在试验过程中增加技能考核环节，以保证教学质量。目前拟推行的是预约制，即学生依据其探索试验进度，提前通知教师其平板制作、平板计数等重要的实验环节，教师会现场对学生的操作进行打分。
REFERENCES
[1] Huang QY. Animal Husbandry Microbiology[M]. Beijing: Chinese Agriculture Press, 2009. (in Chinese) 黄青云. 畜牧微生物学[M]. 5 版. 北京: 中国农业出版社, 2009
[2] Wu XF, Gao XJ. Report on the construction and development of University Laboratory[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2014 武晓峰, 高晓杰. 高校实验室建设发展报告(2014)[M]. 北京: 清华大学出版社, 2014
[3] Zhen ML, Jia CF. Application of personalized teaching method in Microbiological Experiment [J]. Microbiology China, 2020, 47(4): 1230-1233 (in Chinese) 张美玲, 贾彩凤. 个性化实验在微生物学实验教学中的探索与实践[J]. 微生物学通报, 2020, 47(4): 1230-1233
《探索性试验在畜牧微生物学实验教学中的实践与思考》来源：《微生物学通报》，作者：洪奇华 王佳堃
