综合性实验在动物医学专业微生物学实验教学中的实践与思考

2024-06-07文英康明贺晓龙苏晓雪

大学·教学与教育 2024年5期

文英康明贺晓龙苏晓雪

基金项目：青海大学实验教育教学研究项目“微生物学实验教学体系构建”（项目编号：SYJG202109）。

作者简介：文英（1974—），女，硕士，青海大学农牧学院高级实验师，研究方向为微生物学及免疫学；康明（1972—），男，硕士，青海大学农牧学院教授，研究方向为预防兽医学；贺晓龙（1974—），男，硕士，青海大学农牧学院副教授，研究方向为微生物学；苏晓雪（1992—），女，博士，青海大学学生工作处讲师，研究方向为高寒生态恢复。

摘要：为提高学生在兽医临床中灵活运用微生物学知识分析和解决实际问题的能力，文章在传统实验教学的基础上优化教学内容，设计出兼有综合性和设计性特点的选题，引入多选题设定，学生自主选题、设计方案并自主实施完成的教学模式，注重全过程管理，进一步完善考核体系。经过多年的探索和实施，教学内容和方法逐步成熟，教学效果良好，学生综合能力得到提升。

关键词：综合性实验；动物医学；微生物学；实验教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-7164（2024）14-0039-04

具备灵活的动手能力和丰富的知识综合实践能力，具备发现问题、解决问题的能力是高质量人才的核心能力。高等学校实验室作为进行实验教学的场所，正是“创新精神、创业意识和创新创业能力”人才培养的重要课堂。［1］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］实验课的教学效果在很大程度上影响学生综合能力的提升。［3］针对动物医学专业的微生物学实验，其应用性很强，在临床常见畜禽传染病诊断和防治、病原微生物的主要生物学特性及诊断、畜禽产品加工、贮藏和检验等方面具有重要作用。

针对当前实验学科教学改革发展的需求，结合青海大学动物医学国家级一流本科专业建设的需要，对实验教学内容与教学方法进行改革，训练学生更好地掌握微生物学基本的实验操作技能，融入综合性、设计性实验和病例分析，促进学生加深理解微生物学理论知识，培养学生观察、思考、分析问题和解决问题的能力，培养实事求是、严肃认真的科学态度，提高学生的综合素质、团队精神和创新意识。

一、兽医微生物学综合实验教学的设置

青海大学动物医学专业在大二年级开设微生物学，由48学时的理论课和32学时的实验课组成，开设的课程多为基础性的验证性实验。课前准备环节由教师完成，课中教师对实验内容进行讲解并示范操作。实验中学生单独或小组协同完成实验，验证实验结果。这种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，［4］但对学生来讲，不同程度实验准备工作的缺失使得学生在课堂上难以自主思考，只是在教师的要求下按部就班地完成实验，实验结束后缺乏后续的学习，学会的实验技能到底有何作用，到了实际生产中如何系统地、有效地应用，学生没有明确的认识，只是为了实验而实验，学生们掌握的实验操作技能因缺乏实践训练，时间一长会很快忘记。为有效激发学生的学习主动性、挖掘学生的创造力、掌握实验操作技能，满足高校对人才培养目标的要求。［5］青海大学经过历年对动物医学专业培养大纲的制订和修订，在学生大三年级的春季学期开设了为期一周共计30学时的兽医微生物学综合实验。综合实验设定多个选题，学生以小组为单位自主选择某一选题，自行设计实验方案，自主实施，教师辅助完成。经过多年的努力与探索，教学内容和方法逐步成熟，学生的认可度逐年提高，教学效果良好。

（一）实验选题的设定

为培养学生独立思考、实际操作、科学分析问题、归纳总结的能力，在学生大二年级微生物学理论课和基础验证性实验教学的基础上，根据地域和专业特点以及课时的安排，设定多个选题。此环节要求学生根据实验要求，自主设计实验方案并实施，教师在实验过程中为学生提供实验条件和必要的指导。综合实验将彼此孤立、连贯性较差的微生物学传统的验证性实验很好地串接在一起，学生可以温习之前学习过的知识并融会贯通，提高学生分析问题和解决问题的能力。

综合实验开设了“粪样中致病性大肠杆菌和沙门菌的分离鉴定”“乳样中金黄色葡萄球菌的分离鉴定”“粪样中产气荚膜梭菌的分离鉴定”“食品中菌落总数和大肠菌群的测定”“中药和抗生素对细菌的抑菌作用比较”等多个选题。实验室还加强了同地方基层兽医站、养殖场的联系，能及时获得临床病例，在教学中加入临床病例的微生物学诊断，以此激发学生的学习兴趣，促使他们在研读教材、查阅文献、系统掌握理论知识的基础上，扩大知识面。［3］

（二）学生确定选题，设计实验方案

各小组由学生自由组合，为保证每人都能参与其中，每组人数限定在5-6人，每组设置组长。各小组协商讨论后确定某一选题，查阅文献制订初步的实验方案，方案中采用的实验方法、技术路线、实验内容等与实验教师通过QQ、微信、腾讯会议等集中或单独沟通。在方案设计的整个過程中，充分发挥学生的主观能动性，教师仅指出问题，让学生自主给出解决问题的途径与方法，师生共同完善实验方案。

如在粪样中分离鉴定致病性大肠杆菌和沙门菌，两种菌的共性为革兰阴性、散在或成对排列，在普通琼脂平板上形成圆形凸起、光滑、湿润、半透明、灰白色中等大小菌落，而个性则是其生化特性不同，大肠杆菌发酵乳糖在鉴别培养基上形成紫黑色或红色菌落，而沙门菌因不发酵乳糖则形成无色菌落，这就要求学生不仅针对单一病原菌要拟定实验方案，还要提出鉴别诊断方案。

再如进行产气荚膜梭菌的分离鉴定时，要根据病原的特性，革兰阳性、单在或成双排列、双溶血环或较宽的单溶血环、爆裂发酵等特点制订实验方案。若获得临床死亡病例，则要根据临床症状、病理变化及镜下初诊的结果来制订实验方案。教师对学生的创新性思维要给予表扬和鼓励，增强学生的自信心。

（三）微生物学理论知识和基本实验操作的温习

青海大学微生物学开设在大二年级秋季学期，而兽医微生物学综合实验开设在大三年级春季学期，时间相隔较久，到了综合实验阶段学生基本忘记了所学的知识。所谓“温故而知新”，在方案的制订过程中，学生通过复习和查阅文献加强对理论知识的掌握，方案中涉及的基本操作技能如显微镜油镜的使用、培养基的配制、革兰染色、平板划线等，则需要学生在综合实验开始前复习和练习。青海大学微生物学实验室全天开放，学生同实验教师报备约定时间后即可进入实验室练习，以确保实验的顺利实施。

（四）实验过程

兽医微生物学综合实验为期一周，因实验的连续性，要求学生严格按照已制订方案实施。指导老师全程参与实验过程，及时指出实验中存在的问题，鼓励学生放下思想包袱，敢于纠错出现的问题，以确保实验正常进行。实验中注重学生实验习惯的培养，如准确标记、规范操作、按需使用实验材料、仪器设备用后的归位和保养、完整记录实验结果、当天实验结束后打扫卫生保证实验室干净整洁等。

（五）考核评价

实验是强化学生分析与解决问题能力、巩固实验技能的过程，是激发学生理论联系实际的过程，［6］考核环节能提高学生的学习认知，从思想上转变，学习主动性增强。考核成绩由出勤率（10%）、实验全程参与程度（40%）、实验论文（50%）等三部分构成。

在整个考核体系中，实验论文的占比最大，从论文格式的完整性（标题、作者、前言、材料与方法、结果分析与讨论、参考文献）、规范性（三线表格、正确的计量单位、图、表及标注）和全文美观性等方面进行综合评定。

通过论文撰写，切实提高学生的语言表达、数据整理、查阅文献和归纳总结的能力。评定中着重观察学生的学习态度，对整个实验的理解和参与程度、实验结果的解读、失败原因的分析等。实验结束后在限定时间内要求学生提交实验报告，教师批改后将报告中存在的问题及时反馈给学生，提升实验的价值。

二、教学成效

（一）学生综合能力提升

通过实验课的纽带作用，将理论与实践相结合，多维度提升了学生的综合能力。

1. 增强学生的学习兴趣，从被动转为主动

兴趣是最好的老师。提供多个选题，让学生根据自己的兴趣选题，一定程度上能加强学生的主动性，从“听从教师安排”到“自主实施”，角色的变化迫使学生在思想上杜绝了应付差事、得过且过的想法，被动转为主动。为使自己设计的实验能够顺利实施且得到理想的结果，学生也会投入更多的时间和精力，对实验中的注意事项、实验方案的改进以及实验结果的判定等问题的探讨，在一定程度上提高了学生的学习积极性和语言表达能力，使学生的求知欲被激发，学习的主动性得到提升。再者，因过程考核力度的加大，也让一些平时参与度不高的学生转而端正态度、动手操作。

2. 激发学生创新性思维，提高学生分析问题和解决问题的能力

部分选题不仅要求学生做出适合目的菌的方案和设计，还要拓展思维。全方面考虑制订备选方案。如在“粪样中致病性大肠杆菌和沙门菌的分离鉴定” “乳样中金黄色葡萄球菌的分离鉴定”“粪样中产气荚膜梭菌的分离鉴定 ”等选题中，若从上述检样中没有分离到目的菌或分离到的菌不符合要求时，实验还需继续开展，学生要及时调整实验方案，对出现的问题做出分析。若遇到发病或死亡病例，在进行微生物学诊断时，更要全方面考虑，对可能出现的问题均应有对应之策。在实验实施时，不是每个备选方案都能用到，但这项工作能让学生认识到，在实际的兽医临床工作中会有许多的突发问题，若考虑不周全，没有应对之策，就无法开展后续的工作，不能及时做出正确的诊断，疫病不能得到有效控制，则会造成更大的损失。让学生深刻体会到，只有掌握丰富的理论知识和扎实的实验技能，“求真学问、练真本领”才能更好地利用知识解决实际问题。［7］培养学生求真务实、严谨的科学态度，面对失败不畏难、不放弃的积极面貌。

3. 提升学生对实验室安全、生物安全的认知

在常规的微生物学实验中，教师会选用安全性高的菌种，但在微生物学综合实验中，会面对多种的临床样本，乳样、粪样、分泌物甚至死亡动物等，此环节存在由病原微生物引发生物安全问题的隐患。［8-9］因此在开展实验时要保持高度的安全意识，时刻提高警惕，杜绝任何引发生物安全问题的隐患发生。［10-11］实验教师对样本进行甄别后，在安全范围内让学生参与。方案制订时应全面考虑实验中存在的生物安全隐患，提前制订防控措施。在整个实验过程中，要求学生规范着装，正确穿戴基本的防护用品。在样本的采集、实验室诊断、废弃物处理等各个环节，加强学生规范操作及无菌操作，实验教师全程监督，发现问题及时纠正。通过一些典型案例的讲解，让学生充分认识到实验室安全、生物安全的重要性和必要性，加强学生生物安全意识。

4. 培养学生的团队协作精神

团队精神是大局意识、协作精神和服务精神的集中体现，核心是协同合作。在与以往按学号顺序分组不同，本实验分组由学生自由组合，每组选定一名学生为组长，负责任务分工及沟通协调，每个成员都参与其中，如此的组队方式可确保团队和谐共力，劲往一处使。在實验实施的各个环节，各学生目标一致，师生互动、生生互助，师生间友谊增进，培养了学生的协同合作精神。［3］

（二）学生评价

实验结束后，每位学生需提交实验论文，在论文中除如实展示实验结果外，还需基于自己参与的实验写出个人实验感悟，重点分析试验成败的原因，并针对课程内容设置提出合理化的建议及意见。从学生提交的实验感悟，“往往一个微小的细节处理不当也会导致你整个实验的失败”“每一次实验中不仅仅要专心认真地做实验，还要认认真真地写实验报告，并总结不足”“看着自己的实验结果，真是莫大的幸福和欣慰，此次经历使我终身受益，要真真正正用心去做事情”“本次实验让我受益匪浅，了解了更多的实验室操作技术，还见识了很多以前没见过的仪器设备，对我以后进行实验大有益处”，反映了学生对综合性实验设置和实施方法的认可，全程参与实验后，学生的综合能力得到很大的提升。

三、存在问题

经过多年的摸索和改进，本综合实验的设置，从教师给定选题到学生自主选题、从单一考核到综合评价、从教师主导完成到学生自主完成，期间任课教师投入了大量的时间和精力，工作量翻倍，但所收获的教学成效颇丰。总结这些年的实施情况，受一些条件的限制，还有些地方需要在后期的教学中加以改进和完善，如课时不足限制了某些选题的后续研究，疫病的微生物学诊断是一个连续的、复杂的过程，每一下环节不一定完全贴合制订的方案，需要有反复实验过程，但因课程开设只有一周时间，学生没有太多纠错试错的时间，一定程度上限制了一些更好的、更贴近实际生产的选题的开展等。未来，任课教师需要不断提高自身的专业知识和素养，学院学校也需要提高对基础学科的重视程度，［12］从增进人员、合理安排课程、更新实验仪器和设备等方面加大投入力度，以保证实验课的教学质量。

参考文献：

［1］魏赛金，肖婧，黄林，等. 微生物实验教学改革探索［J］. 轻工科技，2020，36（05）：176-177.

［2］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］司振书，裴兰英，刘文强，等. 兽医微生物学基础验证性和综合设计性实验两段式实验教学模式的构建［J］. 畜牧与饲料科学，2018，39（10）：86-88.

［4］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（04）：1230-1233.

［5］林勇，李琳，滕巧. 本科生个性化实验教学方法探析［J］. 宁波工程学院学报，2014，26（03）：128-132.

［6］洪奇华，王佳堃. 探索性试验在畜牧微生物学实验教学中的实践与思考［J］. 微生物学通报，2021，48（11）：4425-4431.

［7］何伟，刘中华，贾永，等. 综合性、研究型微生物学实验课的过程性考核［J］. 微生物學通报，2020，47（04）：1218-1223.

［8］柴海静. 畜牧兽医微生物实验室的管理分析［J］. 中国动物保健，2017，19（11）：3-4.

［9］张韦深，刘秋娜，吴美茹，等. 浅谈病原微生物实验室安全问题与对策［J］. 广东化工，2020，47（16）：233+230.

［10］胡巅. 病原微生物实验室存在的生物安全问题及其整改措施［J］. 河南预防医学杂志，2019，30（12）：959-961.

［11］ GB19489-2008 实验室生物安全通用要求［S］. 北京：中国标准出版社，2008．