畜牧微生物學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

姜新鵬，奈子達(dá)，王 堯，劉 娣，張忠遠(yuǎn)*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，哈爾濱 150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，哈爾濱 150086）

我國(guó)畜牧業(yè)正處于由傳統(tǒng)畜牧業(yè)向現(xiàn)代畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展時(shí)期，迫切需要專業(yè)技能和適應(yīng)性強(qiáng)的新型畜牧科技人才［1］。動(dòng)物科學(xué)技術(shù)專業(yè)是東北農(nóng)業(yè)大學(xué)最早創(chuàng)辦的學(xué)科之一，為我國(guó)畜牧業(yè)戰(zhàn)線輸送了大批人才，于2017年被評(píng)選為雙一流學(xué)科。作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，畜牧微生物學(xué)在動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)科建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。重視并且科學(xué)高效地規(guī)劃畜牧微生物學(xué)課程的籌建工作，將更有利于幫助學(xué)生全面掌握微生物的一般規(guī)律，了解其在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景，引導(dǎo)學(xué)生將微生物學(xué)的基本理論和技術(shù)應(yīng)用到畜牧業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，加快畜牧微生物領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)，從而助力雙一流學(xué)科的發(fā)展［2］。文章通過(guò)介紹畜牧微生物學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀及改革措施，對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望，以期提升畜牧學(xué)專業(yè)教學(xué)效果。

1 畜牧微生物學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

畜牧微生物學(xué)是動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的必修課程，具有極強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。其主要任務(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。

當(dāng)前，畜牧微生物學(xué)教學(xué)以傳統(tǒng)的教學(xué)模式居多。教師基于課堂講義講授，雖然條理性和連貫性較強(qiáng)，但是學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不足，思考能力和解決問(wèn)題能力有待提高。對(duì)于傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)，學(xué)生往往一聽(tīng)了之，看過(guò)就忘，不能帶著問(wèn)題思考。同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照傳統(tǒng)的理論教學(xué)內(nèi)容安排，學(xué)生機(jī)械操作，通常不明確為什么這樣操作，進(jìn)而無(wú)法較好地應(yīng)用于實(shí)踐中。

2 畜牧微生物學(xué)教學(xué)改革

2.1 緊隨發(fā)展，明晰課程特點(diǎn)

微生物學(xué)的探索歷程經(jīng)久不衰，其廣泛的應(yīng)用性使得眾多科研人員將簡(jiǎn)單的微生物作為許多復(fù)雜生命現(xiàn)象的研究模型，試圖借此找到解決問(wèn)題的辦法。事實(shí)也充分說(shuō)明，近代生物學(xué)很多重大成果來(lái)自于對(duì)微生物的研究和利用［3］。動(dòng)物科學(xué)亦是在生命本質(zhì)上對(duì)動(dòng)物進(jìn)行研究，很多時(shí)候微生物學(xué)理論在這一領(lǐng)域具有啟發(fā)性意義，同時(shí)尋找微生物學(xué)與動(dòng)物科學(xué)的契合點(diǎn)可以為畜牧業(yè)發(fā)展引出新的突破方向。

基于這一認(rèn)識(shí)，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院十分重視畜牧微生物學(xué)課程建設(shè)。以往本課程由動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院預(yù)防獸醫(yī)系老師授課，涉及不同專業(yè)教師專業(yè)背景不同、講授課程重點(diǎn)不一致。作為專業(yè)選修課，該課程選課人數(shù)少，學(xué)生參與程度不高。隨著非洲豬瘟病毒和新冠疫情爆發(fā)對(duì)畜牧業(yè)造成巨大影響，畜牧微生物學(xué)課程在動(dòng)物科學(xué)專業(yè)中的重要作用日益凸顯。目前，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院畜牧微生物學(xué)教學(xué)總課時(shí)數(shù)為60學(xué)時(shí)（其中理論36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)）。該學(xué)院將畜牧微生物學(xué)重新規(guī)劃為專業(yè)必修課，并積極建立獨(dú)立的本科微生物實(shí)驗(yàn)室，強(qiáng)化師資隊(duì)伍，從根本上重視畜牧微生物學(xué)的課程建設(shè)。

2.2 穩(wěn)抓重點(diǎn)，選取專業(yè)教材

根據(jù)農(nóng)業(yè)院校的特點(diǎn)，本課程選擇的教材是由陳金頂主編2017年中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社出版的《畜牧微生物學(xué)》第6版。在授課時(shí)，為引導(dǎo)學(xué)生形成完整的生物學(xué)知識(shí)體系，更好地與專業(yè)相融合，課程把微生物結(jié)構(gòu)、微生物遺傳和變異、微生物在飼料中的添加及肉奶蛋生產(chǎn)過(guò)程中的利用等模塊作為重點(diǎn)講解內(nèi)容，理論內(nèi)容與實(shí)用性、適用性有機(jī)結(jié)合，做到詳略得當(dāng)、重點(diǎn)突出。

2.3 巧用多媒體，開(kāi)展多元授課

微生物個(gè)體很小，學(xué)生對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于動(dòng)物和植物，這使微生物學(xué)教學(xué)抽象和難以理解。為了讓學(xué)生更好地理解和接受抽象的理論和技術(shù)，課題組制作了匯集大量微生物圖像的PowerPoint多媒體課件，充分運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)教學(xué)手段開(kāi)展多媒體教學(xué)。利用生動(dòng)的圖像幫助學(xué)生加深對(duì)微生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)和發(fā)病機(jī)制的了解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)微生物的興趣和熱情［4］。另外在教學(xué)過(guò)程中，提高教師講課的責(zé)任心和主動(dòng)性也十分必要。教師要想趕上知識(shí)的爆發(fā)性增長(zhǎng)，就要持續(xù)學(xué)習(xí)，豐富自己，提高授課水平，更好地為教學(xué)服務(wù)、為學(xué)生服務(wù)。但是在使用多媒體課件教學(xué)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)教師照“幻燈片”宣科的現(xiàn)象，講課的思路容易被幻燈片上所展示的內(nèi)容所束縛，教師儼然成了播音員，忽視了師生之間的情感交流。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該是主導(dǎo)，媒體是工具，要求教師根據(jù)不同主題內(nèi)容營(yíng)造課堂教學(xué)的人文環(huán)境，語(yǔ)言要有科學(xué)性和藝術(shù)性［5］。

2.4 強(qiáng)化實(shí)踐，革新教學(xué)方式

實(shí)驗(yàn)課是畜牧微生物教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、自主分析和解決問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)［6］。然而與理論課相比，實(shí)驗(yàn)課經(jīng)常被學(xué)生忽視。為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的實(shí)踐思維，每當(dāng)教師講解新內(nèi)容時(shí)，都要有意識(shí)地給學(xué)生拓展一些與之相關(guān)的巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)課上，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手、用心體會(huì)、掌握要領(lǐng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中加深對(duì)理論知識(shí)的理解，形成自己的見(jiàn)解，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［7］。

在人才培養(yǎng)的大方向上，學(xué)校對(duì)學(xué)生提出了不同程度的要求。首先，課程大綱的基本要求是能夠?qū)⑽⑸锏幕纠碚撠灤┢饋?lái)，使學(xué)生于當(dāng)下可以明晰自己學(xué)到了什么，未來(lái)可以連點(diǎn)成面，逐步增加擴(kuò)充自己的學(xué)識(shí)；其次，學(xué)生應(yīng)在掌握理論的基礎(chǔ)上提出自己的想法，敢于通過(guò)實(shí)驗(yàn)去嘗試；最后，給學(xué)生埋下求索的種子，以便其在進(jìn)行更深層次的學(xué)習(xí)時(shí)可以敏銳地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并掌握解決問(wèn)題的能力［8］。

3 畜牧微生物學(xué)發(fā)展前景

3.1 鞏固優(yōu)化，助力學(xué)科發(fā)展

通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生課堂的參與度得到了顯著提升，學(xué)生化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。將實(shí)施教學(xué)優(yōu)化后的2017級(jí)學(xué)生成績(jī)與實(shí)施之前2015級(jí)學(xué)生成績(jī)按照不同分?jǐn)?shù)段進(jìn)行了分析對(duì)比，見(jiàn)圖1。教學(xué)優(yōu)化實(shí)施以來(lái)，大部分學(xué)生的成績(jī)集中在80～89分之間，不及格的比例明顯降低，優(yōu)秀（90分以上）區(qū)間的學(xué)生比例顯著提高。說(shuō)明教學(xué)條件優(yōu)化后，整體教學(xué)效果得到有效的提升。學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)識(shí)度和興趣性得到提高，為學(xué)生今后的工作和科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，促進(jìn)微生物學(xué)與動(dòng)物科學(xué)專業(yè)中的動(dòng)物飼料與營(yíng)養(yǎng)和遺傳繁殖與育種等學(xué)科的交叉融合，使學(xué)生在真正意義上實(shí)現(xiàn)了厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐和高素質(zhì)的專業(yè)能力提升。

圖1 課程優(yōu)化前后學(xué)習(xí)成績(jī)對(duì)比分析

3.2 領(lǐng)域共建，推進(jìn)課程應(yīng)用

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和河南農(nóng)業(yè)大學(xué)等學(xué)校的動(dòng)物科學(xué)學(xué)院已開(kāi)設(shè)畜牧微生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程多年［9］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年畜牧學(xué)科國(guó)家自然科學(xué)基金獲得結(jié)果中，題目關(guān)鍵詞包含微生物學(xué)的項(xiàng)目達(dá)33.7%，研究?jī)?nèi)容涉及利用微生物技術(shù)手段的項(xiàng)目達(dá)90%以上。并且2019年國(guó)家自然基金委員會(huì)在畜牧領(lǐng)域首次列出畜牧學(xué)基礎(chǔ)這一領(lǐng)域，畜牧微生物成為3個(gè)主要研究方向之一，已與動(dòng)物飼料和營(yíng)養(yǎng)及遺傳育種并列［10］。面對(duì)新的學(xué)科發(fā)展形勢(shì)，學(xué)校應(yīng)緊跟國(guó)家畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展中微生物研究這一新興領(lǐng)域，并開(kāi)發(fā)研究和利用適合我國(guó)北方寒地畜牧業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的微生物資源，為實(shí)現(xiàn)在畜牧微生物學(xué)本科教學(xué)和科學(xué)研究領(lǐng)域彎道超車這一目標(biāo)，需要加快本科畜牧微生物學(xué)課程建設(shè)，這對(duì)培養(yǎng)基礎(chǔ)型、綜合型、創(chuàng)新型和精英型的本科和研究生人才具有重要意義。

3.3 深入實(shí)踐，提升現(xiàn)實(shí)意義

從現(xiàn)實(shí)意義方面來(lái)看，畜牧微生物學(xué)研究同樣大有可為。微生物的生存范圍極其廣泛，與家畜的關(guān)系十分密切。微生物可以在一定程度上改變家畜的生產(chǎn)性能，從這一角度也可以說(shuō)，畜牧微生物在傳統(tǒng)上以動(dòng)物遺傳和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)為突破點(diǎn)提高家畜的生產(chǎn)性能之外另辟蹊徑。對(duì)家畜來(lái)說(shuō)，微生物可分為致病性病原菌和益生菌等。許多微生物具有合成必需氨基酸、脂肪酸以及維生素的功能，通過(guò)添加微生物的有效成分或直接使益生菌在家畜腸道定殖，可以經(jīng)濟(jì)高效地補(bǔ)充家畜的營(yíng)養(yǎng)需要。同時(shí)，利用微生物發(fā)酵對(duì)家畜飼糧和排泄物的處理也具有重要的研究意義。畜牧業(yè)的發(fā)展在很大程度上受到自身污染的局限，廢棄物處理不好不僅會(huì)污染周圍環(huán)境，更不利于疫病防控。利用微生物解決廢棄物和污染問(wèn)題將極大地降低養(yǎng)殖成本，同時(shí)可以促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)循環(huán)利用。

4 結(jié)語(yǔ)

畜牧微生物學(xué)是一門集理論性、技術(shù)性、實(shí)踐性、應(yīng)用性于一身的教學(xué)課程，與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密。因此，打破傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，做好配套的本科教學(xué)尤為重要。教師應(yīng)通過(guò)優(yōu)化課程安排、調(diào)整課時(shí)與內(nèi)容等方式，注重客觀人才培養(yǎng)規(guī)律，把最實(shí)用的知識(shí)教給學(xué)生并且使他們能夠牢牢掌握；加快畜牧微生物領(lǐng)域科研項(xiàng)目的培育，讓學(xué)生能夠看到方向，堅(jiān)定信心，最終使微生物學(xué)融入畜牧學(xué)科并茁壯成長(zhǎng)。在雙一流學(xué)科建設(shè)中，教師應(yīng)清楚地認(rèn)識(shí)到所面對(duì)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，積極實(shí)行課程教學(xué)改革，使畜牧微生物學(xué)成為拉動(dòng)動(dòng)物科學(xué)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。