基于生物安全的獸醫微生物實驗教學改革

張焱焱 邱銀生 吳濤

[摘 要] 隨著病原微生物給世界各國造成的危害越來越嚴重，生物安全問題越發被人們重視，生物安全在2020年已被我國納入國家安全體系。獸醫微生物近年來在畜牧行業及人群中引發的生物安全問題，成為全社會共同關注的焦點。實驗操作是獸醫微生物教學計劃的重要組成部分，實驗課中的任何不當操作都可能引發嚴重的生物安全問題，因此在不影響教學質量的同時，如何控制和規避由病原微生物引發的生物安全問題，成為獸醫微生物實驗課程的重要研究課題。

[關鍵詞] 生物安全;獸醫微生物實驗課程;課程改革

[基金項目] 2013年度湖北省高等學校省級教學研究項目“‘工農相融動物藥學專業人才培養模式的改革研究與實踐”（2013320）

[作者簡介] 張焱焱（1989—），男，山西臨汾人，博士，武漢輕工大學動物科學與營養工程學院講師，主要從事獸醫學研究;吳 濤（1978—），男，湖北十堰人，博士，武漢輕工大學動物科學與營養工程學院教授（通信作者），主要從事獸醫學研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）15-0076-04? ?[收稿日期] 2020-11-23

一、引言

獸醫微生物學作為畜牧學專業的基礎課程，在各大農業類院校的相關專業中均有開設[1-3]，通過理論課程與實驗課程相結合的教學方式，每年給我國畜牧行業輸送大量的專業人才。在不同專業課中，獸醫微生物學是一門實驗性非常強的課程，實驗教學在培養學生綜合素質和創新能力方面發揮著重要作用[4，5]。隨著國家對生物安全問題的重視，在獸醫微生物實驗教學中可能出現的一些問題，必須要提前考慮，這是因為在獸醫微生物學中涉及的很多微生物屬于病原微生物，而且它們的致病性及感染途徑各異，有些病原微生物只引起牲畜的感染，有的病原微生物不僅能感染牲畜，還能感染人，并且這些病原微生物可通過多種途徑（包括皮膚、傷口、呼吸道和消化道等）進入機體從而引發感染，由病原微生物引發的社會問題被廣泛關注[6-8]。因此，在開展獸醫微生物實驗課程中，存在由病原微生物引發生物安全問題的隱患[9-11 ]。這就要求我們在開展實驗教學環節時要保持高度的安全意識，時刻提高警惕，杜絕任何引發生物安全問題的隱患發生[ 12-15 ]。獸醫微生物的教學主要包括細菌的分離和培養、形態觀察及生長特性研究。那么如何在不影響獸醫微生物實驗課程教學質量的前提下，做好病原微生物安全的防控呢？這里將從獸醫微生物理論教學環節對學生生物安全意識的培養、實驗項目的設計、培養學生在實驗教學中的規范性操作及實驗相關廢棄物的處理四個方面，探討獸醫微生物實驗課程教學中防控生物安全隱患出現的策略。

二、獸醫微生物實驗教學存在的問題及改革策略

（一）在理論教學中培養學生的生物安全意識

獸醫微生物學是一門實踐性和應用性非常強的專業基礎課，實驗教學是“獸醫微生物學”課程的重要組成部分。由于微生物是一些肉眼不可見的生命體，因此初次接觸該門課程的學生會缺乏感官認知，覺得很抽象，難以理解，逐漸對其失去學習興趣。而且學生在接觸獸醫微生物理論教學初始階段并未真正接觸與微生物相關的實驗操作，因此他們并不清楚微生物的特征及可能引發的生物安全問題。再加上在以往的獸醫微生物學理論教學和實驗教學中，教師主要關注學生對基礎理論知識的掌握情況，以及實驗操作技能和解決實際問題的綜合能力等方面。因此，在以往的獸醫微生物教學過程中，教師往往忽視對學生生物安全意識的培養，學生也很少自主培養生物安全意識。隨著病原微生物引發的生物安全問題越發得到社會各界的廣泛關注，我國將生物安全納入國家安全體系，同時為了有效規避獸醫微生物實驗教學中出現的生物安全問題隱患，培養學生的生物安全意識顯得越來越重要。這就需要教師不僅要在獸醫微生物理論教學過程中培養學生的生物安全意識，更要在獸醫微生物實驗教學階段讓學生更加形象地理解生物安全的重要性。具體進行以下幾方面的改革。

首先，應該通過理論課程學習培養學生的生物安全意識，目前獸醫微生物學的理論教學內容及教學方法發展得越來越成熟，可以借助多媒體手段將一些能夠引發生物安全問題的病原微生物形象地展現在學生面前，不僅要讓學生了解這些病原微生物的特性，更要讓學生了解這些病原微生物引發的生物安全問題及防范手段。其次，可以在理論教學中重點講述病原微生物的致病機制，從而培養學生的生物安全意識，讓學生了解微生物的生長特性可以決定其傳播途徑，以及引發的生物安全問題的嚴重性，并針對微生物致病機制研發的應對措施。最后，要對實驗中涉及的病原微生物特性進行重點講述，特別是病原微生物感染宿主的途徑，以及感染部位和造成的危害。學生只有將病原微生物的這些基本特性真正掌握，才能在實驗操作及以后的科研工作中，時刻保持生物安全意識?？傊ㄟ^獸醫微生物學理論課程來培養學生的生物安全意識，既可以有效規避學生在實驗教學環節中可能出現的生物安全隱患，也可以培養學生良好的科研素養，讓學生踏踏實實上課，認認真真學習，這都需要理論課程教學做好鋪墊。

（二）獸醫微生物實驗項目的設計

獸醫微生物實驗課的教學目的在于讓學生熟悉微生物實驗操作的基本流程，掌握基本的實驗技能，完成對微生物形態的觀察，以及對微生物的分離培養和鑒定。因此，應該緊緊圍繞著實驗目的來設計實驗項目，并且應全面考慮實驗中存在的生物安全隱患，并提前制定防控措施。

實驗對象是引起生物安全問題的根源，因此在實驗項目制定中根據實驗目的選擇合適的實驗對象，如果滅活的微生物可以達到實驗目的就用滅活的微生物，如果非致病性的微生物可以達到致病性微生物的實驗效果就用非致病性的微生物，這樣就從根源上降低了意外感染的概率。例如：細菌形態的觀察實驗是通過讓學生自行制片、固定染色，最后通過顯微鏡觀察來掌握細菌的基本形態。在整個制片過程中，學生需要直接與微生物接觸才能完成實驗項目，稍有操作不當，極易發生感染事件。因此，我們在實驗項目設計過程中，要充分考慮整個實驗過程，對于存在生物安全隱患的環節，在不影響實驗目的的情況下，使用滅活或非致病性微生物取代致病性微生物完成實驗，再加上有效的防控措施，就可以保證實驗項目的安全進行。比如，在微生物的分離培養及鑒定中，必須使用活微生物，然而有些微生物的致病性很強，這就存在極大的生物安全隱患，如果在實驗設計中使用無致病性的菌株取代致病性菌株就會大大降低生物安全隱患。總之，在實驗項目設計中，以不影響實驗目的為前提，盡量避免使用致病性的微生物，再提前制定防控措施，就可以有效控制生物安全隱患的發生，保證學生安全。

（三）培養學生實驗技術操作的規范性

培養學生實驗操作的規范性不僅對控制實驗過程中微生物引發的生物安全問題意義重大，而且對學生將來在工作崗位上獨立完成微生物實驗也有現實意義。無菌操作技術貫穿于整個微生物實驗課程，該技術在一個封閉無菌的空間（生物安全柜）內完成，是一項能夠保證操作者、樣本及環境安全的技術。生物安全柜為微生物實驗操作的安全提供了保證，這是由于生物安全柜內的空氣在內部循環后，必須經過濾除菌后才會排出柜外，因此學生只有做好安全措施，才能將手伸進生物安全柜進行操作，才能充分發揮生物安全柜的保護作用。如果學生操作不當，可能會引發生物安全隱患。因此，在學生正式接觸微生物之前，培養他們的無菌操作技術，樹立無菌觀念，對整個微生物實驗課程的意義重大。另外，讓學生提前熟知實驗室及實驗課堂的規章制度也具有十分重要的意義。對于實驗室內存放的實驗試劑耗材，讓學生做到不亂動、不亂摸，發現異常及時匯報;對于實驗中使用的試劑耗材，要將其化學成分、化學性質及使用說明，提前告知學生，并在對應的試劑耗材上貼上使用說明;對于實驗者本人，在實驗操作之前做好充分的防護措施，按操作指南規范完成實驗。

首次參與獸醫微生物實驗課程的學生，由于沒有操作經驗，可能會產生很多失誤，雖然他們已經接受過獸醫微生物理論課學習，并掌握了豐富的理論知識，但是僅僅依靠理論教學遠遠不能滿足實驗操作的需求。因此，在首次實驗課之前，教師要做好引導作用，學生應以觀摩為主，教師可以挑選理論知識扎實的學生展開示范操作，教師在旁邊時刻關注，隨時糾正操作不當之處。這樣以學生示范為主、教師為輔，可以加強學生的學習興趣，并且挑選少量學生在教師的指引下操作，可以有效規避生物安全隱患，同時學生也會加深操作體會，有利于學生課后交流學習。隨后可讓更多的學生參與進來，教師在這個過程中既是傳授者也是監督者，要展示出標準的實驗操作技術并傳授給學生，而且要在學生操作過程中，時刻關注學生操作的每一個步驟，對于操作不當的地方要及時糾正，直到每個學生能夠規范操作。

第一次實驗課教學對于學生非常重要，學生可能由于精神高度集中，錯過深入思考和體會，因此教師在第一次實驗課后要及時總結實驗課中出現的問題，并制定合適的應對措施，這樣才能加深學生的印象，培養學生實驗操作的規范性。同時，在實驗教學過程中，教師在強調微生物可能存在哪些生物安全隱患時，也要將必要的應對措施傳達給學生，讓學生掌握應急措施有利于其進一步學好專業知識。

（四）實驗課后的廢棄物處理

獸醫微生物實驗課后產生的廢棄物中存在大量活體微生物，如果不能及時將這些微生物殺死，一旦它們流入周圍環境就會大量繁殖，給社會安全造成極大的生物安全隱患。由于實驗室操作不當引發的生物安全問題在世界范圍內時有報道，目前已有相應的防控措施被實施。但針對獸醫微生物實驗課中產生的實驗垃圾，如何保證這些實驗垃圾中的獸醫微生物在流出實驗室前被完全殺滅呢？想要解決這個問題，就要明白哪些實驗環節存在獸醫微生物的污染？哪些實驗物品已被獸醫微生物污染？把這些問題弄清楚后再制定相應的措施，就可以將實驗垃圾中的獸醫微生物完全消滅。

獸醫微生物實驗操作環節中主要在接種菌體及觀察中接觸微生物，因此在這個過程中應該嚴格控制學生在接種及觀察過程中使用物品的存放及流向。獸醫微生物實驗的廢棄物主要包括培養微生物使用的玻璃器皿、培養基和污染的實驗耗材。微生物實驗完成后，要保證使用過的耗材分類存放，并選擇合適的滅菌方法將其充分滅活。實驗室中滅活實驗廢棄物中的獸醫微生物方法有很多，包括紫外線殺菌、高溫高壓滅菌及化學滅菌等。對于不能高溫滅菌的實驗廢棄物應該選擇紫外線殺菌或者化學滅菌法，對于剩余的菌液可以選擇高溫高壓將其徹底滅活。當然還應該采取相應的檢測方法，檢測滅菌效果，為了保證充分殺死廢棄物中的微生物，不僅需要針對不同污染物選擇合適的滅菌方法，而且要對滅菌后廢棄物中的微生物進行重新培養，證明其被全部殺死后，再將廢棄物丟棄到指定地點。只有每一步都充分考慮、仔細操作，才能將獸醫微生物廢棄物中的殘余病原體充分消滅，從而規避生物安全隱患。

三、結語

近年來，由微生物引發的生物安全問題頻發，不僅給養殖業造成了巨大的經濟損失，而且嚴重威脅了公眾健康，為了杜絕一切生物安全隱患的存在，每個人都應該高度重視生物安全問題。這就需要每個人以身作則，從源頭抓起，充分了解并認識生物安全問題，時刻保持警惕。高校不僅要重視微生物理論課程教學，培養學生的生物安全意識，更應該重視微生物實驗教學，通過設計合理的實驗內容，培養學生實驗操作技術的規范性，保證實驗垃圾中的微生物被充分滅殺，促進微生物實驗課的順利開展，為社會中的相關行業培養合格的專業型人才。

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Teaching Reform of Veterinary Microbiology Experiment Course Based on Biosafety

ZHANG Yan-yan， QIU Yin-sheng， WU Tao

（School of Animal Science and Nutritional Engineering， Wuhan Polytechnic University， Wuhan， Hubei 430023， China）

Abstract： As more and more harm caused by pathogenic microorganisms to all countries in the world， people have paid more and more attention to the issue of biosafety. This year， biosafety has been included in our countrys national security system. In recent years， the biosafety problems caused by veterinary microorganisms in animal husbandry industry and the population have become the focus of attention of the whole society. Experimental operation is an important part of Veterinary Microbiology teaching plan. Any improper operation in experiment class may cause serious biosafety problems. Therefore， how to control and avoid biosafety problems caused by pathogenic microorganisms without affecting the quality of teaching has become an important research topic in Veterinary Microbiology Experiment course.

Key words： biosafety; Veterinary Microbiology Experiment course; course reform