新工科背景下食品微生物學(xué)混合教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

王玉榮　侯強(qiáng)川　趙慧君　屈定武　郭壯

微生物分布廣、種類多，與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)。在食品領(lǐng)域，微生物是一把“雙刃劍”，一方面，微生物菌體、代謝產(chǎn)物及酶類有利于食品的加工、貯藏及人與自然的可持續(xù)健康發(fā)展，如食醋、酒類、面包等的生產(chǎn)都需要微生物的參與；另一方面，微生物也易引起食品腐敗變質(zhì)、毒素污染，是引發(fā)糧食損失和食物中毒等的重要因素之一。

作為食品類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)主干和學(xué)位課程，食品微生物學(xué)是研究與食品有關(guān)的微生物以及微生物與食品間關(guān)系的一門交叉性學(xué)科，涉及內(nèi)容十分廣泛，與食品發(fā)酵、食品安全、食品添加劑和食品保藏等行業(yè)密切相關(guān)，具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性與應(yīng)用性。然而，現(xiàn)階段的食品微生物學(xué)教學(xué)大多采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，難以保障學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的融合及培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，積極探究適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展要求的食品微生物學(xué)教學(xué)模式，培養(yǎng)能應(yīng)用好這把“雙刃劍”的高質(zhì)量食品專業(yè)人才是極為必要的。

近年來，教育部先后提出了建設(shè)新工科、調(diào)整優(yōu)化學(xué)科專業(yè)設(shè)置的系列發(fā)展戰(zhàn)略，旨在推動(dòng)高校積極主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，深化學(xué)科專業(yè)供給側(cè)改革，全面提高人才自主培養(yǎng)質(zhì)量，建設(shè)高質(zhì)量高等教育體系。在此背景下，教學(xué)團(tuán)隊(duì)從優(yōu)化教學(xué)大綱、創(chuàng)新教學(xué)模式、改革考核體系等方面，對(duì)食品微生物學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行融合性創(chuàng)新與反思，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握與實(shí)踐能力的提升，以期為實(shí)現(xiàn)食品專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)提供參考。

一、確立成果導(dǎo)向，優(yōu)化教學(xué)大綱

教學(xué)大綱是教學(xué)指導(dǎo)性文件，也是教師實(shí)施教學(xué)的重要參照。為保證教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合學(xué)校應(yīng)用型、綜合型的辦學(xué)定位及專業(yè)實(shí)際，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以成果為導(dǎo)向，依據(jù)“反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤钡脑瓌t優(yōu)化了食品微生物學(xué)課程的教學(xué)大綱，不僅明確了本門課程的教學(xué)內(nèi)容，還對(duì)教學(xué)目標(biāo)、課時(shí)安排與教學(xué)環(huán)節(jié)、考核評(píng)價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了細(xì)化。

食品微生物學(xué)課程的理論部分包括四項(xiàng)課程目標(biāo)，涉及問題分析能力、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、工程與社會(huì)以及溝通能力，并針對(duì)不同章節(jié)內(nèi)容設(shè)定知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)以及素質(zhì)目標(biāo)。比如，通過“微生物的生態(tài)”和“食品腐敗變質(zhì)及其控制”章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要掌握微生物與食品腐敗及其控制，微生物與食源性疾病、食物中毒的基礎(chǔ)知識(shí)，了解影響食品工程設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的微生物因素，能夠分析和評(píng)價(jià)食品深加工等相關(guān)領(lǐng)域工程實(shí)踐對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律、文化的影響，以及這些制約因素對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。明晰的教學(xué)目標(biāo)不僅有助于教師組織教學(xué)，也可幫助評(píng)估教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的新興技術(shù)手段在食品生產(chǎn)、檢測中得到應(yīng)用與推廣。為保證教學(xué)大綱的先進(jìn)性及教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化，教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從教學(xué)目標(biāo)及學(xué)情背景出發(fā)，及時(shí)更新教學(xué)大綱，優(yōu)化教材建設(shè)，補(bǔ)充了學(xué)科前沿知識(shí)，并融入思政元素。

二、以學(xué)生為中心，創(chuàng)新教學(xué)模式

知識(shí)體系和教學(xué)設(shè)計(jì)是課程建設(shè)的核心，對(duì)教學(xué)實(shí)施及人才培養(yǎng)發(fā)揮著重要作用。食品微生物學(xué)課程理論教學(xué)共計(jì)48學(xué)時(shí)，包含10個(gè)章節(jié)，前6章為微生物基礎(chǔ)知識(shí)，后4章涉及微生物生產(chǎn)應(yīng)用與危害防治，內(nèi)容豐富，涉及學(xué)科較多。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，課堂教學(xué)多以教師講授、學(xué)生“聆聽”為主，“滿堂灌”的教學(xué)方法容易導(dǎo)致課堂氛圍沉悶，學(xué)生產(chǎn)生疲勞感，影響學(xué)習(xí)主動(dòng)性及學(xué)習(xí)成效。

為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，課前做好學(xué)情分析，明確教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容以PPT、短視頻、圖片、熱點(diǎn)討論等形式進(jìn)行展現(xiàn)，提前設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)并發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，由“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變。課中先以案例或問題導(dǎo)入啟發(fā)學(xué)生思考，再通過探究式、討論式等教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索并積極參與課堂互動(dòng)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的課堂主體性和能動(dòng)性，使其不僅“學(xué)會(huì)”，更具備“會(huì)學(xué)”的能力。課后發(fā)布相關(guān)行業(yè)問題、調(diào)研等形式鞏固所學(xué)知識(shí)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課外創(chuàng)新訓(xùn)練等環(huán)節(jié)中加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，加深理解并拓寬視野。除了“線上線下相結(jié)合”“課內(nèi)外相結(jié)合”的模式外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)還邀請(qǐng)企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)，做到“校內(nèi)外相結(jié)合”，使學(xué)生深入了解產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及行業(yè)需求。食品微生物學(xué)課程混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)如圖1所示。

以“微生物分類”章節(jié)為例，課前，教師在學(xué)習(xí)通平臺(tái)在線發(fā)布課件、微生物分類相關(guān)的綜述、微生物檢索分類機(jī)構(gòu)官網(wǎng)等學(xué)習(xí)資料，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)課程。課中，先以人、猿、猴為案例進(jìn)行課程導(dǎo)入，而后除了講解形態(tài)特征和生理生化反應(yīng)等基礎(chǔ)知識(shí)外，還對(duì)API細(xì)菌數(shù)值鑒定系統(tǒng)、Enterotube系統(tǒng)、宏基因組組裝等知識(shí)作了拓展與提升，拓寬學(xué)生視野并使其感受到科技的力量。同時(shí)，以本團(tuán)隊(duì)前期分離的多個(gè)新物種為例簡述其分類過程，這些新物種大多分離自大頭菜、鲊廣椒、米酒曲等學(xué)生比較熟悉的家鄉(xiāng)特色傳統(tǒng)發(fā)酵食品，能夠激發(fā)學(xué)生興趣、加深理解，使學(xué)生進(jìn)一步感知祖先的智慧，認(rèn)識(shí)到“綠水青山就是金山銀山”的重要意義。課后，布置“家鄉(xiāng)特色發(fā)酵食品中微生物資源挖掘方案設(shè)計(jì)”的小組任務(wù)，學(xué)生可進(jìn)入課題組參觀學(xué)習(xí)，積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，或在生產(chǎn)實(shí)習(xí)、企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)過程中深入了解相關(guān)知識(shí)，形成綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

在新工科背景下，食品微生物學(xué)課程教學(xué)模式改革不僅僅是指將新技術(shù)的理論知識(shí)引入課堂，還要進(jìn)一步借助智慧教學(xué)平臺(tái)豐富教學(xué)體驗(yàn)、拓寬學(xué)習(xí)廣度，使學(xué)生能夠多角度、全方位地深入理解并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。基于學(xué)校建立的微生物分離與鑒定虛擬仿真系統(tǒng)，學(xué)生不僅可以隨時(shí)查看分離篩選、生化鑒定、抑菌實(shí)驗(yàn)等的原理，在線練習(xí)操作技能，還能鞏固所學(xué)知識(shí)，拓展視野，掌握“會(huì)學(xué)”的能力。

三、改革考核體系，不斷優(yōu)化改進(jìn)

傳統(tǒng)的考核模式多以“作業(yè)+考試”的分值來評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，存在“重期末輕平時(shí)”的弊端，僅以分?jǐn)?shù)評(píng)定個(gè)人能力，將分?jǐn)?shù)當(dāng)成了目標(biāo)而非工具和手段，并不利于學(xué)生個(gè)體綜合發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)全員、全過程和全方位育人，教學(xué)團(tuán)隊(duì)定期對(duì)課程實(shí)踐效果進(jìn)行評(píng)價(jià)與反思，對(duì)評(píng)價(jià)模式進(jìn)行優(yōu)化，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程及期末綜合能力均納入考量范圍。其中，過程評(píng)價(jià)包括課堂表現(xiàn)、隨堂測驗(yàn)、線上活躍度及小組任務(wù)完成情況等；綜合能力測驗(yàn)包括期中、期末理論考試，且題目設(shè)計(jì)多以實(shí)際生產(chǎn)為背景，考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的把握、融合及應(yīng)用能力。學(xué)期末，教師計(jì)算每位學(xué)生各課程目標(biāo)達(dá)成情況并分析原因，發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行改進(jìn)。

通過混合教學(xué)模式的實(shí)施與改進(jìn)，近兩屆班級(jí)學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成值由0.73上升至0.81，學(xué)生對(duì)教師教學(xué)的滿意度也由97.00%上升至100%，表明該模式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果及能力提升具有促進(jìn)作用，且學(xué)生對(duì)本門課程的教學(xué)設(shè)計(jì)、方法、實(shí)施效果等較為滿意。

綜上所述，食品微生物學(xué)是一門交叉性學(xué)科，內(nèi)容豐富、應(yīng)用廣泛。在新工科背景下，將行業(yè)先進(jìn)技術(shù)和新興教學(xué)手段融入教學(xué)設(shè)計(jì)中，通過線上線下、課上課下以及校內(nèi)校外相結(jié)合的多樣化教學(xué)模式，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、開拓視野，還有利于教師開拓第二課堂，將基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行延伸與拓展，滿足學(xué)生個(gè)性化需求，全面提升其綜合能力。

基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（231107547200421）；湖北文理學(xué)院教師科研能力培育基金“科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”（2020kypytd009）；湖北文理學(xué)院課程思政專項(xiàng)（SZ2023022）。

作者簡介：王玉榮（1993-），女，講師，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。

*通信作者：郭壯（1984-），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。