“食品微生物學”專創融合協同柔性分課堂教學中強化本科生知識掌握與能力培養探討

張少穎，于有偉，張秀紅，崔美林，李 艷

（山西師范大學食品科學學院，山西太原 030031）

“食品微生物學”是食品類專業的一門重要專業基礎課，該課程的知識內容包括微生物學的基礎知識和微生物在食品行業的具體應用兩大部分?！笆称肺⑸飳W”課程知識點多，內容瑣碎，學生學習起來有一定的難度[1]。同時，“食品微生物學”是一門非常重要的專業基礎課，許多食品專業的大學生，無論是本科直接就業或者是考研深造，都要應用到“食品微生物學”相關的知識或技能。因此，學生在大學期間必須認真掌握該課程的相關知識，為以后的工作或讀研深造打好基礎。當前優化課程設置，“食品微生物學”課程也面臨著課時壓縮的趨勢；同時，在新工科背景下，隨著食品產業的快速發展，許多高校都加強了“食品微生物學”課程教學，以便于對接新工科背景下對高素質的食品科技人才的需求。

在“食品微生物學”教學改革方面，課程組也進行了嘗試和探索。實施了以學生為中心的專創融合協同柔性分課堂教學。在這種教學模式下，教師在講授知識的過程中，適當將課堂劃撥出一部分時間讓給學生，以及學生進行與生產實踐相關的專題展示匯報[2]。構建相關的教學模式，在實施過程中取得了比較理想的教學效果。知識掌握和能力培養是教學目標當中2 個重要的方面。對專創融合協同柔性分課堂教學過程中強化學生知識掌握和能力培養進行了探索，以期更好地提高“食品微生物學”的教學質量，適應新工科對人才的要求，為食品行業的發展培養高素質的食品科技人才。

1 具體實施方式

1.1 在知識架構上，點面結合，構建13343 知識體系

“食品微生物學”知識點比較多，包括微生物的形態與結構、營養與生長、代謝、遺傳育種、菌種保藏、生態、分類、傳染免疫、食品釀造、食品腐敗和食品安全等。要在有限的理論學時完成如此多的知識內容學習，學生的學習任務非常繁重。為此，將知識點進行了梳理整合，構建13343 知識結構體系（見圖1）。將所有的知識內容總體上整合成5 個部分，學生學習時有一個比較清晰的整體框架思維，便于勾勒出各個基本知識點在知識體系中的位置?！?”是指緒論部分，在緒論部分主要講述學科發展簡史、微生物的特點和微生物學發展取得的成就。第一個“3”是指原核、真核和非細胞微生物病毒，重點講述各類微生物的形態和結構，也包括微生物的繁殖等內容。第二個“3”是指微生物的營養、生長與代謝?！?”是指微生物遺傳育種保藏、生態、分類和傳染免疫。最后一個“3”是指食品釀造、保藏和食品安全等相關內容。這樣整個“食品微生物學”知識點就非常條理，學生每學完一章之后，自己再繪制出每章的思維導圖，所有的知識點都納入13343 知識體系內，實現點面結合，提綱挈領。清晰的知識架構內容便于學生牢固識記、深入理解知識和應用知識，學習起來便較為輕松。

圖1 “食品微生物學”13343 知識結構體系

“食品微生物學”13343 知識結構體系見圖1。

1.2 知識掌握與實踐應用融匯貫通

在專創融合協同柔性分課堂教學過程中，學生系統地學習課程的基本知識，同時通過專題展示匯報，把微生物知識在食品行業中具體應用也融入進去。

專創融合協同柔性分課堂教學中知識掌握與實踐應用關聯示意圖見圖2。

圖2 專創融合協同柔性分課堂教學中知識掌握與實踐應用關聯示意圖

由圖2 可知，課堂上所學的知識在生產實踐得到了應用，學生感受到了知識的價值，會用心去學習知識。同時，學生在嘗試解決生產實踐問題時，也會自然而然地運用知識。在微生物的營養中，講授碳源、氮源、能源、水分、無機鹽和生長因子這六大營養素；在微生物的生長過程中，講授溫度、pH 值、氧氣、滲透壓等影響生長的因素。學生通過專題展示匯報交流，更容易深入理解知識，并能有效地在生產實踐中應用。以釀造葡萄酒為例，前期通入空氣，便于酵母菌大量繁殖，代謝產生二氧化碳；后期厭氧發酵，代謝產生乙醇。在發酵過程中，需要20 ℃左右的溫度，有時還要添加適量的糖分。在講授代謝的章節內容時，引導學生分析乙醇的具體形成過程：丙酮酸在丙酮酸脫羧酶作用下脫羧代謝產生乙醛，乙醛在乙醇脫氫酶作用下還原產生乙醇。課堂上講的知識在生產實踐中得到了非常好的體現，學生的學習積極性也大大提高。類似的案例分析非常多，比如在采用地缸釀造汾酒過程中，用花椒水淋洗的科學道理是什么呢，夏天為什么不能釀造出高品質的清香型汾酒呢[5]？當課堂知識與生產實踐融會貫通在一起時，知識落到了實處，生產實踐經驗也有了科學依據，生產中遇到的實際問題也有案可稽地進行嘗試解決。在專創融合協同柔性分課堂教學過程中，學生的知識掌握和能力培養也同時有效達成。

1.3 多次重復回顧，促使學生潛移默化地習得知識

在教育心理學上，根據艾賓浩斯遺忘曲線，記憶遺忘的規律是先快后慢，呈負加速型[3]。因此，要鞏固所學的知識或技能，適當地重復或回顧是非常有必要的。在專創融合協同柔性分課堂的教學過程中，教師在課堂上講授知識使用一部分時間，另外一部分時間用于小組進行專題展示匯報。專題展示匯報的生產實踐方面的內容能夠非常好地驗證課堂上所學的理論知識，相當于學生回顧所學的知識。在專創融合教學中，這不是簡單的回顧，而是與生產實際緊密結合，融入到實際生產情景中的應用性回顧。一學期一般要進行4 次專題展示匯報，每次專題展示都是對課程主要章節知識的一次濃縮化理解。在學生加深了對知識的識記和理解同時也有效地培養了學生的知識應用能力。學院“食品微生物學”的理論課在大二上學期開始，共上14 周課，每3 周進行一次專題展示匯報，共進行4 次。課程組的教師通常給學生至少提供6 個專題，學生根據興趣任意選取4 個。專題內容涉及到傳統調味品釀造、益生菌、酒類、微生物發酵、采后果蔬病原菌控制、與食品安全相關的致病菌、生產線上有害微生物的控制等。在學生分組選取專題時，為從正反2 個方面充分掌握“食品微生物學”知識，有益微生物和有害微生物的相關專題都要兼顧。學生參與專題交流展示的積極性非常高，在課余進行小組合作準備專題的內容，課堂上進行展示匯報交流，隨后傳到課程網絡平臺上，全班學生在課余利用網絡平臺進行充分交流點評。

1.4 學生帶著生產實踐問題學習，能有效激發求知欲

問題是最好的教師之一，現代的大學生責任感和求知欲非常強，非常愿意努力嘗試解決生產實踐問題。生產實踐問題引入課堂后，能夠充分調動學生的學習積極性，增強學習效果。特別是小組成員通過合作，完成一個專題的交流展示匯報任務，學生獲得很強的成就感，從而潛移默化地提高了學習效果，增強了解決問題的能力。以濃縮蘋果汁生產過程中嗜熱耐酸芽孢桿菌（以下簡稱耐熱菌TAB）的控制為例[4]。TAB 會影響濃縮果汁的風味，產生類似口臭的劣質難聞的氣味。蘋果汁生產線一旦被TAB 污染，會給生產企業造成很大的經濟損失。TAB 的控制一直是困擾濃縮蘋果汁生產的難題之一。如何控制TAB 呢？把這個問題擺出來之后，教師引導學生探討解決的方案。學生列舉控制蘋果原料衛生、有效清洗生產線、加強殺菌工藝控制、減少果汁在線時間、隔絕氧氣、加入一些天然抑菌物質或過濾除菌等措施，最大限度地控制住TAB。學生的想法非常多，雖然未必都有效，如高溫殺菌會對果汁的營養和風味造成破壞，但是在此更多的是關注學生如何探索運用知識解決問題。學生在嘗試解決實踐問題的過程中，把知識的理解和掌握程度會升高到一個新的層次。

1.5 結合科技類的時政要聞，引導學生帶著興趣學習，培養學生的責任擔當使命

隨著中國經濟的快速發展和人民生活水平的提高，食品產業獲得迅速的發展，在國民經濟體系中的作用越來越重要。食品科技的發展日新月異，新知識、新方法、新的研究成果不斷涌現，這些科技知識為食品微生物學的發展注入了非常強的活力。以益生菌產業為例，研究表明益生菌對人體的健康非常重要，近年來已經成為食品領域的研究熱點之一?？蒲泄ぷ髡邔λ崮?、泡菜、益生菌發酵果汁或肉制品等富含益生菌的食品開展了大量研究。2019 年1 月8 日，中國工程院陳衛院士牽頭完成的“耐脅迫植物乳桿菌定向選育及發酵關鍵技術”成果獲國家技術發明獎二等獎[5]。陳衛院士率領研究團隊與乳品企業開展合作，利用江南大學的國家級科研平臺，圍繞植物乳桿菌高效分離篩選、高耐受菌株定向選育、特定功能精準評價，以及新型植物乳桿菌發酵關鍵技術的突破，開展了一系列技術發明和創新。項目的核心菌株和專利技術已在相關生產企業實現產業化應用，形成了良好的經濟效益和社會效益。這項研究內容提升了中國益生菌產業的競爭力，起到較強的示范引領作用。這個教學案例中涉及到微生物菌種的選育、生長條件等章節內容，同時也蘊含著科研工作者進行科技攻關、團隊協作、高校服務社會等課程思政元素，學生在學習過程中不僅學到了知識，同時也增強學生努力學習，將來服務社會的責任感。

1.6 充分利用課程網絡平臺，讓學生開展自主性學習，提高學習效率

目前，學院“食品微生物學”理論課只有40 個學時，時間非常有限。借助于網絡課程平臺資源，可以大大拓寬學生學習知識的時間和空間。學校訂購了超星爾雅網絡教學資源，“食品微生物學”建有課程平臺。教學團隊將課堂講課視頻、課件、習題、課外拓展學習的內容都放到網絡課程平臺上。學生上完課后，課余可以隨時通過手機APP 登錄超星課程平臺進行拓展學習，或者與教師進行互動交流等[6]。在專創融合協同柔性分課堂的教學過程中，課程網絡平臺提供了非常好的便利條件。小組學生在課堂上專題展示交流匯報完畢后，根據討論的結果修改PPT，然后傳到課程網絡平臺的討論區，課后進一步互動交流。使用網絡課程平臺還有一個好處，就是課堂上理解力參差不齊的學生，課后可以便捷地使用網絡課程平臺鞏固所學的內容，總體上有助于提高全班學生的學習效果?？傊?，借助于網絡媒體技術，學生將有限的課堂知識學習拓展到了無限的課外空間，有效地提升了學習效果，有助于高效掌握知識，也相應地提高了學生的應用能力。

2 教學效果

知識掌握方面，學生借助于13343 知識體系和自己繪制的思維導圖，非常方便地識記知識。在專創融合協同柔性分課堂的小組專題展示匯報中，學生切實感受到所學知識具體應用情況，加深了知識的理解和領悟能力，有效地掌握了“食品微生物學”知識?！笆称肺⑸飳W”是許多高校食品類專業選取的考研科目之一，學院有許多學生選取“食品微生物學”作為其中的一門考研專業課程，大多數學生都取得了一個非常理想的成績。近年來，學院的學生考研錄取率逐漸提高。

能力培養方面，在專創融合協同柔性分課堂教學中，學生的知識應用能力和創新能力得到了非常好的訓練。小組專題交流展示的內容是與生產實踐直接相關的案例素材，學生有身臨其境的感覺。同時，專題交流展示生產實踐中存在的問題或未來發展趨勢，引導學生如何運用知識解決問題，有助于培養學生攻堅克難的創新能力。近年來，學院的學生獲批多項省級或國家級與食品微生物學相關的創新創業項目。在“互聯網+”創新創業大賽中，也多次獲獎。

價值素養方面，在專創融合協同柔分課堂教學當中，許多與生產實踐相關的問題引入到課堂當中?？蒲泄ぷ髡邎F結協作、迎難而上、刻苦攻關，他們解決生產問題的感人精神也深深地熏陶了學生。這些勵志素材潛移默化地啟發本科生發奮圖強、好好學習、不負青春韶華、勇于擔當歷史賦予當代學生的使命；團結協作、愛崗敬業、練好本領，將來更好地服務社會和國家。

3 結語

在“食品微生物學”課程實施專創融合協同柔性分課堂教學過程中，采取了點面結合構建13343知識體系，與實踐應用融匯貫通，多次重復回顧知識點，學生帶著生產實踐問題學習，引入科技類時政要聞和充分使用課程網絡平臺等6 項措施。這些措施有效地強化了學生掌握食品微生物學的知識，提升了學生的應用能力和創新能力，同時學生的職業素養也得到熏陶，從而達成了立德樹人所要求的課程教學目標。