面向應用的復合條鏈化教學模式實踐和探討

彭 輝, 馬同鎖, 張香美, 李桂琴, 趙士豪

(河北經貿大學 生物科學與工程學院,河北 石家莊 050061)

面向應用的復合條鏈化教學模式實踐和探討

彭 輝, 馬同鎖, 張香美, 李桂琴, 趙士豪

(河北經貿大學 生物科學與工程學院,河北 石家莊 050061)

任何一門實驗課程都是以實際應用為目的,復合條鏈化教學模式可以更好地讓學生掌握必要的實驗技能。介紹了面向應用的復合條鏈化教學模式的構想和實踐。構建復合條鏈化教學模式,首先要進行課程條鏈的設計,注重與生產實際結合,建立起完善的教學團隊,側重培養學生的基本實驗技能,重點培養學生的綜合實踐能力和創新能力。

復合條鏈化； 教學模式； 微生物實驗； 考核模式

食品行業是關系到國計民生的重要行業,是國民經濟的命脈,據統計,2006—2014食品規模工業企業生產總產值占全國工業總產值12%左右。2014年,按可比價格計算,全國37607家規模以上食品工業企業增加值同比增長7.8%。全年食品工業完成工業增加值占全國工業增加值的比重達到11.9%,對全國工業增長貢獻率11.0%[1]。如果再計算上日常生活中的餐飲以及其他與食品生產關聯行業,食品行業是國民經濟中最重要的支柱產業,是人類的生命工業,也是永恒不衰的行業。

微生物學是食品科學與工程專業以及其他相關食品專業的專業基礎課,該課程的教學質量既關系到后續課程的學習,又關系到學生走上工作崗位后的專業能力[2-3]。微生物學是一門以應用為目的、以實驗為基礎,實踐性和理論性同等重要的學科,涉及有害、有益微生物種類多,并對食品安全有著重要的影響[4]。4年來,我們以培養學生實際解決問題的能力為出發點,對以往傳統的教學內容和教學模式進行了一些有益的改革，以面向應用的條鏈化教學模式為主導,以培養學生獨立思考和解決問題的能力為主要教育任務,在教學中突出學生的主體作用,和食品企業聯合,鍛煉學生獨立發現、分析、解決問題的能力[5-9]。

1 應用型復合條鏈化教學模式的建立

1.1 應用型復合條鏈化教學模式的構想

我校微生物學面向4個專業,分別為食品科學與工程、食品質量與安全、生物工程、生物技術。原有的教學體系是4個專業實驗課程一致,教學沒有側重,實驗課隨理論課進行,實驗課時為34學時,實驗課時少,并且內容沒有形成系統性,實用性,基本是沿襲以往的驗證性實驗,教學內容、方式單一,與專業課聯系不夠緊密,沒有形成學生的系統性思維,不能發揮學生的主觀能動性,對學生的實際解決問題能力和創新能力的培養有限[9-10]。

面對課時少,學生能力亟待提高的情況,對原有的食品專業微生物實驗課程進行了整合,并與食品專業的實驗課以及企業需求結合,提出了面向應用的復合條鏈化教學模式。該模式以實際應用為出發點,考慮到食品行業中微生物的利弊,有針對性地以條鏈式綜合訓練學生發現問題、解決問題、思考問題的能力,使知識綜合化、教學系統化、層次明晰化、實驗實際化,培養優秀的食品專業人才。

1.2 食品專業微生物實驗教學的特殊性和條鏈化

傳統微生物實驗教學是以分割的微生物知識為基礎,把每個實驗作為單一的個體進行,沒有系統和體系[11],教學內容以驗證實驗和演示實驗為主,基本上沒有綜合性和創新性的實驗,學生畢業后參加工作所面臨的問題與學校的學習脫節,教學中也較少鍛煉學生獨立思考和獨立解決問題的能力[12]。

食品專業的微生物課程學習有其獨有的特點,與生物類專業教學有本質的不同。食品專業的微生物實驗是以實際應用為出發點,必然要側重于實踐,側重于以后在工作中的應用,以這一原則出發,確定教學目的。我校傳統的實驗內容以及排序如表1所示：

表1 原有模式的實驗教學內容及課程數

從表1可以看出,原有的微生物學實驗并沒有區分專業特點,實驗項目陳舊,沒有很好地與專業結合,實驗項目相對獨立。雖然相互之間有一定的聯系,但是與走向工作崗位以后的實踐脫節比較嚴重。針對原有課程存在的缺陷,以應用為教學最根本的出發點,仔細研究了食品行業的微生物應用和危害,制定了條鏈化的微生物教學體系[13]。課程構想見圖1。

圖1 面向應用的復合條鏈化的教學體系示意圖

傳統的微生物實驗內容雖然也遵循了面向實用的目的,但是在內容設置以及實驗安排上沒有遵循食品行業微生物應用的固有特點,學生的學習是零散的、沒有形成系統、沒有以實際應用為目的。

改革在原有實驗項目的基礎上進行,選擇與食品行業關聯度較大的,如大腸桿菌、乳酸菌、酵母菌為實驗微生物,輔以噬菌體等對生產微生物構成危害的對象,穿插基本操作和基本技能,著重鍛煉學生的綜合思考能力和動手能力。

2 課程內容體系的設計重點以及特點

2.1 注重條鏈化教學頂端和末端設計

在傳統的教學內容中,食品生產中所涉及的微生物在微生物實驗中占比很少,主要原因是傳統的教學內容是針對所有需要學習本課程的學生制定的,并沒有對食品專業學生進行有目的性的設計。改革后的教學內容在條鏈化教學的鏈條頂端和末端有意加強了食品微生物的比重,采用的都是與食品行業關聯極大的微生物,既有有益的微生物，如乳酸菌、酵母菌、霉菌等,也有有害的微生物，如大腸桿菌、噬菌體、葡萄球菌等,側重于聯系工廠實際和日常生活,使學生在進入工作崗位后能夠直接上手檢測、生產。

2.2 注意基本技能的培養

不排斥傳統教學模式中注重學生基本技能和基本知識的訓練,條鏈化教學模式的微生物實驗對這一點進行了加強,但不是簡單的重復,而是根據教學內容反復對其進行加強。比如在微生物的采集和后續處理、顯微鏡的使用等方面,在條鏈化教學模式的實驗內容中進行了反復的訓練,使學生對操作爛熟于心,培養學生較強的動手能力。同樣在實驗過程中貫徹面向生產、面向實際,把原課程中不與食品行業搭界的微生物排除在外,有針對性地進行實驗設計,也同樣加強了學生對食品微生物的認識和了解。

2.3 注重條鏈化的過程連貫性

條鏈化實驗模式的初衷就是把微生物實驗串聯起來,把各部分分散的知識點和實驗串聯成一個大的整體,并與食品企業真實的生產或檢測接軌。實驗設計是一個有機結合的條鏈,并把操作技能貫穿到整個鏈式實驗的過程,因此實驗的目的不再是簡單的驗證,而是要求學生獨立地完成整體微生物實驗的內容。這對學生提出了更高的要求,環環相接,絲絲入扣,一旦條鏈上的某個環節出現問題,學生必須從頭開始檢查實驗,條鏈的連貫和完整保證了實驗的科學性和實用性,實驗內容也從原來的那種事前就知道結論的簡單驗證實驗變成了某種不確定的科學持續過程,無論是哪個環節出現了失誤,都直接導致結果的失敗。

2.4 側重與專業學科的合理化結合

傳統的教育模式下培養的學生缺乏發散性思維,這正是大學生缺乏創新性的癥結所在。食品行業是一個和微生物息息相關的行業,很多食品的生產要用微生物做工具,大多數食品的腐敗變質與微生物關系密切。把教學鏈的頂端和末端(微生物的選擇和微生物的應用)這2部分設置在食品企業和學校的食品實驗室。復合條鏈化教學體系在完成了微生物實驗的基礎上,還讓學生對食品行業中涉及到的微生物生產和應用加深了了解。譬如通過篩選有益微生物和有害微生物來加深學生對專業的認識,通過諸如目標微生物的檢測、微生物的生產特性、菌種保藏等方面的實驗內容,加深學生對食品工業中的如H ACCP(危害分析的臨界控制點)等食品專業知識的了解。把實驗內容條鏈化其實就是把食品行業中的生產關鍵點串聯,讓實驗室和行業對接,實現了學校和工廠企業的對應,也實現了把學生訓練成合格技術人員的目的。

3 建立與教學模式相適應的教師隊伍

在進行教學的過程中,擴大了微生物教學的師資隊伍,把原來僅僅由微生物專業教師完成的教學擴大到了食品專業教師和企業技術人員。由長期在一線生產和檢測的企業技術人員指出在生產中容易出現微生物問題的環節和因素,在學生選取微生物樣品時既做到了有的放矢,又直接接觸了生產,提高了學生的動手能力。另外,在驗證微生物活力和危害分析上直接讓專業教師進行授課,貼近了專業培養目標,還可以讓學生了解到微生物在食品生產中所起到的重大作用。

微生物實驗教師也走出課堂來到食品企業,與學生一起進行實驗樣品的采集,培養了教師的實踐能力,了解了企業的需求,從閉門造車到主動開放吸納,與企業技術人員互通有無,在提高學生能力的同時,也讓教師接觸到了實際的生產過程。在這個過程中,實驗教師也幫企業解決了許多技術問題,促進了企業生產技術的改進,直接服務了企業,也轉化了現有教師的部分技術成果。請企業高級技術專家來學校做專題報告,主要講述專業發展動態、先進的設備儀器的使用以及先進的企業管理和品質控制理論,增長學生的見識,提升學生的社會適應能力。

建立了微生物教學教師與食品專業教師定期交流的機制。微生物實驗教師和專業教師進行了充分的探討,在不減少微生物實驗課時的前提下,把部分實驗內容,如生產和培養步驟轉移到教師的科研項目和工廠課題中,豐富了教學內容,把教學與科研有機結合。這部分過程只是部分學有余力和有科研興趣的學生參與。在這個過程中，學生獨立查閱資料、設計實驗方法,經歷系統的微生物科研過程,學習國內外先進的微生物實驗技術和方法。

通過與企業技術人員、專業教師以及微生物教師之間進行學習、交流、互通,既促進了微生物教師本身的發展,又建立了與復合條鏈化教學模式相適應的產學研三位一體的微生物實驗教學隊伍。

4 培養學生動手能力和創新能力

條鏈化教學模式側重于整個條鏈的連續性,側重培養學生解決實際問題的能力和創新能力,所以與傳統的實驗教學模式既有相通點又存在較大的區別,要求學生要全神貫注于教學條鏈上的每一步。建立與此相適應的實驗報告制度和實驗考核制度,把原來每個實驗一次報告形式改進成了3個系列連續報告形式,把原來側重于實驗結果的評分轉變為側重于考核學生的基本技能、綜合技能和解決問題能力。改變以往學生重結果輕過程的慣性思維,鍛煉學生綜合分析、解決問題的能力,實現學生在教學中的主體地位。

4.1 學生平時操作能力計入考核分數

條鏈化教學模式注重學生基本操作能力培養,但是由于學生采集的微生物來源不是來自標準的實驗室用材,所以會導致最終結果的千變萬化,尤其是微生物最終得到的數量和種類都是不同的,所以會造成諸如平板菌落形態以及微生物計數等實驗內容結果都會有差異。如果在這個過程中還是按照以往的實驗考核方式就不科學了,所以在類似的實驗過程中側重了學生的操作能力,而不是僅僅把結果作為成績考核。這就對微生物實驗教師提高了要求,也提升了教師的責任心,在對多種多樣的實驗結果進行評判時,要求實驗教師結合實驗操作,對學生的實驗結果做出綜合分析,發現明顯錯誤要求教師結合學生操作對此進行分析,給學生做出明確的指導。

4.2 單獨考試，考試內容結合實驗操作和理論

食品專業的微生物實驗是一門動手的科學,教學目的就是要培養學生獨立思考和解決問題的能力。這就要求學生的動手能力要強、基本技能要好,這也是學生以后就業和進一步學習所需要的。改革特別重視學生實驗操作能力的培養,為了改變以往學生重理論輕實驗的觀念,把以往微生物實驗考核形式由筆試改為現場操作,評價學生實驗能力更直觀。這樣讓學生重視了平時的實際操作,在提高動手能力的同時也鞏固了理論知識,從而提高了學生的綜合能力。

4.3 實驗報告評定側重于學生的能力

在條鏈化實驗模式設計實驗內容上側重整個實驗過程。學生完成所有的實驗內容,并完成所有實驗報告后再對學生進行綜合評定。學生的實驗報告是一個主題的反復延長和伸展,是針對特定對象的分析、思考并最終解決這一問題的綜合能力的體現。教師對整個過程先有一個總體的把握,然后具體分析學生的思路,按照學生在整個實驗過程中所體現的綜合能力進行評價,使學生實驗成績得到客觀的體現。

4.4 培養學生科研和就業能力

微生物實驗與生產實踐以及專業教師的科研實現了結合,對畢業論文、畢業實習有很大的幫助,也對學生就業產生了有益的影響。學生通過條鏈化實驗教學模式的培養,綜合能力得到了提高,在畢業課題的實驗中就可以直接上手,不需要適應過程。前期參與教師科研課題的學生,可以直接進行深入研究,學生科研創新能力得到了提升,也使得畢業論文深度得到提高。學生實驗能力的提高以及科研創新能力的提升最終得到用人單位的青睞,對學生就業產生了積極影響。

5 結語

面向應用的復合條鏈化教學模式在對食品專業微生物教學的實踐中取得了很好的效果。條鏈化的教學模式有利于教師突破自身的局限,多方向多人員的結合有利于教師開拓思路、改變固有模式。條鏈化的教學模式以鍛煉學生的基本技能為中心,突出了學生綜合能力和創新能力的培養。

在2012年我校舉辦的“微生物技能大賽”中有十幾人獲得不同獎項,其中7位學生參與了教師的課題研究,把學到的微生物知識和技能應用于生物肥料,其成果獲得了“挑戰杯”河北省大學生課外學術作品競賽一等獎,并獲得了國家專利。另外,學生參與的微生物以及食品成果已經申請專利5項,發表學術論文10余篇。學生的動手能力和創新能力得到了用人單位的認可。2015年和2016年,食品專業有57人成功考取研究生,畢業生在筆試和復試中表現出的微生物學專業技能以及良好的專業素養得到了各研究生錄取學校的認可,占畢業生總數的43%,比2014屆的28%有了大幅度提高。

References)

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[2] 戴亦軍,何偉,袁生,等.模塊化微生物學實驗課教學體系的探索與實踐[J].微生物學通報,2015,42(9):1809-1816.

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[13] 涂俊銘,石鶴.微生物學實驗"一條龍"教學模式初探[J].湖北師范學院學報(自然科學版),2005,25(1):111-112.

Exploration and practice of compound chain teaching mode oriented to application

Peng Hui, Ma Tongsuo, Zhang Xiangmei, Li Guiqin, Zhao Shihao

(College of Biological Sciences and Engineering,Hebei University of Economics and Business,Shijiazhuang 050061,China)

Any experimental course is for the purpose of practical application,and the compound chain teaching mode can better let the students master the necessary experimental skills. The conception and practice of the compound chain teaching mode oriented to application are introduced. To establish such teaching mode,a design of the course chain is first carried out,attention is paid to the combination with practice,a sound teaching team is built up,and the focus is placed on training students’ basic experimental skills,and mainly on training their comprehensive practical ability and innovative ability.

compound chain; teaching mode; microbiological experiment; examination mode

10.16791/j.cnki.sjg.2017.07.049

2017-01-10

2017-03-03

河北省教育廳人文社會科學研究項目(SZ132062)；河北經貿大學2013年度校級青年教學研究項目(2013JYQ04)；河北經貿大學2014年度精品資源共享課程建設項目

彭輝(1977—),男,河北衡水,碩士,講師,研究方向為食品發酵工程.

E-mail：foodsc@sohu.com

G642.0

B

1002-4956(2017)07-0188-04