基于新工科食品人才培養(yǎng)的“微生物學”課程群建設(shè)探索與實踐

朱丹實，呂艷芳，白鳳翎，儀淑敏，趙麗紅，劉雪飛，劉 賀

（渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧錦州 121013）

為了適應(yīng)新形勢下快速發(fā)展的新經(jīng)濟要求，更好地培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才，高等教育尤其是高等工程教育需進行深刻而全面的改革和創(chuàng)新。2016年，新工科概念提出后，教育部高教司反復研討、調(diào)研并論證，2017年正式提出“新工科”計劃，以實現(xiàn)新思維、新機制、全面創(chuàng)新工程教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，支撐和引領(lǐng)新經(jīng)濟[1-2]。新工科計劃是在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟背景下的工程教育改革，是今后我國國家工程教育發(fā)展的新思維、新方式[3]。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微生物學已分化出大量的分支學科，在工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程、環(huán)境工程、食品工程等實踐領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用，與人們的生產(chǎn)生活關(guān)系也日益密切，這必然對“微生物學”教學提出了更高的要求。目前，關(guān)于“微生物學”教學方法的改革已成為當前眾多高校特別是重點院校改革最迫切的任務(wù)之一[4-7]。基于新工科的背景，結(jié)合渤海大學食品科學與工程學科的“遼寧省一流特色學科”“遼寧省王牌學科”現(xiàn)狀，對作為專業(yè)核心課程的“微生物學”相關(guān)課程群進行總體性建設(shè)與改革是當務(wù)之急，以進一步提升食品學科新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 課程群的概況

“微生物學”課程群是針對渤海大學食品科學與工程專業(yè)和食品質(zhì)量與安全專業(yè)本科教學的實踐性強、與生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密的專業(yè)課程群，課程涵蓋“微生物學”“食品微生物學”“食品微生物檢驗”“食品安全微生物學”“細胞生物學概論”“食品發(fā)酵與釀造”等課程。“微生物學”課程群建設(shè)目標是把與微生物學相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系緊密、內(nèi)在邏輯性較強、屬于同一個技能培養(yǎng)范疇的課程作為一個課程群整體進行建設(shè)，打破課程內(nèi)容的絕對歸屬性，弱化課程獨立性，強化課程間親和性，凸顯課程群為共同技能服務(wù)的特征，使群內(nèi)課程在一個較高層面上連貫起來[8]。課程群是以食品科學和生命科學為基礎(chǔ)，涉及“生物化學”“食品化學”“食品工藝學”“食品營養(yǎng)”等課程，從微生物角度研究食品加工技術(shù)、食品品質(zhì)控制技術(shù)及食品檢驗技術(shù)，培養(yǎng)學生基本微生物學實驗技能，增強學生分析問題、解決問題的能力，提高研究型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

充分考慮學校食品學科現(xiàn)狀和各級食品研究平臺，為了培養(yǎng)一流特色的食品科學人才，在國家教育部食品科學與工程專業(yè)教學指導委員會所提出的食品科學與工程專業(yè)基礎(chǔ)課程和核心課程的指導基礎(chǔ)上，結(jié)合渤海大學食品學科現(xiàn)有的食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全2個專業(yè)特色，根據(jù)人才培養(yǎng)方案與目標中專業(yè)核心能力所需的支撐知識體系的總體把握，并調(diào)研了國內(nèi)外多所院校食品專業(yè)微生物學的培養(yǎng)方案與建設(shè)規(guī)劃，現(xiàn)將渤海大學“微生物學”課程體系進行改革和優(yōu)化。

根據(jù)食品學科2個專業(yè)特點和新工科培養(yǎng)要求，采用“微生物學”課程群模式管理教學體系中的課程，并使食品專業(yè)微生物研究相關(guān)的核心能力通過課程群來實現(xiàn)。同時，2個專業(yè)課程群的課程設(shè)置需根據(jù)各自培養(yǎng)要求體現(xiàn)專業(yè)差異。這樣課程群間各課程的聯(lián)系性越來越緊密，2個專業(yè)交互性也更強。

“微生物學”課程體系與專業(yè)核心能力培養(yǎng)關(guān)系見圖1。

2 課程群結(jié)構(gòu)調(diào)整及組織劃分

圖1 “微生物學”課程體系與專業(yè)核心能力培養(yǎng)關(guān)系

渤海大學食品學科共有食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全2個專業(yè)，由于2個專業(yè)人才培養(yǎng)目標和定位不同，因此課程群的結(jié)構(gòu)和劃分也應(yīng)有所區(qū)別。食品科學與工程專業(yè)的“微生物學”課程群包括“食品微生物學”“細胞生物學概論”“食品安全微生物學”“食品發(fā)酵與釀造”，食品質(zhì)量與安全專業(yè)的微生物學課程群包括“微生物學”“食品微生物檢驗”“細胞生物學概論”“動物性食品衛(wèi)生學”。

雖然2個專業(yè)培養(yǎng)目標和定位不同，且各有側(cè)重方向，但微生物學基本理論體系相近，教學上交叉融合的內(nèi)容很多。因此，將所有的課程進行整合后，確定“微生物學”課程群分為3個層次：一是各專業(yè)都需要開設(shè)的“微生物學”基礎(chǔ)課。例如，“細胞生物學概論”“基礎(chǔ)生物學”；二是各專業(yè)開設(shè)的微生物學相關(guān)的核心課。例如，“食品微生物學”（食品科學與工程專業(yè)）、“微生物學”（食品質(zhì)量與安全專業(yè)）；三是各個專業(yè)自身的專業(yè)特色課程。例如，“食品發(fā)酵與釀造”和“食品安全微生物學”（食品科學與工程專業(yè)），“食品微生物檢驗”和“動物性食品衛(wèi)生學”（食品質(zhì)量與安全專業(yè)）。這3個層次的課程有很強的遞進性，開設(shè)時間應(yīng)依序進行。“微生物學”課程群的基礎(chǔ)課和特色課分別作為課程群核心課程的前置課和后置課，這樣便于組織教學，避免相似課程知識點重疊。

3 整合課程群教學內(nèi)容提高教學質(zhì)量

“微生物學”課程群的建設(shè)需要整合課程群內(nèi)各課程的教學內(nèi)容，將課程群的知識體系和知識結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃，制定相應(yīng)教學大綱和教學實施方案，將各門課程內(nèi)容按照其內(nèi)在關(guān)系有機地聯(lián)系起來。“食品微生物學”和“微生物學”作為2個專業(yè)微生物學課程群的核心課，應(yīng)綜合考慮并整合其他課程授課內(nèi)容，對課程群的整體脈絡(luò)進行串聯(lián)。對于前置課和后置課詳細講授的內(nèi)容可以簡要介紹；對微生物學課程群的核心內(nèi)容進行重點傳授，以強化各專業(yè)學生的核心能力。隨著科技的不斷發(fā)展，食品工業(yè)的不斷壯大和進步，利用微生物研究食品的新技術(shù)、新方法層出不窮，食品微生物檢驗的要求也越來越高。因此，要與時俱進，不斷改進原有授課的陳舊內(nèi)容，并聯(lián)系實踐引入新技術(shù)和新方法的介紹。這就要求任課教師不僅要掌握教材的基本內(nèi)容，還需要熟知食品學科、生產(chǎn)領(lǐng)域的知識和食品學科研究發(fā)展動態(tài)，不斷學習最新專業(yè)知識，堅持閱讀國內(nèi)外專業(yè)期刊、瀏覽專業(yè)網(wǎng)站，在授課時將最新的理論、技術(shù)穿插傳授給學生。這樣才能讓學生適應(yīng)時代發(fā)展的步伐，在工作崗位中學以致用。

除了整合課程群內(nèi)的課程內(nèi)容，還需要考慮食品微生物學課程群與食品學科其他核心課程之間的關(guān)系。“生物化學”“食品化學”“食品工藝學”“食品營養(yǎng)”這些食品學科的核心課程都涉及到部分微生物學知識。例如，“生物化學”講授了微生物分子組成規(guī)律、物質(zhì)和能量代謝規(guī)律、遺傳信息傳遞規(guī)律；“食品工藝學”講授利用微生物加工食品的原理、菌種、發(fā)酵特性及發(fā)酵過程控制；“食品化學”講授食品的基本成分和化學反應(yīng)對微生物的營養(yǎng)和生長的關(guān)系；“食品營養(yǎng)”講授食品經(jīng)微生物發(fā)酵后的營養(yǎng)特性，腸道微生物對消化吸收的作用。“微生物學”課程群的建設(shè)和授課過程需要充分考慮這些專業(yè)核心課的授課內(nèi)容，在授課過程中與其他課程進行聯(lián)系和比較，使學生對食品學科知識體系進行整體把握并融會貫通。

同時，也要考慮到“微生物學”課程群涵蓋內(nèi)容較多，將這些內(nèi)容逐一傳授給學生，所需學時過多。因此，給學生講授的內(nèi)容必須要精煉、知識結(jié)構(gòu)合理，不應(yīng)只追求內(nèi)容全面性而使學生負擔過重，無法抓住重點；也不應(yīng)只求新而使內(nèi)容太深太偏，導致學生因領(lǐng)悟力的局限而無法達到良好的教學效果。

4 改革實驗項目開設(shè)“微生物學”綜合設(shè)計性實驗

課程群中大部分課程不僅包含理論課，還包含相應(yīng)的實驗課[9]。實踐教學環(huán)節(jié)是高校教育教學工作中非常重要的一環(huán)，也是培養(yǎng)學生專業(yè)技能、創(chuàng)新精神、實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是學生能否適應(yīng)就業(yè)崗位的關(guān)鍵所在。教育部也在有關(guān)文件中一再強調(diào)實踐教學的重要性。“大力加強實踐教學，不斷改革實踐教學內(nèi)容和教學方法”“為推動實踐教學，教育部將其作為關(guān)鍵性評估指標”。為了增強微生物學課程群實驗教學的系統(tǒng)性，將課程群的核心課程“食品微生物學”和“微生物學”課程內(nèi)零散的微生物基本操作單元進行串連，實驗整合為3個大實驗：微生物形態(tài)學實驗、微生物營養(yǎng)學實驗及微生物檢驗學實驗，使學生對微生物實驗擁有整體性把握和認識。實驗的設(shè)計要根據(jù)國家最新推出的國家標準不斷更新實驗教學內(nèi)容，規(guī)范實驗操作，增強食品微生物應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

課程群內(nèi)各課程的教學內(nèi)容是相對獨立的，但課程之間是存在緊密銜接和關(guān)聯(lián)的，各門課程實踐環(huán)節(jié)或技能培養(yǎng)也是連貫而遞進的。課程群要充分考慮這些實驗課程的整體性，使實驗內(nèi)容的結(jié)構(gòu)更為合理、系統(tǒng)。這樣，可以清晰地了解學生經(jīng)過課程群的學習掌握哪些知識點、內(nèi)容相關(guān)的課程之間是并列還是遞進的關(guān)系、相關(guān)知識點是否重復以及銜接是否緊密。例如，食品科學與工程專業(yè)的核心課程“食品微生物學”的“食品中細菌菌落總數(shù)的測定”和“食品中大腸菌群的測定”等基礎(chǔ)性綜合實驗開設(shè)完，在后置課程“食品安全微生物學”中可以有針對性地開設(shè)“某一類食品中金黃色葡萄球菌的檢測”實驗，提升學生微生物檢驗能力，在更高的層面上掌握微生物檢驗技術(shù)，同時使學生在掌握風險預判、風險預警方面的能力得以提升與鍛煉。這樣，可以有效避免課程群內(nèi)課程間教學內(nèi)容的重疊，使課程間形成一種有效遞進關(guān)系，后續(xù)課程的學習在鞏固了前置課程的實驗技能的基礎(chǔ)上，又將前置課程進行了延伸。

5 結(jié)合科研平臺和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題 激發(fā)學生主動性和創(chuàng)新意識

交融性是新工科的學科特征，創(chuàng)新性是新工科的屬性特征[10]。在整個“微生物學”課程群體系中，除了相關(guān)理論和實踐教學外，還應(yīng)加強結(jié)合學生的第二課堂、科研訓練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練和企業(yè)實習等活動，有效提升學生在食品領(lǐng)域的有關(guān)微生物的分析、應(yīng)用和檢驗的能力。在課程作業(yè)、互動和討論環(huán)節(jié)，有針對性的討論和解決學生在科研活動、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題和實踐過程遇到問題，將教學活動與實踐活動相結(jié)合，實現(xiàn)“教、學、做”一體化。

“微生物學”課程群內(nèi)涉及課程的實驗教學大多是結(jié)合理論課程開設(shè)的，以驗證性實驗內(nèi)容居多，傳授的是最基本的實踐技能，研究性和創(chuàng)新性的內(nèi)容相對較少。實驗課的授課一般是在教學計劃規(guī)定的時間內(nèi)進行，教學方式一般是教師先講原理、基本操作方法和注意事項，學生按照實驗指導書上的步驟和教師的要求按部就班地完成操作。這種方式，雖然效率較高，但是學生實質(zhì)上是在被動參與實驗活動，對實驗內(nèi)容的思考不足，學習的主動性和積極性有一定的限制。為更好地培養(yǎng)食品專業(yè)創(chuàng)新性人才，提高學生的主動性和創(chuàng)造性，課程群實驗設(shè)計也需要與教師的科研訓練、學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練和實習活動相結(jié)合。在實驗項目設(shè)立時，可以考慮結(jié)合學生自己參與的創(chuàng)新實驗、科研活動或生活實踐活動，自由分組并自行設(shè)計實驗內(nèi)容來探究并解決有關(guān)微生物應(yīng)用或微生物檢測方面的問題。教師對實驗設(shè)計進行點評并糾正實驗過程的相關(guān)問題。這樣增強了學生的參與性，激發(fā)了學生的主動性，可以使學生創(chuàng)新、實踐能力大大提高。

6 結(jié)語

針對食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全2個專業(yè)，根據(jù)專業(yè)特點和新工科培養(yǎng)要求，利用“微生物學”課程群模式組織和管理教學體系，使群內(nèi)各課程通過課程群來實現(xiàn)其培養(yǎng)目標，并體現(xiàn)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求。課程群間各課程的聯(lián)系更緊密，2個專業(yè)交互性更強。“微生物學”課程群的建設(shè)可以進一步提高食品學科新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量，強化微生物應(yīng)用和檢驗的實驗技能，滿足目前食品行業(yè)發(fā)展的需求。