“食品微生物學(xué)”專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)中強(qiáng)化本科生知識掌握與能力培養(yǎng)探討

張少穎，于有偉，張秀紅，崔美林，李 艷

（山西師范大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，山西太原 030031）

“食品微生物學(xué)”是食品類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的知識內(nèi)容包括微生物學(xué)的基礎(chǔ)知識和微生物在食品行業(yè)的具體應(yīng)用兩大部分?！笆称肺⑸飳W(xué)”課程知識點(diǎn)多，內(nèi)容瑣碎，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定的難度[1]。同時，“食品微生物學(xué)”是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，許多食品專業(yè)的大學(xué)生，無論是本科直接就業(yè)或者是考研深造，都要應(yīng)用到“食品微生物學(xué)”相關(guān)的知識或技能。因此，學(xué)生在大學(xué)期間必須認(rèn)真掌握該課程的相關(guān)知識，為以后的工作或讀研深造打好基礎(chǔ)。當(dāng)前優(yōu)化課程設(shè)置，“食品微生物學(xué)”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(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，許多高校都加強(qiáng)了“食品微生物學(xué)”課程教學(xué)，以便于對接新工科背景下對高素質(zhì)的食品科技人才的需求。

在“食品微生物學(xué)”教學(xué)改革方面，課程組也進(jìn)行了嘗試和探索。實(shí)施了以學(xué)生為中心的專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)。在這種教學(xué)模式下，教師在講授知識的過程中，適當(dāng)將課堂劃撥出一部分時間讓給學(xué)生，以及學(xué)生進(jìn)行與生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的專題展示匯報(bào)[2]。構(gòu)建相關(guān)的教學(xué)模式，在實(shí)施過程中取得了比較理想的教學(xué)效果。知識掌握和能力培養(yǎng)是教學(xué)目標(biāo)當(dāng)中2 個重要的方面。對專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)過程中強(qiáng)化學(xué)生知識掌握和能力培養(yǎng)進(jìn)行了探索，以期更好地提高“食品微生物學(xué)”的教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)新工科對人才的要求，為食品行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的食品科技人才。

1 具體實(shí)施方式

1.1 在知識架構(gòu)上，點(diǎn)面結(jié)合，構(gòu)建13343 知識體系

“食品微生物學(xué)”知識點(diǎn)比較多，包括微生物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)與生長、代謝、遺傳育種、菌種保藏、生態(tài)、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(xué)時完成如此多的知識內(nèi)容學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)非常繁重。為此，將知識點(diǎn)進(jìn)行了梳理整合，構(gòu)建13343 知識結(jié)構(gòu)體系（見圖1）。將所有的知識內(nèi)容總體上整合成5 個部分，學(xué)生學(xué)習(xí)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(diǎn)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(xué)科發(fā)展簡史、微生物的特點(diǎn)和微生物學(xué)發(fā)展取得的成就。第一個“3”是指原核、真核和非細(xì)胞微生物病毒，重點(diǎn)講述各類微生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，也包括微生物的繁殖等內(nèi)容。第二個“3”是指微生物的營養(yǎng)、生長與代謝。“4”是指微生物遺傳育種保藏、生態(tài)、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(guān)內(nèi)容。這樣整個“食品微生物學(xué)”知識點(diǎn)就非常條理，學(xué)生每學(xué)完一章之后，自己再繪制出每章的思維導(dǎo)圖，所有的知識點(diǎn)都納入13343 知識體系內(nèi)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)面結(jié)合，提綱挈領(lǐng)。清晰的知識架構(gòu)內(nèi)容便于學(xué)生牢固識記、深入理解知識和應(yīng)用知識，學(xué)習(xí)起來便較為輕松。

圖1 “食品微生物學(xué)”13343 知識結(jié)構(gòu)體系

“食品微生物學(xué)”13343 知識結(jié)構(gòu)體系見圖1。

1.2 知識掌握與實(shí)踐應(yīng)用融匯貫通

在專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)過程中，學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)課程的基本知識，同時通過專題展示匯報(bào)，把微生物知識在食品行業(yè)中具體應(yīng)用也融入進(jìn)去。

專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)中知識掌握與實(shí)踐應(yīng)用關(guān)聯(lián)示意圖見圖2。

圖2 專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)中知識掌握與實(shí)踐應(yīng)用關(guān)聯(lián)示意圖

由圖2 可知，課堂上所學(xué)的知識在生產(chǎn)實(shí)踐得到了應(yīng)用，學(xué)生感受到了知識的價(jià)值，會用心去學(xué)習(xí)知識。同時，學(xué)生在嘗試解決生產(chǎn)實(shí)踐問題時，也會自然而然地運(yùn)用知識。在微生物的營養(yǎng)中，講授碳源、氮源、能源、水分、無機(jī)鹽和生長因子這六大營養(yǎng)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(xué)生通過專題展示匯報(bào)交流，更容易深入理解知識，并能有效地在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)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(chǎn)生二氧化碳；后期厭氧發(fā)酵，代謝產(chǎn)生乙醇。在發(fā)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(jié)內(nèi)容時，引導(dǎo)學(xué)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(chǎn)生乙醛，乙醛在乙醇脫氫酶作用下還原產(chǎn)生乙醇。課堂上講的知識在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了非常好的體現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)道理是什么呢，夏天為什么不能釀造出高品質(zhì)的清香型汾酒呢[5]？當(dāng)課堂知識與生產(chǎn)實(shí)踐融會貫通在一起時，知識落到了實(shí)處，生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也有了科學(xué)依據(jù)，生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題也有案可稽地進(jìn)行嘗試解決。在專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)過程中，學(xué)生的知識掌握和能力培養(yǎng)也同時有效達(dá)成。

1.3 多次重復(fù)回顧，促使學(xué)生潛移默化地習(xí)得知識

在教育心理學(xué)上，根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線，記憶遺忘的規(guī)律是先快后慢，呈負(fù)加速型[3]。因此，要鞏固所學(xué)的知識或技能，適當(dāng)?shù)刂貜?fù)或回顧是非常有必要的。在專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂的教學(xué)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(jìn)行專題展示匯報(bào)。專題展示匯報(bào)的生產(chǎn)實(shí)踐方面的內(nèi)容能夠非常好地驗(yàn)證課堂上所學(xué)的理論知識，相當(dāng)于學(xué)生回顧所學(xué)的知識。在專創(chuàng)融合教學(xué)中，這不是簡單的回顧，而是與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，融入到實(shí)際生產(chǎn)情景中的應(yīng)用性回顧。一學(xué)期一般要進(jìn)行4 次專題展示匯報(bào)，每次專題展示都是對課程主要章節(jié)知識的一次濃縮化理解。在學(xué)生加深了對知識的識記和理解同時也有效地培養(yǎng)了學(xué)生的知識應(yīng)用能力。學(xué)院“食品微生物學(xué)”的理論課在大二上學(xué)期開始，共上14 周課，每3 周進(jìn)行一次專題展示匯報(bào)，共進(jìn)行4 次。課程組的教師通常給學(xué)生至少提供6 個專題，學(xué)生根據(jù)興趣任意選取4 個。專題內(nèi)容涉及到傳統(tǒng)調(diào)味品釀造、益生菌、酒類、微生物發(fā)酵、采后果蔬病原菌控制、與食品安全相關(guān)的致病菌、生產(chǎn)線上有害微生物的控制等。在學(xué)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(xué)”知識，有益微生物和有害微生物的相關(guān)專題都要兼顧。學(xué)生參與專題交流展示的積極性非常高，在課余進(jìn)行小組合作準(zhǔn)備專題的內(nèi)容，課堂上進(jìn)行展示匯報(bào)交流，隨后傳到課程網(wǎng)絡(luò)平臺上，全班學(xué)生在課余利用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行充分交流點(diǎn)評。

1.4 學(xué)生帶著生產(chǎn)實(shí)踐問題學(xué)習(xí)，能有效激發(fā)求知欲

問題是最好的教師之一，現(xiàn)代的大學(xué)生責(zé)任感和求知欲非常強(qiáng)，非常愿意努力嘗試解決生產(chǎn)實(shí)踐問題。生產(chǎn)實(shí)踐問題引入課堂后，能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)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(bào)任務(wù)，學(xué)生獲得很強(qiáng)的成就感，從而潛移默化地提高了學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)了解決問題的能力。以濃縮蘋果汁生產(chǎn)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(fēng)味，產(chǎn)生類似口臭的劣質(zhì)難聞的氣味。蘋果汁生產(chǎn)線一旦被TAB 污染，會給生產(chǎn)企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。TAB 的控制一直是困擾濃縮蘋果汁生產(chǎn)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(dǎo)學(xué)生探討解決的方案。學(xué)生列舉控制蘋果原料衛(wèi)生、有效清洗生產(chǎn)線、加強(qiáng)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(zhì)或過濾除菌等措施，最大限度地控制住TAB。學(xué)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(yǎng)和風(fēng)味造成破壞，但是在此更多的是關(guān)注學(xué)生如何探索運(yùn)用知識解決問題。學(xué)生在嘗試解決實(shí)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(jié)合科技類的時政要聞，引導(dǎo)學(xué)生帶著興趣學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任擔(dān)當(dāng)使命

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，食品產(chǎn)業(yè)獲得迅速的發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)體系中的作用越來越重要。食品科技的發(fā)展日新月異，新知識、新方法、新的研究成果不斷涌現(xiàn)，這些科技知識為食品微生物學(xué)的發(fā)展注入了非常強(qiáng)的活力。以益生菌產(chǎn)業(yè)為例，研究表明益生菌對人體的健康非常重要，近年來已經(jīng)成為食品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。科研工作者對酸奶、泡菜、益生菌發(fā)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(wèi)院士牽頭完成的“耐脅迫植物乳桿菌定向選育及發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)”成果獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎[5]。陳衛(wèi)院士率領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)與乳品企業(yè)開展合作，利用江南大學(xué)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(zhǔn)評價(jià)，以及新型植物乳桿菌發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)的突破，開展了一系列技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)新。項(xiàng)目的核心菌株和專利技術(shù)已在相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，形成了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。這項(xiàng)研究內(nèi)容提升了中國益生菌產(chǎn)業(yè)的競爭力，起到較強(qiáng)的示范引領(lǐng)作用。這個教學(xué)案例中涉及到微生物菌種的選育、生長條件等章節(jié)內(nèi)容，同時也蘊(yùn)含著科研工作者進(jìn)行科技攻關(guān)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、高校服務(wù)社會等課程思政元素，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅學(xué)到了知識，同時也增強(qiáng)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，將來服務(wù)社會的責(zé)任感。

1.6 充分利用課程網(wǎng)絡(luò)平臺，讓學(xué)生開展自主性學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率

目前，學(xué)院“食品微生物學(xué)”理論課只有40 個學(xué)時，時間非常有限。借助于網(wǎng)絡(luò)課程平臺資源，可以大大拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)知識的時間和空間。學(xué)校訂購了超星爾雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，“食品微生物學(xué)”建有課程平臺。教學(xué)團(tuán)隊(duì)將課堂講課視頻、課件、習(xí)題、課外拓展學(xué)習(xí)的內(nèi)容都放到網(wǎng)絡(luò)課程平臺上。學(xué)生上完課后，課余可以隨時通過手機(jī)APP 登錄超星課程平臺進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，或者與教師進(jìn)行互動交流等[6]。在專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂的教學(xué)過程中，課程網(wǎng)絡(luò)平臺提供了非常好的便利條件。小組學(xué)生在課堂上專題展示交流匯報(bào)完畢后，根據(jù)討論的結(jié)果修改PPT，然后傳到課程網(wǎng)絡(luò)平臺的討論區(qū)，課后進(jìn)一步互動交流。使用網(wǎng)絡(luò)課程平臺還有一個好處，就是課堂上理解力參差不齊的學(xué)生，課后可以便捷地使用網(wǎng)絡(luò)課程平臺鞏固所學(xué)的內(nèi)容，總體上有助于提高全班學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?？傊?，借助于網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)，學(xué)生將有限的課堂知識學(xué)習(xí)拓展到了無限的課外空間，有效地提升了學(xué)習(xí)效果，有助于高效掌握知識，也相應(yīng)地提高了學(xué)生的應(yīng)用能力。

2 教學(xué)效果

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

能力培養(yǎng)方面，在專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)中，學(xué)生的知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力得到了非常好的訓(xùn)練。小組專題交流展示的內(nèi)容是與生產(chǎn)實(shí)踐直接相關(guān)的案例素材，學(xué)生有身臨其境的感覺。同時，專題交流展示生產(chǎn)實(shí)踐中存在的問題或未來發(fā)展趨勢，引導(dǎo)學(xué)生如何運(yùn)用知識解決問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生攻堅(jiān)克難的創(chuàng)新能力。近年來，學(xué)院的學(xué)生獲批多項(xiàng)省級或國家級與食品微生物學(xué)相關(guān)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。在“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中，也多次獲獎。

價(jià)值素養(yǎng)方面，在專創(chuàng)融合協(xié)同柔分課堂教學(xué)當(dāng)中，許多與生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的問題引入到課堂當(dāng)中。科研工作者團(tuán)結(jié)協(xié)作、迎難而上、刻苦攻關(guān)，他們解決生產(chǎn)問題的感人精神也深深地熏陶了學(xué)生。這些勵志素材潛移默化地啟發(fā)本科生發(fā)奮圖強(qiáng)、好好學(xué)習(xí)、不負(fù)青春韶華、勇于擔(dān)當(dāng)歷史賦予當(dāng)代學(xué)生的使命；團(tuán)結(jié)協(xié)作、愛崗敬業(yè)、練好本領(lǐng)，將來更好地服務(wù)社會和國家。

3 結(jié)語

在“食品微生物學(xué)”課程實(shí)施專創(chuàng)融合協(xié)同柔性分課堂教學(xué)過程中，采取了點(diǎn)面結(jié)合構(gòu)建13343知識體系，與實(shí)踐應(yīng)用融匯貫通，多次重復(fù)回顧知識點(diǎn)，學(xué)生帶著生產(chǎn)實(shí)踐問題學(xué)習(xí)，引入科技類時政要聞和充分使用課程網(wǎng)絡(luò)平臺等6 項(xiàng)措施。這些措施有效地強(qiáng)化了學(xué)生掌握食品微生物學(xué)的知識，提升了學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，同時學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)也得到熏陶，從而達(dá)成了立德樹人所要求的課程教學(xué)目標(biāo)。