唐超,闞娟,千春錄,金昌海,劉俊
揚州大學食品科學與工程學院(揚州 225009)
自新冠疫情暴發以來,人們越來越重視微生物的重要性,此外,疫情的暴發也使得教學方式發生了變化,網上授課方式的出現也豐富了教師的教學手段。“食品微生物學”是生命科學相關專業的核心課程,以揚州大學食品科學與工程學院為例,“食品微生物學”與“食品生物化學”“食品化學”“食品工藝學”“食品檢驗檢疫學”“食品營養與衛生學”“食品質量控制與管理”“食品添加劑”“食品生物技術”“乳品工藝學”“食品免疫學”“農產品貯藏學”“分子生物學”等課程聯系緊密,食源性病原微生物的控制、益生菌的利用、食源性病原微生物的檢測是食品類研究的三個主要方向,因此,“食品微生物學”是食品類專業的核心課程。但是,“食品微生物學”內容較多、知識點較為抽象、難度較大,加上課時量有限,這些因素影響著學生的學習效果和學習興趣,制約著學生的發展。因此,文章從多方面對“食品微生物學”教學的優化進行探討,以期提高教學質量、激發學生的學習興趣、培養學生自主學習的主動性、開拓學生的視野、提高學生的學習能力,為黨育人、為國育才。
以揚州大學食品科學與工程學院為例,食品科學與工程和食品質量與安全兩個專業的本科生“食品微生物學”課程采用的教材是周德慶編著、高等教育出版社出版的《食品微生物學教程》(第4版),其教學內容主要分為兩大部分:普通食品微生物學和食品微生物學。普通食品微生物學主要分為緒論、微生物(原核生物、真核微生物、病毒和亞病毒因子)的形態、微生物的分類和鑒定、微生物的營養和培養基、微生物的生長及其控制、微生物的新陳代謝、微生物的遺傳變異和育種、微生物的生態和微生物與免疫;食品微生物學的內容包括微生物與釀造、微生物與食品腐敗變質和微生物與食品安全。通過該課程學習,使學生具有扎實的食品微生物學基礎和研究與應用的基本技能,并把握現代食品微生物學發展趨勢和了解當今食品微生物學最新成果、最新技術,初步具備從事食品微生物學研究與應用能力。
以揚州大學食品科學與工程學院為例,“食品微生物學”是食品科學與工程和食品質量與安全兩個專業的專業基礎課程,該課程的核心目標是掌握食品微生物學理論與技術對于在食品加工、保藏及品質控制、推動現代食品科學的發展。但是,該課程的目標仍然存在著一些不足之處,如課程思政目標明確性不足、重視基礎知識的學習而忽略應用性和技能性學習。
高校作為立德樹人的前沿陣地,首先要毫不動搖地堅持紅色思想,將思政元素生動地融入到專業課學習中,使學生充分地認識到紅色的傳承。微生物在國家重大戰略方面起著重要的作用,在食品、環境、醫學、藥學、農學等各個領域有著廣泛地運用,同時也是新型產業——生物技術的基礎。因此,緊密聯系習近平總書記相關重要的論述和國家重大戰略,為“食品微生物學”課程目標提供了重要的指導方向;為學生的培養進一步指明了方向,同時也能夠增強學生對傳統文化的認同感,培養出具有社會主義核心價值觀、人文素質良好的專業性人才。
由于“食品微生物學”是一門理論性較強的課程,課程目標重視基礎理論的學習,而針對微生物的應用性的目標較少。因此,秉持著“學以致用”的原則,必須重視專業課的實踐和實驗課的參與,在實踐和實驗中找到問題、解決問題,在學習中實踐,在實踐中學習,形成一個良好的循環,培養出適應社會發展的應用型人才。
首先,教師自身應該加強思政的學習,及時歸納和總結相關課程的思政內容,為學生的發展方向指明道路。回顧中國共產黨的二十大報告,筆者總結了四條與“食品微生物學”相關的闡述。第一,“樹立大食物觀,發展設施農業,構建多元化食物供給體系”,由于工業的發展和城市化發展,耕地面積的減少,微生物資源勢必成為未來一些食品的主要來源。第二,“全方位夯實糧食安全根基”,一方面,微生物資源未來可以增補糧食數量上的供應,另一方面,掌握病原菌的生長和繁殖特性,對于預防病原菌侵染農作物以及食品腐敗變質具有重要的意義,因此,微生物對于糧食的產量和安全具有雙重的意義。第三,“堅持預防為主,加強重大慢性病健康管理”,過去的三年,受新冠疫情的影響,國家的經濟、民生以及人類的健康受到前所未有的挑戰和影響,因此,預防和控制病原微生物的傳播具有十分現實的意義,此外,大量研究也表明,腸道內微生物的變化會引發許多慢性疾病,微生物與人體的健康密不可分。第四,“推動戰略性新興產業融合集群發展,構建新一代信息技術、人工智能、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、綠色環保等一批新的增長引擎”,其中,生物技術是基于微生物和測序技術發展起來的一個新型產業,它包含了基因工程、細胞工程、蛋白質工程、發酵工程等,其均以微生物作為 “工具”或者“主體”進行的研究。通過對學生解讀“食品微生物學”里的思政內容,讓學生對“食品微生物學”這門課的理解更為深刻、更加具有明確性。
此外,介紹各位“食品微生物學”先驅者們的貢獻也體現著科學精神,如:“食品微生物學”的奠基者們巴斯德和科赫對科研的執著,體現著對于真理的不斷追求以及創新精神;在講解病毒章節時,強調在我國疫情發生期間,各位醫護人員、社區工作人員、運輸人員等的視死如歸、無私奉獻,體現了愛國主義精神和“全心全意為人民服務”的宗旨;通過介紹我國古代釀酒、發面、制醬、釀醋、輪作等技術,增強學生的民族自豪感和文化認同感。
隨著科學技術的發展,尤其是基因工程、組學等技術的飛速發展,這些引發“食品微生物學”的知識更新較快,加之教材出版周期較長,使得教材并不能完全展現前沿的知識[1],使得學生對“食品微生物學”前沿知識的嚴重匱乏、掌握知識的深度和全面性不夠[2],導致學生不能夠完全而又及時地適應和勝任未來的工作和深造,因此,在課堂上適當地增加“食品微生物學”前沿知識是十分有必要的。圍繞學科發展目標和“食品微生物學”的每一章節的內容,力爭將“食品微生物學”的前沿學術成果,特別是發表在國內外頂級期刊如《食品微生物學報》、《食品微生物學通報》、Nature、Science、Cell、Nature Reviews Microbiology、Nature Microbiology、Clinical Microbiology Reviews、Cell Host &Microbe、Lancet Microbe、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America、Annual Review of Microbiology、ISME Journal、Microbiome等雜志上的最新相關成果帶入課堂,提高學生的科學視野、增加學術靈感。
盡管“食品微生物學”是一門理論性極強的課程,同時,“食品微生物學”也是一門實踐性強的基礎課[3]。微生物在工業、農業、環境以及醫學等方面應用廣泛,因此,讓學生掌握必備的微生物相關的實驗和技能是十分有必要的。在課程理論學習過程中,由于課程內容較為繁瑣、難度較大、知識點較為抽象,這些影響了學生學習的興趣,從而降低學習效率,所以,在傳授“食品微生物學”基本的試驗操作外,可以帶領學生進行一些食品發酵實驗、食用菌栽培、微生物分子生物學相關的試驗操作,讓學生對基礎的理論知識有感性的認識,在理論學習中發現問題,通過實驗操作解決問題,再從實驗操作中發現問題,通過理論學習解決問題,形成一個良性循環。通過這些實踐操作能夠使學生更加深入地理解理論知識、提高學生的能動性,為未來的工作、創業、深造打下堅實的基礎。
“食品微生物學”與其他學科交叉明顯,以揚州大學食品科學與工程學院為例,“食品微生物學”里的營養物質進入細胞的方式與“細胞生物學”聯系緊密;“食品微生物學”里微生物的新陳代謝這一章節與“食品生物化學”和“食品化學”聯系緊密;“食品微生物學”里的微生物基因突變與誘變育種與“遺傳學”聯系緊密;“食品微生物學”里的基因工程與“食品生物技術”“分子生物學”里的部分內容聯系緊密;“食品微生物學”里的微生物的生態與“生態學”里的部分內容聯系緊密;“食品微生物學”里的“傳染與免疫”與“食品免疫學”“食品檢驗檢疫學”里的部分內容聯系緊密。此外,“食品微生物學”里的原核微生物和真核微生物這兩章節的知識點是“食品加工過程安全控制”“農產品貯藏學”“功能性食品”“食品安全性評價與風險評估”“食品添加劑”“食品營養與衛生學”等學科的理論依據。因此,要建立學科交叉機制,進而打破學科間的絕對歸屬性、降低學科的獨立性[4],真正讓學生融會貫通、產生融合和交叉的思維方式、開拓自身的思維局限,有助于學生創新意識的培養。
傳統教學過程中,由于課時有限、知識點繁雜且難度較大、學生需求存在著差異性、學生課前預習較少、課后不及時復習、課堂上學生理解知識的能力存在著差異性等問題[5],教學效果大打折扣、降低學生的學習熱情。隨著“互聯網+”的發展以及疫情等突發情況的出現,線上課程逐漸興起,打破傳統的“教師-課堂-學生”封閉教學模式[6]。利用互聯網,打造“互聯網+教室”的教學模式,在“食品微生物學”課程網站上,任課老師上傳教學大綱、教學日歷、教案、課件、影像資料、微生物前沿進展等內容,讓學生做到課前預習并且完成摸底測試,在課堂上,老師有針對性地對錯誤率較高的知識點進行詳細地講解,著重講解難點和重點內容;課后,督促學生及時地復習,完成作業,并且學習了解前沿動態,不懂的地方及時回看相關視頻。這種模式有效地提高教師的上課效率,具有針對性地了解學生的預習和學習情況,同時也能夠加深學生對相關知識的理解和記憶,突破了時間和空間上的障礙,滿足學生的個性化學習需求,提高了學生的自主性,激發學生的學習興趣。
在傳統的教學模式中,主要由老師講授課程相關內容,學生參與度較低,不能完全發揮學生的主觀能動性,進而影響學生的學習興趣和學習效率。揚州大學食品科學與工程學院的“食品微生物學”設置了研究型教學——翻轉課堂。一方面,教師在課堂上通過問題教學法進行啟發式教學,引入問題讓學生自由地在課堂上進行理解、討論和回答,讓學生參與課堂的教學,提高學生的參與性和主動性。另一方面,針對目前微生物熱門或者前沿性的領域,讓學生課后進行材料的收集,分組進行PPT的匯報,在資料收集的過程中,學生要利用國內外數據庫進行文章的搜索,鍛煉了學生的檢索能力。在查看外文文獻時,鍛煉了學生的英語閱讀能力,又能提升自身的專業學術能力。在制作PPT的過程中,能夠鍛煉學生的概括、排版、重點歸納能力,為今后面試做準備。在課堂上,通過學生的匯報,了解學生在微生物某個領域的理解情況,并且對他們進行提問,引發他們進一步思考。研究型教學的實施,提高課堂的學習效率、激發學生的興趣、增加學生的主觀能動性、增強學生的學習能力。
傳統的課程學習成績評定并不能完全反映學生的綜合能力[7]。傳統課程學習成績依據主要是期末考試,這樣的考核方式使學生更多地只重視考試重點內容,疲于應付考試,淡化日常學習過程,造成考試結束后知識的全部遺忘,難以達到好的學習效果。研究型教學的設置,對學生的總結歸納能力、語言表達能力、對知識的理解能力、思考問題的深度進行一個全面的評判,并且將其列入最終的考核中。此外,將學生在課堂上回答問題的積極性納入考核中,有助于提高學生在課堂上思考的積極性,又有利于學生上課的專注度,能夠有效地預防學生上課玩手機和睡覺。第三,期末考試的內容不能僅限于客觀題,要適當增加論述題的分值,如“食品微生物學”的前沿性問題、微生物的應用、試驗的設計等,使得學生避免機械性地背誦,而是真正地運用“食品微生物學”的知識解決“實際”問題。第四,適當地增加專題論文考核,教師布置一個方向,讓學生通過查詢資料,并結合自己的思考,寫出一篇論文形式的答案,考察學生的創新思維和總結能力。
對“食品微生物學”課程的改革,提高教學質量和學生的素質,以期適應當前時代的發展、滿足社會對于人才的需求。在教學過程中,要緊密聯系黨和國家的發展戰略和需求,自始至終地將思政元素融入到每一節課中,激發學生的愛國情懷、文化認同感和社會責任感;突出理論與實踐并行的理念感,引導學生在學習理論中實踐,在實踐中學習理論,做到“知行合一”,增加自身的實踐能力;樹立學生“交叉融合,開拓創新”的理念,打破原有學科的絕對歸屬性;優化多元化的考核體系,打破“死記硬背”的壁壘,真正調動學生學習的積極性、發現學生的創新能力、切實提高學生的學習能力。“食品微生物學”課程的教學改革是一項長期而又艱巨的任務,通過不斷地摸索和實踐,才能持續地提高教學質量,培養出新時代的社會主義接班人。