食品微生物學實驗專業(yè)特色教學體系的探索與實踐

黃 亮, 胡元森, 李瑞芳, 張慧茹, 陳 亮

(河南工業(yè)大學 生物工程學院， 河南 鄭州 450001)

食品微生物學實驗專業(yè)特色教學體系的探索與實踐

黃 亮, 胡元森, 李瑞芳, 張慧茹, 陳 亮

(河南工業(yè)大學 生物工程學院， 河南 鄭州 450001)

為適應高等教育辦學加強實踐創(chuàng)新能力的要求，在食品微生物學實驗的教學內(nèi)容、教學方法與手段等多方面進行探索及實踐，引導學生重走理論發(fā)現(xiàn)的道路，培養(yǎng)了學生對實驗結果的分析與歸納能力，加強了實驗內(nèi)容與生產(chǎn)實踐的關聯(lián)，采取多元化的考核手段，提升了實踐教學環(huán)節(jié)的質(zhì)量水平。

食品微生物學；實踐教學；教學探索

隨著社會對實踐創(chuàng)新型人才需求的不斷擴大與要求提高，加強實踐教學環(huán)節(jié)建設已成為高校教學工作的重點，教育部通過組織實施“中西部高?；A能力建設工程”進一步強調(diào)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，特別是學生的實踐能力和就業(yè)能力，以服務于地方發(fā)展[1-3]。在近年工作中微生物學教學團隊針對這一要求不斷強化專業(yè)特色，革新教學內(nèi)容與思路，進行了一系列的探索。

1 提高實驗教學比重，突出食品專業(yè)特色

食品微生物學是河南工業(yè)大學食品科學類專業(yè)的專業(yè)基礎課，食品微生物學實驗在課程體系中占有重要地位。為突出工科辦學特點，實踐教學環(huán)節(jié)不斷加強，實驗課時增至32學時，其中綜合性實驗學時占全部實驗內(nèi)容56%，同時針對食品科學類專業(yè)學生生物學基礎薄弱，無先導基礎實驗課的情況，對實驗項目及課時進行了調(diào)整(表1)，兼顧基礎實驗技能與綜合運用能力的培養(yǎng)。

形態(tài)學實驗調(diào)整前過于冗長拖沓，學生經(jīng)常忘記上次實驗的觀察結果，對各類微生物形態(tài)不能清楚的比較區(qū)分。調(diào)整后，縮減形態(tài)學實驗內(nèi)容，將具有代表性的微生物種類集中起來，如“原核微生物的形態(tài)觀察”選取金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌等食品中常見且具有代表性的原核微生物進行菌落形態(tài)及制片觀察，“真核微生物的形態(tài)觀察”則選取釀酒酵母、黑曲霉、黑根霉、灰綠曲霉、串珠鐮刀菌、鏈格孢霉等糧食、食品中常見的真菌類型進行菌落形態(tài)及制片觀察，這一安排使學生對食品中常見微生物的主要形態(tài)有清楚的認知和對比[4]。

綜合類大實驗學時得到增加，實驗內(nèi)容體現(xiàn)專業(yè)特色，每次實驗在連續(xù)的時間段內(nèi)完成從采樣、培養(yǎng)基配制、接種、分離計數(shù)及形態(tài)鑒定的過程，使學生對各個實驗環(huán)節(jié)認知更加明晰連貫[5]，例如，“食品菌落總數(shù)、大腸菌群檢測及IMViC反應”通過對牛奶、飲用水、糕點等食品中大腸菌群及菌落總數(shù)的檢測，了解細菌無處不在的特點和細菌對食品安全的影響，通過進一步的生理生化反應及顯微鏡觀察，了解細菌的形態(tài)特征及代謝特點；又如，“不同溫度水分活度下糧食中微生物區(qū)系的演化”，以糧食安全儲藏關鍵因素水分活度及溫度為切入點，學生通過實驗了解不同儲糧條件下霉菌數(shù)量和種類的演變過程，不同霉菌的個體與菌落形態(tài)、繁殖特點及形態(tài)鑒別方法，并深刻認識不良儲糧條件下霉菌帶來的危害。通過自然教學體系的重建，使培養(yǎng)、分離、形態(tài)觀察實驗不再孤立存在，更接近學習研究的自然過程，即由現(xiàn)象逐步探索本質(zhì)與規(guī)律，能提高學生的學習興趣，更加明確實驗技能在研究學習中的重要作用。

表1 實驗項目調(diào)整前后對比

綜合類實驗的改革還力求與生產(chǎn)實際相結合[6]。如“白酒廠大曲中微生物的分離與產(chǎn)淀粉酶菌株的篩選”，選擇白酒廠實習基地作為采樣點，學生可以通過實地參觀了解大曲釀酒的過程與微生物學原理，并對大曲中的釀酒微生物進行分離鑒定，進一步從中篩選出釀酒酵母及具有產(chǎn)淀粉酶能力的菌株，學習了解酵母及產(chǎn)淀粉酶微生物在制酒過程中的作用。這一實驗過程不僅涵蓋了多項實驗技能：無菌操作、培養(yǎng)基制備與滅菌、平板菌落計數(shù)法、劃線分離法、單克隆菌落鑒別篩選、染色及油鏡觀察、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，更加深學生對實際生產(chǎn)工藝中的微生物學技術及原理的認識。此外，教學團隊面向全校其他專業(yè)開設了一系列課外開放性實驗，如“葡萄酒的釀制”、“米酒的釀制”、“豆醬的發(fā)酵制作”等，發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，貼近實際生活，調(diào)動其他專業(yè)學生興趣去了解微生物學知識與實踐應用，取得了良好口碑，擴大了學科的積極影響。

2 注重結果分析，培養(yǎng)科學思維能力

以往的微生物實驗教學中，通常注重教學內(nèi)容的編排，而忽視對于實驗結果的細致分析與討論，但分析與反思的能力正是創(chuàng)新的重要推動力。改革后，微生物學實驗在每個模塊結束后都進行一次專題分析，對各組的實驗結果進行比較和討論[7]，實驗結果是否可靠，是否具有重復性？在操作中采取了哪些措施或注意了哪些事項使得實驗順利進行？實驗數(shù)據(jù)出錯或污染失敗的原因是什么，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計能得出什么樣的結論？一次透徹的分析勝過十次錯誤的重復，這些討論對規(guī)范學生實驗操作，掌握正確的實驗設計思路很有幫助，更能啟發(fā)學生挖掘失敗實驗的價值，提高學生分析解決問題的能力[8]。

3 建設網(wǎng)絡課堂教學，延伸專業(yè)知識教育

在長年教學工作中，教學團隊逐漸積累了大量優(yōu)秀教學資源，依托校級、省級教學質(zhì)量工程建設項目，教學團隊建立了食品微生物學精品課程網(wǎng)站，起到了良好的教輔效果。學生通過實驗課視頻及課件能夠做到課前預習、課后復習，加深對理論難點和操作關鍵步驟的直觀認識[9]，通過在線測試系統(tǒng)能夠隨機組合成測試卷對實驗課知識進行自我測試，自動評分，了解自身的學習狀況，同時網(wǎng)站設有討論區(qū)，為師生及學生間互動學習提供便利渠道。

4 應用顯微互動系統(tǒng)，提升互動教學效果

現(xiàn)代顯微互動實驗室的建立，極大地補充了教學硬件空間與資源[10]，教師通過顯微互動系統(tǒng)可將自己顯微鏡下的圖像實時傳輸?shù)綄W生端屏幕，對觀察的內(nèi)容在線講解，也可對學生的觀察結果進行實時多屏監(jiān)控，選取較好的觀察結果進行投影展示。學生可對觀察結果進行錄像、圖片保存，并在線提交作業(yè)，此外，教師不必頻繁走動于學生之間對觀察結果進行評價講解，學生通過“電子舉手”即可得到教師的語音指導，同時，利用互動系統(tǒng)還可開展在線測試，如將各類微生物個體形態(tài)圖片在線分發(fā)給學生觀察，由學生語音回答教師相關問題，或按要求對形態(tài)結構進行文字描述后在線提交，這些功能的開發(fā)與利用顯著提高了實驗教學的指導效率與質(zhì)量水平[11]。

5 改革考核標準，建立多元化考核體系

單純以實驗報告及考勤作為評判標準，使得實驗報告抄襲現(xiàn)象嚴重，不能有效評價學生的實驗技能，無法督促學生認真獨立的完成實踐內(nèi)容，通過以下考核方案的改革(表2)，能夠提高考核評價的有效性和準確性。

表2 實驗課多元化考核體系

實驗報告的考核過程中,形態(tài)學實驗要求學生當堂操作顯微鏡及監(jiān)控軟件拍攝清晰的顯微照片，并撰寫電子報告，在離開前統(tǒng)一進行在線提交；綜合類實驗要求學生完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計后，按照科技論文的格式撰寫實驗報告，按組提交。這些措施很大程度杜絕了學生杜撰、相互抄襲的現(xiàn)象,培養(yǎng)了學生實事求是的學習態(tài)度[12]。

隨機筆試是微生物實驗考試體系的重要組成部分,它以筆試的形式考查學生對實驗基本知識的掌握情況及運用所學實驗理論知識來分析問題、設計實驗方案以及解決實際問題的能力,具有較強的客觀性和可靠性。

隨機實驗操作測試主要通過量化指標,了解學生獨立完成實驗操作的能力，采取設定4～6個實驗項目，每次4人一組抽簽認定一個實驗項目，各自獨立完成的考核方式。

通過上述多方位考核，能夠對學生的個人能力，團隊合作能力，理論知識及實際動手能力做出綜合評價，強化培養(yǎng)了學生獨立工作和思考的能力, 使之具備較強的科研素質(zhì)，在工作崗位適應能力明顯增強[13]。

實驗教學是整個實踐教學中的重要組成部分，其直觀性、驗證性、綜合性及探索性的特點使實驗教學在促進學生理論學習，培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力，實現(xiàn)高校服務區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展方面具有重要的作用和積極意義[14-15]，同時新的教學體系也對課程設置及任課教師提出了更高的要求[16]，只有進一步改革實驗室管理體制，充分挖掘實驗室潛力，才能更好地服務教學；只有不斷革新教學理念，更新實驗內(nèi)容，調(diào)整教學方法，才能適應學科的快速發(fā)展，使教學相長。

[1]游建軍,王成端,謝 華,等.“中西部高?；A能力建設工程”及其在西部的有效推進[J].高等教育研究,2014,35(1):46-49.

[2]李英麗. 實驗教學在人才培養(yǎng)中的作用[J]. 實驗技術與管理, 1999, 16(1): 103-104.

[3]周宜君,劉 越,戴景峰，等. 微生物學實驗教學改革探索與實踐[J]. 微生物學通報, 2009, 36(10): 1609-1613.

[4]洪 龍.北京大學微生物學實驗課模塊化教學的探索[J].微生物學通報, 2014, 41(4): 744-747.

[5]張美玲,賈彩鳳,黨永巖,等. 微生物多樣性研究的教學設計及效果分析[J].微生物學通報,2009,36(11):1777-1779.

[6]張增帥,鄭戰(zhàn)偉,羅喻紅,等.食品微生物實驗教學中創(chuàng)新性思維的應用探索[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2012(1):139-141.

[7]孫樂妮,陳曉琳,趙海泉,等.強化基礎提升能力，激發(fā)學生學習興趣[J]. 生物學雜志,2013,30(3):109-111.

[8]鄭新添,楊小燕,尹會方,等.地方本科院校微生物學課程教學改革探索[J]. 微生物學通報,2014, 41(4): 759-763.

[9]楊 超,楊傳秀. 多媒體教育技術在微生物教學中的應用[J]. 生物學雜志,2009,26(1):87-88.

[10]葉劍爾.數(shù)碼顯微互動實驗室在微生物學實驗教學中的應用[J].藥學教育,2011,27(6):51-53.

[11]張 莉,咸洪泉. 微生物學實驗教學新模式—顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的應用[J].價值工程, 2011(10):208-209.

[12]李新社,陸步詩,王放銀. 微生物學實踐教學考核方式的改革與探討[J]. 高校實驗室工作研究,2008(4):22-24.

[13]胡元森,李翠香,劉 娜,等. 食品工程類專業(yè)微生物學教學改革與實踐[J].生物學雜志,2011,28(2):98-100.

[14]邵繼海,魏祥東,周細紅,等.“質(zhì)量工程”背景下的環(huán)境工程微生物學實驗教學改革探索[J]. 生物學雜志,2010,27(3):106-108.

[15]趙曉冬,李興國.“非211工程”全國重點大學生存現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J].長白學刊，2014(2):114-120.

[16]李 毅. 應用型人才培養(yǎng)中的教師創(chuàng)新及實踐能力探究[J]. 求實, 2012(2): 267-269.

Exploration and practice of food microbiology experiments teaching system with professional features

HUANG Liang, HU Yuan-sen, LI Rui-fang, ZHANG Hui-ru, CHEN Liang

(College of Biological Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

The contents of courses and teaching methods of food microbiology experiments were explored to meet high requirements of strengthening practical innovation capability. The students were guided to re-take the road of theory discovering, and their ability to analyze and summarize were improved. The association between experiment content and production practices was strengthened with a wide range of assessment methods. By all these means the quality of practice teaching was enhanced significantly.

food microbiology; practice teaching; exploration of teaching

2014-09-22；

2014-10-28

河南工業(yè)大學高質(zhì)量課程建設(2013kcyj-y09)；河南工業(yè)大學高等教育研究項目(2012GJYJ-B13)

黃亮，講師，研究方向為食品微生物學，E-mail:bluecave2003@163.com。

G642.0

C

2095-1736(2015)02-0103-03

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2015.02.103