工程教育專業(yè)認(rèn)證體系下“食品微生物學(xué)”課程創(chuàng)新教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

杜 娟，胡哲源，栗俊廣，劉 驍，肇 瑾

（1.鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450002；2.鄭州輕工業(yè)大學(xué)電氣信息工程學(xué)院，河南鄭州 450002；3.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴州貴州 550025）

2018年9月10日，習(xí)近平總書記在全國教育大會(huì)上發(fā)表重要講話，指出要“深化教育體制改革”“扭轉(zhuǎn)不科學(xué)的教育評(píng)價(jià)導(dǎo)向”“著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才”。工程教育認(rèn)證是國際工程教育中最具影響力的認(rèn)證之一，符合我國高等教育發(fā)展與改革的導(dǎo)向[1]。工程教育認(rèn)證已經(jīng)成為國際間大學(xué)工程教育的趨勢(shì)，開展工程專業(yè)認(rèn)證工作有助于教育質(zhì)量的提升與教學(xué)機(jī)制的改革；同時(shí)，可促進(jìn)我國工程教育參與國際交流，實(shí)現(xiàn)國際間本科工程教育的學(xué)位互認(rèn)[2]。自2016年中國成為《華盛頓協(xié)議》第18個(gè)成員國以來，全國各大高校積極開展工程教育專業(yè)認(rèn)證工作[3]。

鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)辦于1980年，是國家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，專業(yè)緊跟時(shí)代步伐，深入開展工程認(rèn)證工作，于2013，2016，2019年連續(xù)3次通過中國工程教育認(rèn)證。“食品微生物學(xué)”作為食品科學(xué)與工程的一門學(xué)科專業(yè)課程，同時(shí)也是專業(yè)必修的核心主干課程[4]，其傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足教育認(rèn)證體系下對(duì)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的支撐。結(jié)合“食品微生物學(xué)”課程教學(xué)大綱、食品科學(xué)與工程專業(yè)工程認(rèn)證培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)現(xiàn)狀，秉承持續(xù)改進(jìn)、不斷創(chuàng)新的指導(dǎo)方向，探索翻轉(zhuǎn)課堂、實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)、項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)3個(gè)創(chuàng)新教學(xué)模式在該課程中的應(yīng)用。最終培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提升學(xué)生利用食品微生物學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際工程問題的能力，服務(wù)于工程認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)。

1 “食品微生物學(xué)”課程教學(xué)創(chuàng)新目標(biāo)

1.1 “食品微生物學(xué)”課程現(xiàn)狀

根據(jù)工程認(rèn)證理念，畢業(yè)要求需要覆蓋工程知識(shí)、問題分析、使用現(xiàn)代工具、溝通等12個(gè)點(diǎn)。課程體系作為達(dá)成畢業(yè)要求的關(guān)鍵，研究制定上必須服務(wù)于畢業(yè)目標(biāo)。特別是在教學(xué)環(huán)節(jié)，要全面培養(yǎng)學(xué)生這12個(gè)點(diǎn)的能力。然而，在實(shí)際的課程教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)模式仍著重于灌輸課程相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生一定的問題分析能力；對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐操作技能、創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)開發(fā)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、項(xiàng)目管理能力等涉及很少。

鄭州輕工業(yè)大學(xué)的食品科學(xué)與工程專業(yè)所在的食品與生物工程學(xué)院，是學(xué)校建院最早、教育資源最豐富、教學(xué)設(shè)備最完善的院系之一，建有省部級(jí)教研平臺(tái)10個(gè)、創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)6個(gè)。該專業(yè)學(xué)生在師資、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)習(xí)實(shí)踐等方面具有的資源優(yōu)勢(shì)，亟待在教學(xué)創(chuàng)新改革中發(fā)揮，提升學(xué)生12項(xiàng)畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)中的能力。

1.2 “食品微生物學(xué)”課程教學(xué)創(chuàng)新目標(biāo)

“食品微生物學(xué)”作為食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，在整體課程體系中具有支撐作用。學(xué)校該課程師資強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備先進(jìn)，在課堂教學(xué)中具有優(yōu)勢(shì)，學(xué)生普遍對(duì)理論知識(shí)掌握較好，具有一定的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。同時(shí)，參考專業(yè)認(rèn)證的要求，課程在結(jié)構(gòu)建設(shè)上還需要持續(xù)改進(jìn)，教學(xué)方法上還需要不斷創(chuàng)新。學(xué)生利用食品微生物課程知識(shí)解決實(shí)際食品工程問題有所欠缺；操作設(shè)計(jì)性和創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的能力不足；在項(xiàng)目管理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面缺乏經(jīng)驗(yàn)。

針對(duì)學(xué)生以上3個(gè)方面的短板，分別從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、結(jié)課項(xiàng)目3個(gè)方面闡述創(chuàng)新教學(xué)方法。這些方法經(jīng)過2年的實(shí)踐，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，教師和學(xué)生普遍反映良好，同時(shí)根據(jù)各方建議不斷完善改進(jìn)。整體目標(biāo)是：提升學(xué)生利用理論知識(shí)解決實(shí)際食品工程問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的能力；增加學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、完成項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)。

2 “食品微生物學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)思路

2.1 “食品微生物學(xué)”課堂教學(xué)現(xiàn)狀

“食品微生物學(xué)”課程均由骨干教師任課，大綱教案成熟、教學(xué)資料齊備、教學(xué)硬件先進(jìn)。然而，隨著知識(shí)更新、學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的變化，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的教學(xué)效果出現(xiàn)下滑。

主要出現(xiàn)以下幾類情況：

（1）課堂教學(xué)效率下降，教師經(jīng)常重復(fù)講解知識(shí)點(diǎn)，并且使用大量課堂時(shí)間進(jìn)行習(xí)題分析；

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)注意力不集中，玩手機(jī)、睡覺情況增多；

（3）課堂氣氛不活躍，主動(dòng)提問的學(xué)生數(shù)量明顯減少；

（4）由于學(xué)生人數(shù)較多，單個(gè)學(xué)生的被關(guān)注度不夠，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降。

2.2 翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)思路

引入翻轉(zhuǎn)課堂的主要目標(biāo)是可以提升課堂教學(xué)效果、活躍課堂氣氛、提升學(xué)生課堂參與度，為學(xué)生利用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題打下基礎(chǔ)，并為結(jié)課項(xiàng)目教學(xué)方法的引入做鋪墊。

翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館資源等課堂外資源，在課堂外進(jìn)行提前學(xué)習(xí)。教師提前列出知識(shí)點(diǎn)條目，學(xué)生根據(jù)自身情況進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。為減輕教師制作教學(xué)視頻的負(fù)擔(dān)，可推薦學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)公開的國家級(jí)、省級(jí)精品課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。食品微生物學(xué)作為生物食品類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，精品課程建設(shè)完善，學(xué)生可以在教師指導(dǎo)下進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。

課堂上，學(xué)生以3到5人分組進(jìn)行學(xué)習(xí)討論。主要討論相關(guān)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)等內(nèi)容，教師采用隨機(jī)的方式抽取小組成員，到講臺(tái)上進(jìn)行講解。其他學(xué)生可以在小組講解后進(jìn)行提問，講解小組成員進(jìn)行回答，教師作以補(bǔ)充。被抽取小組表現(xiàn)作為平時(shí)成績的重要組成部分。在每一章知識(shí)完成學(xué)習(xí)后，教師設(shè)計(jì)一例實(shí)際食品工程問題，小組在課下解決問題，以報(bào)告的形式提交教師審閱。教師給出審閱意見，并利用一定的課堂時(shí)間進(jìn)行案例分析。

2.3 信息化輔助教學(xué)的應(yīng)用

2018年10月，教育部發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》[5]，其中第七條指出：要“推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合”。在教育信息化的2.0時(shí)代，信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合是推進(jìn)教育現(xiàn)代化的重要方法與途徑。傳統(tǒng)的使用板書和PPT結(jié)合的教學(xué)方式，缺少信息化元素，難以活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的教學(xué)參與度。

根據(jù)現(xiàn)階段學(xué)生持手機(jī)上課的特點(diǎn)，教師團(tuán)隊(duì)探索利用手機(jī)進(jìn)行課堂互動(dòng)的實(shí)踐。通過使用網(wǎng)絡(luò)上若干免費(fèi)優(yōu)秀的教學(xué)輔助應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)了課堂快速點(diǎn)名、課堂提問、問題收集等。學(xué)生通過掃二維碼的方式，方便快捷參與教學(xué)中。

經(jīng)過1年左右的實(shí)踐，學(xué)生課堂參與度明顯提升，玩游戲比率有所下降。教師通過手機(jī)教學(xué)程序提問，可以迅速掌握學(xué)生參與人數(shù)、回答情況等信息，提升了教學(xué)效率。學(xué)生可隨時(shí)通過軟件進(jìn)行提問，提高了學(xué)生參與提問的積極性。教師可依據(jù)學(xué)生學(xué)期參與情況，作為平時(shí)成績?cè)u(píng)定參考。實(shí)踐中的主要問題是，由于手機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)與信號(hào)等非人為因素導(dǎo)致相關(guān)手機(jī)應(yīng)用程序無法正常使用，以及智能手機(jī)還未在學(xué)生中完全普及?？紤]到教育公平問題，需要學(xué)校投入一定資金幫助困難學(xué)生，或采購統(tǒng)一的智能輔助教學(xué)設(shè)備供課堂使用。

3 “食品微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程評(píng)價(jià)體系改革探索

3.1 “食品微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程評(píng)價(jià)體系現(xiàn)狀

“食品微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”具有操作性強(qiáng)、過程變化多、精細(xì)化程度高等特點(diǎn)，是輔助學(xué)生理解掌握課堂理論知識(shí)的重要手段。由于實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)間限制、部分實(shí)驗(yàn)較為復(fù)雜等原因，實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)多采用教師演示、學(xué)生模仿的形式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)多以簽到率、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)等作為參考依據(jù)。在這種評(píng)價(jià)體系下，學(xué)生多以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書步驟復(fù)刻實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)大量雷同。實(shí)際參與實(shí)驗(yàn)學(xué)生數(shù)量少，相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后仍不理解實(shí)驗(yàn)原理，沒有起到幫助理解理論知識(shí)的作用。

3.2 實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)探索

在實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系創(chuàng)新探索中，不再以確定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果作為評(píng)價(jià)要素。重點(diǎn)考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)的操作過程、自主解決實(shí)驗(yàn)問題的能力。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫要求簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)理論、指導(dǎo)步驟的內(nèi)容，重點(diǎn)要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)操作中遇到何種問題、解決問題的方式及結(jié)果。引導(dǎo)學(xué)生分析因操作不當(dāng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備損壞、環(huán)境條件變化等產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際食品工程問題的能力。

以細(xì)菌的分離與接種實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的常見問題有使用傾注平板法時(shí)無菌落生長、涂布平板時(shí)菌落聚集不分散無法計(jì)數(shù)、劃線接種時(shí)有污染等現(xiàn)象，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中撰寫自己在實(shí)驗(yàn)中遇到的情況及解決方法。未能解決的，分析其原因。經(jīng)過若干次實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，不僅多數(shù)學(xué)生較好地掌握了實(shí)驗(yàn)原理及方法，更有部分學(xué)生具備了一定設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的能力。

4 項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)模式的引入

4.1 “微生物學(xué)”現(xiàn)有課程評(píng)價(jià)模塊及優(yōu)化探索

“微生物學(xué)”現(xiàn)有課程評(píng)價(jià)模塊主要由3個(gè)部分組成：占比約70%的考試成績，占比約15%的實(shí)驗(yàn)成績，占比約15%的平時(shí)成績。

現(xiàn)有的評(píng)價(jià)模塊仍然以評(píng)價(jià)學(xué)生的應(yīng)試能力為主，未能體現(xiàn)工程認(rèn)證中成果導(dǎo)向的理念機(jī)制。引入項(xiàng)目導(dǎo)向的學(xué)習(xí)及評(píng)價(jià)模式，可以有效支撐工程認(rèn)證中的若干個(gè)能力點(diǎn)，并優(yōu)化課程評(píng)價(jià)體系?，F(xiàn)階段該專業(yè)試行課程學(xué)期項(xiàng)目評(píng)價(jià)占比20%，壓縮考試成績占比50%。

4.2 項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)模式

每學(xué)期任課教師設(shè)計(jì)4～5個(gè)食品微生物相關(guān)的工程項(xiàng)目問題，如食品樣品中腐敗菌的分離與鑒定、添加有益生菌的酸奶發(fā)酵、產(chǎn)耐高溫α-淀粉酶菌種的篩選及誘變、食品樣品中大腸菌群的計(jì)數(shù)等，在學(xué)期初進(jìn)行公布，供學(xué)生分組后進(jìn)行選擇。3～5名學(xué)生1組，不同小組可選擇相同的項(xiàng)目，小組也可以申請(qǐng)自立項(xiàng)目，經(jīng)任課教師審核后實(shí)施。

項(xiàng)目需在課程結(jié)束的2周前完成，以小組為單位提交項(xiàng)目報(bào)告。并利用2個(gè)課時(shí)的時(shí)間，分小組公開進(jìn)行項(xiàng)目發(fā)表和匯報(bào)，回答教師和學(xué)生的問題。教師給出指導(dǎo)意見并作出評(píng)價(jià)。也可引入學(xué)生互評(píng)機(jī)制，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)，激發(fā)主觀能動(dòng)性。

項(xiàng)目導(dǎo)向的學(xué)習(xí)模式，在幫助學(xué)生理解掌握理論知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)造能力的同時(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、項(xiàng)目管理能力，極大程度彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式中對(duì)工程教育認(rèn)證12個(gè)指標(biāo)點(diǎn)的支撐不足問題。同時(shí)，教師在指導(dǎo)、評(píng)價(jià)、觀摩學(xué)生的項(xiàng)目時(shí)，也能有所啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足，了解學(xué)生學(xué)習(xí)的困難點(diǎn)，為進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)方法提供依據(jù)。

5 結(jié)語

“食品微生物學(xué)”課程是食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，針對(duì)目前該課程授課過程中存在的一些問題，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念與要求，對(duì)該課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式通過引入翻轉(zhuǎn)課堂、信息化輔助教學(xué)、項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)模式以及考核方式中實(shí)驗(yàn)課評(píng)價(jià)體系的改革等措施，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主觀能動(dòng)性，使學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)水平、專業(yè)技能和實(shí)踐動(dòng)手能力都得以明顯提升，以支撐工程教育專業(yè)認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)。