“食品微生物學”課程中案例元素的挖掘與應用

孫嬋嬋*，梁彬，趙玉平，彭新顏，孫蕾蕾，姬長建

1. 煙臺大學生命科學學院（煙臺 2640052）；2. 魯東大學食品工程學院（煙臺 264025）；3. 齊魯師范學院物理與電子工程學院（濟南 250200）

食品微生物學是在普通微生物學知識的基礎上，研究微生物與食品的相互關系的一門科學?！笆称肺⑸飳W”課程是食品科學與工程專業(yè)、食品質量與安全專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課，先修課程主要有有機化學、生物化學等。該課程內容涉及范圍廣，具有理論性和實踐性均很強的特點。通過系統學習“食品微生物學”的知識，能夠為后期“食品毒理學”“食品標準與法規(guī)”“食品檢疫學”“食品貯藏保鮮”等專業(yè)課程的學習打下良好基礎，在食品專業(yè)學生的專業(yè)學習中起著奠基石的重要作用[1]*。

傳統的“食品微生物學”教學過程以教師為中心，課堂主要以基礎理論知識的解析和灌輸為主。傳統教學方式相對枯燥，課堂上學生容易走神。獲取知識的方式僅依靠死記硬背知識點，不利于學生自主學習能力和思辨精神的培養(yǎng)。因此，在新時代的教育形式下，采用不同的策略優(yōu)化當前教學模式并進行相應的變革勢在必行[2]*。

案例教學法以人本主義和建構主義認識論思想為理論基礎，符合以學生為中心的現代教育理念。案例教學法由美國哈佛大學法學院教授克利斯托夫·L.朗戴爾首次提出，并于20世紀80年代引入我國[3]*。該教學法在美國高校課程中得到成功運用和推廣，并取得顯著效果，為社會培養(yǎng)大批具有扎實專業(yè)素養(yǎng)的人才。案例教學法的主要特征是將案例元素引入課堂教學中，被廣泛應用于多種課程的教學，并被大量教學實踐證明是一種行之有效的創(chuàng)新教學方法[4]*。因此，試驗針對“食品微生物學”這門課程的特點，在教學過程中充分挖掘該課程中的案例元素，并及時將相關案例在課程教學中有效實施。

1 “食品微生物學”課程體系

1.1 課程內容

“食品微生物學”各項課程內容[5]*如下。

1.1.1 微生物的主要類群及其形態(tài)結構

通過章節(jié)教學，讓學生充分掌握各類微生物的形態(tài)結構特點和繁殖方式。

1.1.2 微生物的營養(yǎng)

通過章節(jié)教學，讓學生掌握微生物營養(yǎng)類型的特點及多樣性，并能夠根據不同微生物各自的營養(yǎng)要求，配制相應的培養(yǎng)基。

1.1.3 微生物的代謝

掌握微生物代謝類型的多樣性，各類微生物產能方式和特點，微生物的分解代謝及特有的合成代謝途徑。

1.1.4 微生物的生長

重點掌握微生物生長的測定方法，微生物生長繁殖的規(guī)律，各種物理、化學因素對微生物生長的影響。

1.1.5 微生物的遺傳變異與育種

通過章節(jié)教學，讓學生掌握細菌的染色體基因組及染色體外的遺傳因子（質粒）的結構和基本特點，微生物基因突變和基因重組的基本規(guī)律，微生物菌種保藏的基本理論和實驗方法。

1.1.6 微生物的生態(tài)

重點掌握微生物在自然分布的特點及與人類生活的密切關系，微生物與其生活在一起的其他生物之間的相互關系，微生物在生態(tài)系統中的地位與作用。

1.1.7 微生物與食品的加工生產

通過章節(jié)教學，讓學生掌握微生物在相關食品產業(yè)中的應用、微生物污染食品的來源及引起食品變質的主要微生物、食品腐敗變質的原因。并根據微生物種類和食品特性，可采取適當方法殺死或抑制其在食品中的生長繁殖，延長食品貨架期。

1.2 “食品微生物學”課程特點

1.2.1 食品專業(yè)核心課

“食品微生物學”是現代食品技術的理論與技術基礎，為發(fā)酵食品生產、食品衛(wèi)生安全、食品保藏等領域提供理論基礎，對推動整個食品科學乃至生命科學的進步和發(fā)展都有重要作用[6]*。“食品微生物學”是食品科學與工程專業(yè)、食品質量與安全專業(yè)等食品相關專業(yè)的一門專業(yè)核心課，是學習“食品毒理學”“食品標準與法規(guī)”“食品檢疫學”“食品貯藏保鮮”等課程的基礎，在食品專業(yè)課程中起著重要的奠基石作用。

1.2.2 教學內容多且雜

課程涵蓋微生物的基礎知識和應用兩大部分。基礎知識包括細菌、酵母菌、霉菌及病毒的營養(yǎng)與生長、能量和物質代謝、遺傳變異育種、分類鑒定、生態(tài)、傳染和免疫等；應用部分包括微生物與食品釀造、食品保藏與腐敗變質、微生物與食品安全等內容，涉及到的知識點多，內容瑣碎繁雜[7]*。

1.2.3 “食品微生物學”教學現狀

傳統的“食品微生物”教學通常采用理論教學為主，教師課堂講授為主導的教學模式[8]*。學生在學習過程中完全是被動式跟隨教師的講解，對知識點死記硬背。傳統的教學模式忽略學生的主體地位，不利于學生自主學習能力和思辨精神的培養(yǎng)。

2 “食品微生物學”課程中案例元素的挖掘

“食品微生物學”的教學目標[9]*是要求學生學習與食品有關的微生物的形態(tài)結構特征、生理生化特性、生長繁殖規(guī)律、環(huán)境因素對微生物生長的影響，并學習微生物分類、生態(tài)和遺傳變異等理論，開發(fā)利用有益微生物，控制能引起食品腐敗、導致食源性食物中毒的有害微生物。

案例教學法中的案例應注重科學性、典型性、針對性、啟發(fā)性和實用性，力求使微生物教學從內容到形式都更新、更實。同時，案例要真實可信、客觀生動、結果多樣化。案例內容由主題、教學目標、場景與案例描述、環(huán)節(jié)設計、問題及討論要點、參考答案等六要素構成[10]*。由于學生尚未進入專業(yè)課程學習，案例主要側重與食品相關的基礎知識和人文情懷，避免涉及過多的專業(yè)內容。案例主題設置簡明扼要、故事設置活潑生動且具有帶入感[11]*。

根據“食品微生物學”的課程特點及合格案例的要求，這些“案例元素”可以從具體知識點并結合身邊事例等多方位多角度進行挖掘開發(fā)。具體示例如下。

2.1 結合身邊實例挖掘案例元素

微生物與人們的日常生活息息相關，很多食品都是由微生物加工而成或本身就是微生物。在進行專業(yè)課程知識傳授時，要善于結合身邊實例，挖掘相應的合格案例[12]*。如學習微生物的主要類群及其形態(tài)結構這一部分內容中病毒的形態(tài)結構特點和繁殖方式時，可以采用新型冠狀病毒作為案例。具體案例如下：

2019年12月，某同學是煙臺大學的一名食品科學與工程專業(yè)的大三學生。最近，她看到新聞說武漢市部分醫(yī)療機構陸續(xù)出現不明原因肺炎患者。和身邊的同學一樣，她覺得這個疾病離她很遙遠，所以并沒有重視這個新聞。直到寒假期間，全國范圍的新型冠狀病毒感染大爆發(fā)。寒假結束，學校未能開學，她與全國大學生一樣，只能在家上網課。在此期間，我國政府采取了嚴格的舉措，內防擴散、外防輸出，并減少或取消一切不必要的大型公眾集會，嚴格控制醫(yī)院感染，對重癥患者“一人一方案”“一人一團隊”，最大限度消除社會恐慌。終于，在2020年9月，她們如期開學了。直到2022年4月，新型冠狀病毒感染的肺炎疫情雖然在中國引起極大關注，但據她了解民眾的態(tài)度和表現更趨理性。在社交媒體上，相關防疫知識和一些科學建議成為轉發(fā)熱門；朋友和同學間探討著如何更好地采取防護措施，降低出行風險。請從新型冠狀病毒的類群、形態(tài)結構、繁殖方式、傳播途徑等角度，闡述新型冠狀病毒感染的肺炎疫情全球爆發(fā)原因和作為一名普通學生，應該如何預防？

2.2 結合具體的知識點挖掘案例元素

“食品微生物學”中涉及知識點多，內容瑣碎繁雜。很多知識點都能被挖掘發(fā)展成為案例。例如，在學習微生物污染食品的來源及引起食品變質的主要微生物這一部分內容時，可以采用某食品企業(yè)中真實發(fā)生的“醬油漲袋”事件改編為案例，幫助學生分析理解引起食品變質的主要微生物類型。具體類型如下：

某調味食品有限公司一名醬油生產線品控人員，最近她被一件事情搞得頭昏腦漲。昨天，有一批真空包裝的醬油，在運輸過程中發(fā)現嚴重的漲袋現象。于是，該批醬油被全部回收、并返廠銷毀，導致公司損傷慘重。她的直屬領導已經被開除。如果她在三天內不能找到漲袋原因并提出解決方案，她也將丟掉這份薪資頗豐的工作。經過查閱資料，醬油漲袋的原因有3種[13]*：（1）二次污染。醬油滅菌后在貯存、輸送、包裝過程中，污染微生物。（2）滅菌不徹底。醬油雖經滅菌，但尚有少量微生物存在。（3）防腐劑添加不當。防腐劑存在質量問題、或者未全部溶解、攪拌不均或添加量不足，不能起到抑制微生物生長繁殖的作用。微生物在醬油這個營養(yǎng)豐富的載體中，在條件合適的情況下，生長繁殖，產氣引起漲袋。

基于以上資料，請你提出合適的方案，讓她盡快在3 d內找到漲袋原因，并根據學到的微生物學和食品學相關知識提出解決方案。

3 案例教學法在“食品微生物學”課程中的實施

3.1 案例分析與討論

案例的分析和討論都應該在教師講完案例相關基礎知識后，學生具備基礎知識，才能夠進行該環(huán)節(jié)。在此環(huán)節(jié)中，教師可以根據實際情況將全班學生分成若干學習小組（4～6人/組）[14]*。教師將案例提供給學生，并詳述該案例涉及知識點。學生當堂進行分組的分析和討論。每個組設組長，主持討論，可以采用每個同學輪流發(fā)言的形式。在這個環(huán)節(jié)，教師應該隨機進入各個小組中，掌握學生的討論情況，并解答學生的疑問。在此環(huán)節(jié)過程中，學生占據絕對的主導地位。

3.2 案例匯報與小結

小組討論和分析環(huán)節(jié)結束后，教師組織開展集中討論環(huán)節(jié)，即案例匯報。在此環(huán)節(jié)，教師占據主導地位。首先，各小組分別派出一名代表，上臺闡述小組的最終觀點。匯報完成后，該組其他成員全部上臺補充發(fā)言，并一一解答班級其他學生和教師針對該組匯報情況提出的問題。全部小組的匯報結束后，教師根據小組案例匯報和解答的整體情況，進一步解釋、小結和評價。

3.3 課后理論學習與實踐

“食品微生物學”課程涉及內容廣泛，單純依靠教師的課堂講解這一傳統授課方式，無法實現讓學生全面掌握知識點，更無法實現學生將微生物知識與食品工業(yè)實踐相聯系。因此，學生為更好構建起完整的知識體系，需要其利用課余時間進一步去擴展閱讀學習，從而可以掌握更多知識點。因此在案例教學法的最后，教師可以帶領全體學生分別完成案例分析報告的撰寫。將案例分析報告作為課后作業(yè)上交。通過課后作業(yè)的完成，一方面加深學生對案例精髓的理解，讓學生通過查閱文獻和小組討論的方式自主擴展知識面[16]*。另一方面加強學生總結歸納和書面表達的能力[15]*，可以很好對課堂學習進行補充。根據作業(yè)的完成情況，教師完成學生成績評分，以鼓勵學生的完成熱情。

3.4 效果分析與反思

教學中應用案例教學法，通過有趣又貼近學生生活的案例，吸引學生對課堂學習知識的興趣，調動學生學習的主動性和熱情。另外，案例分析、討論和集中討論環(huán)節(jié)可活躍課堂氛圍，加強教師與學生的課堂互動機會。這不僅能夠進一步促進教師和學生間的思想交流，還能夠增強學生大膽表達自我觀點的積極性和能動性。因此，案例教學法在“食品微生物學”課程中的應用，不僅能夠增強學生對課本基礎知識的掌握程度，還能夠加強學生綜合能力的培養(yǎng)，例如團隊合作能力、表達能力、總結歸納能力、查閱文獻能力及書面表達能力等。

然而，案例教學法對于案例材料和授課教師自身素質要求都比較高，否則案例教學法便難以達到預期的目標[12]*。因此，在案例教學結束后，為進一步掌握案例教學效果，分別通過雨課堂、問卷星等平臺發(fā)布教學效果調查問卷。調查結果顯示，95%的學生認為案例主題與教學內容一致，內容覆蓋全面，能夠滿足學生對知識的需求。76%的學生認為案例教學對其學習興趣具有明顯的促進作用。82%的學生認為案例討論和分析過程對其今后的學習和工作有很大幫助。由此可見，案例教學法教學效果顯著。但是，近20%的學生認為個別案例可討論性不夠高。因此，進一步加強“食品微生物”課程中案例的挖掘和案例庫的建設，對提高案例教學法的應用具有重大實踐意義。

4 結語

“食品微生物學”課程是食品科學與工程專業(yè)、食品質量與安全專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課。課程涵蓋的內容包括微生物的基礎知識和應用兩大部分，涉及知識點多，內容瑣碎繁雜。傳統的微生物教學過程以教師為中心，課堂主要以基礎理論知識的解析和灌輸為主，教學方式相對枯燥，且內容與食品工業(yè)實踐不能緊密結合，不利于學生自主學習能力和思辨精神的培養(yǎng)。因此，在新時代的教育形式下，采用不同的策略優(yōu)化當前的教學模式并進行相應的變革勢在必行。根據“食品微生物學”課程特點，介紹結合具體的知識點挖掘案例元素、結合身邊實例挖掘案例元素兩方面進行微生物學專業(yè)課中案例元素的挖掘方式，并從案例教學方案、案例分析與討論、案例匯報與小結、課下理論學習與實踐、效果分析與反思五個方面淺談如何將案例教學法在微生物學課程中有效實施進行探討，為案例教學法運用于其他課程提供借鑒方案。