基于學生創新實踐能力培養下的高校“食品微生物實驗”教學改革

文 譚沙 朱仁威 銅仁學院材料與化學工程學院

食品微生物實驗是食品科學與工程專業必修的一門專業實驗課程，也是該專業應用性很強的一門課程。傳統的食品微生物實驗教學往往以基本實驗技術為主，缺乏系統性和應用性，束縛了學生的創新實踐能力。本文通過食品微生物實驗內容、實驗教學方法及實驗考核方式的改革，以求創建一套適合銅仁學院食品科學與工程專業學生的食品微生物實驗教學體系，解決學生在理論和實驗學習過程中遇到的問題，來提高學生的創新實踐能力。

食品微生物學是食品科學與工程專業以及食品質量與安全專業的一門重要專業基礎課。食品微生物學的目標是，使食品相關專業的學生具備扎實的微生物基本理論與知識，同時熟練掌握微生物培養、分離、鑒定和純化實驗技能，并最終達到可以獨立完成食品微生物相關實驗的實際工作。伴隨我國經濟快速發展和全球范圍內的機遇挑戰，食品企業和相關單位對高校食品專業畢業生的要求越來越高，不僅要求具有扎實的基礎專業知識，而且必須具備很強的動手能力和解決問題的能力。我校食品科學與工程專業學生畢業之后有從事食品微生物檢驗類工作的，需要較高的專業技能，同時還有大部分同學繼續深造，且有很多學校將現代食品微生物學列為研究生的專業學位課程。2015年，國務院發布的《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》指出：高校要完善創新人才培養機制，健全創新創業教育課程體系。此次食品微生物學實驗教學改革，本著以提升學生創新實踐能力的原則，通過一系列實驗教學內容、實驗教學方法和考核方式的改革措施來激活學生的學習激情，引導學生主動參與食品微生物學實驗，給學生提供更多的參與實踐機會，有利于學生創新實踐能力的提高。

1. 食品微生物實驗教學內容改革

1.1 實驗內容由基礎性實驗向驗證性、綜合性和實踐性改革

在以往的實驗安排中，基礎性實驗占據50%的比重，然后就是驗證性實驗，對于綜合性和實踐性的實驗基本沒有涉及，這就是傳統食品微生物實驗內容束縛了同學們的創新能力和實踐能力。基礎性實驗固然重要，最終還是要為驗證性、綜合性和實踐性實驗服務，所以在學生掌握基礎性實驗的基礎上，再通過驗證性、綜合性和實踐性實驗來鞏固基礎實驗操作是一個相得益彰的過程。同時，還能挖掘學生的創新能力、提升學生的實踐能力。無菌操作技術、培養基的配置和滅菌、消毒與滅菌、平板計數、微生物的生長于培養以及實驗結果的觀察、記錄與處理等，都是食品微生物檢驗的基本實驗技能，這些技能被融合到“水中細菌總數和總大腸桿菌群的測定”“牛乳的巴氏消毒及酸奶的制作”等實驗中，通過實驗使學生可以真實地接觸到食品中的微生物，更好地幫助學生理解食品微生物實驗實踐性，有效激發學生的學習興趣，提高學習效率，學生才會主動去思考怎樣進行實驗創新。

1.2 實驗內容盡量與交叉學科相關聯

食品微生物與我們專業開設的食品化學、食品保鮮學、發酵食品工藝學、食品包裝技術及食品營養學均有密切的聯系，可以將實驗內容和相關課程的實驗結合起來，比如，微生物在食品保鮮學實驗中發揮的作用，可以通過實驗來檢測微生物對食品工藝學實驗產品品質和風味的影響，以及食品包裝技術實驗中微生物的數量和種類對保質期的影響等等；尤其是發酵食品工藝學，其中的許多章節都是以微生物知識為基礎開展的應用研究，例如，菌種的選育、保藏和復壯，微生物代謝調控理論及其應用，酒精、氨基酸和有機酸發酵，發酵豆制品等功能性食品等。不僅能與其他專業課程實驗相互促進，更能加深學生對實驗的理解和應用，同時還有可能通過學科交叉給學生創造創新點，開闊學生的思維。

1.3 實驗內容與科研、生活相結合

在學生熟練掌握微生物實驗的基本操作及相關原理后，實驗內容可以不固定，通過自行查閱文獻、從日常生活中和老師的科研項目中尋找食品微生物相關的實驗設計實驗方案并完成實驗，既鞏固了學生的實驗操作能力，同時可以激發學生的創新實踐能力，更重要的是能提升學生的科研思維能力和解決問題能力。

2. 食品微生物實驗教學方法改革

2.1 學生全程參與每一個實驗

傳統的食品微生物實驗都是實驗老師提前做好實驗準備，學生只要按照老師給的實驗步驟進行操作就可以順利完成，做完實驗后也不用進行實驗耗材的后續處理，然而實驗很多關鍵步驟都在實驗前的準備，比如，準備實驗時的玻璃儀器的清洗和滅菌等，這些看似簡單的操作很多學生卻不會，然而等到畢業后學生投身檢測工作或者是深造讀研，要動手自己做微生物實驗時才發現不知從何下手，連最基本的化學試劑都不知道怎么配。因為以前做實驗都有實驗準備老師，自己只管添加配好的試劑進行實驗，所以整個實驗過程應從實驗準備到開始實驗、從清洗實驗器具到實驗廢棄物的滅菌等操作都由學生自己進行操作，這才是一個完整的閉環實驗。實驗準備、玻璃儀器的清洗消毒滅菌是微生物實驗的關鍵步驟，這一步必須由學生自己來完成，老師在實驗前進行檢查。實驗中要用到的試劑和藥品、需要配置的溶液和試劑也應該由學生自己來完成，不能讓學生們總是進行“保姆式”實驗。實驗中，老師不僅巡視學生實驗操作情況，學生不懂的環節可以直接問老師，如果有自己的想法也可以跟老師討論，老師根據學生的實驗情況和互動情況進行打分。實驗完畢，所有玻璃儀器的清洗、消毒及實驗廢棄物的滅菌也應由學生自己單獨完成，這也是實驗考核的一個環節。最后就是整個實驗室的衛生清潔由大家共同完成。

2.2 利用多媒體進行教學

充分利用線上教學手段，通過學習通和雨課堂等網絡教學平臺，提前發布實驗教學的PPT和實驗操作視頻等供學生提前學習，利用網絡多媒體將實驗方法、原理和操作過程及注意事項通過文字、圖像和視頻等學習資料更加生動形象地展示給學生提前預習，進一步提高學生的學習效率和實驗效果。同時，多媒體技術可以通過計算機來進行虛擬仿真實驗，完成很多需要大型儀器設備和嚴苛的條件的實驗，解決長期受實驗教學時間、空間、設備條件等各方面限制的難題，既能提高實驗效率和實驗教學水平，又能節約實驗成本。然而，虛擬仿真實驗不能代替線下實驗，微生物畢竟是有生命的，因此，如何將虛擬仿真實驗教學的內容和傳統實驗教學的內容有機結合，充分發揮各自的優勢，將是一種提高課堂實訓效率的有效方式。

2.3 運用“翻轉課堂”進行實驗教學

“翻轉課堂模型”（Model of Classroom Flipping），即在課下教師借助網絡化的課程管理工具進行在線教學并呈現學習材料，而在課上教師主要與學生開展互動，進行深入協作。上課前，老師可以提前將實驗內容和相關視頻傳到網上，學生自己利用空余時間進行學習。上課時，對于不懂的地方可以在上課的時候與老師共同探討，這樣可以很好地節約老師上課講授PPT或者實驗方案的時間，同時也可以激發學生學習的主動性，加深學生對實驗教學的印象。課后，老師同樣可以借助網絡教學平臺發布作業和復習材料，學生還可多次復習相關知識，總結鞏固所學實驗的理論知識，可以有效地拓展學生學習的時間和空間。

3. 食品微生物實驗考核方式

實驗成績是檢測學生掌握實驗能力的一種手段，同時也是評價學生學習效果的一個標準。以往的實驗考核方法就是通過學生的平時考勤、實驗操作及結果和實驗報告來進行打分考核，這樣的考核方式不能做到真正的檢驗和評價所有學生的實驗能力。要進行實驗教學方法的改革，考核方式也得進行改革：平時考勤占比10%，實驗預習占比10%，實驗準備占比10%，實驗過程占比30%，實驗結果占比10%，實驗后歸整占比10%，實驗報告占比20%。考勤根據學生的出勤給分，實驗預習則通過預習報告和課堂提問回答來評價，實驗準備根據學生對于每次實驗課準備的實驗儀器和試劑進行評價，實驗過程通過老師的巡視來評價，實驗后歸整根據學生對實驗后儀器設備的清洗及廢棄物的處理來進行評價，實驗報告則根據學生對實驗的總結和思考進行評價。在實驗中鼓勵創新，對能在實驗結果和現象中發表自己見解、嘗試使用有意義的原料、實驗方法簡便易行和生產實際結合緊密的方案給予加分，以增強學生的主動性和積極性，有利于其創新能力的提高。

結語

伴隨著人類社會經濟和科學技術的快速發展，人類對食品微生物也有了更深一步的認識，這給微生物實驗教學帶來了巨大的挑戰，同時也蘊藏著巨大的機遇。我們只有不斷地探索改革食品微生物實驗內容、教學方法和考核方式，通過實驗提高學生的創新實踐能力，提升學生的綜合素質，才能適應快速發展的社會，為相關企業和單位輸送合格的創新性人才。