食品微生物學實驗課程分組案例式教學的探索與實踐

翟齊嘯 田豐偉 王 剛 張秋香 毛丙永 趙建新 張 灝 陳 衛

（江南大學，無錫 214122）

食品微生物學實驗課程分組案例式教學的探索與實踐

翟齊嘯 田豐偉 王 剛 張秋香 毛丙永 趙建新 張 灝 陳 衛

（江南大學，無錫 214122）

食品微生物學實驗是食品微生物課程教學的關鍵組成部分。食品微生物學課程教學中應加強實驗教學的改革，提高學生興趣，提高學生的綜合素質，推動學生主動探索解決生產生活中的實際問題，培養出理論、實踐俱佳的高素質專業人才。基于此，作者在江南大學食品學院食品微生物學課程教學中開展了“分組案例式”教學改革的探索和實踐。通過“傳統發酵食品中微生物群落結構解析”、“市售食品中有害微生物檢測”、“自然生境中特定微生物的篩選鑒定”、“食品生產企業微生物污染案例調查”等分組探索式教學實驗，對原有的教學課程進行良好地補充，有利于提高學生興趣，引導學生思考，更好地掌握微生物學實驗技能在實際生產和生活中的應用。

食品微生物；實驗教學；分組教學；案例式教學

食品微生物學是高等院校食品科學與工程、食品質量與安全等專業重要的基礎課程，同時也是一門實踐性、應用性極強的學科[1]。作為理論課的拓展和實踐，食品微生物實驗課程對于學生掌握專業知識、培養實驗技能、啟發創新思維有著重要的意義，有助于學生理論聯系實際，系統深入地理解食品微生物學。食品微生物實驗經過多年建設，形成了經過實踐檢驗的理論與實驗教學系統。許多來自高校一線的教學工作者更是不斷探索，推陳出新，研究符合實際的培養模式，摸索出了切實可行的教學改革方案[2-4]。然而，這些改革的研究成果主要集中在優化更新教學內容，重視課前預習課后總結，強化實驗教師素養以及完善實驗考核方式上，對于實驗內容設計尤其是針對提高學生興趣，推動學生主動探索解決生產生活中的實際問題等方面關注較少。基于此，江南大學食品微生物學課程組成員積極研究討論，提出了“分組案例式”的食品微生物學實驗課教學模式建議，希望能提高學生的學習興趣，增強學生的主觀能動性，加強學以致用，培養學生獨立設計實驗的能力。經過不斷的探索和實驗，我們得到了一些經驗和啟發，希望能對食品微生物實驗課教學方式的完善和優化提供參考和借鑒。

一、分組案例式課程設計

在學生初步掌握食品微生物學理論基礎與實驗技能的基礎上，以班級為單位將學生分為四個小組，分別設置不同的探索式教學實驗。組員之間合作進行具體實驗設計，完成全部實驗內容。每個實驗的設計均涵蓋經典微生物學實驗課程中的所有知識要點，且操作步驟相似，便于教師對基本實驗操作技能進行同步講解。所有實驗內容均與日常生活或生產應用中常見的多種問題緊密相關，實現對傳統微生物學實驗教學內容的良好補充，有利于提高學生興趣，推動學生思考，更好地掌握微生物學實驗技能在實際生產和生活中的應用。

實驗小組一：傳統發酵食品中微生物群落結構解析

傳統發酵食品歷來被認為是中華飲食文化的瑰寶，其中含有豐富的微生物資源。利用優良食品微生物對食品進行發酵是食品微生物學中的重要知識點及應用領域。該組實驗設計學生前往周邊鄉村、市場等地采集泡菜、腌肉、腐乳等傳統發酵食品作為實驗的原材料。在采樣過程中強化學生對微生物發酵的理解，更深入地理解發酵過程菌群涉及的生理生化活動，以及對食品感觀和營養成分造成的影響。采樣后組織學生通過經典的菌種分離純化手段解析傳統發酵食品中的微生物群落結構。需要學生利用已掌握的微生物學理論知識，根據食品性狀的不同分析可能存在的微生物，并根據不同微生物對于生長條件的要求選擇配制相應的培養基，對食品中微生物進行分離純化。通過菌落特征觀察、簡單染色法和革蘭氏染色法、顯微鏡觀察微生物形態、產酸產氣等生理生化檢測等方法，對分離得到的微生物進行鑒定，同時通過菌落計數計算微生物總量及各菌種在其中所占的比例。該課程通過學生自主開展一系列和微生物純化培養、形態觀察、生理生化鑒定以及微生物計數相關的實驗，強化學生掌握樣品梯度稀釋，培養基配制及滅菌，微生物接種、分離、純化和培養，顯微鏡的使用，微生物染色觀察，微生物生理生化及免疫學鑒定等一系列實驗技能。

實驗小組二：市售食品中有害微生物檢測

食品微生物學檢驗是微生物學實驗中的重要知識點，食品微生物安全監測也是科研及生產應用中必不可少的一環。該實驗設計為：組織學生前往周邊超市、集市采集乳制品、飲用水、果蔬、肉類等新鮮或過期食品。在采樣過程中組織學生討論食品中可能存在有害微生物的種類，以及其可能對食品及人體造成的危害，強化學生對有害微生物生長環境及生理特性的認識和理解。采樣后組織學生通過經典的菌種分離純化、微生物計數、顯微鏡觀察、生理生化鑒定、血清學檢測等手段檢測食品中的有害微生物。在此過程中促進學生鞏固已掌握的微生物實驗技能，自主測定樣品中的菌落總數，并分別測定大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、溶血性鏈球菌及志賀氏菌等有害菌的數量。該課程強化學生掌握樣品的無菌采集及梯度稀釋、微生物的富集培養和分離純化、菌落總數的測定、顯微鏡觀察、革蘭氏染色、微生物生理生化及免疫學鑒定等一系列實驗技能，有助于學生更好地掌握針對實際食品樣品中有害微生物的檢測方法。

實驗小組三：自然生境中特定微生物的篩選鑒定

人體腸道、自然土壤、發酵食品中都可能存在著優良的微生物，現有用于生產的諸多菌種大多來自于自然生境。以此為出發點，組織學生對嬰兒糞便、長壽村土壤等樣品中的特定微生物如雙歧桿菌、植物乳桿菌等進行篩選和鑒定。在實驗進行前引導學生分析特定微生物如雙歧桿菌的生理特性，了解該微生物在氧氣、pH、溫度、營養物質方面的喜好程度，并依此設計選擇性培養基，進行微生物的篩選和鑒定。允許學生提供多種不同篩選方案，根據不同方案的篩菌結果，結合微生物實驗理論知識和技術，為學生講解方案的優劣性和設計原則。該課程強化了微生物的富集培養和分離純化、菌落總數的測定、顯微鏡觀察、革蘭氏染色等實驗內容，同時提升了學生在選擇性培養基配制及滅菌、微生物生理生化鑒定以及微生物培養技術方面的實驗技能，更有助于學生深入了解菌種篩選方案的制定思路和注意事項。

實驗小組四：食品生產企業微生物污染案例調查

食品生產過程中常常因微生物污染而導致產品質量的下降，甚至危害消費者健康，找出污染源及可能導致污染的因素并加以控制是食品生產中必須的環節。該實驗組設計為：組織學生深入車間工廠，為學生詳細介紹食品生產線各環節的殺菌工藝及可能遇到的微生物污染。之后結合工廠中目前遇到的微生物污染案例，由學生根據文獻查閱結果自行思考采樣點，設計微生物分離鑒定的方案，并通過實驗確定食品污染的菌種、污染的數量、可能導致污染的環節，由此最終提出可行的改進方法。該課程強化學生對實際生產中微生物扮演角色以及生產過程中各個微生物控制關鍵點的認識，并通過已掌握的微生物學理論和實驗技術自主思考殺菌或滅菌方案。在實驗過程中允許學生提供多種不同的答案并幫助學生分析各項方法在有效性、經濟性和安全性上的優劣，幫助學生更好地理解微生物學實驗技能在實際生產中的應用。

上述分組案例式教學的實施經過了三個階段，一是完善項目實施方案。主要包括：設計時間段，落實采樣地點，確定目標菌種，選擇對應企業及案例，準備實驗涉及器材設備等。二是開展具體教學實踐。在微生物學實驗課程開展的過程中，在各組統一進度節點時對實驗操作要點進行講解，組織學生開展采樣、分菌、解決微生物污染案例、制定篩菌方案等分組實驗，教師隨時跟蹤各組實驗進度并給予必要的指導，詳細記錄教學實踐開展過程中遇到的問題和困難，以及注意事項和有待提高的方面。這一階段應注意完成課程共性內容的教學和技能的訓練，保證各組之間對微生物基本知識和技能的互相交流學習。若時間和教學精力允許，應盡可能促進各組間的實驗輪換，加強學生對不同案例蘊含專業知識的理解。三是通過與學生的交流，了解學生的體會和感受，收集意見和想法。邀請其它院校老師來校參觀教學改革成效，提出意見，總結修改。

二、創新成效與存在的不足

上述分組案例式教學實行后，取得了一定的成效。首先，與傳統微生物學實驗課程相輔相成，打破了單一的課堂教學模式，通過四個與食品微生物學密切相關的實際案例教程，更好地貼近實際生活和生產，具有更強的針對性和應用性。其次，以實地走訪為基礎，開闊學生眼界；以自主思考為導向，啟發學生的創新思維；以獨立動手為主體，強化學生的理論知識和實驗技能。將學生在課堂中學習得到的知識和技能與實際情況緊密聯系起來，調動學生的主觀能動性，全面提升專業素養。最后，教師與學生一同走出教室，積極開展第二課堂教學。通過與學生在實地的討論交流，啟發學生對微生物實際應用的判斷和解讀，使得學生有更多機會將第一課堂上未能及時掌握的知識點進行消化，并且能夠拓展學生的知識面，使得本課程的內容、形式更加豐富，激發學生的學習興趣。

對實驗課程及教學方式的改革在豐富學生動手機會，強化學生實驗技能的同時，也呈現出一些問題和不足。首先，由于實驗時間的延長以及實驗指導強度的增加，導致教師工作量顯著增多，需要更多師資力量參與教學改革以提供更好的效果。其次，分組案例式課程更多地涉及到室外環境及生產車間等實驗場地，學生的參與人數受到限制，也存在著一定的安全隱患。需要學校及對口企業給予更大的支持，保證第二課堂教學的順利進行。最后，案例式實驗的連貫性明顯增強，導致實驗強度和實驗頻率增多，有時需將課程安排至課外時間，影響學生的休息和其它學習任務。需要在課程安排上進行進一步的調整和完善，妥善安排課程的時間和空間分配。

三、結束語

近年來，江南大學食品微生物學課程組對食品微生物學實驗的課程設計和教學方式進行了一系列的改革嘗試，“分組案例式”新型教學方法也得到了一些有益的結果。但教學改革是一項長期系統的工程，有待于我們進一步努力探索，更加科學合理地進行課程設計，同時更加全面高效地實現課程推廣，使食品微生物學課程為培養優秀的科技從業人員做出更多的貢獻。

[1]王玲，伍彬.食品微生物學實驗教學過程中培養學生創新能力的實踐與探索[J].微生物學雜志，2013，33（5）：106-109.

[2]李姝，楊小帆，王敏，等.微生物實驗教學及考核方式的改革與探索[J].教育教學論壇，2015（26）：209-211.

[3]王明茲，陳必鏈，周曉蘭.微生物實驗教學實踐及改革的幾點體會[J].實驗室科學，2012，15（4）：154-157.

[4]王剛，田豐偉，張秋香，等.模塊式教學法在食品微生物實驗教學中的應用[J].中國科教創新導刊，2013（7）：81-82.

（責任編輯：姚歆燁）

Grouping and Case Teaching in Food Microbiology Experiment Course

ZHAI Qixiao,TIAN Fengwei,WANG Gang,ZHANG Qiuxiang, MAO Bingyong,ZHAO Jianxin,ZHANG Hao,CHEN Wei
（Jiangnan University,Wuxi 214122,China）

Experiment course is an important part of food microbiology teaching.In order to develop talents in food microbiology,teaching innovation should be focused on promoting students’ interest,enhancing their comprehensive quality and helping them solve practical problems.Grouping and case teaching in food microbiology experiment course has been carried out in School of Food Science and Technology,Jiangnan University.Four courses, “Analysis of Microbial Structure in Traditional Fermentation Food”, “Detection of Pathogens in Food Market”,“Screening of Specific Microorganisms in Natural Environment”and“Analysis of Microbial Contamination in Food Industry”,were designed to help students to have a better understanding of the theory of food microbiology and improve their related experimental skills.

food microbiology;experiment course;grouping teaching;case teaching

G642.0

翟齊嘯（1987—），男，講師，研究方向：食品微生物學。

陳衛（1966—），男，教授，研究方向：食品微生物學。

江蘇高校品牌專業建設工程資助項目（PPZY2015A052）；江南大學本科教育教學改革研究項目（JG2015099）。