新工科背景下“食品微生物學實驗”課堂教學中的實踐作用
——以“酸奶的制作”為例

涂夢婕, 何 蓮, 徐 培, 賈洪鋒

（四川旅游學院 食品學院, 四川 成都 610100）

“食品微生物學實驗”是食品科學與工程、食品質量與安全等食品相關專業的專業必修課程之一。旨在緊扣食品微生物理論教學基本特點的基礎上, 結合目前食品微生物領域的研究進展, 突出實踐性、應用性, 幫助學生深入理解食品微生物[1]。在以“新工科”建設為指導思想的前提下, 結合線上資源, 對“食品微生物學實驗”的教學與實踐內容進行改革, 提高學生實踐能力的同時, 注重學生綜合能力與素質的培養。

1 新工科概念的提出

新工科是基于目前國際化競爭新形勢、立德樹人新要求、為國家戰略發展新需要而提出的我國工程教育改革方向。新工科教育概念對高等教育過程提出了更高的要求, 其內涵包括：以立德樹人為引領, 以應對變化、塑造未來為理念, 以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為途徑,從而根據社會的切實需求, 培養多元化、創新型卓越工程素質的創新、創業人才, 并具有“戰略性、創新性、系統化、開放式”的特征[2-3]。

2 實驗課程體系的構建

2.1 人才培養理念的轉變更新

在“食品微生物學實驗”課程中主要包括“食品微生物學”的基礎操作知識和技能, 由于該課程實驗是食品安全與衛生檢測的重要內容, 所以還涉及了“食品微生物學”在食品安全及檢測方面的應用和基礎檢測技能的培養[4], 一般包括顯微鏡的使用、細菌的革蘭氏染色、血球計數板的使用、培養基的配制、微生物的純培養、物理因素對微生物的影響、化學因素對微生物的抑制、餐飲加工環境菌落總數的測定等多個實驗項目。課程中所有實驗項目均是在理論課基礎上設置的, 為了使學生懂得將理論聯系實際、更好掌握食品微生物相關知識, 對于今后從事微生物檢測的學生, 該類實驗課程項目的設置, 能有效幫助學生學習并熟悉相關檢測操作, 如食品中菌落總數的測定、餐飲加工環境菌落總數的測定及食品中酵母菌和霉菌的測定等。

在實驗課程中特別設計“酸奶的制作”這一實驗, 是為了將理論和實際進行有機結合。在以往的實驗中, 實驗項目的設置一般包括了實驗前期準備、實驗操作、實驗結果觀察等。但就學生反饋而言, 雖在課程中有實踐操作, 學生整體實驗參與度不強, 多為驗證性實驗, 即教師將所有儀器設備準備齊全, 學生按照教師既定實驗操作進行并觀察實驗結果, 這不利于學生自主思考能力的培養。為契合“以學生為中心”這一指導思想, 如今的實驗教學中除了驗證性實驗, 還會加入綜合性實驗、設計性實驗等。通過“食品微生物學實驗”的開展發現, 可以學生為主導、教師指導, 啟發學生在“食品微生物學”理論課——“食品與微生物制造”一章中所學的酸奶與微生物發酵技術的基礎上, 模擬工業化生產, 安全有效地制備出可口的酸奶。由此還能舉例小試與中試、甚至常規工業化生產酸奶之間的差異, 但理論基礎都是一致的。

2.2 課程開展模式的改進

在如今的課程開展過程中, 前期利用學習通等在線教學軟件輔助學生進行理論知識的鞏固, 為實驗課的進行打下基礎, 通過視頻學習、理論測驗, 可以幫助學生理清實驗原理并提前預習, 但“實踐出真知”, 具體實驗操作還需學生親自動手。

學生在進行實驗操作過程中, 教師主要起協助作用, 從旁指導。在學生規劃好自己的實驗流程后, 予以評價和適當完善補充, 學生在此基礎上進行實驗, 可以更加清晰地認識酸奶生產的原理, 最終制作出產品后, 及時對產品進行感官評價, 還可以對生產工藝流程進一步改善。例如, 學生制作的成品酸奶凝結程度不高, 呈流動狀態, 此時應引導學生思考出現此類現象的原因：是微生物發酵時間不充足, 還是由于菌種接入量不達標所引起的。再結合酸奶的pH值是否在4.6附近可推斷出酪蛋白凝固效果如何。最終可以調整酸奶的前發酵時間和溫度。而在酸奶的后發酵階段, 即后熟部分, 低溫保藏的時間是如何影響酸奶的風味形成的, 這也是學生需要思考的一個方面, 如后熟階段不斷延長, 酸奶的酸度是否會有所回升, 或是酸奶的甜度更突出。

由此, 通過進行此類實驗操作, 可以幫助學生進一步探索酸奶的發酵原理, 以及模擬實際生產過程中可能會遇到的狀況, 學會如何去避免發生不理想生產狀況或調整生產以得到所需產品, 這些都可為學生今后從事相關食品生產、產品開發、食品質量檢驗等工作奠定基礎。

在實驗課進行的基礎上, 還可以引導不同專業的學生進行思考。例如, 作為食品質量與安全專業的學生, 在該類生產中應在了解各工序的基礎上, 在各節點設置檢測點, 保障食品的安全生產；而作為食品科學與工程的學生, 在工業化生產中, 可在已有工序的基礎上進行優化生產, 實現生產效率的提高等。現代食品工業的發展是基于傳統食品的不斷創新, 凝結了一代又一代科技工作者的創新創業精神和實踐。通過酸奶制作的學習, 可以此為契機, 使學生具有一定的開發新產品的創新創業精神和能力。

3 結語

通過這類實踐教學和學生自主性學習的開展, 可使學生對食品微生物學實驗有所認識, 幫助學生具備食品微生物分析檢測的能力、利用微生物發酵和生產食品的能力、與微生物有關的食品質量安全控制的能力；具備應用食品微生物學實驗的知識分析問題、解決問題的能力并能自主設計和完成實驗及相關研究的能力；具備關注食品微生物學檢驗技術發展動向, 持續學習、不斷提高食品微生物學實驗技能的能力, 更重要的是幫助大學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀, 使其具有不斷提升自身能力的學習態度和科學嚴謹、求真務實的科學素養, 具有一定的創新創業精神。

以新工科建設為導向, 以工程教育認證為推力, 通過不斷的改革、實踐、總結, 到再改革、再實踐、再總結, 才能在“食品微生物實驗”課程教學中改變學生被動的學習模式, 化被動接受知識為主動索取知識, 充分調動學生的主觀能動性, 培養學生對專業知識的自主學習能力、理解創新能力和應用實踐能力。