曹天旭 杜萍 陳今朝
食藥用菌生產工藝學實驗課程的教學改革與實踐
曹天旭 杜萍*陳今朝
(長江師范學院現代農業與生物工程學院,重慶 408100)
實驗教學是檢驗學生對所學理論知識掌握和運用程度,而課堂教學效果則直接關系到學生的實踐操作能力和創新創業能力。提高實驗教學質量,培養懂理論、善實踐、適應食用菌產業發展需要的高層次應用型人才,是應用型本科院校課程開設的根本目標。根據食藥用菌生產工藝學實驗課程教學中存在的諸多問題,從實驗教學內容、課時分配、教學手段、考核方式、教學資源等方面有針對性地提出4條改革建議,以提高食藥用菌生產工藝學或食用菌栽培技術實驗課程的教學質量。
食藥用菌;生產工藝學;實驗課程;應用型人才培養;教學改革;考核方式
《食藥用菌生產工藝學》是大多院校生物工程、生物技術等專業的一門專業選修課,是一門理論性、實踐性、應用性和操作性都很強的課程,而實驗教學是該課程重要的教學環節,是提高學生實踐能力的重要途徑[1]。
長江師范學院開設的該門課程為專業選修,包括理論教學與實驗教學,開設在第五學期,共32學時。通過課程的學習,使學生熟悉食、藥用菌生產工藝流程,掌握菌種選育的基本原理和生產技術,能進行常規的栽培管理,會分析和解決生產中遇到的問題,成為既掌握理論又精于實踐的食藥用菌專業人才。
產業振興是鄉村振興的基礎和關鍵,在大健康產業發展浪潮下,食藥用菌產業將迎來前所未有的發展機遇,其已成為我國農村經濟發展和農民增收的主要農業產業之一[2],因此培養適應食用菌產業發展需要的高級專業技術人才顯得日趨重要和緊迫。推進創新創業實踐更是需要貫穿應用型本科院校大學實踐教育的始終[3]。《食藥用菌生產工藝學》實驗課程教學改革與實踐更加注重生產工藝知識的講授與實踐,課程組從實驗教學內容、課時分配、教學手段、考核方式、教學資源等方面對該課程進行了改革和建設,以期達到提高教學質量、激發學生學習興趣、提升學生綜合素質和創新能力的目的,對食用菌行業的高素質應用型人才培養起到推動作用。
食用菌栽培過程,具有較強的實踐動手性和操作連續性。但在實際教學過程中,由于課時不足、時間分散,部分實驗無法連續完成,特別是栽培出菇部分的實驗只能延后安排。但由于菌包發菌一般需要30天甚至更長時間,且側耳類等食用菌開袋后還需一段時間才能出菇,待發菌結束、開袋出菇時,該課程的學習已基本結束,僅有少數感興趣的學生觀察記錄,大部分同學因忙于復習、考試或懶于至實驗室,很容易錯過出菇過程和結果觀察。鑒于此,學生往往由于缺乏實驗的連續性和結果觀察的直觀性,導致難以形成完整、連貫的知識體系,造成應用型人才培養的困難提增[4]。
食用菌栽培技術發展迅速,但目前相關課程的改革和教材更新相對滯后,從而導致人才培養與市場需求之間存在偏差。如黑木耳小孔栽培技術已在全國各地開展了十多年,但一些教材中仍延用大朵栽培技術;教材中寫著“發菌期培養室的空氣相對濕度控制在60%~70%”,但在實際生產中,須分情況應對,如培養室溫度較高時,空氣相對濕度宜低,否則,在高溫高濕條件下雜菌滋生會相當嚴重,十分不利于菌絲生長。因此,依靠傳統教學內容不能達到預期的教學效果與目的,培養的學生無法滿足企業對產業專業人才的需求。
在目前食用菌栽培學的課程教學中,對母種、原種和栽培種制作等驗證性實驗的內容設置較多,這些是食用菌栽培的必需環節。而糙皮側耳、金針菇的栽培技術雖列為綜合性實驗,實際上與驗證性實驗差別不大。如食用菌原種、栽培種制備中的拌料、裝袋、滅菌、接種等環節,在糙皮側耳和金針菇栽培實驗中都有涉及,且發酵工程等實驗課的項目內容也有菌袋制備環節,只是前者用固體菌種接種,后者用液體菌種接種。學生不斷地重復制備菌袋、接種操作,而真正有差別的出菇期管理卻往往錯過,導致學習興趣低下,不利于培養學生對知識的綜合運用能力。
長江師范學院生物工程專業每一屆的學生人數為60~90人,一般分為2~3個實驗班,由3位任課教師上課。由于教師的學歷、年齡、職稱和授課年限有差異,導致評分標準不同,老教師評出的成績偏低,新教師評出的成績偏高。以實驗報告成績為例,新教師最高打出98分,而老教師是以A、B、C、D四個等級劃分,最高成績A也不過是90分。為了確保對每一位學生公平公正,真實地反映出學生對該門課程的掌握程度,亟需根據目前食用菌產業發展的需要,以培養應用型、服務地方經濟的高素質專業人才為目標,對《食藥用菌生產工藝學》實驗課程的教學內容和評分標準進行改革和完善。
(1)組建食用菌興趣小組隊伍。為使學生通過課程學習掌握扎實的專業技術,能夠栽培常見的食用菌種類,為從事相關行業或自主創業做好準備,從2018級生物工程專業的學生開始組建食用菌栽培興趣小組,即學生大一時開始入組跟學,要求無課時間盡量在實驗室學習實踐,由組長協調運行。第一屆學生先由教師手把手教學,包括標本采集→菌種分離、純化培養→菌種制備(固、液體菌種)→菌包生產(固、液體接種)→發菌管理→出菇管理等各環節,而后各小組交叉學習,最終目標是使全員熟練掌握食藥用菌栽培的整個工藝流程。高年級學生學會后可帶低年級學生,每組分工不同,如按照不同實驗目標,分別制定詳細的實驗方案。經過幾個月的運行,一些跟風而來的學生會主動退出,而留下的則都是真正感興趣的。最后,結合實驗室發展需求,給留下來的學生分配畢業論文的內容方向,由于已有一定的課程學習和研究基礎,學生畢業論文一般會進行得很順利,實踐和科研能力均得到提升,實訓成果團隊可申報全國大學生生命科學競賽或創新創業訓練項目。這不但增強了學生們的專業自豪感和自信心,鼓舞了其創業的熱情,而且各個實訓成員之間分工合作,提高了團結協作能力。通過專業興趣學生隊伍的組建,每年可為地方培養6~8名高素質應用型專業人才。
(2)實驗教學與教師科研項目相結合,教學研一體化。傳統實驗教學偏重學生技能訓練,缺少對學生的創新能力和科研素質的培養。課程改革后,要求學生不是按照書本理論和教師教學機械地去操作,而是要學習創新和思考,例如:如何利用單因素實驗篩選最佳的栽培品種,用正交試驗優化野生食用菌馴化栽培的最適配方?什么是生物學效率,又如何計算?學生通過加入教師的科研項目,可熟練掌握培養基的配制、滅菌,食藥用菌標本的采集,菌種分離、純化、保藏和鑒定等技術;每學期至少進行一次實驗室工作匯報,教師可借此了解學生對知識的掌握程度、數據分析能力、課件制作水平及語言表達能力等,經過教師點評和指出存在的問題,有利于學生的下次改進,提升創新能力和綜合運用知識的能力。
(3)校內校外實踐結合,讓學生了解規范的食用菌栽培流程及管理過程。每年11月份學生見習時,正值食藥用菌生產季節,組織學生到山源菌業公司實地參觀學習,以利于掌握配料—裝袋—滅菌—接種—發菌—出菇的整個生產流程;到重慶華綠生物有限公司學習金針菇工廠化生產,了解規范的金針菇栽培管理流程;還可向食用菌栽培企業家了解當前的栽培現狀、市場情況等,為以后的自主創業提前做準備。在食用菌人才培養的過程中,學校要積極加強與校外食用菌企業的合作,可簽訂校企合作協議,如長江師范學院與重慶馳幫生態農業有限公司、山源菌業等聯合建立校外實訓基地,在企業生產季節安排學生到企業頂崗實習,將學習的理論知識與實際運用結合起來。
在有限的學時內,授課內容無法面面俱到,因此我們根據專業特點對教學大綱和教學內容進行了調整。結合產業發展,更新教學內容,采用分類合并的方式和自主設計試驗融合,減少部分驗證性實驗教學內容,在教學大綱中增加了4個綜合型設計性實驗項目。每學期做5個實驗,其中3個為必做實驗,另從5個選做實驗中擇2個進行實踐(表1)。在實踐教學中,學生作為主體參與生產管理,學習相應的栽培管理技術,最后不僅可收獲相當數量的菌類產品,還能提高學生的學習興趣與實踐能力。
表1 《食藥用菌生產工藝學》實驗課程教學內容
教學內容實驗類型實驗性質學時分配 食藥用菌母種制作與培養驗證性必做6 食藥用菌子實體組織分離驗證性選做6 食藥用菌的顯微形態觀察驗證性選做6 原種制作與培養驗證性必做6 栽培種制作與培養驗證性選做6 平菇生料栽培技術綜合性選做6 金針菇熟料栽培技術綜合性必做6 金頂側耳栽培技術綜合性選做6
為了適應應用型本科教學的發展,特組織農林院所、企業等食藥用菌生產同仁,根據行業最新發展技術和成果,編寫了以培養適應行業需要的高素質應用型人才為目標的《食用菌栽培技術》教材。該書既有較高的理論水平,又匯集了編者多年來的生產實踐心得和最新研究成果,通俗易懂,可操作性和實用性強[5]。
在“學習通”平臺創建班級,學生在第一次課時掃碼進班級。該平臺儲備有最新的食藥用菌發展動態、技術資料等,學生可在課余時間隨時查閱學習,并記錄為學生平時成績的一部分,既激發了學生的學習熱情,又提高了學習的主動性及思考能力。此外,鼓勵學生利用互聯網及時了解食用菌產業的前沿知識及最新的生產、經營、管理和營銷模式,以及各種農業創業案例,以培養、提高其創新能力和創業水平[6]。具體做法如下。
(1)多媒體教學法。實驗前先利用2學時的時間采用多媒體課件講授食藥用菌栽培基礎知識,如生理生態、生物學特性,菌種分離純化、制備,菌包生產及常見食藥用菌栽培等理論知識。課程講授內容緊密圍繞產業發展需求,使學生熟練掌握食藥用菌栽培的工藝流程,能獨立制定可實施的生產方案。
(2)任務驅動教學法。理論知識講授后,利用剩余4學時的時間以典型工作任務為驅動,引導學生對理論知識的發散性或聚合性思考,實踐培養基制備、菌種分離、純化的基本技能,掌握食用菌栽培配方的設計,熟練掌握母種、原種、栽培種的接種、培養方法和開口、出菇管理技巧等,增強學生的動手操作和研發能力。
(3)現場教學法。對食用菌栽培教學中的培養料含水量測定、各級菌種接種、子實體組織分離、開口出菇等環節,均采用現場示范教學,使學生一目了然,學后自己可獨立操作。其中涉及原種和栽培種的接種操作需2~3人合作完成,可借此培養學生的合作意識。
(4)互動式教學法。針對具體栽培任務,如每小組承擔不同配方或不同品種的栽培任務內容,學習完成后各小組要向班級匯報學習心得,如某種食用菌的栽培注意事項、關鍵環節、生物學效率等,彼此交流,借此讓學生學到更多食用菌品種的栽培方法。
(1)考核方式。該實驗課重在實驗過程的考核,每節課根據學生的提前預習情況及實驗操作的主動性、實驗結果、實驗結束后的衛生清潔情況,及時給出評分。待課程結束后,如金針菇發菌和出菇的實驗仍需后續觀察,此時以小組為單位,定期來實驗室管理,并做好實驗記錄,將觀察結果以拍照或錄視頻的方式共享到班級微信群或學習通,使全班同學都能知悉發菌或出菇的動態,掌握不同菌類的出菇規律,并據此考核實驗態度等,作為實驗成績之一。
對所學實驗內容進行抽簽式考核,一共5套題,隨機發放,充分考核學生對所學知識的掌握情況,考試結束后立即進行實驗設計匯報,根據匯報情況現場打分。教師按照統一的評分標準給出具體分值,不使用等級制,也不能出現滿分,以確保對每一位學生公平、公正,真實、客觀反映學生課程掌握程度。
(2)成績評定。分為平時成績評定、期末成績評定和總成績評定三部分。
一是平時成績評定(100分)。具體如下:
①課堂表現(20分):由出勤和實驗操作情況兩部分組成。考勤全勤為10分,曠課一次扣 5分,遲到或早退一次扣2分,扣完為止。實驗操作情況以本學期總體表現為準,實驗準備充分、操作能力強的為10分;實驗準備不夠充分、操作能力一般的為5分;實驗準備不充分、不動手操作的為0分。
②討論發言(10分):課堂討論發言,總分為10分,包括課程復習、問題討論、案例分析等,每位學生累計后的課堂討論成績不得超過10分。
③實驗報告(50分):由預習報告和實驗報告兩部分組成,預習報告包括實驗預習、實驗方法等,實驗報告包括實驗過程和實驗結果,實驗結果必須附圖,一人一圖,不能雷同。本門課共5個實驗,所有實驗報告成績之和÷本實驗課程的實驗次數=該學生的實驗報告成績。實驗最終成績取原始記錄報告和實驗報告兩部分成績的平均值。
④設計匯報(20分):生物工程、生物技術專業的學生要學會食用菌栽培設計。課堂以小組為單位,每組5~6人,針對不同的設計主題,完成不同的設計方案,并進行PPT匯報。依據學生能否運用所學的理論知識聯系工廠實際,設計出完整的栽培流程;對各個環節理解透徹與否,有無明確各環節可能出現的問題并給出相應的解決方案;小組匯報PPT制作是否能完整地反映設計思路,設計的美觀度、匯報人思路的清晰度、語言表達流暢度及對匯報時間的把控程度,答辯反映的敏捷度,能否準確回答問題等,分別給予優秀(17~19分)、良好(14~16分)、及格(11~13分)和不及格(0~10分)四個等級的評分。
二是期末成績評定(100分)。課終考核主要考察學生對基本概念、操作程序和具體方法的理解與運用等。方式為閉卷考試,要求學生掌握食用菌菌種分離、純化和保藏方法,制種的基本流程,不同食用菌培養料的制備、接種、發菌和特殊的出菇管理方法,運用所學的方法進行生產方案的制定、分析和解決栽培過程中出現的問題。
三是總成績評定。總成績(100%)=平時成績(70%)+ 期末成績(30%)。
發展食用菌產業,既有利于優化農業產業結構、增加農民收入,改善人們的膳食結構,又利于營造生態宜居的環境[7]。隨著城鎮化進程的加快和農業現代化的推進,食用菌栽培品種將向多元化方向擴展。菌種研發和設備創新需要高科技人才的參與,人才培養需要更加注重培養既有食用菌理論知識又有食用菌工廠化生產實踐經驗的專業技術人員,建設更加完善的人才培養體系[5]。
《食藥用菌生產工藝學》課程依據食藥用菌的生產流程和栽培季節進行教學進程的設計,實行從母種培養到出菇管理的全程實踐。通過精選實踐教學內容,使實踐教學更加貼近生產實際。在具體實踐教學過程中,根據食用菌栽培工藝程序安排詳細的試驗內容,細化相應的技術標準,如每袋裝料量、裝袋數量、裝袋質量、滅菌、無菌操作、菌袋成品率和生物學效率等,使學生能夠全面系統地認識與掌握整個生產程序中的各項技能,有效解決傳統食用菌栽培學課程教學中存在的問題,激發學生的學習興趣,培養其創新思維,提高實踐動手、分析和解決問題的能力,以期實現高素質應用型專業人才的培養目標。
[1] 周慶紅, 范淑英, 楊寅桂, 等. 食用菌栽培學實驗教學的改革與探索[J]. 中國校外教育, 2013, 7(S2): 164-165.
[2] 管煒, 黃偉, 許國蓮. 基于食用菌產業服務鄉村振興的運營模式分析[J]. 中國食用菌, 2021, 40(7): 84-91, 95.
[3] 李紅俠, 吳長昊, 王晴, 等. “食用菌栽培”公選課教學改革的探索與實踐[J]. 農產品加工, 2020, 19(6): 107-108, 111.
[4] 李志濤, 趙娟娟, 劉海鵬. 食用菌栽培技術實驗教學改革探析[J]. 現代農業科技, 2017, 24(8): 277-279.
[5] 杜萍, 曹天旭. 食用菌栽培技術[M]. 北京: 化學工業出版社, 2021.
[6] 劉阿娜, 楊皓. 互聯網技術在食用菌課程創新教育中的應用[J]. 中國食用菌, 2020, 39(10): 140-142.
[7] 胡笛, 周杰. 食用菌產業經濟服務鄉村振興戰略路徑[J]. 中國食用菌, 2021, 40(2): 110-112, 116.
S646
B
2095-0934(2022)04-320-05
長江師范學院教學改革研究項目(項目編號JG2020337)
曹天旭,男,博士,主要從事食藥用真菌遺傳多樣性及分子系統學研究。E-mail:sixu5678000@163.com。
杜萍,女,博士,主要從事食藥用真菌資源、馴化栽培及分子系統學研究。E-mail:duping7374@163.com。