新工科背景下食品微生物學專創融合協同柔性分課堂教學模式設計

張少穎，于有偉，張秀紅，崔美林，徐建國，李 艷

（山西師范大學 食品科學學院，太原 030031）

食品微生物學是高等院校食品類專業一門必修的專業基礎課，這門課程講授的內容包括微生物的基礎知識和微生物在食品工業中的應用兩大部分?；A知識包括微生物的形態結構、營養與生長、能量和物質代謝、遺傳變異育種、分類鑒定、生態、傳染和免疫等；在食品中的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。這門課程為隨后開設的食品工藝學、食品添加劑、食品安全學、食品貯藏與保鮮等多門課程的學習奠定基礎，其教學質量直接關系到后續課程的學習，更關系到學生能力培養和畢業質量。食品微生物學在當前教學中主要存在教學內容瑣碎且陳舊、教學模式單一和學生被動學習積極性差等問題，因此非常有必要對食品微生物學的課堂教學進行適當改革[1]。

新工科建設既指以互聯網和工業智能為核心的新興產業，也包括傳統工科專業的升級改造，因此在新工科建設背景下，如何讓傳統課程適應新工科發展已經成為研究熱點問題[2]。專創融合教學模式，即學校的專業教學與學生的創新創業相融合的教學模式，強調學生基于行業痛點制定解決問題方案并付諸實施，從而使學生形成分析、解決實際問題的習慣與能力[3]。教師不僅僅是向學生傳授知識和技能，而是把培養的重心放在學生的創新意識和創業能力上、培養出具有家國情懷的應用型人才。將專業教育與創新創業教育有效地融合，也有助于體現大學服務社會的功能，有利于推動將學術知識推向市場，轉化為社會服務的要素。食品微生物學與食品安全、食品發酵、食品保藏及食品添加劑等多個行業都密不可分，具有實施專創融合教學的便利條件。

2014年，復旦大學社會發展與公共政策學院心理系的張學新教授首次提出了一種新的教學模式——對分課堂。其核心理念是一部分課堂時間由教師進行講授，課堂上留下一部分時間給學生以討論的形式進行交互式學習，突出課堂討論過程[4]。山西師范大學食品科學學院的食品微生物學課程組也嘗試采用了對分課堂教學法，實施對分課堂教學法后，課堂氣氛比較活躍，教學效果有所提高。由于食品微生物學課程內容多，而且瑣碎，彼此間聯系性松散，而且重難點也比較多。在實踐中發現，對分課堂教學法在食品微生物學課堂中需要適當改進?；谑称肺⑸飳W課程的特點，結合新工科的背景，引入專創融合的理念，柔性分配課堂時間，把學科前沿進展和食品行業中生產問題融入到課堂教學中。本研究以期激發學生學習食品微生物學的興趣，引導學生利用課堂所學的知識嘗試解決食品工業的生產實踐問題，進一步提高課堂教學效果，同時培養學生的創新創業能力。

一 專創融合協同柔性分課堂的食品微生物學教學模式設計

（一）教學設計遵循原則

實施新工科背景下的專創融合協同柔性分課堂教學，為了有效達到教學目標的要求，需要探索設計一套切實有效的教學模式。在設計教學模式時，需要遵循以下幾個原則。

1 合理分配課堂教學時間

在食品微生物學傳統的課堂教學模式中，整個課堂的時間基本上都是由教師講授和與學生互動答疑完成。所涉及的教學內容也都是教學大綱規定的內容，形式上是完成了大綱所規定的教學任務，但是對于學生而言，有關知識的內涵理解及拓展應用方面的幫助非常有限。在實施專創融合協同柔性分課堂教學中，在教師講授的基礎上，給學生進行小組專題內容交流展示的時間安排，從而讓學生彼此互動、積極參與專創融合的教學活動。在整個學期的學習過程中，教師與學生進行協商，把學生專題展示匯報的時間安排到位。

2 整合優化教學內容

按照山西師范大學最新的《食品微生物學教學大綱》的要求，教師要在40 個學時內完成11 個章節的理論教學，傳統講授的教學方式教學任務已經很重。在調查過程中，許多學生也反映食品微生物學的知識點多而且零碎，學習起來也費力氣。在實施以學生為主體的專創融合協同柔性分課堂教學模式中，需要對教學內容進行優化整合。對課程教學內容進行優化整合需要從教學大綱的要求和教學目標的達成兩個方面進行綜合考慮，調動本科生在比較舒適氛圍中提升食品微生物學的學習積極性[5]。教學內容以活潑的形式展示出來，使學生好學、樂學、善學、勤學，從而有效達成教學目標。

3 創新創業理念融入

學以致用，興趣是最好的老師之一，讓課堂所學習的知識在實際應用中進行充分展示，給學生渲染一種身臨其境的感覺。這樣，學生在學習食品微生物學知識的過程中，潛移默化地融入了創新創業理念。創新創業理念融入課堂后，不僅是對知識在外延上的拓展應用；同時在解決實際生產問題過程中，也加深了對知識內涵的理解。創新創業就食品專業的工科學生而言，還蘊含著大國制造、工匠精神、愛崗敬業等責任感和使命感，將這些理念融入課堂教學，非常有利于對學生進行思想熏陶，培養學生高尚的道德情操。

（二）教學模式具體實施過程設計

1 課前專題素材準備

1）課題組優化整合教學內容。課題組實施集體備課，根據教學大綱的要求，同時調研參照其他高校食品微生物學的授課情況，將教學內容進行優化整合。鑒于食品微生物學知識點多、內容瑣碎的總體特點，在具體實施時，我們課程組重構了知識體系，提出了“13343”知識結構體系?！?”指的是緒論，這部分著重講述微生物的概念、特點和發展簡史。第一個“3”指的是原核微生物、真核微生物和非細胞型微生物（病毒），講授每類微生物的形態、結構、功能和生活史。第二個“3”指的是微生物的營養、生長和代謝，這三部分的內容總體上和生物化學相關性比較大一些?！?”指的是遺傳變異育種、分類鑒定、微生態、傳染免疫，這四部分的內容總體上和分子生物學的內容相關性多一些。第三個“3”指的是微生物知識在食品中的應用，包括有益微生物釀造、病原微生物、食品保藏等。這五部分知識總體上是基礎知識過渡到食品專業方面的具體應用知識，層層推進，給本科生以高屋建瓴的感覺，增強了學生掌握知識的信心。

2）確定專創融合的專題素材。隨著中國經濟的快速發展，人們的生活水平不斷提高，食品行業也獲得了快速發展的機會。微生物與人類的關系亦敵亦友，與食品行業關聯的微生物包括有益菌和有害菌，因此課程組在集體備課確定專創融合的素材時，需要兼顧這兩大類微生物[6]。為此，我們從這些專題素材內容中選取了食品安全、果蔬貯藏、傳統釀造食品、食品工業副產物利用、釀酒工業和益生菌等。這些素材內容一方面可以強化學生對微生物學的基礎知識內容的理解，另一方面也展現了微生物學知識在食品行業方面的具體應用。最初我們安排了7 個專題的內容，學生專題展示內容偏多；但是教師講授時間偏少，在有限的時間內完成所有講授內容太累?？紤]到課時整體分配，后來課程組進行調整，安排了4 次專題匯報。學生的興趣廣泛，有的喜歡研究控制有害菌，有的喜歡釀造微生物。因此，在設計專題素材時，我們給學生提供的比較多，讓學生根據興趣進行選擇。以2021 年秋季為例，讓學生從6 個專題里面根據小組同學的興趣任意選取4 個。

3）學生按照專題素材分成小組，并與學生協調柔性分課堂的時間安排。專題素材確定后，發給學生，學生根據自己的興趣選擇專題內容，全班同學大致分成四個小組。分組時注意每個組的學生數大致相等，同時把日常學習主動性強的學生和學習主動性需要提高的學生均勻地分散到各個小組中?？紤]到實驗探索、調研等內容，把男生和女生也均勻地搭配到各個小組中。為了便于溝通協調，每個組推選一名小組長，負責本組的專題匯報的內容組織工作。小組分完后，學習委員協助任課教師安排本學期課堂匯報的時間。按照山西師范大學食品微生物學現行教學大綱安排，理論課的上課時間是在大二上學期的1～14 周，單周4 學時，雙周2 學時。我們通常安排在3、6、9、12 周進行專題展示匯報；14 周結課之后，學生進行復習，準備期末考試。每個小組輪流進行一次匯報，展示小組團隊合作的成果。在實際教學中我們發現，各個小組都不愿意進行第一次匯報。為了公平起見，我們采取小組抓鬮的辦法分配課堂匯報的時間。這樣，四個小組分別對應著四次專題展示匯報。

4）學生小組合作準備專題匯報內容。專題匯報的內容要有利于學生掌握食品微生物學的基礎知識和相關知識在食品行業的具體應用。因此，在每個專題中一方面要涉及到近幾年的研究進展內容，便于學生加深對課堂知識的理解。另一方面，在專題展示中要說明涉及到的與食品微生物學相關的問題背景，以便于培養學生的應用能力。同時，學生能夠運用所學的知識論證解決當前問題，以便于培養學生的創新創業能力。專題內容展示時，要求圖文并茂，邏輯結構編排合理，這些都有助于學生綜合素養能力的提升。專題匯報的內容，需要標注相關的參考文獻，包括中英文文獻、網址、視頻等，這些也有助于訓練學生廣泛涉獵知識的能力。

2 課堂專題展示匯報

1）小組課堂實施專題匯報。每個小組按照確定的時間進行專題展示匯報。在匯報的時候，小組推選一個代表，將本組合作完成的專題內容進行15 分鐘左右的匯報。小組匯報的時候，PPT 展示的內容要求按照一定的邏輯順序展示，聲情并茂。其他同學認真聽講，以備互動交流。在實施專創融合的專題展示匯報過程中，學期剛開始時，學生可能因害羞或者不熟練等原因，展示的效果比較差一些。但是，學生的上進心非常強，通常到了學期末最后一組匯報時，匯報展示的效果非常好。

2）學生隨堂進行互動交流點評。匯報完畢后，各小組內部進行交流討論，準備質詢的相關問題。本節課匯報小組也要進行探討，總結展示內容的優點與不足。隨后，小組之間開展互動交流。交流的內容包括專創融合的專題展示內容、匯報小組制作的PPT 內容豐富程度、匯報人的講授風格等。學生互動討論點評環節，在學期剛開始時，學生們不太愛問問題，此時需要進行引導學生提問，啟發匯報小組和聆聽小組之間互動討論。學期剛開始時，小組點評時總是說優點，可能礙于情面，不愿意提及展示匯報的不足。此時，教師引導學生，客觀中肯點評，是讓匯報小組有改進的機會。顧慮消除后，學生可以如實地概括專題匯報內容的優點，同時指出匯報專題的一些不足之處。學生在一學期內經過多次專創融合的專題訓練，所以到學期末時，學生隨堂進行互動交流點評的氣氛就非常活躍了。

3）教師在課堂進行隨堂點評。教師在專題展示交流的整個過程中，盡量發揮引導者的角色，讓小組之間暢所欲言。隨后進行總結性的點評。就專創融合的柔性分課堂教學而言，教師在點評環節把握住幾個要點，一是教學大綱的知識點是否融入到了專題展示的內容中；二是生產實踐中的問題是否在專題展示中得到了分析及擬解決的措施方案；三是鼓勵學生攻堅克難，面對生產實踐中的問題，勇于學以致用，大膽提出解決方案。同時，對本組的鼓勵和肯定，也蘊含著對下一組專題展示匯報的殷切期望。

3 課后完善互動交流

1）小組改進專題展示的PPT。PPT 的專題內容在課堂上展示交流后，經過小組之間的互動交流討論和點評，會有許多改進之處。這些改進內容包括知識點的豐富補充完善、PPT 的圖片形象生動、匯報專題的邏輯目錄層次優化等。小組同學群策群力，共同完善改進PPT。經過這一環節打磨，每個小組的PPT 內容，無論是專題內容本身還是格式方面，與課堂上最初展示的相比，都會有很大提高。

2）上傳到課程資源平臺，全班同學進行互動點評。課堂上的互動交流點評時間非常有限，只能由其他幾個小組推薦代表進行互動交流。課堂環節完成后，專題展示匯報小組修改完善的PPT 的內容之后，上傳到學校教務處的超星爾雅網絡中的食品微生物學課程平臺，要求其他小組的所有同學都觀看PPT，然后進行點評[7]。這個環節相當于每名同學把專創融合的專題內容又瀏覽了一遍，加深了對知識的鞏固。同時，要求學生作出相應的互動提問或點評，這樣有利于啟發學生思考，增強學生的應用能力和創新能力。

3）教師學生互動答疑。學生通過超星學習平臺進行互動交流點評時，會提出許多問題，這些問題在班級網頁上都是可以看到的。這些問題有助于啟發學生思考，對于這些問題的回復，可以采取兩種方式。一種方式是教師團隊直接答復學生；另一種方式是鼓勵學生之間互相作答，當然教師對作答內容的準確性負責審核。

4 教學模式評價改進

1）教學效果評價。食品微生物學是專業基礎課，在實施專創融合的柔性分課堂教學效果評價上，我們課程組采用過程性評價和終結性評價相結合的方式進行考核[8]。過程性評價占40%的分值比例，包括學生小組專題交流匯報展示、在超星網絡課程平臺上的互動交流表現、布置的與專創融合有關的案例視頻課后學習等內容，學生參加的與食品微生物學課程內容相關的創新創業訓練項目等也可以納入過程性評價。終結性評價占60%的比重，試卷上的題目至少由五種題型組成，題型包括但不限于名詞解釋、填空、判斷、選擇題、簡答題和綜述題等，以期全面考核學生的知識掌握和應用情況。

2）問卷調查和學生訪談。問卷調查是對學生實施專創融合協同柔性分課堂學習情況做比較全面的了解。問卷中包括學生的學習方法、學習興趣和知識應用情況，也包括學生對教師的教學情況作出的全面客觀評價。根據問卷調查反饋的情況，及時總結好的經驗，同時對整個教學過程中薄弱的環節給出改進措施，以期持續提高課堂教學效果。學生訪談也是一種有效調研學生學習情況的方式。訪談可以是教師與學生集體座談，讓大家暢所欲言；也可以利用課間教師與幾名學生簡短交流；當然也可以利用微信或校園路上偶然碰面等方式進行點對點交談。通過問卷調查和學生訪談等方法，教師可以有效了解學生的學習期望，同時也能充分了解自身的教學情況。師生協同努力，共同做好課程的教與學，有效達成食品微生物學的課程教學目標。

3）本科生學業總體評價?？佳猩钤旌蛷氖率称废嚓P工作的直接就業是食品類專業本科畢業生兩條最主要的就業渠道。食品微生物學課程屬于食品類專業的專業基礎課，許多高校選擇食品微生物學作為考研的科目之一。課程組調研了選擇食品微生物學課程作為考研科目的學生考試情況，充分了解學生知識掌握情況、前沿進展情況和知識的具體應用情況。在調研中我們了解到，實施專創融合協同柔性分課堂的教學，有助于學生全面系統地掌握食品微生物學知識，并且結合食品產業實際情況，能夠靈活運用知識作答題目，因此本科生在考研過程中取得了佳績，許多學生被國內的雙一流等知名院校錄取。畢業生走訪調研是我們食品學院的一項重要工作。在調研中我們了解到，學生從事食品行業相關的工作后，能夠有效運用在校期間所學的知識和習得的能力，解決生產實踐問題。在發酵釀造類有關的企業工作的本科生，能夠主動優化相關生產工藝，為有益微生物創造更好的發酵條件，提高企業的生產效益。在從事飲品、焙烤和肉制品等非發酵類的食品制造企業，走上工作崗位的本科生能夠全面分析生產相關的多方面要素，做好與微生物食品安全相關的品控工作。學生考研深造和直接就業表明，在新工科背景下，食品微生物學課程采用的專創融合協同柔性分課堂教學，有助于學生深入掌握食品微生物學基礎知識，培養學生的應用能力和創新能力。從而實現了學以致用、立德樹人的教學目標，達到了新工科的人才培養要求。

二 討論

在新工科背景下，在食品微生物學課程教學中實施專創融合協同柔性分課堂的教學模式，有助于將課程教學目標和新工科要求的食品專業的人才培養目標有效融合，培養高質量的食品科技人才。食品行業的釀造、動物性產品制造、果蔬物流倉儲、飲品制造等企業，在加工或品控環節，應用食品微生物知識非常多，因此要求專業技術人員必須掌握扎實的微生物知識和技能。在教學設計中，教學團隊從專業知識的需求、專業技能的需求、創新創業能力的需求三個維度進行綜合考慮，既體現了“以學生為中心”的教學理念，又將人才培養與用人單位的需求相結合[9]。

專創融合協同柔性分課堂的教學模式將學習的空間從課堂延伸到了課外。當前，食品微生物學課程在有限的教學課時完成繁重的教學任務，學生學習起來比較辛苦，傳統單一灌輸式教學模式無法完全激發學生學習的興趣。專創融合的教學模式總體由四個大的環節組成，通過具體的十三個過程步驟完成（圖1）。學生利用課外時間搜集資料、調查研究、探討方案等完成專題展示項目，以便于在課堂上進行展示交流，這種教學模式能夠充分調動學生學習的積極性和主動性。本科生在課堂上進行專題交流展示匯報后，全體同學通過互動討論交流點評，加深對知識的理解并提高應用創新能力，從而共同提高學習效果。課堂是本科生人才培養的主渠道，通過互動交流可以有效檢驗學生的學習成效，督促學生努力學習[10]。同時，許多學生也會帶著濃厚的興趣積極參與各類課外科技作品活動，從而強化了學生的知識應用能力和創新能力。

圖1 食品微生物學專創融合協同柔性分課堂教學模式過程步驟示意圖

三 結束語

合理分配課堂教學時間、整合優化教學內容和創新創業理念融入是食品微生物學課程教學中實施專創融合協同柔性分課堂的教學模式設計所必需的基本三原則。課前專題素材準備、課堂專題展示匯報、課后完善互動交流和教學模式評價改進是教學模式具體實施的四個重要環節，而這四個環節又是由十三個具體過程和步驟組成，各個過程和步驟環環相扣完成專創融合協同柔性分課堂的教學。本教學模式把學生的食品微生物學學習從課堂內擴展到課外，在學生的課程學習過程中培養學生的協同創新能力，對食品專業的人才培養有重要意義。