新工科背景下面向應用型人才培養的課程體系重構與實踐
——以“食品微生物與釀造技術”為例

韓佳潤，酈萍，顧青

浙江工商大學食品與生物工程學院/浙江省食品微生物技術研究重點實驗室（杭州 310018）

為深化工程教育改革，教育部于2017年3月發文，決定開展新工科研究和實踐[1]，并于2021年6月再次強調深化新工科建設、加強新興領域研究的決心。與傳統的工科相比，“新工科”更加強調學科的交叉性、應用性及綜合性，實現從學科導向轉向產業需求導向、從專業分割轉向跨界交叉融合、從適應服務轉向支撐引領[2]。

隨著高等教育由“精英教育”轉變為“大眾化教育”，培養應用型人才無疑成為我國高等院校的重要目標[3-4]。尤其是“十四五”規劃指出，需要加強應用型、創新型、技能型人才培養，走出一條高水平應用型大學發展道路[5]。因此，黨和國家已經把培養應用型人才提升到了前所未有的高度。

面對新時代“新工科”的新理念、新背景、新要求，文章結合浙江工商大學食品專業學生的實際情況，秉承“以學生為中心”和“理論結合實踐”的核心理念，在充分解讀“食品微生物與釀造技術”教學現狀的基礎上，結合學科自身特點、專業培養目標、實踐教學自身規律及實際教學過程中存在的問題等，對“新工科”時代食品專業人才培養存在的問題進行深入剖析，重構課程體系、打造專業平臺、創新教學模式、建立多元化的培養質量評價與持續改進機制，為“新工科”背景下的食品專業應用型人才培養提供新思路。

1 “食品微生物與釀造技術”課程現狀及存在問題

“食品微生物與釀造技術”是以發酵和釀造食品的工業化生產為主線，注重現代生物技術和食品安全知識在該領域的應用，涵蓋了食品生物發酵的主要產品類型，介紹了食品發酵與釀造生產的一般工藝過程及其菌種選育、保藏與復壯，發酵微生物及代謝調控，發酵關鍵設備，食品發酵原理機制，以及各類傳統發酵食品的釀造核心技術等[6-8]。然而，該課程具有內容概念抽象、微生物種類繁多、代謝途徑復雜以及知識量較大等特點，給教學工作的順利進行造成一定的壓力，主要存在以下幾方面的問題：

1.1 教學知識體系龐雜，學生對課程的理解能力受限

“食品微生物與釀造技術”是一門兼具理論性和實踐性的食品專業核心課程。但理論課程所涉及的相關知識點復雜零散、內容抽象，學生難以系統全面地理解課程內容。此外，修讀本課程的學生來自不同地區，不僅有全日制本科生，還有專升本學生，他們高中對化學和生物的學習情況差異較大，微生物相關知識背景參差不齊，導致這部分學生的理論和知識體系較為薄弱，因此學習過程中極易出現“掉隊”的情況。目前，浙江工商大學食品專業食品釀造技術的課程基本依照教材相應的順序進行講授，然而這種方法使得相關知識點的有機結合不明顯，內容較為零散。此外，該課程與食品專業其他基礎課程如食品工藝學、食品微生物學、微生物代謝工程、微生物育種實驗等具有廣泛的交叉與聯系，但這些課程分別開設在不同的學期，導致學生學習時無法形成連貫的知識體系。

1.2 教學方法形式單一，學生的學習熱情不高

在傳統的教學模式下，浙江工商大學食品專業“食品微生物與釀造技術”課程與其他大多數課程類似，均采用以教師平鋪直敘的純理論講授為主導的“填鴨式”教學手段，與OBE理念不符，無法對學生產生強有力的吸引力[9]。此外，師生間的互動較少，不能充分調動學生的參與度，使得學生長期停留在對知識膚淺的認識和反復強化記憶的被動階段。尤其在講授與實際發酵及釀造緊密相關的知識點時，由于缺乏相對應的實踐及操作環節，學生將很難將抽象的理論知識與實際生產相聯系，導致應用實踐能力普遍較低。因此，這種教學方法對于學生的應用和實踐能力培養尤為不利，也違背了新工科背景下“重能力培養”的目的。

1.3 實驗課程及工程實踐學時較少，內容設置受限

“食品微生物與釀造技術”實驗課程的設置對于“實戰型”人才的培養十分重要。目前，該課程實驗課程僅設置為6個學時，且被穿插在理論課程中，故只能開設幾個較為基礎性的實驗，其他的實踐性或綜合性實驗一般被安排為課堂講授或課后自學。同時，該實驗課程所需發酵用儀器和耗材較多，因此為了控制經費的投入，只能進行多人分組實驗，無法保證每個學生都親自動手進行實驗操作。此外，在教學過程中缺乏實踐教學項目的設計及應用型導師的指導，沒有體現新工科發展，尤其是校企合作的工程實踐教育基地建設還較為缺乏。

1.4 教學質量考評體系不完善，缺乏對學生綜合能力的評價

課程考試是浙江工商大學食品專業“食品微生物與釀造技術”課程的主要考評方式，且主要采取“70%期末成績+30%平時成績”的考核形式。這種考核方式盡管能夠比較真實地反映學生的學習情況且結果易量化，但卻過分強調了學生對理論知識的掌握情況，缺乏教師對各教學環節的規范與監控，無法對學生的實踐能力及應用創新給予一個全面的評價。

2 面向應用型人才培養的“食品微生物與釀造技術”課程體系重構與實踐

為適應高速發展的食品行業對“新工科”下高素質應用型人才的需求，以我校“食品微生物與釀造技術”課程教學過程中存在的問題入手，通過課程體系重構、優化教學內容、創新教學方式、改進考核模式等方面的教學改革，建立理論與實踐并重的教學體系，力求培養出符合市場及行業需求的高素質實踐創新復合型食品專業人才。

2.1 根據食品專業特點重構課程體系、優化教學內容

2.1.1 教學內容的模塊化：重構“多學科交叉融合、突出工程能力培養”的課程體系，建立模塊化教學方案

依據現代食品產業對畢業生多學科知識背景和工程能力結構的需求，充分利用傳統工科及綜合學科優勢，對接產業主流技術領域進行課程體系設置，建立模塊化教學方案，同步技術發展進行課程內容更新，提高培養方案的行業適應性和接軌性[10]。“食品微生物與釀造技術”這門課是由微生物代謝工程延伸而來的，以微生物代謝相關基礎理論知識為主線，涵蓋了十大章節的內容。由于該課程重復了部分食品微生物學的相關知識，秉承理論與應用并重的原則，在強調基礎性內容的同時，打破生物工程、食品加工、食品營養、智能制造、信息技術等多學科之間的壁壘，可對理論課程進行知識點重塑，構建多學科知識點集成的課程體系，建立模塊化教學方案。通過對國內外教材的研究，可將課程內容分為食品發酵微生物及其代謝機制、發酵與釀造工程學基礎及主要設備、各類傳統發酵食品的釀造核心技術、微生物制劑及發酵食品添加劑制備技術四大模塊，具體的教學任務設計如表1所示。在理論基礎模塊，學生通過比較學習的方法，深入了解食品發酵與釀造的理論知識、發酵原理、生產過程以及新技術、新設備的應用情況，并將其進行歸納總結，從而加深對知識的理解。在應用模塊，通過深入學習幾種傳統發酵與釀造食品，如酒精發酵與釀酒、發酵乳制品、發酵調味品與豆制品、發酵果蔬制品、發酵畜產品、發酵水產品、發酵酶制劑及食品添加劑等生產的基本理論和技術，使學生能夠對微觀層面的操作有比較形象的認知，進而培養學生理論與實踐相結合的思維及學習能力。模塊化教學方式的關鍵在于可以很好地梳理課程內容的邏輯性，減少課程間的內容重疊性，突出教學內容的應用部分，能夠使食品專業學生在日后的科研、工作中恰當應用所學技術，研發出更豐富、更營養的食品，從而達到理論教學與實踐教學的有機結合。

表1 “食品微生物與釀造技術”課程學習任務設計表

2.1.2 教學內容的現代化：有針對性地擴充和優化教學資料，傳遞最新研究進展和技術手段

盡管“食品微生物與釀造技術”的知識體系隨著科技的進步不斷更新，但傳統教材中的一些知識仍然滯后于行業的發展。為了突出課程內容的新穎性和實際應用性，在參考原有教材的基礎上，應有針對性地選擇專業領域最新科學研究作為輔助教學素材，不斷擴充和優化教學資料，為學生傳遞最新科研進展和研究技術手段。此外，結合當前食品行業發展情況，及時更新梳理現有的知識體系、精簡部分陳舊的教學內容，在與食品微生物和釀造相關的自然科學知識、專業知識的基礎上，可適當增加人工智能、互聯網等信息化以及現代企業管理等多方面的相關知識，將新的理念、知識體系和技術融入教學內容中，讓學生更加直觀地掌握食品釀造技術當前的發展現狀以及未來的發展趨勢，實現專業培養課程鏈與食品產業鏈的互動互融、均衡發展，進而加快對學生知識應用能力、工程實踐能力及創新創業能力培養[11]。

2.1.3 教學內容的實踐化：以生產實踐解讀行業發展，引導學生調研創新、深入了解行業

結合“食品微生物與釀造技術”的知識結構體系和人才市場需求，深入食品企業（浙江平太榮生物科技有限公司、浙江舟富食品有限公司）進行調研，把課程體系設計與相關工作崗位的用人要求緊密聯系，是實現教學內容實踐化的關鍵一環。通過走進用人單位、聘請用人單位等多種方式，邀請用人單位參與到課程體系的設計中，進一步優化教學內容，將一線工作崗位對素質、能力、知識的要求充分反映到應用型人才培養的課程環節中。此外，在課程實踐教學中，設置專業任務引導學生調研創造，加強具體實踐內容與食品工業及行業的關聯性，例如引導學生自行設計新型發酵產品，包括市場調研、可行性論證、工藝設計、配方設計、產品質量標準、產品標簽與包裝、成本核算及經濟效益分析，通過教學內容的實踐化，以達到培養掌握最新現代科技的應用型人才的目的。

2.1.4 教學內容的思政化：以素質教育引導文化培養，挖掘課程思政要素，并融入課程體系

在該課程教學過程中，注重立足于學科學術內涵的專業課程建設，全面挖掘理論課程和實踐課程中蘊含的思想政治教育資源，提煉愛國情懷、民族自豪感、社會責任、文化自信等要素，利用案例教學手段將其有效地植入教學過程，使學生在潛移默化中接受教育，并轉化為自己的行為品質[12]。精心安排思政映射與融入點，例如“食品微生物與釀造技術”課程蘊含豐富的思政元素：通過緒論部分食品釀造發展歷程的講授，引入白酒從古至今的發展歷程，從古代的米酒到現代工業化生產，啟發學生的愛國主義情懷，引導學生傳承中國傳統文化，建立文化自信；通過釀造食品危害成分部分內容的講授，引入亞硝酸鹽、生物胺等食品超標案例，培養學生認真嚴謹的處事態度和安全生產的責任意識，樹立正確的職業操守，培養學生優良的國民素質和責任感，從而樹立正確的世界觀和人生觀。

2.2 根據食品行業需求改革教學方法

教學方法是教學目標實現的重要途徑。“食品微生物與釀造技術”課程理論性很強，包含復雜的發酵反應過程，需要掌握和理解的知識點較多，單純地講授相關的理論知識會使學生覺得枯燥且難以理解。如何將課程的基礎理論及最新動態傳授給學生，為學生構建系統性強、脈絡清晰的知識體系，點燃學生思維的火花，達到良好的教學效果，是相關教師亟需解決的問題。因此，根據不同的教學內容及重難點，采取多種教學方法相結合的手段進行教學，提高學生的積極性，可為應用型人才的培養奠定基礎。

2.2.1 基于新工科和工程教育理念和要求，優化教學方法與手段，提升學生學習積極性

“食品微生物與釀造技術”傳統的教學模式主要是以教師講授的“填鴨式”教學為主，學生往往處于被動學習的狀態。近年來，隨著網絡及多媒體技術的快速發展，給課程的教學模式改革帶來了新的契機。

首先，建立及時性部署-時效性討論-高效性反饋的教學模式。

在新工科背景下，課程教育必須改變傳統灌輸式教學，應當拓寬教學的方式方法，根據不同的課程內容和培養需求，靈活選用多元化的教學模式，促進學生全面而個性的發展。主要包括基于問題學習的教學法（PBL）[13]、案例教學法（CBL）[14]、以團隊為基礎的教學法（TBL）[15]等。通過以上幾種方法，最大程度地激發學生的積極性，真正賦予學生學習的主權，有助于各項能力的培養。

其次，以現代網絡技術為依托的多樣化課程呈現方式。

打破了傳統封閉的“教師-學生-教師”教學模式，為課堂內教學延伸到課堂外提供了良好的契機[16]。通過創建泛雅、超星學習通、慕課等網絡課程平臺，將課程大綱內容、課輔資料、作業等資料電子化上傳至平臺，開通手機APP客戶端，學生可在課余時間隨時隨地使用手機或電腦登陸網絡平臺，對于傳統課堂未理解的問題，通過網絡課程的學習消化吸收，并完成課外拓展資源的學習及作業的提交，讓學生不受“課堂”的約束，就能享受到更多的學習資源。在傳統教室課堂上，再將平臺問題反饋給教師，或與教師面對面探討學習疑問，形成線上+線下的混合教學模式。

最后，模擬社交軟件，探討熱點難點問題。

以網絡課程平臺上的“討論”模塊為平臺，將實時網絡熱點問題、專業的重點難點問題及學生關心的其他問題作為討論主題，利用課余時間拋出問題，引導大家積極發言，主動溝通交流，提高學生判別問題、分析問題的能力。對于傳統課堂上的重點、難點問題，可通過錄制微視頻的方式，對重難點問題講清楚、講透徹，學生可通過反復點擊視頻，消化吸收重點難點問題。以上幾種多元化的教學方法與手段不僅能夠增加師生和生生間的互動，還提升了學生學習的深度，一定程度上也滿足了個性化學習的要求。

2.2.2 以創新創業改革為切入點，促進產教融合，強化教學實踐環節

實踐教學是大力推進應用型人才培養的關鍵途徑[17]。在實踐教學中，以注重學生基礎科研素質、創新能力為立足點，借助整合思維將“食品微生物與釀造技術”單獨的實驗整合，以任務的形式安排實驗教學。例如以某一釀造產品的獲得為學習任務，將“菌種選育與復壯”“發酵微生物代謝調控”“發酵與釀造工藝控制與優化”“釀造關鍵設備選擇”“產品質量檢測”等微生物學基礎實驗進行串聯，系統地培養學生的基本實驗技能。同時建設“多層復合實踐平臺”體系，著力強化實踐平臺支撐。立足于浙江工商大學食品學科長期的優勢及積淀，開發校內外資源，形成從課內到課外，從低年級至高年級，從校內到校外的學生實踐訓練的遞進教學平臺，強化對學生工程實踐能力和創新創業能力的培養，為大學生的培養、實習實踐、求職就業提供方向性指導。另外，在教學過程中還可采取“引進來”和“走出去”的教學方式，將用人單位的工作需要嵌入課程教學中，組織學生到食品發酵相關企業，如浙江興業集團有限公司、杭州西湖神谷釀造食品有限公司、新希望乳業股份有限公司等產學研合作基地參觀學習，以“興趣教學，精準科研”的教學理念，啟發學生從理論角度分析解決實際生產中的難題，做到真正的學以致用。

2.2.3 采用雙語教學模式，實現教學現代化

雙語教育是我國高等教育與國際接軌、培養具有國際競爭力的人才的必然要求，也是當前教育體系重構的熱點。作為微生物學的重要組成部分，食品發酵與釀造新技術的更新發展十分迅猛，相關的研究報道主要通過英文形式發表。因此，提高學生的專業能力及英語水平，開展雙語教學，對于培養富有創新能力的優秀學生具有重要的意義[18]。為了更好地開展雙語教學，需要對具有豐富教學經驗且具有雙語教學潛力的骨干教師進行專項培訓，通過鼓勵教師積極出國進修，實現雙語教學的可持續發展，不僅能夠提高學生英文文獻的閱讀能力及專業英語的會話寫作能力，還能夠提升學生的創新意識和探索研究能力，培養適合外企需求的高素質綜合型人才。

2.2.4 采用線下線上聯合，以基地建設為重要抓手，搭建學生實習實踐平臺

疫情期間，部分高校或企業的封閉管理，對學生的實習實踐造成一定的影響。在后疫情時代和新工科背景下，工程教育必須拓寬教學的方式方法，根據不同的課程內容和培養需求，靈活選用多元化的教學模式，促進學生全面而個性的發展。為了保證學習進度及學習質量，可建立線上虛擬仿真實驗教學平臺，組織學生進行線上認識實踐、生產實踐和食品工程設備實踐，不僅能夠強化學生對相關專業知識的理解，還能培養學生實操能力、語言組織能力、應變能力及創新能力等。

2.3 根據食品行業現狀進行評價體系改革，注重應用能力的考核

在改進教學評價體系方面，推進基于工程教育認證課程達成度評價的課程改革，秉承產出導向，以學生為中心，不斷總結經驗，探索多元化立體的培養質量與持續改進機制。

首先，建立教師評價、督導反饋、同行評價、企業評價等多元立體化培養質量評價機制和“雙循環”持續改進模式，保障良好的教學質量和運行模式[19]。例如，可以構建多元主體的工程教育評價網，具體包括教師對學生平時課堂表現情況及考試情況進行評價，學生對教師的教學態度及教學水平進行評價，督導對教師的教學情況、學生的學習情況、班導師的負責情況進行評價等。

其次，采取多樣化的考核方式，促進網絡平臺利用率。傳統的“食品微生物與釀造技術”課程考核模式和體系主要是由考勤紀律、課后作業及期末考試相結合，按照一定比例權重計算總成績。但這種方式很難綜合評價學生的實際操作能力、知識運用能力及創新能力等。為了更加準確、真實、客觀地掌握學生的學習情況，需要對現代的課程考核方式進行改革。根據“食品微生物與釀造技術”理論與應用兼備的課程特色，以及培養適應食品企業發展的應用型人才的目標，考慮將課程網絡平臺的互動、實驗的思路設計、課程的評價反饋等環節納入考核中，建立學習過程考核和期末考試考核相結合的模式及標準，側重理論知識應用的課程綜合評價體系，增強對應用能力的考核。此外，在期末考試試題中可適當減少知識性題目的題量，提高應用性題目的比例，旨在考查學生運用所學解決實際問題的能力，適合于培養應用型專業人才。

最后，通過產學互通，采集并利用一線單位對畢業生的評價信息，梳理出人才培養與專業建設在實踐教學、師資隊伍、社會服務能力等方面的建議與意見，進一步用于畢業要求的完善、培養目標的優化、培養方案的修訂、培養過程與教學模式的改進、培養條件與資源的強化等，實現人才培養的閉環運行機制[20]。

3 結語和啟示

在新工科背景下，作為一門理論與實踐緊密聯系的學科，“食品微生物與釀造技術”理論體系和實驗技術的發展日新月異。為適應行業高速發展，文章以浙江工商大學食品專業“食品微生物與釀造技術”課程為例，以社會需求為導向在教學改革與課程體系重構中融入應用型人才培養的理念，以培養學生應用能力為核心，提出基于“新工科”理念的課程體系、教學內容、教學方式及考核模式等多方面重構升級。其中，模塊化、現代化、實踐化及思政化的教學內容為教師和學生厘清了學習思路；多元化的教學方式激發了學生的積極性和主動性；多維度的考核模式、評價體系及持續改進機制提高了學生的綜合實踐和應用能力，緊跟行業步伐，順應時代發展，使學生畢業后能夠更好地滿足社會經濟發展轉型對應用型人才的需求。