食品微生物學(xué)教學(xué)實踐的探討
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【摘要】為了提高基于食品專業(yè)微生物教學(xué)水平，基于現(xiàn)代教育中基于新工科課程建設(shè)的要求，對微生物課程進(jìn)行教學(xué)模式的優(yōu)化。分別從課堂教學(xué)及以工程素質(zhì)人才建設(shè)任務(wù)的實踐為導(dǎo)向，并充分結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿及學(xué)科發(fā)展的多學(xué)科融合現(xiàn)狀，為達(dá)到培養(yǎng)具備復(fù)合能力人才的目標(biāo)，對課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)及實踐模式進(jìn)行探討與總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】新工科；微生物；教學(xué)與實踐
1基于科技革命與產(chǎn)業(yè)革命人才培養(yǎng)導(dǎo)向的“新工科”建設(shè)
1.1“新工科”概念的提出
2014年6月3日，國家主席在出席2014年國際工程科技大會并發(fā)表題為《讓工程科技造福人類、創(chuàng)造未來》的演講，在發(fā)言中指出“未來幾十年，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革將同人類社會發(fā)展形成歷史性交匯，工程科技進(jìn)步和創(chuàng)新將成為推動人類社會發(fā)展的重要引擎?！盵10]“新工科”（EmergingEngineeringEducation，3E）是基于目前國際化競爭新形勢、立德樹人新要求為、國家戰(zhàn)略發(fā)展新需要而提出的我國工程教育改革方向?！靶鹿た啤苯逃拍顚Ω叩冉逃^程提出了更高的要求，其內(nèi)涵包括：以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為途徑,從而根據(jù)社會的切實需求，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程素質(zhì)的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)人才，并具有“戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化、開放式”的特征[11]。
1.2基于“新工科”人才建設(shè)的要求
基于目前高等教育“新工科”人才培養(yǎng)模式的提出，其在國內(nèi)各大高校的探討與研究得到了廣泛的開展，討論如何優(yōu)選出適合本校辦學(xué)特色的“新工科”人才培養(yǎng)方案[12]。從“復(fù)旦共識”、“天大行動”、“北京指南”構(gòu)成的三部曲，對新工科人才培養(yǎng)的具體思路進(jìn)行了指導(dǎo)，使我們充分認(rèn)識到新工科人才培養(yǎng)，關(guān)鍵在于模式的創(chuàng)新，要從教學(xué)、實踐等諸多環(huán)節(jié)深入滲透，實施具體的改革方案，提高學(xué)生的實踐能力與素質(zhì)。充分根據(jù)新工科建設(shè)指南的具體要求與指導(dǎo)思想，注重結(jié)構(gòu)優(yōu)化、模式創(chuàng)新、質(zhì)量保證，并在此過程中根據(jù)教學(xué)實踐過程中出現(xiàn)的問題及反饋，不斷地加以總結(jié)與探討，修正，形成動態(tài)修訂過程，完善教學(xué)與實踐方案[13]。
2基于“新工科”背景下教學(xué)模式與實踐內(nèi)容的人才培養(yǎng)方式
2.1優(yōu)化課堂教學(xué)方法
基于目前高等教育教學(xué)建設(shè)的內(nèi)容，傳統(tǒng)課堂教學(xué)已經(jīng)無法完全適應(yīng)目前教學(xué)的要求，而多種新教學(xué)方式已在課堂教學(xué)中取得了較好的效果。針對食品微生物課程強調(diào)實踐性與應(yīng)用性的特點，在課堂教學(xué)中，采用多種教學(xué)方式相結(jié)合的模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。（1）PBL教學(xué)方法（問題導(dǎo)向性學(xué)習(xí)，Problem-basedlearn-ing，PBL）。在課程之前，針對學(xué)習(xí)章節(jié)的環(huán)節(jié)，由問題引發(fā)學(xué)生思考，逐漸切入教學(xué)主題，充分體現(xiàn)學(xué)生的主動參與。將生產(chǎn)、實際操作中需要的問題設(shè)問，讓學(xué)生在課堂基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)中對實際問題進(jìn)行探討與分析，理論聯(lián)系實際，并通過理論知識驗證實際問題的解決方案，在達(dá)到強化課堂教學(xué)效果的同時，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力[14]。（2）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式（FlippedClassroom）[15]?；趥鹘y(tǒng)課堂由教師為主題，以課堂上知識講解、布置作業(yè)，課堂外完成作業(yè)的先教學(xué)后練習(xí)的傳統(tǒng)模式，可開展先進(jìn)行課堂外的自主學(xué)習(xí)與問題歸納，課堂內(nèi)以不同的模式，如在老師指導(dǎo)下，進(jìn)行分組交流、探討完成學(xué)習(xí)內(nèi)容的模式，開展學(xué)生為主體參與者的學(xué)習(xí)模式，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與對課程的認(rèn)知程度，拓寬學(xué)生的知識面[16]。（3）案例教學(xué)法。通過與企業(yè)及高?？蒲性核薪涣鳎占哂写硇缘恼n堂學(xué)習(xí)案例，針對課程逐步形成案例庫，應(yīng)用于教學(xué)，通過討論、課程講授等方式，使課程中基礎(chǔ)知識以更加生動、易懂的形式展現(xiàn)出來，豐富教學(xué)內(nèi)容，理論聯(lián)系實際，提升授課效果[17-19]。
2.2結(jié)合學(xué)科前沿，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容
近年來，以微生物為基礎(chǔ)的學(xué)科發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)滯后于學(xué)科的前沿發(fā)展，學(xué)生在教科書上獲取的知識較為局限。針對這一現(xiàn)象，可通過幾種方式同時進(jìn)行，嘗試、討論并總結(jié)出適應(yīng)講授課程學(xué)生的方案：（1）課堂知識拓展引導(dǎo)。教師通過進(jìn)修、通過學(xué)術(shù)論文追蹤學(xué)習(xí)及與目前開展的科研工作結(jié)合，在每堂課備課時，將前沿知識融入到教學(xué)內(nèi)容中，并引導(dǎo)學(xué)生積極追蹤目前學(xué)科的發(fā)展方向與研究熱點，如，介紹與專業(yè)相關(guān)的新技術(shù)新方法，學(xué)術(shù)論文查詢網(wǎng)站與查詢方法等。（2）定期在課堂上開展學(xué)術(shù)交流，以小組為單位，通過課后文獻(xiàn)調(diào)研，以研究論文或綜述的形式進(jìn)行交流，并在班級內(nèi)開展討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力及創(chuàng)新能力，并能夠掌握食品微生物發(fā)展的動態(tài)，提高學(xué)生畢業(yè)后在工作中的能力。（3）鼓勵本科生參與到實驗科研工作中，通過實踐過程對知識進(jìn)行深化，并結(jié)合科研工作，對目前的前沿研究進(jìn)行把握，提高學(xué)生的科研能力與專業(yè)素質(zhì)[20-22]。
2.3提高學(xué)生工程素質(zhì)
食品專業(yè)本科生培養(yǎng)中，目前存在的主要問題在于工程與實踐能力欠缺，在高等教育中工程化教育保障不足，目前以社會需求為人才培養(yǎng)依據(jù)的培養(yǎng)方案中非常重視學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)，而食品微生物學(xué)其對工程素質(zhì)要求在教學(xué)過程中尤為重要[23-27]?；谶@一現(xiàn)狀，具體途徑可從以下三個主要方面進(jìn)行：（1）提高師資工程能力。一方面我們需要加快具備工程背景高水平師資力量的補充，同時，也可通過現(xiàn)有教師參與工程訓(xùn)練，提高教師隊伍的工程化能力；另一方面，通過聘請企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)，進(jìn)行課堂教學(xué)與實踐，使學(xué)生接觸并學(xué)習(xí)到與生產(chǎn)實踐相關(guān)的內(nèi)容，并可通過實踐知識對課程理論學(xué)習(xí)加以實踐檢驗，激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的興趣。（2）提高學(xué)生自身的積極參與度。學(xué)生在實踐過程中的積極參與是工程素質(zhì)培養(yǎng)的重要因素，應(yīng)當(dāng)從思想上激發(fā)學(xué)生對工程訓(xùn)練的重視及熱愛，如通過案例的講述、與畢業(yè)生的交流等，使學(xué)生認(rèn)識到我們所學(xué)知識中，大部分是作為工程化儲備，并能在訓(xùn)練過程中將知識轉(zhuǎn)化為能力。（3）加快校企合作，實訓(xùn)基地建設(shè)。在學(xué)生工程素質(zhì)能力培養(yǎng)的過程中，根據(jù)辦學(xué)需要與特點，加強與企業(yè)合作辦學(xué)力度，加快學(xué)校實訓(xùn)基地建設(shè)，切實提高食品專業(yè)本科生的工程素質(zhì)要求[28-31]。
2.4依據(jù)辦學(xué)特色的多學(xué)科融合人才培養(yǎng)模式建立
目前，隨著人工智能、3D產(chǎn)業(yè)鏈、新能源及新型光學(xué)與數(shù)字技術(shù)等革新的出現(xiàn)，同時，充分依托南京林業(yè)大學(xué)的林業(yè)特色辦學(xué)與輕工與食品學(xué)院“林業(yè)、食品、印刷、包裝”等多學(xué)科教學(xué)與實踐平臺，逐漸實現(xiàn)信息化、智能化發(fā)展。將智能機械電子技術(shù)、印刷與包裝等學(xué)科結(jié)合，將現(xiàn)代傳感器技術(shù)、農(nóng)林食品無損檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及多元信息融合技術(shù)等專業(yè)學(xué)習(xí)的納入教學(xué)與實踐過程中，使學(xué)生在未來的工作中能適應(yīng)企業(yè)日益自動化、信息化、集成化和智能化的需要[32-36]。同時，食品行業(yè)尤其是食品微生物方向，與人類的健康緊密相關(guān)，所以在工程素質(zhì)培養(yǎng)的同時，必須重視學(xué)生對基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)的掌握。使學(xué)生對專業(yè)認(rèn)識更加全面，在食品研發(fā)工作中，考慮食品的安全性，并思考最大程度發(fā)揮其功能成分的作用，提高生物利用率。針對這一特點，在備課與教學(xué)過程中，可引入與醫(yī)學(xué)、健康、衛(wèi)生相關(guān)的內(nèi)容與案例，拓寬學(xué)生的知識面，充實課堂教學(xué)內(nèi)容。此外，也可在課余時間聘請專家學(xué)者，或有此類研究背景的工作人員以講座的形式與學(xué)生進(jìn)行交流，豐富教學(xué)形式，完善課程教學(xué)內(nèi)容[37]。
2.5引導(dǎo)學(xué)生通過多途徑學(xué)習(xí)方式完善知識體系
針對食品微生物課程特點，需掌握與微生物相關(guān)的概念點較多，強實踐性與應(yīng)用性，實驗與課程內(nèi)容復(fù)雜等，鼓勵學(xué)生通過多途徑進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時，教師在授課時，也可引入引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的元素，如中國大學(xué)MOOC、國外研究及實踐學(xué)習(xí)網(wǎng)站JOVE等，使學(xué)生在課堂外能較快找到所需的網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行自主預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)。如，在進(jìn)行食品微生物革蘭氏染色教學(xué)章節(jié)時，可通過JOVE網(wǎng)站加入實驗原理動畫、操作流程的視頻，使教學(xué)過程簡化且易于學(xué)生對關(guān)鍵環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)掌握。
3討論
“新工科”教育是目前人才培養(yǎng)的重點內(nèi)容，食品微生物學(xué)作為食品科學(xué)與工程專業(yè)特的主要課程之一，是本專業(yè)人才培養(yǎng)中教學(xué)與實踐要求中重要的環(huán)節(jié)。而目前基于“新工科”建設(shè)下食品微生物課程開展的教學(xué)改革案例處于起步階段，對如何構(gòu)建完善的教學(xué)方案還需不斷地與國內(nèi)、外同類院校進(jìn)行學(xué)習(xí)、交流與總結(jié)，爭取培養(yǎng)出一流的具備國際化視野與工程素質(zhì)的畢業(yè)生，更好地為食品行業(yè)及社會發(fā)展服務(wù)。
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作者：葛雪梅 褚蘭玲 吳彩娥 李婷婷 沈文 單位:南京林業(yè)大學(xué)輕工與食品學(xué)院陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院
