食品微生物学实验教学过程中培养学生创新能力的实践与探索

2013-03-19王玲，伍彬

微生物学杂志 2013年5期

王玲，伍彬

(广东海洋大学食品科技学院，广东湛江 524088)

食品微生物学是食品科学与工程、食品质量与安全专业主要的专业基础课，同时也是一门实验性较强的专业基础课［1］。对培养食品专业人员的卫生安全意识、食品质量控制能力和食品微生物检验技术都有着至关重要的意义，同时掌握熟练的食品微生物实验技术的人员还能满足食品原料和食品的卫生检验的工作要求［2］。食品微生物学实验课程内容在食品微生物学中占据着比较大的比重，涉及面广、实验性及应用性强，对于学生掌握食品微生物学的基本知识、基本技能，培养学生的动手能力、创新思维能力及理论联系实际的能力起着非常重要的作用。但是，传统的食品微生物学实验教学模式极大地束缚了学生的思维，限制了学生的视野，不利于学生独立思考、综合分析问题和创新意识的培养［3］。因此，对传统的实验教学内容和教学方法进行了一些尝试性改革，开发综合设计性实验项目及研究探索性实验项目，在教学中开展自主性教学及系列实验，对培养学生的观察、分析、解决问题的能力及动手操作能力和创新思维能力等方面都起到了积极的作用，对创建适合于培养广东海洋大学食品科学与工程、食品质量与安全专业本科生创新能力培养的食品微生物学实验教学体系起到了积极作用。

1 食品微生物学实验教学内容的改革

1.1 由基础性实验向综合性实验、创新性实验转变

食品微生物学实验教学过程中基础性实验内容占有较大的比重，实验成绩的考核以实验报告为主，占学科总成绩的30%左右。传统的食品微生物学实验主要包括验证性实验和操作性实验，并以验证性实验为主，基本按理论教学内容的顺序安排。这些基础性实验不但可以训练学生的基本实验操作技能，培养学生对实验现象的观察和判断能力，从而正确地理解和运用理论知识，积累实验经验，同时，也是养成实验课的预习、正确操作、台面整洁、规范报告实验结果等良好习惯不可缺少的过程，更是学生进行综合性实验和设计性实验的基础。在选择实验项目时尽量避免单独开设基本操作性实验，应由单一的验证型实验向综合型、研究型实验转变，把基本操作逐步融合到基础性实验中，尽量选择那些贴近生活实际，提高学生学习兴趣的实验项目。例如，样品的采集、处理，玻璃器皿的洗涤和灭菌，无菌操作技术、培养物处理技术、培养基的配置和灭菌以及实验结果的观察、记录与处理等，都是食品微生物检验的基本实验技能［4］，这些技能被融合到“食品中菌落总数的测定”实验中，从而通过实验使学生可以真实地感觉到食品中微生物的存在，更好地帮助理解教学内容的重要性，有效提高学生的学习兴趣。

1.2 尝试教学科研相结合，丰富实验教学内容

当代食品微生物学发展迅猛，不断出现新的研究检测技术和方法。对于少数有兴趣的学生，食品微生物实验课已经不能满足他们的需要，鼓励喜爱和学有余力的学生参加教师的科研工作，激发学生的科研兴趣，鼓励学生参加有关微生物研究的创新实验，对培养创新能力、提高其科研素质有很大的帮助。通过将教师的食品微生物相关课题与学生的兴趣相结合，鼓励感兴趣的学生以2～3人团队形式参加，通过自主查阅资料、设计方案，在教师指导下、利用课余时间从头至尾经历科研的锻炼，既锻炼了学生，培养了其综合素质，又丰富了教学内容。

1.3 合理制定食品微生物学实验教学大纲，整合和精简实验内容

为使学生将所学的微生物学知识融汇贯通，在将来的专业课学习及毕业设计等工作中增强独立分析问题及解决问题的能力，食品微生物实验内容与学时的安排必须合理制定，根据微生物学实验教学大纲对实验内容进行整合和精简，特别是由于微生物学最新最前沿的内容层出不穷，如何选择“少而精”的教学内容以达到提高学生认识和解决问题的能力是食品微生物课程组教师共同的目标［5］。食品微生物学课程组的教师要经常进行广泛的讨论和调研，不断搜集国内外各大学与微生物学有关的实验内容，将国内外的研究成果及本校教师的科研成果渗透到实验教学内容中去;另外，还开设有关微生物领域的专题讲座，根据专业培养目标确定学生所应具备的实验技能，在此基础上制定实验内容。为突出学生的创新意识和创新能力的培养，在实验内容方面进行了如下改革:设计以教师讲解、示范为主，学生课后自愿熟悉、重复实验内容为辅，并进行实验课堂讨论，教师最后进行概括总结;还采用了循序渐进的实验教学模式，逐步加强基础实验课程内容的应用，并在网上提供了《食品卫生微生物检验》、《微生物发酵工程》、《发酵食品工艺学》等食品微生物知识具体应用的课程大纲及相关实验教材;合理的实验设置将会激发学生的兴趣，带来理想的成效。为适应新时期科学技术的发展，微生物实验课内容也必须不断进行更新调整，从简单的验证实验向综合性实验发展。如从自己的唾液、指甲及日常使用的钱币、餐具中分离微生物，然后进行纯培养、形态观察、染色和生化鉴定等操作;对一些水产品中的腐败微生物进行分离、纯化、初步鉴定及菌种保藏;在此过程中，不但可以提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，也可以巩固学生食品微生物学的一些基本操作技能。

2 食品微生物学实验教学方法与手段的更新

2.1 启发式教学开展综合性实验和设计性实验，提高学生综合素质

传统的微生物学实验授课方法是由教师讲解示范，学生按部就班地开展实验，但这种简单的授课方法学生学习被动，依赖心理强，上课易疲劳，课堂教学效果差。对于食品科学与工程、食品质量与安全专业这类工科的学生学习微生物学的主要目的是应用，要为后续课程的学习和生产实践环节打下坚实的理论基础，提高学生分析问题、解决问题和创新实践的能力［6］。通过这几年教学法的研究，逐步摸索出一套合适的教学方法，从学生熟悉及感兴趣的内容入手，在实验教学过程中，强调启发式教学，如在讲授湿热灭菌和干热灭菌的区别时，先让学生想像“把手放在100℃沸水中和放在100℃烘箱中同等时间，会有什么不同的感觉?”，先激起学生的好奇心，再给学生讲解和演示两者杀菌原理和条件的不同，学生印象特别深刻，使课堂教学从传统的单向传授变为双向共同的活动过程，让学生从分析过程中得到启发;在做好食品微生物学基本技能训练如制片、染色与镜检技术、无菌操作技术、微生物的分离与培养、培养基的制备以及生化反应等操作的同时，还要注意培养学生的综合能力。同时要注意的是，综合性实验也应分成多个层次，可根据学生的学习进度和学习能力逐步开设。如在完成食品微生物实验的“微生物的菌种分离、接种与培养”和“食品中菌落总数的测定”等基础实验之后，根据办学特点开设了食品中“水产品中的微生物检验”实验课程，让学生依据国标或行标学习食品中卫生指标的检测过程，了解多指标分别测定的实验原理和设计思路，并把鉴别培养基的理论与应用、大肠埃希菌的生理生化鉴定知识融入其中［7］，在综合性实验的基础上，还为学生开设了如“水产品中腐败微生物的分离、纯化及鉴定”“红树林环境中抗菌微生物的筛选”等有一定难度的设计性实验，由学生按照实验题目设计实验内容，提交实验方案，教师批阅后进行试验，要求学生独立完成试剂及培养基的配制、材料的采集、数据的记录、实验结果的观察与分析等全过程，从而培养了学生分析问题、解决问题及创新能力。

2.2 课前预习，提高学生的思维能力

课前预习包括理论的准备和实验过程的熟悉。这个过程可以保证学生实验课进行的效率及学习效果，使学生及早发现问题，并在教师指导下加以解决。因此，可以根据教学进度在每节实验课上课前布置预习实验内容和一些启发性的思考题，并要求学生在掌握指导书的前提下，通过查阅相关的文献资料写出包括实验原理、材料和仪器、实验进度安排及预期实验结果的预习报告，同时对实验的方法、步骤提出自己的设想及存在的问题，其预习内容必须紧扣实验教学重点以及难点，可在对实验内容进行讲解的同时对学生进行提问，检测学生的预习效果。在实验课堂上鼓励学生畅所欲言，创造性地提出一些自己的见解和认识，并注重调节课堂的气氛，提高学生的思维能力。

2.3 采用现代教学手段，提高实验教学效率

微生物的特点之一就是个体微小，但其结构却相对"复杂"，并且在其内部不断进行着形式多样的生化变化。因此在介绍微生物的形态结构、生理特征时就需要辅以大量的图片、图形和表格，传统的教学方法难以满足这个要求。在教学手段上，利用教学仿真软件和多媒体等教学手段，对一些由于条件限制不能开设的实验操作过程和一些前沿的实验技能进行动态展示，激发学生的兴趣，使学生对微生物实验有一个完整且系统的了解，结合自制的多媒体教学课件，使实验教学内容形象生动，从而使食品微生物实验课堂气氛活跃，并加深了学生的理解，有效地提高了教学效果。

3 完善与实验教学相匹配的实验考核方法

以创新意识、实践能力和综合素质作为考核主要指标，改革食品微生物学实验课考核方法。过去的考核方法只注重实验结果的考核，新的考核方法尽可能做到全面客观地考核学生各方面的能力，采取理论与操作并重并把培养学生的独立创新能力放在重要位置，从食品微生物学实验的特点考虑，不仅重视书面的表达，更注重考察学生在实验方法、方案设计、操作能力及实验过程中的注意事项、现象观察和结果分析等环节上的综合能力和水平。激发学生实验兴趣，提高实验能力，将具体考核指标及分数做了如下分配:预习报告占5%，实验报告占30%，实验过程占60%(其中包括操作技能10%、实验设计20%、期末考核30%)，附加分(出色之处、良好印象)5%。要求学生每一步操作都要规范、严谨，原始数据翔实可靠，数据处理实事求是，结果分析清晰可信，养成良好的科学作风和习惯，实验完成后根据布置的题目进行讨论和总结［8］。以综合性实验来训练学生的创造性思维能力，并将实验内容列入考试成绩，占总成绩的30%，以准确、科学地考核学生的知识、技术和能力，对综合素质提高起到导向作用。实施上述实验考核体系后，学生中轻视实验课，在实验中敷衍了事的现象明显减少，收到了非常好的教学效果，其次，学生可根据自己的情况，合理安排时间，充分利用开放实验室资源完成实验内容。尤其是通过综合设计性及研究探索性实验的训练，学生主动发现问题、研究问题、解决问题等方面的能力都得到了极大地提高，有效地培养了学生的科学素质，真正将知识、能力、素质融为一体，有利于创新型食品科学与工程、食品质量与安全人才的培养。