基于新工科食品人才培养的“微生物学”课程群建设探索与实践

朱丹实，吕艳芳，白凤翎，仪淑敏，赵丽红，刘雪飞，刘 贺

（渤海大学食品科学与工程学院，辽宁省食品安全重点实验室，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心，辽宁锦州 121013）

为了适应新形势下快速发展的新经济要求，更好地培养应用型、创新型人才，高等教育尤其是高等工程教育需进行深刻而全面的改革和创新。2016年，新工科概念提出后，教育部高教司反复研讨、调研并论证，2017年正式提出“新工科”计划，以实现新思维、新机制、全面创新工程教育，培养创新人才，支撑和引领新经济[1-2]。新工科计划是在新科技革命、新产业革命、新经济背景下的工程教育改革，是今后我国国家工程教育发展的新思维、新方式[3]。随着现代科学技术的蓬勃发展，微生物学已分化出大量的分支学科，在工业发酵、医疗卫生、生物工程、环境工程、食品工程等实践领域得到了普遍应用，与人们的生产生活关系也日益密切，这必然对“微生物学”教学提出了更高的要求。目前，关于“微生物学”教学方法的改革已成为当前众多高校特别是重点院校改革最迫切的任务之一[4-7]。基于新工科的背景，结合渤海大学食品科学与工程学科的“辽宁省一流特色学科”“辽宁省王牌学科”现状，对作为专业核心课程的“微生物学”相关课程群进行总体性建设与改革是当务之急，以进一步提升食品学科新工科人才培养质量。

1 课程群的概况

“微生物学”课程群是针对渤海大学食品科学与工程专业和食品质量与安全专业本科教学的实践性强、与生产实践联系紧密的专业课程群，课程涵盖“微生物学”“食品微生物学”“食品微生物检验”“食品安全微生物学”“细胞生物学概论”“食品发酵与酿造”等课程。“微生物学”课程群建设目标是把与微生物学相关内容联系紧密、内在逻辑性较强、属于同一个技能培养范畴的课程作为一个课程群整体进行建设，打破课程内容的绝对归属性，弱化课程独立性，强化课程间亲和性，凸显课程群为共同技能服务的特征，使群内课程在一个较高层面上连贯起来[8]。课程群是以食品科学和生命科学为基础，涉及“生物化学”“食品化学”“食品工艺学”“食品营养”等课程，从微生物角度研究食品加工技术、食品品质控制技术及食品检验技术，培养学生基本微生物学实验技能，增强学生分析问题、解决问题的能力，提高研究型和应用型人才培养质量。

充分考虑学校食品学科现状和各级食品研究平台，为了培养一流特色的食品科学人才，在国家教育部食品科学与工程专业教学指导委员会所提出的食品科学与工程专业基础课程和核心课程的指导基础上，结合渤海大学食品学科现有的食品科学与工程、食品质量与安全2个专业特色，根据人才培养方案与目标中专业核心能力所需的支撑知识体系的总体把握，并调研了国内外多所院校食品专业微生物学的培养方案与建设规划，现将渤海大学“微生物学”课程体系进行改革和优化。

根据食品学科2个专业特点和新工科培养要求，采用“微生物学”课程群模式管理教学体系中的课程，并使食品专业微生物研究相关的核心能力通过课程群来实现。同时，2个专业课程群的课程设置需根据各自培养要求体现专业差异。这样课程群间各课程的联系性越来越紧密，2个专业交互性也更强。

“微生物学”课程体系与专业核心能力培养关系见图1。

2 课程群结构调整及组织划分

图1 “微生物学”课程体系与专业核心能力培养关系

渤海大学食品学科共有食品科学与工程、食品质量与安全2个专业，由于2个专业人才培养目标和定位不同，因此课程群的结构和划分也应有所区别。食品科学与工程专业的“微生物学”课程群包括“食品微生物学”“细胞生物学概论”“食品安全微生物学”“食品发酵与酿造”，食品质量与安全专业的微生物学课程群包括“微生物学”“食品微生物检验”“细胞生物学概论”“动物性食品卫生学”。

虽然2个专业培养目标和定位不同，且各有侧重方向，但微生物学基本理论体系相近，教学上交叉融合的内容很多。因此，将所有的课程进行整合后，确定“微生物学”课程群分为3个层次：一是各专业都需要开设的“微生物学”基础课。例如，“细胞生物学概论”“基础生物学”；二是各专业开设的微生物学相关的核心课。例如，“食品微生物学”（食品科学与工程专业）、“微生物学”（食品质量与安全专业）；三是各个专业自身的专业特色课程。例如，“食品发酵与酿造”和“食品安全微生物学”（食品科学与工程专业），“食品微生物检验”和“动物性食品卫生学”（食品质量与安全专业）。这3个层次的课程有很强的递进性，开设时间应依序进行。“微生物学”课程群的基础课和特色课分别作为课程群核心课程的前置课和后置课，这样便于组织教学，避免相似课程知识点重叠。

3 整合课程群教学内容提高教学质量

“微生物学”课程群的建设需要整合课程群内各课程的教学内容，将课程群的知识体系和知识结构进行规划，制定相应教学大纲和教学实施方案，将各门课程内容按照其内在关系有机地联系起来。“食品微生物学”和“微生物学”作为2个专业微生物学课程群的核心课，应综合考虑并整合其他课程授课内容，对课程群的整体脉络进行串联。对于前置课和后置课详细讲授的内容可以简要介绍；对微生物学课程群的核心内容进行重点传授，以强化各专业学生的核心能力。随着科技的不断发展，食品工业的不断壮大和进步，利用微生物研究食品的新技术、新方法层出不穷，食品微生物检验的要求也越来越高。因此，要与时俱进，不断改进原有授课的陈旧内容，并联系实践引入新技术和新方法的介绍。这就要求任课教师不仅要掌握教材的基本内容，还需要熟知食品学科、生产领域的知识和食品学科研究发展动态，不断学习最新专业知识，坚持阅读国内外专业期刊、浏览专业网站，在授课时将最新的理论、技术穿插传授给学生。这样才能让学生适应时代发展的步伐，在工作岗位中学以致用。

除了整合课程群内的课程内容，还需要考虑食品微生物学课程群与食品学科其他核心课程之间的关系。“生物化学”“食品化学”“食品工艺学”“食品营养”这些食品学科的核心课程都涉及到部分微生物学知识。例如，“生物化学”讲授了微生物分子组成规律、物质和能量代谢规律、遗传信息传递规律；“食品工艺学”讲授利用微生物加工食品的原理、菌种、发酵特性及发酵过程控制；“食品化学”讲授食品的基本成分和化学反应对微生物的营养和生长的关系；“食品营养”讲授食品经微生物发酵后的营养特性，肠道微生物对消化吸收的作用。“微生物学”课程群的建设和授课过程需要充分考虑这些专业核心课的授课内容，在授课过程中与其他课程进行联系和比较，使学生对食品学科知识体系进行整体把握并融会贯通。

同时，也要考虑到“微生物学”课程群涵盖内容较多，将这些内容逐一传授给学生，所需学时过多。因此，给学生讲授的内容必须要精炼、知识结构合理，不应只追求内容全面性而使学生负担过重，无法抓住重点；也不应只求新而使内容太深太偏，导致学生因领悟力的局限而无法达到良好的教学效果。

4 改革实验项目开设“微生物学”综合设计性实验

课程群中大部分课程不仅包含理论课，还包含相应的实验课[9]。实践教学环节是高校教育教学工作中非常重要的一环，也是培养学生专业技能、创新精神、实践能力的重要环节，是学生能否适应就业岗位的关键所在。教育部也在有关文件中一再强调实践教学的重要性。“大力加强实践教学，不断改革实践教学内容和教学方法”“为推动实践教学，教育部将其作为关键性评估指标”。为了增强微生物学课程群实验教学的系统性，将课程群的核心课程“食品微生物学”和“微生物学”课程内零散的微生物基本操作单元进行串连，实验整合为3个大实验：微生物形态学实验、微生物营养学实验及微生物检验学实验，使学生对微生物实验拥有整体性把握和认识。实验的设计要根据国家最新推出的国家标准不断更新实验教学内容，规范实验操作，增强食品微生物应用型人才的培养。

课程群内各课程的教学内容是相对独立的，但课程之间是存在紧密衔接和关联的，各门课程实践环节或技能培养也是连贯而递进的。课程群要充分考虑这些实验课程的整体性，使实验内容的结构更为合理、系统。这样，可以清晰地了解学生经过课程群的学习掌握哪些知识点、内容相关的课程之间是并列还是递进的关系、相关知识点是否重复以及衔接是否紧密。例如，食品科学与工程专业的核心课程“食品微生物学”的“食品中细菌菌落总数的测定”和“食品中大肠菌群的测定”等基础性综合实验开设完，在后置课程“食品安全微生物学”中可以有针对性地开设“某一类食品中金黄色葡萄球菌的检测”实验，提升学生微生物检验能力，在更高的层面上掌握微生物检验技术，同时使学生在掌握风险预判、风险预警方面的能力得以提升与锻炼。这样，可以有效避免课程群内课程间教学内容的重叠，使课程间形成一种有效递进关系，后续课程的学习在巩固了前置课程的实验技能的基础上，又将前置课程进行了延伸。

5 结合科研平台和创新创业课题 激发学生主动性和创新意识

交融性是新工科的学科特征，创新性是新工科的属性特征[10]。在整个“微生物学”课程群体系中，除了相关理论和实践教学外，还应加强结合学生的第二课堂、科研训练、创新创业训练和企业实习等活动，有效提升学生在食品领域的有关微生物的分析、应用和检验的能力。在课程作业、互动和讨论环节，有针对性的讨论和解决学生在科研活动、创新创业课题和实践过程遇到问题，将教学活动与实践活动相结合，实现“教、学、做”一体化。

“微生物学”课程群内涉及课程的实验教学大多是结合理论课程开设的，以验证性实验内容居多，传授的是最基本的实践技能，研究性和创新性的内容相对较少。实验课的授课一般是在教学计划规定的时间内进行，教学方式一般是教师先讲原理、基本操作方法和注意事项，学生按照实验指导书上的步骤和教师的要求按部就班地完成操作。这种方式，虽然效率较高，但是学生实质上是在被动参与实验活动，对实验内容的思考不足，学习的主动性和积极性有一定的限制。为更好地培养食品专业创新性人才，提高学生的主动性和创造性，课程群实验设计也需要与教师的科研训练、学生的创新创业训练和实习活动相结合。在实验项目设立时，可以考虑结合学生自己参与的创新实验、科研活动或生活实践活动，自由分组并自行设计实验内容来探究并解决有关微生物应用或微生物检测方面的问题。教师对实验设计进行点评并纠正实验过程的相关问题。这样增强了学生的参与性，激发了学生的主动性，可以使学生创新、实践能力大大提高。

6 结语

针对食品科学与工程、食品质量与安全2个专业，根据专业特点和新工科培养要求，利用“微生物学”课程群模式组织和管理教学体系，使群内各课程通过课程群来实现其培养目标，并体现不同专业的培养要求。课程群间各课程的联系更紧密，2个专业交互性更强。“微生物学”课程群的建设可以进一步提高食品学科新工科人才培养质量，强化微生物应用和检验的实验技能，满足目前食品行业发展的需求。