以“食品微生物学”为例探索基于工程认证的学生自主实践教学模式

乌 素，李少英，段 艳

（内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 010018）

工程认证源于华盛顿协议，是国际公认的工程教育质量保证体系[1]。2016 年6 月，在国际工程联盟年会上，中国成为第18 个正式成员国，标志着中国工程教育质量得到国际社会的认可。工程教育认证以学生为中心，以生产为导向，通过不断完善提高学生培养质量[2]。在工程教育认证的大背景下，有效提高人才培养质量，按照认证标准开展专业建设是必然趋势[3]。

1 “食品微生物学”课程介绍

食品科学与工程专业是一个集合理、工、农、医等多类学科知识融合的、综合性很强的交叉学科，实践实验教学是食品专业十分重要的组成部分，教学效果的好坏直接关系学生的专业素质水平[4]。“食品微生物学”是应用微生物学的一个重要分支，主要研究与食品有关的微生物的种类、特征及其在一定条件下与食品工业的关系[5]，是食品科学与工程专业、食品质量与安全专业、食品包装工程专业、乳品工程专业本科生的基础教育核心课程。该课程的实验教学环节为16 学时，通过实践课来培养和训练学生实际操作技能及应用水平。“食品微生物学”课程在本科培养目标及毕业要求方面占有重要地位，是培养学生运用食品微生物学知识解决复杂工程问题的能力，要求大学生能够自主设计实验方案、开展微生物学基础研究，运用所学知识解释与食品微生物学相关的科学问题[1]。“食品微生物学”课程尤其是实践教学环节，在工程教育专业认证能力导向教育过程中发挥重要作用，可以培养学生的微生物实验基本操作技能，解决食品中存在微生物问题的能力。

2 “食品微生物学”实验课程教学现状

目前，“食品微生物学”实验的内容包括：细菌/真菌涂片的制备及染色、培养基制备、微生物在自然界的分布、理化因素对微生物的影响、食品中有害微生物的分离鉴定、食品安全性微生物检验（菌落总数、大肠菌群最近似数）、细菌的生理生化特性实验等内容。实验课环节仍然沿用传统教学模式，即任课教师、实验教师提前准备实验材料、做预实验，在实验课上教师提前将课堂实验内容（如原理、仪器设备、要点说明、结果分析、注意事项、思考题） 进行讲授，学生开始分组做实验。期间教师观察学生的实验情况，解释学生不懂的问题，纠正学生的操作错误，实验结束后学生撰写实验报告并上交，教师给出实验课成绩。

该实验课程教学模式存在的主要问题：一是教师讲授时，一些学生忙着抄实验报告，结果教师讲得口干舌燥、绘声绘色、面面俱到，而学生听得枯燥乏味、昏昏欲睡、一知半解，教师和学生不在一个频道，教学效果难以保证。二是实验课对实践能力要求较高，一些关键步骤只通过语言表达出来，学生不能直接感受、理解模糊、难以掌握。三是实验过程中学生思考的地方很少，只是机械地按部就班完成实验，这样不能调动学生的主观能动性和创新能力[6]。四是实验的准备阶段学生并未参与，只参与了实验的部分环节，实验过程参与度不足，导致学生学习兴趣低下，原本相互关联的实验反而变成比较枯燥、简单的验证性实验。由于学生已经知道或是已经预测到实验结果，做实验变成了形式，枯燥无味。学生在学习过程中处于被动状态，学生对课程的理解、主动思考过程不足，所以教学效果差，学生的动手能力也差。五是传统教学方式教师讲的过多、过细，也在一定程度上成为了学生创造性思维发展的桎梏。

在考核方面也未全面体现学生的动手能力、理解能力及解决实际问题的能力。

实验教学的质量效果受硬件条件、师资力量、课程体系等诸多因素的影响。目前，在实验教学过程中，教师对学生对于实验教学的需求和感受缺乏了解；学生只关心做什么和什么时候完成实验，对课程的理解和积极思考的过程不足以培养他们自主分析、观察问题的能力和工程观念；学校各职能部门尚未建立有效的实验教学过程质量控制机制。因此，“教与学”的分离，“监督与管理”的失效，最终将影响实验教学的持续改进与发展[7]。

实践教学是培养工程类人才的重要手段，尤其是为培养引领新工科发展方向的综合型人才应具备能力的作用较为突出，食品科学与工程专业也不例外[8]。传统“食品微生物学”课程的主要教学环节与毕业要求的关联度低，课程评价机制也不完善，尤其是实践教学的教学效果及考核制度均存在“老化”问题。因此，“食品微生物学”实践教学亟需改革，以提高教学质量和效果，从而为提高工程认证中培养学生动手实践能力和解决实际问题能力做出贡献[9]。

3 教学模式改革

微生物基本实验操作技能已作为目前科学研究的常规检测手段之一，“食品微生物学”实践教学不单单传授学生实验操作技能，还要培养学生的科学素养和科学研究能力，以适应社会发展的需要。实验课前要求学生认真预习实验、思考思考题，预习报告应书写规范，不应照搬实验书内容，要自己凝练提取核心内容，并包含自己的思考[3]。将授课学生按实验进行分组，用2～3 周的时间进行实验原理、实验方法的学习，并安排学生利用课余时间查阅资料、根据资料进实验室准备该实验课所需要的实验材料等。实验课不再由教师讲述，而由学生讲解实验原理、实验方法，并进行实验演示，教师进行补充。在实验过程中，对学生操作不规范要及时纠正；及时要求整改实验现象和数据记录不准确的，培养学生良好实验习惯的养成，培养科学严谨的实验态度，并引导学生利用已经学到的知识解决出现的问题，这样既可以加深对实验的理解，也能提高学生独立自主解决问题的能力[3，9]。同时，实验指导教师也应重视师生及生生间的交流，每次做完实验都应组织学生对实验现象、结果和实验过程中遇到的问题进行讨论，并把实验结果分析和讨论部分作为实验报告的重要内容，从而培养学生的思维能力和总结能力[9]。

此外，对实验室、教师及学生进行严格管理很有必要。因此，实验员教师日常对实验器材做好管理和养护，实验课上课前对相关器材进行检修、更新，创造良好的、资源丰富的实验环境。实验指导教师在上课前应当进行预实验，对实验中可能出现的问题进行预判，并解决问题；教师在实验中，应始终和学生在一起，及时发现并纠正学生违规操作，解决学生在实验中遇到的问题，并检查学生实验记录。遇到异常实验结果时，应启发学生分析原因，真正做到教学相长。同时，对学生也应严格管理：要求学生严格按规程操作，并详细记录实验现象和数据。实验报告除需撰写实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据处理及注意事项等常规内容外，还应认真分析实验结果及实验中遇到的问题，从而提高学生分析和解决问题的能力[9]。新工科背景下的教育教学特点，要求增强学生的参与意识，转变“满堂灌”的教学模式，从而提高实践教学的针对性、吸引力和感染力[6，10]。

4 考核评价方式改革

合理的考核方式既能有效调动学生对实践课程的主观能动性，也有利于改善教学效果、提升学生能力[4]。建立科学可行、全面的考核评价体系，既要考查学生对知识的掌握程度，又要考核学生的实践能力，更应注重学生严谨的科学态度和创新精神的培养[3]。改革后考核包括5 个部分，分别为出勤情况、实验预习与自主授课情况、实验态度和操作、实验报告、实验测试，比改革前增加了“实验预习与自主授课情况”和“实验测试”2 个部分。

考核评分细则见表1。

传统考核只关注出勤情况、学生操作过程与回答问题，以及实验报告的撰写。改革后增加了学生自主教学与实验测试，并相应调整了分值占比。学生自主授课环节，从学生对实验原理、方法的学习，对实验的准备，实验课上的讲解、演示及协助教师指导实验方面对学生进行评价，结合工程认证要求建立相应的评价标准[11]。学期末完成整个实验教学环节后，统一现场考核学生实践能力。考核时，将平时学生所做的实验分项（如显微镜的使用和保养、革兰氏染色技术的涂片与染色、细菌的分离与培养等），让学生随机抽取，选取实验所需物品，实验教师对学生选取物品的合理性、实际操作能力的规范性进行一对一考核，同时以统一的评分标准进行评判。通过现场观察学生操作，就出现的问题进行扣分，事后进行提醒和辅导练习，不但改变了学生日常实验过程的态度，从思想层面上重视了实验教学，而且可以锻炼学生现场应变能力，提高自主动手能力[12]。此外，教师也应当及时批阅学生的实验报告，并将最终结果反馈给学生，以便对学生起到鞭策作用，同时也可以及时解决报告中出现的问题，巩固所学知识[9]。

表1 考核评分细则

5 改革成效

从2018 年春季和2019 年秋季的“食品微生物学”课程的实践教学环节开始探索实施，对2018 级食品科学与工程专业和2019 级食品质量与安全专业500 多名学生进行实践教学环节的改革，之后可在2020 年春季学期及后续班级进行进一步的尝试推广，为今后该课程实践教学环节课程的改革奠定基础、总结经验。

5.1 实验预习、实验记录和实验报告规范化

大多数学生没有原始数据的概念，以前通常将实验数据记录在实验指导书上，或是随意记录，记录内容混乱，数据易丢失，也有数据造假的可能。针对实验报告书写不规范，实验记录与实验数据处理分不清现象，现在实行实验预习本和记录本分开记录，并设计专门的实验报告纸，让学生按照规定的项目书写，既能使学生书写规范化，又能节约教师批阅时间。

5.2 考核体系更完善

考核采用多元化的评定指标可有效调动学生学习主观能动性，更能反映学生真实水平，考核评价方式更客观。

5.3 改革效果

在期末技能考核中，500 多名学生中90%通过了细菌革兰氏染色及镜检、微生物划线分离、微生物稀释分离等技能考核，并获得满意的结果。下一步将本模式推广至全院“食品微生物学”上课班级，每学年均有15～18 个班级开设本课程，预计未来每年约有450 名学生受益。

6 存在的问题

目前，学生理论课程多，白天往往没有整段的时间参与准备实验，只能是周末或是晚上，导致实验员教师和实验指导教师的工作量增大。且个别实验的准备需要连续时间，也存在学生难以找出合适的时间来参与实验准备。针对以上问题，还需与学校教务部门进行协调，安排出学生专门的实验课时间。

7 结语

从课后学生反映的调查结果和期末总评成绩来看，“食品微生物学”实践课采用新的教学方式激发了学生学习热情，提高了学生分析和解决问题的能力，得到了学生的认可。“食品微生物学”实验通过教学模式和考核评价等方面的改革，极大地提高了学生动手操作能力和对实验课的积极性，为解决复杂工程问题奠定了坚实基础。其他食品类基础实验也可借鉴“食品微生物学”，加强实践教学管理、优化教学方法、改革考核方式，不断完善食品科学与工程专业基础实验教学模式，为培养工程认证所要求的动手能力、组织协调能力、创新能力等方面发挥更大作用。