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食药用菌生产工艺学实验课程的教学改革与实践

2022-12-06曹天旭杜萍陈今朝

食药用菌 2022年4期
关键词:出菇食用菌栽培

曹天旭 杜萍 陈今朝

食药用菌生产工艺学实验课程的教学改革与实践

曹天旭 杜萍*陈今朝

(长江师范学院现代农业与生物工程学院,重庆 408100)

实验教学是检验学生对所学理论知识掌握和运用程度,而课堂教学效果则直接关系到学生的实践操作能力和创新创业能力。提高实验教学质量,培养懂理论、善实践、适应食用菌产业发展需要的高层次应用型人才,是应用型本科院校课程开设的根本目标。根据食药用菌生产工艺学实验课程教学中存在的诸多问题,从实验教学内容、课时分配、教学手段、考核方式、教学资源等方面有针对性地提出4条改革建议,以提高食药用菌生产工艺学或食用菌栽培技术实验课程的教学质量。

食药用菌;生产工艺学;实验课程;应用型人才培养;教学改革;考核方式

《食药用菌生产工艺学》是大多院校生物工程、生物技术等专业的一门专业选修课,是一门理论性、实践性、应用性和操作性都很强的课程,而实验教学是该课程重要的教学环节,是提高学生实践能力的重要途径[1]。

长江师范学院开设的该门课程为专业选修,包括理论教学与实验教学,开设在第五学期,共32学时。通过课程的学习,使学生熟悉食、药用菌生产工艺流程,掌握菌种选育的基本原理和生产技术,能进行常规的栽培管理,会分析和解决生产中遇到的问题,成为既掌握理论又精于实践的食药用菌专业人才。

产业振兴是乡村振兴的基础和关键,在大健康产业发展浪潮下,食药用菌产业将迎来前所未有的发展机遇,其已成为我国农村经济发展和农民增收的主要农业产业之一[2],因此培养适应食用菌产业发展需要的高级专业技术人才显得日趋重要和紧迫。推进创新创业实践更是需要贯穿应用型本科院校大学实践教育的始终[3]。《食药用菌生产工艺学》实验课程教学改革与实践更加注重生产工艺知识的讲授与实践,课程组从实验教学内容、课时分配、教学手段、考核方式、教学资源等方面对该课程进行了改革和建设,以期达到提高教学质量、激发学生学习兴趣、提升学生综合素质和创新能力的目的,对食用菌行业的高素质应用型人才培养起到推动作用。

1 传统课程教学存在的问题

1.1 总课时数少,课堂上无法完整实践食用菌的栽培过程

食用菌栽培过程,具有较强的实践动手性和操作连续性。但在实际教学过程中,由于课时不足、时间分散,部分实验无法连续完成,特别是栽培出菇部分的实验只能延后安排。但由于菌包发菌一般需要30天甚至更长时间,且侧耳类等食用菌开袋后还需一段时间才能出菇,待发菌结束、开袋出菇时,该课程的学习已基本结束,仅有少数感兴趣的学生观察记录,大部分同学因忙于复习、考试或懒于至实验室,很容易错过出菇过程和结果观察。鉴于此,学生往往由于缺乏实验的连续性和结果观察的直观性,导致难以形成完整、连贯的知识体系,造成应用型人才培养的困难提增[4]。

1.2 栽培技术发展快,教学内容更新滞后,培养的学生实践能力弱且分析解决问题能力不强

食用菌栽培技术发展迅速,但目前相关课程的改革和教材更新相对滞后,从而导致人才培养与市场需求之间存在偏差。如黑木耳小孔栽培技术已在全国各地开展了十多年,但一些教材中仍延用大朵栽培技术;教材中写着“发菌期培养室的空气相对湿度控制在60%~70%”,但在实际生产中,须分情况应对,如培养室温度较高时,空气相对湿度宜低,否则,在高温高湿条件下杂菌滋生会相当严重,十分不利于菌丝生长。因此,依靠传统教学内容不能达到预期的教学效果与目的,培养的学生无法满足企业对产业专业人才的需求。

1.3 验证性实验内容开设得多,综合性设计性实验内容少,不利于培养学生的知识综合运用能力

在目前食用菌栽培学的课程教学中,对母种、原种和栽培种制作等验证性实验的内容设置较多,这些是食用菌栽培的必需环节。而糙皮侧耳、金针菇的栽培技术虽列为综合性实验,实际上与验证性实验差别不大。如食用菌原种、栽培种制备中的拌料、装袋、灭菌、接种等环节,在糙皮侧耳和金针菇栽培实验中都有涉及,且发酵工程等实验课的项目内容也有菌袋制备环节,只是前者用固体菌种接种,后者用液体菌种接种。学生不断地重复制备菌袋、接种操作,而真正有差别的出菇期管理却往往错过,导致学习兴趣低下,不利于培养学生对知识的综合运用能力。

1.4 不同教师授课班级间的学生成绩差别较大,课程考核评分标准有待完善

长江师范学院生物工程专业每一届的学生人数为60~90人,一般分为2~3个实验班,由3位任课教师上课。由于教师的学历、年龄、职称和授课年限有差异,导致评分标准不同,老教师评出的成绩偏低,新教师评出的成绩偏高。以实验报告成绩为例,新教师最高打出98分,而老教师是以A、B、C、D四个等级划分,最高成绩A也不过是90分。为了确保对每一位学生公平公正,真实地反映出学生对该门课程的掌握程度,亟需根据目前食用菌产业发展的需要,以培养应用型、服务地方经济的高素质专业人才为目标,对《食药用菌生产工艺学》实验课程的教学内容和评分标准进行改革和完善。

2 课程教学改革与实践

2.1 开放实验室,课上课下、校内校外结合,使学生完整实践食用菌栽培过程

(1)组建食用菌兴趣小组队伍。为使学生通过课程学习掌握扎实的专业技术,能够栽培常见的食用菌种类,为从事相关行业或自主创业做好准备,从2018级生物工程专业的学生开始组建食用菌栽培兴趣小组,即学生大一时开始入组跟学,要求无课时间尽量在实验室学习实践,由组长协调运行。第一届学生先由教师手把手教学,包括标本采集→菌种分离、纯化培养→菌种制备(固、液体菌种)→菌包生产(固、液体接种)→发菌管理→出菇管理等各环节,而后各小组交叉学习,最终目标是使全员熟练掌握食药用菌栽培的整个工艺流程。高年级学生学会后可带低年级学生,每组分工不同,如按照不同实验目标,分别制定详细的实验方案。经过几个月的运行,一些跟风而来的学生会主动退出,而留下的则都是真正感兴趣的。最后,结合实验室发展需求,给留下来的学生分配毕业论文的内容方向,由于已有一定的课程学习和研究基础,学生毕业论文一般会进行得很顺利,实践和科研能力均得到提升,实训成果团队可申报全国大学生生命科学竞赛或创新创业训练项目。这不但增强了学生们的专业自豪感和自信心,鼓舞了其创业的热情,而且各个实训成员之间分工合作,提高了团结协作能力。通过专业兴趣学生队伍的组建,每年可为地方培养6~8名高素质应用型专业人才。

(2)实验教学与教师科研项目相结合,教学研一体化。传统实验教学偏重学生技能训练,缺少对学生的创新能力和科研素质的培养。课程改革后,要求学生不是按照书本理论和教师教学机械地去操作,而是要学习创新和思考,例如:如何利用单因素实验筛选最佳的栽培品种,用正交试验优化野生食用菌驯化栽培的最适配方?什么是生物学效率,又如何计算?学生通过加入教师的科研项目,可熟练掌握培养基的配制、灭菌,食药用菌标本的采集,菌种分离、纯化、保藏和鉴定等技术;每学期至少进行一次实验室工作汇报,教师可借此了解学生对知识的掌握程度、数据分析能力、课件制作水平及语言表达能力等,经过教师点评和指出存在的问题,有利于学生的下次改进,提升创新能力和综合运用知识的能力。

(3)校内校外实践结合,让学生了解规范的食用菌栽培流程及管理过程。每年11月份学生见习时,正值食药用菌生产季节,组织学生到山源菌业公司实地参观学习,以利于掌握配料—装袋—灭菌—接种—发菌—出菇的整个生产流程;到重庆华绿生物有限公司学习金针菇工厂化生产,了解规范的金针菇栽培管理流程;还可向食用菌栽培企业家了解当前的栽培现状、市场情况等,为以后的自主创业提前做准备。在食用菌人才培养的过程中,学校要积极加强与校外食用菌企业的合作,可签订校企合作协议,如长江师范学院与重庆驰帮生态农业有限公司、山源菌业等联合建立校外实训基地,在企业生产季节安排学生到企业顶岗实习,将学习的理论知识与实际运用结合起来。

2.2 精炼、更新实验教学内容,提升教学效果

在有限的学时内,授课内容无法面面俱到,因此我们根据专业特点对教学大纲和教学内容进行了调整。结合产业发展,更新教学内容,采用分类合并的方式和自主设计试验融合,减少部分验证性实验教学内容,在教学大纲中增加了4个综合型设计性实验项目。每学期做5个实验,其中3个为必做实验,另从5个选做实验中择2个进行实践(表1)。在实践教学中,学生作为主体参与生产管理,学习相应的栽培管理技术,最后不仅可收获相当数量的菌类产品,还能提高学生的学习兴趣与实践能力。

表1 《食药用菌生产工艺学》实验课程教学内容

教学内容实验类型实验性质学时分配 食药用菌母种制作与培养验证性必做6 食药用菌子实体组织分离验证性选做6 食药用菌的显微形态观察验证性选做6 原种制作与培养验证性必做6 栽培种制作与培养验证性选做6 平菇生料栽培技术综合性选做6 金针菇熟料栽培技术综合性必做6 金顶侧耳栽培技术综合性选做6

为了适应应用型本科教学的发展,特组织农林院所、企业等食药用菌生产同仁,根据行业最新发展技术和成果,编写了以培养适应行业需要的高素质应用型人才为目标的《食用菌栽培技术》教材。该书既有较高的理论水平,又汇集了编者多年来的生产实践心得和最新研究成果,通俗易懂,可操作性和实用性强[5]。

2.3 改革传统教学手段,丰富教学资源

在“学习通”平台创建班级,学生在第一次课时扫码进班级。该平台储备有最新的食药用菌发展动态、技术资料等,学生可在课余时间随时查阅学习,并记录为学生平时成绩的一部分,既激发了学生的学习热情,又提高了学习的主动性及思考能力。此外,鼓励学生利用互联网及时了解食用菌产业的前沿知识及最新的生产、经营、管理和营销模式,以及各种农业创业案例,以培养、提高其创新能力和创业水平[6]。具体做法如下。

(1)多媒体教学法。实验前先利用2学时的时间采用多媒体课件讲授食药用菌栽培基础知识,如生理生态、生物学特性,菌种分离纯化、制备,菌包生产及常见食药用菌栽培等理论知识。课程讲授内容紧密围绕产业发展需求,使学生熟练掌握食药用菌栽培的工艺流程,能独立制定可实施的生产方案。

(2)任务驱动教学法。理论知识讲授后,利用剩余4学时的时间以典型工作任务为驱动,引导学生对理论知识的发散性或聚合性思考,实践培养基制备、菌种分离、纯化的基本技能,掌握食用菌栽培配方的设计,熟练掌握母种、原种、栽培种的接种、培养方法和开口、出菇管理技巧等,增强学生的动手操作和研发能力。

(3)现场教学法。对食用菌栽培教学中的培养料含水量测定、各级菌种接种、子实体组织分离、开口出菇等环节,均采用现场示范教学,使学生一目了然,学后自己可独立操作。其中涉及原种和栽培种的接种操作需2~3人合作完成,可借此培养学生的合作意识。

(4)互动式教学法。针对具体栽培任务,如每小组承担不同配方或不同品种的栽培任务内容,学习完成后各小组要向班级汇报学习心得,如某种食用菌的栽培注意事项、关键环节、生物学效率等,彼此交流,借此让学生学到更多食用菌品种的栽培方法。

2.4 完善考核方式,建立评分标准

(1)考核方式。该实验课重在实验过程的考核,每节课根据学生的提前预习情况及实验操作的主动性、实验结果、实验结束后的卫生清洁情况,及时给出评分。待课程结束后,如金针菇发菌和出菇的实验仍需后续观察,此时以小组为单位,定期来实验室管理,并做好实验记录,将观察结果以拍照或录视频的方式共享到班级微信群或学习通,使全班同学都能知悉发菌或出菇的动态,掌握不同菌类的出菇规律,并据此考核实验态度等,作为实验成绩之一。

对所学实验内容进行抽签式考核,一共5套题,随机发放,充分考核学生对所学知识的掌握情况,考试结束后立即进行实验设计汇报,根据汇报情况现场打分。教师按照统一的评分标准给出具体分值,不使用等级制,也不能出现满分,以确保对每一位学生公平、公正,真实、客观反映学生课程掌握程度。

(2)成绩评定。分为平时成绩评定、期末成绩评定和总成绩评定三部分。

一是平时成绩评定(100分)。具体如下:

①课堂表现(20分):由出勤和实验操作情况两部分组成。考勤全勤为10分,旷课一次扣 5分,迟到或早退一次扣2分,扣完为止。实验操作情况以本学期总体表现为准,实验准备充分、操作能力强的为10分;实验准备不够充分、操作能力一般的为5分;实验准备不充分、不动手操作的为0分。

②讨论发言(10分):课堂讨论发言,总分为10分,包括课程复习、问题讨论、案例分析等,每位学生累计后的课堂讨论成绩不得超过10分。

③实验报告(50分):由预习报告和实验报告两部分组成,预习报告包括实验预习、实验方法等,实验报告包括实验过程和实验结果,实验结果必须附图,一人一图,不能雷同。本门课共5个实验,所有实验报告成绩之和÷本实验课程的实验次数=该学生的实验报告成绩。实验最终成绩取原始记录报告和实验报告两部分成绩的平均值。

④设计汇报(20分):生物工程、生物技术专业的学生要学会食用菌栽培设计。课堂以小组为单位,每组5~6人,针对不同的设计主题,完成不同的设计方案,并进行PPT汇报。依据学生能否运用所学的理论知识联系工厂实际,设计出完整的栽培流程;对各个环节理解透彻与否,有无明确各环节可能出现的问题并给出相应的解决方案;小组汇报PPT制作是否能完整地反映设计思路,设计的美观度、汇报人思路的清晰度、语言表达流畅度及对汇报时间的把控程度,答辩反映的敏捷度,能否准确回答问题等,分别给予优秀(17~19分)、良好(14~16分)、及格(11~13分)和不及格(0~10分)四个等级的评分。

二是期末成绩评定(100分)。课终考核主要考察学生对基本概念、操作程序和具体方法的理解与运用等。方式为闭卷考试,要求学生掌握食用菌菌种分离、纯化和保藏方法,制种的基本流程,不同食用菌培养料的制备、接种、发菌和特殊的出菇管理方法,运用所学的方法进行生产方案的制定、分析和解决栽培过程中出现的问题。

三是总成绩评定。总成绩(100%)=平时成绩(70%)+ 期末成绩(30%)。

3 结 语

发展食用菌产业,既有利于优化农业产业结构、增加农民收入,改善人们的膳食结构,又利于营造生态宜居的环境[7]。随着城镇化进程的加快和农业现代化的推进,食用菌栽培品种将向多元化方向扩展。菌种研发和设备创新需要高科技人才的参与,人才培养需要更加注重培养既有食用菌理论知识又有食用菌工厂化生产实践经验的专业技术人员,建设更加完善的人才培养体系[5]。

《食药用菌生产工艺学》课程依据食药用菌的生产流程和栽培季节进行教学进程的设计,实行从母种培养到出菇管理的全程实践。通过精选实践教学内容,使实践教学更加贴近生产实际。在具体实践教学过程中,根据食用菌栽培工艺程序安排详细的试验内容,细化相应的技术标准,如每袋装料量、装袋数量、装袋质量、灭菌、无菌操作、菌袋成品率和生物学效率等,使学生能够全面系统地认识与掌握整个生产程序中的各项技能,有效解决传统食用菌栽培学课程教学中存在的问题,激发学生的学习兴趣,培养其创新思维,提高实践动手、分析和解决问题的能力,以期实现高素质应用型专业人才的培养目标。

[1] 周庆红, 范淑英, 杨寅桂, 等. 食用菌栽培学实验教学的改革与探索[J]. 中国校外教育, 2013, 7(S2): 164-165.

[2] 管炜, 黄伟, 许国莲. 基于食用菌产业服务乡村振兴的运营模式分析[J]. 中国食用菌, 2021, 40(7): 84-91, 95.

[3] 李红侠, 吴长昊, 王晴, 等. “食用菌栽培”公选课教学改革的探索与实践[J]. 农产品加工, 2020, 19(6): 107-108, 111.

[4] 李志涛, 赵娟娟, 刘海鹏. 食用菌栽培技术实验教学改革探析[J]. 现代农业科技, 2017, 24(8): 277-279.

[5] 杜萍, 曹天旭. 食用菌栽培技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2021.

[6] 刘阿娜, 杨皓. 互联网技术在食用菌课程创新教育中的应用[J]. 中国食用菌, 2020, 39(10): 140-142.

[7] 胡笛, 周杰. 食用菌产业经济服务乡村振兴战略路径[J]. 中国食用菌, 2021, 40(2): 110-112, 116.

S646

B

2095-0934(2022)04-320-05

长江师范学院教学改革研究项目(项目编号JG2020337)

曹天旭,男,博士,主要从事食药用真菌遗传多样性及分子系统学研究。E-mail:sixu5678000@163.com。

杜萍,女,博士,主要从事食药用真菌资源、驯化栽培及分子系统学研究。E-mail:duping7374@163.com。

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