基于食品专业的“微生物实验技术”课程教学改革的思考与探索*

胡陆军，徐 腾，叶 阳

(四川轻化工大学 生物工程学院，四川 宜宾 644005)

教育的目的是培养一个具有全面素质、能力和智慧的人，使其成为一个具有完整人格的社会公民[1]。高等学校作为教育的重要组成部分，应秉承“以人为本”的教育理念，以“三位一体”的人才培养模式为指导，全面提升学生的价值观、知识掌握和能力发展[2]。建立一套符合学生自身特点和发展需求的知识体系，培养他们敢于挑战、勇于创新、善于解决问题的实践能力，并且形成一种具有家国情怀意识和大国工匠精神的社会主义价值观，从而达到现代教育的目标。

“微生物学”课程是一门专业内容涉及面广、实验性研究及专业应用性较强的生物学课程，“微生物实验技术”课程在微生物学科发展中起到至关重要的作用。作为理论课知识的有机补充，实验课一方面可以在实践中加深学生对科学理论知识体系的全面理解，另一方面可以切实锻炼提高学生综合运用的实践能力和系统分析及解决具体问题的基本能力，是提升学生综合素质的重要课程[3，4]。然而，新时代人才国际化的高层次人才培养战略目标已对高等教育的科学育人培养理念内涵和人才培养评价模式体系提出了新时期要求和新阶段挑战，针对“微生物实验技术”专业基础教育课程特点，探索融合价值取向塑造、知识理念传授、能力品质培养于一体的特色的全方位素质教育新路径，是实施“以人为本”现代人才教育理念改革的重要内涵体现，也是探索实现新时代素质教育卓越创新研究型人才培养理念的关键抓手。

面对国家对食品人才培养需求的变化，应对人类不断面临的食品开发及安全问题提出的新挑战，基于“以人为本”全方位培养人才，我们针对“微生物实验技术”课程存在的问题，采取现代化的技术手段和新的教学模式，有针对性地改进“微生物实验技术”课程。本文希望通过推进教学改革类来突出重视学生在立德树人教育过程中的主体地位，激发学生学习兴趣、鼓励学生在实践中自主探索和合作创新，培养激发学生家国情怀意识和积极自主探索创造的社会主义科学素养、确保各类知识、技能、素质教育与思政教育同向同行。

1 “微生物实验技术”课程的特点与目的

“微生物学”是一门实验性质的科学，其知识源于大量的实验研究，实验教学是微生物课程不可或缺的一部分。“微生物实验技术”是食品科学与工程专业必修课程之一。微生物学实验技术属于生物学综合实验技能系列课程，与“微生物学”理论课同时开设，先修课程为专业基础课“普通生物学” “生物化学”和“生物化学实验技术”等。我校食品专业“微生物实验技术”课程共32学时，内容包括微生物形态结构、营养和培养基、分离和纯化、无菌操作、以及显微镜的使用等知识点。“微生物实验技术”课程主要具有以下特点：

课程专业性强且知识点多：“微生物实验技术”课程专业性较强，且知识点多，这对同学们提出了更高的要求。然而，由于受专业培养方案课时要求的限制，课堂时间极其有限，且实际教学任务相当繁重，教师一般只能利用极其有限的授课时间去概括讲解一些关键的知识点，而对一些极其琐碎繁杂的具体知识点等往往无法做到详细讲解，这会让部分学生在学习过程中感到吃力。

课程知识延续性强：“微生物实验技术”课程每个知识点之间可谓是密切联系、环环相扣，在实验课程初期若学生对所学基础知识无法做到深入理解并掌握，会进一步影响后面课程中实验的进一步学习和掌握。而且，随着后面课程教学内容的进一步学习会给学生带来更多困扰，跟不上学习进度的学生可能因此失去学习兴趣，更不会形成积极思考的习惯。

微生物相关实验技术是培养学生理解理论知识和深入掌握微生物学基本原理的必需实践环节，对食品专业创新型人才培养和素质教育起到至关重要的作用。“微生物学实验技术”课程旨在帮助学生深入理解微生物学的基本原理，掌握有效的实验操作技巧，运用微生物学的基本方法理论来观察、分析和思考研究对象，从而为未来的科学研究奠定坚实的基础。通过该课程的教学，让学生树立起严谨、求实、理性、创新的科学研究态度，培养一种有效的科学实验技能，以及一种积极进取的科学创新精神[5]。该课程在培养微生物相关领域的科学研究、教学和管理等工作的高素质人才中具有举足轻重的作用。

2 “微生物实验技术”课程教学中存在的问题

在“微生物实验技术”课程实际教学过程中，受国内一直以来的传统实验课程学习观念的影响，大多数学生仍然以“听”和“做”为主，很多学生在实验课上更多的是想“做完”实验而不是“做好”实验，很少会积极主动的“思考”实验，而且即使学生在遇到问题的时候也很少主动和老师交流。而大多数教师由于受到课堂教学时间有限的影响往往把更多时间花在知识的讲解上，而忽视全面育人的目标，一般也只是根据看到的问题以及以往经验来对学生进行指导，很难实现因材施教。 “微生物实验技术”课程教学过程中主要存在以下问题。

2.1 课程思政教育不足

受课程大纲课时的限制，在传统微生物学实验技术课上，教师主要讲解实验内容，包括实验题目、实验原理、实验步骤以及实验注意事项等内容，很少进行课程思政教育，甚至完全没有。这种实验教学限制了学生的视野，学生很难意识到微生物学实验的意义，同学们更难将微生物学实验与大国工匠和家国情怀等意义联系在一起，学生也会慢慢失去微生物实验的兴趣，甚至失去学习的兴趣，这将严重影响“立德树人”这一教育的根本任务的实施。

2.2 教学内容设计不合理

食品专业“微生物实验技术”实验课程教学内容包括培养基的配制、消毒与灭菌、微生物的分离纯化技术、微生物(细菌、放线菌、酵母菌、霉菌等)菌落和细胞形态的观察、显微镜(油浸系物镜)的使用、染色法(革兰氏染色等)和制片法(水浸片法、插片法、印片法等)、微生物计数及其大小的测定。传统微生物学实验技术课程设计存在一些不合理的地方，主要体现在以下几点：①同学们很少参与实验的准备工作。为确保能在有限的课堂教学时间内完成所有实验项目，学生实验期间用到的各种染液和试剂的制备、菌种的前期培养、以及实验中用到的仪器的组装调试等向光准备工作通常都是专职的实验教师提前准备好，而学生一般很少甚至完全没有参与实验的准备工作，这容易导致学生失去自主学习实践的主动性和积极创造的自觉性；②传统实验内容都是验证性实验，缺少综合性和设计性实验。学生进到实验室只是在老师的精心讲解和监督下严格按照实验讲义完成实验步骤，实验结果相对一致，缺乏对学生独立动手能力和思考能力的科学锻炼；③实验内容与食品专业联系不紧密。“微生物实验技术”课程只是一些简单的微生物学实验操作，缺乏与食品专业的联系，学生会产生实验内容无用的想法，很难激发学生的学习兴趣。

2.3 实验教学方法单一

传统“微生物实验技术”课程大多情况下是以教师为主体的“传-受”模式进行教学，教师“保姆式”地准备实验和讲解实验，学生“掐头去尾”地进行实验操作。授课重点在于实验基本原理、基本操作和相关仪器设备的使用规范等知识点的讲解，而较少关注运用技术解决实际问题能力的培养。多数学生只是简单重复操作，很难对实验内容产生兴趣，不会思考深层次原因，经常出现“知其然不知其所以然”的情况，导致学生的参与感和启发性无法达到“微生物实验技术”课程教学的预期目标。

2.4 课程考核不科学

传统“微生物实验技术”课程教学实践工作中多数教师仍然主要以实验报告的考核来实现对教学效果的考查，对学生实际动手和思考等多种能力考查重视相对不足，导致部分学生只关注实验报告的撰写而不注重实验操作，有些学生甚至出现抄袭实验报告的现象。学生在操作实践过程中缺乏对理论知识的理解和应用，阻碍学生自主学习和独立思考能力的培养，很难达到预期的教学效果。

3 微生物学实验技术课程改进措施

随着高校教学改革的不断深化，实验教学越来越注重学生的全面发展，包括培养知识丰富、能力强和人格完善的创新型、研究型人才。因此，根据“微生物实验技术”课程的特点，结合我校食品专业的教学实践，对该课程进行改革。

3.1 优化课程教学内容，提高学生综合能力

随着教育改革步伐的逐渐深入，在现有传统微生物验证性实验技术基础上，很多高校已在实验环节逐步引入具有综合性和创新设计性实验[6，7]。通过进行综合性实验，学生可以更加深入地理解科学理论，并且可以增强他们的综合运用能力，从而培养他们从多个角度分析问题、解决实际问题的能力[8]。因此，在对原有微生物实验整合前提下，通过开展综合性微生物大实验进行课程教学内容的优化，优化后课程教学内容安排如表1所示。综合大实验要求学生根据实验课教师的要求和指导，学生确定实验项目，自行动手设计相应研究方案和技术路线，并与本小组同学共同配合完成实验，从而全面强化学生对微生物学、分子生物学等相关理论知识的全方位整合，这不仅有助于学生巩固相关理论知识，还有助于培养学生分析问题和解决问题的能力、创新能力以及严谨求实的科学素养[9]。

表1 “微生物实验技术”课程优化整合后的实验内容

以“发酵食品中微生物的分离、纯化和鉴定”为例，该实验要求学生完成发酵食品(酒曲、泡菜、豆豉、窖泥等)样品的采集、培养基的配制、微生物分离、纯化、计数、染色、形态鉴别观察、生理生化实验测定和分子生物学鉴定等多项实验内容，见表1。这种系统性实验模式将一些零散的微生物实验项目有机结合起来，学生在整个实验过程中处于主体地位，极大激发和提高了学生实验项目参与的兴趣感和探索主动性。教师在该类型实验中主要起着对学生思维模式的引导、方案的审核把关和对实验结果进行科学指导性作用。该教学方式对调动每个学生的积极主动性和激发团队协作精神起到至关重要的作用。

3.2 融入课程思政，加强育人教育

发挥课堂教学活动的育人导向功能是高等学校落实立德树人工作的根本任务，与理论课教学相比，实验课教学过程中师生联系沟通更为直接紧密，交流沟通更加多元频繁，更易实现育人的功能[10]。“微生物实验技术”课程的思政教育是落实立德树人的基础，也是实现“全员育人、全程育人、全方位育人”三全育人的必要条件。“微生物实验技术”课程旨在将思想政治教育融入其中，以提升学生的综合素质，培养他们的社会责任感，并通过深入探究思想政治内涵，促进课程的发展。

根据《高等学校课程思政建设指导纲要》的指导，全面推进“微生物实验技术”课程的思想政治教育改革，以实现更加有效的教育效果。坚持从教学内容、教学方法理念等方面深层次全方位着力进行改革优化和综合提升，坚持注重价值内涵塑造、知识文化传授、能力品质培养三者和谐统一，将科教创新兴国和科学家精神等重要思政理论元素有机统一融入实验教学工作中，实现专业课程教育始终与课程思政教育同向同行，形成协同发展全方位育人的效果。课程思政教育在“微生物实验技术”课程教学中具体体现如表2所示。

表2 课程思政在实验项目中的体现

3.3 线上线下融合教学，提高学生学习热情

随着课堂教学信息化教育手段方法的不断得到丰富，“线上+线下”混合式教学模式正成为当下教育实践教学关注的研究热点[11]。该教学方式通过对网络资源的有效利用，提高了学生自主学习与课堂效率[12]。该创新教学模式将授课教学过程分为课前学生线上同步预习、课中教师重难点案例讲解、课后学生将实验结果线上反馈以及实验老师对结果进行指导三个阶段。该教学模式将传统课程与在线资源的优势结合起来，不仅为学生提供多种课前预习资料，而且有助于引导学生实现知识整合，帮助学生深刻理解实验原理，从而提升学生探究问题、分析与解决问题等多种能力。深化食品专业“微生物实验技术”课程教学改革，尝试在教学实践中引入“互联网+”技术。通过引入超星学习通、慕课等先进的互联网资源，“微生物实验技术”课程可以实现线上线下融合的教学模式，从而提升学习效果。

3.4 教学方法多样化，激发学生学习兴趣

随着当代信息技术日新月异的快速发展，互联网技术与高等教育紧密结合，新时代的高等学校的教学理念模式和教学方法都发生了根本性的变化[13]。翻转课堂教学法[14]、同伴教学法[15]、任务驱动教学法[16]等多种创新教学方法应运而生，并获得了良好的教学效果。

以翻转课堂教学方法为例，教师提前将网络上搜集到的所有与该实验内容和有关实验操作有关的多媒体视频等资料发给同学们提前进行预习，同学们也可以尝试从各种渠道搜集相关资料进行学习；在实验课堂上教师通过分组检查、通过对一些知识点的提问由学生进行讲解，随后再由教师进行总结并讲解重难点，最后指导学生进行具体实验操作；完成实验后学生可自行在线上平台进行心得体会的交流相互学习，教师对提问进行解答和指导。相对于传统课堂教学组织模式，翻转课堂教学法坚持以引导学生学习为中心，激发引导学生学习的积极性和思考主动性。

3.5 优化课程考核体系，全面考察学习效果

“微生物实验技术”课程的考核是其教学体系的重要组成部分，它不仅能够激发学生的学习热情，提升他们的学习态度，还能够显著提高教学质量[17]。因此，“微生物实验技术”课程需要教师根据实际情况建立科学完善的考核测评体系。为能全面准确客观系统地对每位学生的实验能力进行考核，采取基础理论知识与实践操作并重的考核方式。在对基础验证性实验成绩考核中，采用课程平时考核成绩(70%)和实验报告成绩(30%)相结合综合评价的方式进行教学质量评定。平时考核成绩分别由预习报告质量(10%)、实验态度评定(20%)、实验理论考查(30%)和实验操作技能(40%)四部分组成。预习报告部分主要考查学生对新开展实验内容的理解情况；实验态度评定主要考查学生是否认真地主动完成实验以及是否积极主动和同学配合完成有关实验操作；实验操作包括实验理论知识和实验操作技能，主要侧重对实验操作技能的科学性、规范性和最终实验结果的合理性进行评定，有实验教师在每次实验课堂考核。

对于综合大实验的考核，贯穿整个实验教学过程，进行全面综合质量评定而不是一味追求结果上的完美。综合大实验考核包括实验方案汇报(20%)、实验结果汇报(40%)和论文(40%)三部分。在实验课开始授课之前，要求学生以PPT形式向师生汇报文献检索情况以及实验的技术路线和研究方案，教师和同学们一起参到讨论并帮助小组完善研究思路。实验完成后，一方面，学生们按照小组的形式以PPT形式展示实验结果，而老师则对实验过程中发现的问题进行深入的分析和总结；另一方面，在提交论文时，同学们应当遵循科研论文的写作规范，而教师也会对其进行严格的审查，包括但不限于：标题、综合实验原理、具体实验步骤、实验结果以及讨论与总结等。这种多元化的考核方式有助于强化学生的自主学习意识，促进学生文献调研能力、方法论证能力、语言组织表达能力及写作能力的培养，有助于学生综合素质的提高。

4 结语

微生物学实验技术是食品专业教学的重要内容，是理论与实践连接的桥梁，在食品专业人才培养中占据非常重要的地位。基于面向学生全面持续发展的微生物实验课程教学改革，不仅有助于改善学生的学习态度，而且对学生分析推理和解决实际问题能力水平及严谨求实的良好科学态度和科研创新探究能力都较大幅度得到提升。今后，微生物实验教学中还可能会遇到一些新问题，“微生物实验技术”课程教学需要不断地优化教学内容，加大改革力度，使教学实施效果进一步提高，为社会培养德才兼备的全能型人才。