新工科背景下食品微生物学专创融合协同柔性分课堂教学模式设计

摘  要：根据新工科背景下对食品专业的人才培养要求，在食品微生物学教学中构建专创融合协同柔性分课堂的教学模式。实施专创融合协同柔性分课堂的教学模式设计时需要遵循合理分配课堂教学时间、整合优化教学内容和创新创业理念融入三个基本原则。在教学模式的具体实施过程中，通过课前专题素材准备、课堂专题展示汇报、课后完善互动交流和教学模式评价改进四个环节组成。这四个环节由十三个具体过程步骤环环相扣完成专创融合协同柔性分课堂的教学。这种教学模式将学习空间将食品微生物学知识和技能的学习从课堂有效延伸到课外，有利于培养高质量的食品科技人才。

关键词：食品微生物学；专创融合；柔性分课堂；新工科；教学模式

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）27-0009-05

Abstract： According to the requirement of talents training in food specialty under the background of emerging engineering education， the teaching mode of Food Microbiology using integration of specialty and innovation combined with flexible classroom was designed. Three basic principles including reasonable allocation of classroom teaching time， integration and optimization of teaching content， and integration of specialty and innovation ideas should be followed. In the actual implementation process， the teaching mode is composed of four main procedures， namely， preparation of special materials before class， presentation and report of special topics in class， improvement of interactive communication after class， and evaluation and improvement of teaching mode. These four procedures are linked by thirteen specific process steps through interlocking to complete the teaching of Integration of specialty and innovation combined with flexible classroom. During the learning process of food microbiology knowledge and skills， this teaching mode might effectively extend learning space from classroom to extracurricular， which is conducive to the cultivation of high-quality food science and technology talents.

Keywords： Food Microbiology; integration of specialty and innovation; flexible classroom; new engineering; teaching mode

食品微生物学是高等院校食品类专业一门必修的专业基础课，这门课程讲授的内容包括微生物的基础知识和微生物在食品工业中的应用两大部分。基础知识包括微生物的形态结构、营养与生长、能量和物质代谢、遗传变异育种、分类鉴定、生态、传染和免疫等；在食品中的应用部分包括微生物与食品酿造、食品保藏与腐败变质、微生物与食品安全等。这门课程为随后开设的食品工艺学、食品添加剂、食品安全学、食品贮藏与保鲜等多门课程的学习奠定基础，其教学质量直接关系到后续课程的学习，更关系到学生能力培养和毕业质量。食品微生物学在当前教学中主要存在教学内容琐碎且陈旧、教学模式单一和学生被动学习积极性差等问题，因此非常有必要对食品微生物学的课堂教学进行适当改革[1]。

新工科建设既指以互联网和工业智能为核心的新兴产业，也包括传统工科专业的升级改造，因此在新工科建设背景下，如何让传统课程适应新工科发展已经成为研究热点问题[2]。专创融合教学模式，即学校的专业教学与学生的创新创业相融合的教学模式，强调学生基于行业痛点制定解决问题方案并付诸实施，从而使学生形成分析、解决实际问题的习惯与能力[3]。教师不仅仅是向学生传授知识和技能，而是把培养的重心放在学生的创新意识和创业能力上、培养出具有家国情怀的应用型人才。将专业教育与创新创业教育有效地融合，也有助于体现大学服务社会的功能，有利于推动将学术知识推向市场，转化为社会服务的要素。食品微生物学与食品安全、食品发酵、食品保藏及食品添加剂等多个行业都密不可分，具有实施专创融合教学的便利条件。

2014年，复旦大学社会发展与公共政策学院心理系的张学新教授首次提出了一种新的教学模式——对分课堂。其核心理念是一部分课堂时间由教师进行讲授，课堂上留下一部分时间给学生以讨论的形式进行交互式学习，突出课堂讨论过程[4]。山西师范大学食品科学学院的食品微生物学课程组也尝试采用了对分课堂教学法，实施对分课堂教学法后，课堂气氛比较活跃，教学效果有所提高。由于食品微生物学课程内容多，而且琐碎，彼此间联系性松散，而且重难点也比较多。在实践中发现，对分课堂教学法在食品微生物学课堂中需要适当改进。基于食品微生物学课程的特点，结合新工科的背景，引入专创融合的理念，柔性分配课堂时间，把学科前沿进展和食品行业中生产问题融入到课堂教学中。本研究以期激发学生学习食品微生物学的兴趣，引导学生利用课堂所学的知识尝试解决食品工业的生产实践问题，进一步提高课堂教学效果，同时培养学生的创新创业能力。

一  专创融合协同柔性分课堂的食品微生物学教学模式设计

（一）  教学设计遵循原则

实施新工科背景下的专创融合协同柔性分课堂教学，为了有效达到教学目标的要求，需要探索设计一套切实有效的教学模式。在设计教学模式时，需要遵循以下几个原则。

1  合理分配课堂教学时间

在食品微生物学传统的课堂教学模式中，整个课堂的时间基本上都是由教师讲授和与学生互动答疑完成。所涉及的教学内容也都是教学大纲规定的内容，形式上是完成了大纲所规定的教学任务，但是对于学生而言，有关知识的内涵理解及拓展应用方面的帮助非常有限。在实施专创融合协同柔性分课堂教学中，在教师讲授的基础上，给学生进行小组专题内容交流展示的时间安排，从而让学生彼此互动、积极参与专创融合的教学活动。在整个学期的学习过程中，教师与学生进行协商，把学生专题展示汇报的时间安排到位。

2  整合优化教学内容

按照山西师范大学最新的《食品微生物学教学大纲》的要求，教师要在40个学时内完成11个章节的理论教学，传统讲授的教学方式教学任务已经很重。在调查过程中，许多学生也反映食品微生物学的知识点多而且零碎，学习起来也费力气。在实施以学生为主体的专创融合协同柔性分课堂教学模式中，需要对教学内容进行优化整合。对课程教学内容进行优化整合需要从教学大纲的要求和教学目标的达成两个方面进行综合考虑，调动本科生在比较舒适氛围中提升食品微生物学的学习积极性[5]。教学内容以活泼的形式展示出来，使学生好学、乐学、善学、勤学，从而有效达成教学目标。

3  创新创业理念融入

学以致用，兴趣是最好的老师之一，让课堂所学习的知识在实际应用中进行充分展示，给学生渲染一种身临其境的感觉。这样，学生在学习食品微生物学知识的过程中，潜移默化地融入了创新创业理念。创新创业理念融入课堂后，不仅是对知识在外延上的拓展应用；同时在解决实际生产问题过程中，也加深了对知识内涵的理解。创新创业就食品专业的工科学生而言，还蕴含着大国制造、工匠精神、爱岗敬业等责任感和使命感，将这些理念融入课堂教学，非常有利于对学生进行思想熏陶，培养学生高尚的道德情操。

（二）  教学模式具体实施过程设计

1  课前专题素材准备

1）课题组优化整合教学内容。课题组实施集体备课，根据教学大纲的要求，同时调研参照其他高校食品微生物学的授课情况，将教学内容进行优化整合。鉴于食品微生物学知识点多、内容琐碎的总体特点，在具体实施时，我们课程组重构了知识体系，提出了“13343” 知识结构体系。“1”指的是绪论，这部分着重讲述微生物的概念、特点和发展简史。第一个“3”指的是原核微生物、真核微生物和非细胞型微生物（病毒），讲授每类微生物的形态、结构、功能和生活史。第二个“3”指的是微生物的营养、生长和代谢，这三部分的内容总体上和生物化学相关性比较大一些。“4”指的是遗传变异育种、分类鉴定、微生态、传染免疫，这四部分的内容总体上和分子生物学的内容相关性多一些。第三个“3”指的是微生物知识在食品中的应用，包括有益微生物酿造、病原微生物、食品保藏等。这五部分知识总体上是基础知识过渡到食品专业方面的具体应用知识，层层推进，给本科生以高屋建瓴的感觉，增强了学生掌握知识的信心。

2）确定专创融合的专题素材。随着中国经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，食品行业也获得了快速发展的机会。微生物与人类的关系亦敌亦友，与食品行业关联的微生物包括有益菌和有害菌，因此课程组在集体备课确定专创融合的素材时，需要兼顾这两大类微生物[6]。为此，我们从这些专题素材内容中选取了食品安全、果蔬贮藏、传统酿造食品、食品工业副产物利用、酿酒工业和益生菌等。这些素材内容一方面可以强化学生对微生物学的基础知识内容的理解，另一方面也展现了微生物学知识在食品行业方面的具体应用。最初我们安排了7个专题的内容，学生专题展示内容偏多；但是教师讲授时间偏少，在有限的时间内完成所有讲授内容太累。考虑到课时整体分配，后来课程组进行调整，安排了4次专题汇报。学生的兴趣广泛，有的喜欢研究控制有害菌，有的喜欢酿造微生物。因此，在设计专题素材时，我们给学生提供的比较多，让学生根据兴趣进行选择。以2021年秋季为例，让学生从6个专题里面根据小组同学的兴趣任意选取4个。

3）学生按照专题素材分成小组，并与学生协调柔性分课堂的时间安排。专题素材确定后，发给学生，学生根据自己的兴趣选择专题内容，全班同学大致分成四个小组。分组时注意每个组的学生数大致相等，同时把日常学习主动性强的学生和学习主动性需要提高的学生均匀地分散到各个小组中。考虑到实验探索、调研等内容，把男生和女生也均匀地搭配到各个小组中。为了便于沟通协调，每个组推选一名小组长，负责本组的专题汇报的内容组织工作。小组分完后，学习委员协助任课教师安排本学期课堂汇报的时间。按照山西师范大学食品微生物学现行教学大纲安排，理论课的上课时间是在大二上学期的1～14周，单周4学时，双周2学时。我们通常安排在3、6、9、12周进行专题展示汇报；14周结课之后，学生进行复习，准备期末考试。每个小组轮流进行一次汇报，展示小组团队合作的成果。在实际教学中我们发现，各个小组都不愿意进行第一次汇报。为了公平起见，我们采取小组抓阄的办法分配课堂汇报的时间。这样，四个小组分别对应着四次专题展示汇报。

4）学生小组合作准备专题汇报内容。专题汇报的内容要有利于学生掌握食品微生物学的基础知识和相关知识在食品行业的具体应用。因此，在每个专题中一方面要涉及到近几年的研究进展内容，便于学生加深对课堂知识的理解。另一方面，在专题展示中要说明涉及到的与食品微生物学相关的问题背景，以便于培养学生的应用能力。同时，学生能够运用所学的知识论证解决当前问题，以便于培养学生的创新创业能力。专题内容展示时，要求图文并茂，逻辑结构编排合理，这些都有助于学生综合素养能力的提升。专题汇报的内容，需要标注相关的参考文献，包括中英文文献、网址、视频等，这些也有助于训练学生广泛涉猎知识的能力。