新工科背景下食品微生物学课程教学创新研究

在新工科建设背景下，学生不仅需具备良好的人文素养，还应能够利用新信息和新技术提升创新水平和生产力，具备分析和解决问题的能力。因此，针对新工科建设背景下卓越食品工程师核心素养与能力培养的要求，食品微生物学课程迫切需要进行教学改革和创新。桂林旅游学院高度重视教育教学改革，2023年再次修订了《本科专业人才培养方案》，鼓励教师对教学内容进行革新。食品微生物学课程是该校食品质量与安全、烹饪与营养教育以及食品科学与工程等专业的核心课程，共32学时，2017年首次开设，2023年该课程教学团队荣获校级优秀思政教学团队称号。

一、教学过程中存在的问题

（一）学生自主学习能力差，缺乏创新能力

学生在主动参与学习方面表现较弱，缺乏持续学习和挑战难点的内驱力，尚未具备将知识应用于实际的能力。这是因为传统教育通常采用固定的教学框架，过于注重学科知识的传授，忽视了学生的主体性和自主性，导致学生往往以被动的方式接受知识，缺乏主动探索和实践的机会。

（二）课程内容与行业脱节，学生对课程认同感低

微生物技术的发展日新月异，新的快速检测方法不断涌现，与此同时，食品安全问题也愈发突出，食品微生物课程作为食品科学与研究的重要组成部分，其课程内容必须紧跟行业需求。然而，目前部分教材内容相对陈旧，实验教学主要集中在成熟的微生物培养、鉴定与应用，涉及新科技和新方法的内容较少，未能有效结合行业和产业的实际需求。此外，传统教育往往仅教授理论知识，缺乏对课程后续发展问题的延伸与探讨，导致学生无法理解本课程的实际意义与就业前景，从而降低了对课程的兴趣和认同感。

（三）学生的实践能力弱

本科生在学校中主要接受理论教育，实践机会相对较少，难以将理论知识应用于实际情境中，进而影响了实践能力的提升。在实践过程中，学生往往缺乏专业的指导和支持，不知道如何入手、如何推进或解决问题，缺乏完成实践任务所需的必要技能和知识。通过对毕业生就业单位的调研反馈，我们还发现学生培养与企业需求之间存在不对等的问题，部分毕业生入职后无法独立完成样品前处理、培养基配置等工作，无法依据检验方法和标准独立、规范地完成检验任务。

二、新工科背景下课程创新改革举措

针对上述问题，课程团队深入分析了桂林旅游学院地方性、应用型的办学定位，积极探索学科和专业的共通，加强课程改革，重新确立教学目标，培养“实践+创新”“食品+旅游”高素质应用型食品工程人才。以学生为中心，结合学生自身的学习能力，制定相应的教学方案，积极解决学生对学习目的的困惑，增强学生的学习动力，及时指导、帮助学生找到合适的学习方式。对于学习积极性高、动手能力强的学生，鼓励他们参与综合实验和科创实践，有效开展分层教学，增强实验技能训练，提升课程的应用能力，并引导学生在实践中运用微生物知识，解决实际生活和生产中的问题。具体来看，课程团队主要进行了以下四方面的改革。

（一）构建小组共同体

为了提高学生的自主学习能力，本课程构建了小组共同体，分别从理论课程和实验课程两方面实施。

在理论课中，教师在课前布置与下节课相关的知识点，要求某组学生针对特定知识点共同制定教学计划、设计教学活动，充分利用小组中每位成员的优势，如制作PPT、授课和提出问题的能力，让学生以教师的身份进行知识点的讲授。这种方式不仅加强了学生对知识重难点的掌握，也提高了他们的自主学习能力。以讲授革兰氏染色的原理为例，学生需要深入了解细菌细胞壁的化学结构，明确染色步骤，并通过不同染料之间的相互反应呈现最终结果。在课上，学生还可以利用PPT向其他组的同学进行讲解，从而锻炼多方面的能力。

在传统的实验实训课程中，学生往往只是根据实验指导书或教师的讲解一步步进行操作，缺乏独立思考和探索的机会。因此，在本门课程中，我们提前布置了实验前的任务，即每组学生在课前和课中独立完成样品采集、试剂配制、实验耗材选择、培养基制备等工作，课后还需要对实验器材进行清洗和灭菌。教师在此过程中充当引导和答疑的角色，鼓励学生在有限的时间独立思考并解决课程任务。例如，向学生下发“设计一种市场上没有的面包”的任务。在这一过程中，小组成员需要提前进行市场调研（如从学校超市入手），以确定创新面包的方向和内容；基于传统的制作工艺，对创新食品进行优化；确定工艺后，学生在课堂上制作出自己的创新产品，并在课后设计食品的包装，撰写营养成分表；最后，在下一节课上与全班同学共同品评。这一综合性设计任务不仅能锻炼学生的市场调研能力，还能巩固其他课程的专业知识，激发学生的创新思维和实践能力，同时提升审美及品鉴能力。

（二）任务导向解决企业实际问题，科研反哺教学

让学生参与学院展开的校企合作项目，在为企业解决实际问题的同时增强学生的社会认同感。学生通过小组合作领取任务，借助解决企业实际问题的机会，综合运用多种知识和技能，包括理解问题、收集信息、提出解决方案、实施方案以及评估效果等。在这一过程中，学生不仅能够不断学习并提升自己的能力，以更好地应对企业的实际问题，还能在解决问题的过程中培养对食品微生物学课程的认同感，从而增强社会责任感。这种实践经历为培养“食品+旅游”型人才奠定了基础，并提升了学生的高阶思维能力。例如，针对企业提出的“桂林米粉如何延长保质期”等实际问题，学生可以自愿组成小组，认领需要解决的问题，并在整个学期内进行实践操作，最终以综合报告的形式呈现解决方案。

学生参加科研项目也是一种非常有价值的经历，不仅可以帮助他们更深入地了解学科领域，还能显著提高研究能力和创新思维。目前，本团队已建成食药益生菌养生科研团队，共有师生109人，致力于开展广西地区特色发酵食品中菌群的分离、纯化和鉴定等相关科研项目。通过这些项目，学生将有机会参与实际的研究过程，不仅能够提升他们的研究能力和创新思维，还能增强他们的操作技能。

（三）打造“一三九”思政育人模式

结合专业发展定位，挖掘食品微生物学课程中特色的课程思政教学案例，是提升学生综合素质的重要策略。本团队通过对教学内容的梳理与案例的进一步凝练，以食品微生物学课程的教学内容为核心，挖掘出具有烹饪特色的思政案例，以立德树人为根本，围绕知识、能力和素质三个方面，形成课程思政的“一三九”育人模式，使学生在参与创新、实践和科研的同时，能够全面提升自身的素质能力。

在思政与课程的有效融合中，通过案例引导学生思考和讲解课程中的思政内容，针对每个章节深入挖掘“微生物中的思政元素”。例如，在讲授衣原体时，引入我国唯一一位微生物学家汤飞凡发现沙眼衣原体的故事，设计成思政案例。这种设计将专业知识与人文素养充分结合，将难以理解的枯燥概念转化为有情节的故事，可以激发学生的学习兴趣，不仅有助于他们理解微生物的基本知识，还能在学习过程中培养文化自信和科技自信，增强对本专业的认同感。

（四）知识模块对应食品岗位

食品微生物学与食品微生物检验员、食品发酵工程师、食品质量与安全管理员等食品相关工作息息相关，在教学内容设计上，本课程将每个知识模块与实验模块相结合，并与学生未来可能从事的食品行业相关岗位对应起来。比如，在讲解微生物的生长时，介绍微生物的分离、计数等知识，让学生了解微生物检验员岗位，明确知识的应用点，精准导向，提升学生所学与企业所需之间的匹配度，让学生了解未来食品岗位的发展趋势，并做出正确的职业规划。

三、课程实施过程

（一）教学环节设计

课前，教师对本节课进行详细的学情分析，并明确设定培养目标，以指导学生的学习方向。同时，建立本节课的线上资源库，提供相关学习资料和参考文献，以便学生进行自学。通过课前自学，学生可以自主掌握相关知识，激发学习兴趣。课中，教师要鼓励学生进行汇报交流，分享自学过程中遇到的问题和收获，从而促进师生之间的互动。

（二）教学评价体系

将学习评价与教学活动有机融合，建立以学生为主体的多元化评价体系，包括知识测试、能力提升、高阶评价、实验设计方案等，实现全过程考核与期终考核有机融合。评价方式包括学生互评、师生共评等，详见表1。

这套评价体系不仅关注学习效果，更注重学习过程的全面评价，达到了“以评促学、以评促教”的目的。学生在参与评价的过程中，能够更加明确自己的学习进度和发展方向，增强学习的自主性和内驱力；教师也能通过多样化的评价手段，深入了解学生的学习效果和能力提升，从而不断优化教学内容和方法，全面提升教学质量。总的来说，通过这一多元化、全过程的评价体系，学生的学习效果得到了显著提高，不仅在知识掌握方面更加扎实，还在能力培养、思维拓展、实践创新等方面有了全方位的发展，有效地推动了教学活动的改革与创新，实现了教学与评价的双向促进，达到了更加理想的教学效果。

四、教学创新效果

（一）学生自主学习能力提升

根据对三届学生的调查结果显示，学生在自主学习能力、团队协作能力和科研能力等方面均有显著提升。具体调查数据表明，超过80%的学生认为自主学习意识有所增强，能够独立制定学习计划，合理安排时间，主动查找和学习新知识。学生在团队合作中的表现也更加自信，能够高效完成集体任务。此外，许多学生在科研项目中取得了不错的成绩，一些优秀的实验设计和研究成果得到了教师和专家的认可，进一步证明了学生科研能力的提升。

（二）学生行业匹配度提升

在桂林旅游学院食品与健康学院2020级学生进入实习期一段时间之后，本团队对学生所在实习单位进行了调研。调研单位反馈，部分学生入职后能够马上在微生物相关岗位上独立完成实验，对于微生物的无菌操作、基本操作都较为熟悉，尤其对于微生物检验工作，能够依据检验方法标准和无菌操作规范，独立完成检验工作并分析检验结果。

根据调研数据，超过90%的实习单位对2020级学生的岗位表现给予了积极反馈，认为学生的知识储备和实践能力与行业需求高度匹配。这种高度的行业匹配度不仅体现在微生物检验工作中，还在其他相关岗位如质量控制、生产管理、技术支持等方面得到了体现。部分实习单位甚至表示愿意在学生毕业后提供正式的就业机会，进一步巩固了学校与企业的良好合作关系。

（三）学生创新实践能力增强

经过课程的实践与创新，学生们的创新实践热情显著提升，积极参加各类学科竞赛，包括“互联网+”创新创业大赛、“挑战杯”及食品创新创业大赛等，累计获得国家级奖项4项，自治区级及以上奖励50余项。过去5年中，学生在校期间成功立项国家级课题25项、区级课题100余项，参与教师科研项目的学生比例超过55%。此外，教师还积极指导学生发表学术论文和申请专利，全面提升了学生的科学思维和专业写作能力，促进了科研创新的进程，实现了专业知识传授与实践能力培养的有机融合。

综上所述，食品微生物学课程的改革是新工科实践能力培养的必然趋势，也是提升教育质量的关键举措。在过去5年的教学改革中，教师与学生共同成长，创新的课程模式有效地将理论学习、实验锻炼、互动交流、探究与思辨等元素融合在一起，使学生深度参与到教学过程中，不仅显著提高了学生的学习主动性，还培养了他们的分析、评价和创造等多方面能力，为学生的进一步专业学习及实际工作奠定了坚实的知识基础，使他们能够更好地开发、利用、控制和改造微生物，从而为人类的福祉作出贡献。

基金项目：桂林旅游学院2023年度“课程思政”示范课程建设项目（2023KCSZ019）；桂林旅游学院2023年度专创融合示范课程建设项目（2023ZCRH009）；广西高等教育本科教学改革工程项目（2024JGA384）；桂林旅游学院四新研究与实践项目：新工科背景下面向餐饮、食品特色产业服务全产业链的创新创业教育实践与探索（2024XGK01）；桂林旅游学院四新研究与实践项目：新工科背景下食品类专业模块化复合型教学资源体系构建的探索与实践（2024XGK05）。

作者简介：王敬涵（1990-），男，汉族，山西忻州人，讲师，硕士研究生，研究方向为农产品精深加工。

孙卉（1983-），女，汉族，河北献县人，副教授，硕士研究生，研究方向为课程信息化教学改革。

*通信作者：戴瑞（1990-），女，汉族，山东济宁人，讲师，硕士研究生，研究方向为食品微生物。