探索应用型本科高校食品微生物学实验教学改革

作者: 李友杰 顾永静 高娜

食品微生物学是一门综合性和实践操作性很强的学科,为适应应用型本科高校发展要求,本文从实际情况出发,分析该门课程实验教学中出现的三个问题,并提出八项解决方案,以取得良好效果。

2015年,教育部等三部委《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》为应用型本科高校的发展指明了方向。2017年,教育部《关于“十三五”时期高等学校设置工作的意见》中明确指出,应用型高校为我国高等教育三大类型之一。2021年,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中再次强调,推进部分普通本科高校向应用型转变。青岛滨海学院适应时代发展,聚焦打造高水平、应用型、有特色的人才培养体系,研究制定学校建设方案,于2021年入选山东省应用型本科高校建设第二批支持名单。

食品微生物学作为青岛滨海学院食品营养与健康专业的核心必修课,充分体现应用型人才培养要求,在课程设置中,重视提高实验、实习、实践类课程的比重,实现理论与实践的有效结合。实验教学通过当前食品热点问题,加深学生对理论知识的理解,并通过实验教学过程,培养学生的实际动手、独立思考、分析和解决问题的能力。本文从食品微生物学实验教学出发,从设计性实验不足、探究性实验不足和动手能力不足三个方面,分析食品微生物学实验教学目前存在的问题,并从专业建设与思政建设同向同行、改革实验教学各项规章制度、完善食品微生物学实验教学内容体系、规范实验教学流程、提升实验教学质量、凸显教师主导学生主体作用、实事求是做好实验记录和改革食品微生物学实验教学考核方法八个方面提出改革措施,取得了良好效果。

1.食品微生物学实验教学存在的问题

根据应用型本科高校对食品微生物学的设置情况和食品微生物学课程自身的特点,主要存在以下问题。

1.1 验证性实验多,设计性实验不足

一般食品微生物学实验的主要内容包括食品微生物分类、生长代谢控制、遗传变异育种、免疫、食品微生物在食品工业中的应用、食品腐败变质与食品保藏等内容,它们之间关系松散、跨度比较大。传统的实验内容大多数是验证性实验,设计性实验不足,由于实验结果是已知的,学生对实验缺乏兴趣和热情,往往比葫芦画瓢得出结果,虽然做了一些实验,但对实验技术原理和实验间关联度不甚明白,不能独立设计实验或者实验条件稍微变化就不知道如何进行下一步操作。

1.2 理论实验课程多,探究性实验不足

食品微生物学实验是验证课堂理论内容是否正确的手段,也是发现问题并解决问题的过程。理论课和实验课是应用型本科高校课程体系中两个相互独立的环节,食品微生物学实验作为专业人才培养体系的重要实践环节,其教学实施效果直接影响学生对理论知识的应用转化能力。当前实验课程设计普遍存在与理论课程耦合度过高的问题,具体表现为依附理论课程设置的实验项目占比过大,且多为基础验证性实验,教学内容呈现碎片化特征。这种课程定位偏差导致部分教师将实验课程视为理论教学的附属模块,在教学设计中忽视对学生科研思维和创新能力的培养,最终造成实验课程体系中高阶性、综合性实验项目的结构性缺失。

1.3 惯性实验较多,实践操作机会不足

在食品微生物学实验课程的传统教学模式下,教师往往侧重于对实验目标及理论基础的系统阐述,同时要求学生严格遵循实验手册的既定流程进行机械操作,这种固化教学模式容易造成学生思维惰性,抑制创新意识与自主探究能力的培养,不能理解实验课与现实生活之间的联系,始终处于被动接受的状态。个别高校由于实验条件的限制导致每组学生较多,实验耗材的有限导致部分学生没有亲手做过实验,未能体现学生在食品微生物实验中的主体地位,使学生对实验教学不够重视,动手能力差。

2.食品微生物学实验教学改革措施

2.1 将思政元素融入实验教学

2020年,教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》明确了课程思政建设的内容体系和课程体系,深度挖掘高校各学科门类专业课程蕴含的思想政治教育资源,使各类课程与思政课同向同行,形成协同效应。食品微生物学实验教学过程中融入思政元素是教育回归初心、立德树人的有效举措。食品微生物学实验教学过程中深度挖掘课程思政元素,将专业知识和历史事件、名人事迹、科研成果等思政元素有机融合,实现知识传授和价值引领同频共振。食品微生物学实验教学中通过让学生实验观察酱油、食醋和白酒酿造中使用的霉菌的形态,感悟中华优秀传统文化的精髓以及文化传承的力量。思政元素融入食品微生物学课前、课中及课后不同阶段,培养学生的社会主义核心价值观、爱国主义思想、团队合作精神和社会责任感,是青岛滨海学院“三全育人”和“五育五化”的需求。

2.2 改革实验教学规章制度

完善实验教学管理体系是保障食品微生物学实验课程有序开展的重要前提。这一体系为参与实验的师生制定了明确的行为准则,并对实验操作流程提出了规范性要求。同时,通过制度约束与流程规范,为实验活动的安全开展、效率提升及流程优化提供了坚实保障。根据食品微生物学实验课程特点,通过改革实验教学规章制度,对学生进行实验前教育。食品微生物学实验与其他学科的实验不同,因为微生物无处不在,错误操作会导致整个实验失败。因此,加强环境卫生状况的管理并通过无菌操作技术是食品微生物学实验成功的关键,而不符合规章制度的实验行为造成的不同后果,体现改革完善实验教学规章制度的重要性。

2.3 完善食品微生物学实验教学内容体系

食品微生物学实验教学改革通过完善实验教学内容,增设了综合性实践模块,如开展腐败果蔬微生物检测项目。该教学模式要求学生在教师指导下自主完成全流程设计:首先通过文献研读制定实验方案,包含培养基配制、样品前处理等准备工作;继而实施微生物培养、菌落形态学观察及生理生化特性检测等核心操作;最终依据微生物分类标准完成菌种鉴定。此类改革突破了传统验证性实验框架,通过整合微生物学基础理论与实验技术要点,不仅强化了学生对知识体系的系统认知,更培养了其独立设计实验、规范操作仪器设备以及分析实验数据的综合科研能力。此外,食品微生物学实验教学要将国内外食品微生物学不常出现的实验成果和新方法、新技能有效补充进来,不断完善原有的实验教学内容体系,让学生了解和掌握食品微生物学学科前沿理论和实验技术,以适应未来研究和工作的需要。

2.4 做好实验准备工作,规范实验教学流程

充分开展食品微生物学实验的前期准备是确保教学顺利实施和实验结果准确可靠的基础,这要求教师预先掌握实验原理与操作流程,并对可能存在的实验现象进行科学预判。要规范实验教学流程:实验开始前,首先要求学生预习实验教学相关知识,以便在实验过程中做到心中有数;实验过程中,要求每个学生都能掌握食品微生物学实验的基本操作技能,为学生提供尽可能多的独立操作机会,并及时纠正错误的操作步骤;实验完成后,要求写出规范的实验报告,要重视实验结果的真实性和对实验结果进行讨论,培养学生严谨的学习态度和“严、精、实”的工作作风。

2.5 采用现代化教学手段,提升实验教学质量

食品微生物学实验教学模式以传统板书、挂图和多媒体应用为主,已不能满足学生的需要。采用现代化教学手段如VR技术、AR技术、虚拟现实技术、数字人技术等新技术已成为实验教学的重要组成部分。新技术在食品微生物学实验中的应用使学生通过沉浸式体验实验内容,对肉眼看不到的食品微生物有一个直观认识,使抽象概念变为生动的画面,有助于学生理解实验内容,提高了学生的学习兴趣,使实验教学效果事半功倍,有效提升实验教学质量。

2.6 凸显教师主导、学生主体作用

食品微生物学实验教学体系构建中,需注重教师指导与学生学习双维度的协同优化。教师层面应强化教学主导功能,通过完善课程准备机制,创新教学理念与实施路径,系统化设计实验课程模块,构建科学规范的教学实施框架。学生维度需突出其学习主体功能,通过多元教学模式的创新应用,激发学生内生动力,引导其深度参与实验操作全流程,有效提升知识转化效率。这种双向互动机制既能保障教学目标的精准落实,又能通过兴趣导向的培养策略显著增强教学实效,最终实现实验教学质量与人才培养效果的双重提升。

2.7 实事求是做好实验记录

食品微生物学整个实验过程中,要求学生认真观察各种实验现象,并记录实验数据,强调实验记录的重要性,注重对实验结果的分析,培养学生严谨细致、实事求是的科学态度。实验记录并非实验数据的机械汇总,其核心价值在于对实验流程中产生的异常现象和差异数据进行系统性探究。当实验效果偏离预期时,教育者应当指导学生建立系统化的问题排查机制:首先通过结构化列表梳理实验环节中的关键变量;继而针对每个变量展开因果关系的逻辑推演;最后设计平行实验或者验证实验将问题逐一排除,从而锻炼学生分析问题、解决问题的能力。教师通过查阅实验记录,能很好地了解学生对食品微生物学实验课程的掌握程度,给出客观评价,以提高食品微生物学教学效果。

2.8 改革实验教学考核方法

食品微生物学考核方法往往是课程结束后,对理论知识进行书面考试,实验课只是根据实验报告完成情况给出实验成绩,不再进行实验综合考核,这势必造成学生重视理论学习、轻实验,高分低能,动手能力较差,这与学校的培养目标要求是极不相称的。食品微生物学实验教学应采用综合评定的考试模式,实验课的考试采用笔试和操作各占一定比例的命题形式,做到实验原理和实验操作并行。学生成绩由理论和实验两部分成绩再结合平时的课堂表现、读书笔记和单元测试等多种因素进行综合评定,给学生一个公平、公正、科学的考核成绩。通过改革食品微生物学实验教学考核方法,既要求学生掌握食品微生物学的相关理论知识,又要掌握实验操作技能,为以后的工作打下坚实基础。

总之,食品微生物学是应用型本科高校中一门实践性很强的学科,食品微生物学的实验教学工作尤为重要。通过对食品微生物学实验教学八个方面的改革措施,提高了实验课的地位和学生的学习热情,使学生能够认识到实验课的重要性,同时也使食品微生物学实验教学水平持续提升,为学生的职业发展夯实基础。

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