基于学生创新实践能力培养下的高校“食品微生物实验”教学改革

文 谭沙 朱仁威 铜仁学院材料与化学工程学院

食品微生物实验是食品科学与工程专业必修的一门专业实验课程，也是该专业应用性很强的一门课程。传统的食品微生物实验教学往往以基本实验技术为主，缺乏系统性和应用性，束缚了学生的创新实践能力。本文通过食品微生物实验内容、实验教学方法及实验考核方式的改革，以求创建一套适合铜仁学院食品科学与工程专业学生的食品微生物实验教学体系，解决学生在理论和实验学习过程中遇到的问题，来提高学生的创新实践能力。

食品微生物学是食品科学与工程专业以及食品质量与安全专业的一门重要专业基础课。食品微生物学的目标是，使食品相关专业的学生具备扎实的微生物基本理论与知识，同时熟练掌握微生物培养、分离、鉴定和纯化实验技能，并最终达到可以独立完成食品微生物相关实验的实际工作。伴随我国经济快速发展和全球范围内的机遇挑战，食品企业和相关单位对高校食品专业毕业生的要求越来越高，不仅要求具有扎实的基础专业知识，而且必须具备很强的动手能力和解决问题的能力。我校食品科学与工程专业学生毕业之后有从事食品微生物检验类工作的，需要较高的专业技能，同时还有大部分同学继续深造，且有很多学校将现代食品微生物学列为研究生的专业学位课程。2015年，国务院发布的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》指出：高校要完善创新人才培养机制，健全创新创业教育课程体系。此次食品微生物学实验教学改革，本着以提升学生创新实践能力的原则，通过一系列实验教学内容、实验教学方法和考核方式的改革措施来激活学生的学习激情，引导学生主动参与食品微生物学实验，给学生提供更多的参与实践机会，有利于学生创新实践能力的提高。

1. 食品微生物实验教学内容改革

1.1 实验内容由基础性实验向验证性、综合性和实践性改革

在以往的实验安排中，基础性实验占据50%的比重，然后就是验证性实验，对于综合性和实践性的实验基本没有涉及，这就是传统食品微生物实验内容束缚了同学们的创新能力和实践能力。基础性实验固然重要，最终还是要为验证性、综合性和实践性实验服务，所以在学生掌握基础性实验的基础上，再通过验证性、综合性和实践性实验来巩固基础实验操作是一个相得益彰的过程。同时，还能挖掘学生的创新能力、提升学生的实践能力。无菌操作技术、培养基的配置和灭菌、消毒与灭菌、平板计数、微生物的生长于培养以及实验结果的观察、记录与处理等，都是食品微生物检验的基本实验技能，这些技能被融合到“水中细菌总数和总大肠杆菌群的测定”“牛乳的巴氏消毒及酸奶的制作”等实验中，通过实验使学生可以真实地接触到食品中的微生物，更好地帮助学生理解食品微生物实验实践性，有效激发学生的学习兴趣，提高学习效率，学生才会主动去思考怎样进行实验创新。

1.2 实验内容尽量与交叉学科相关联

食品微生物与我们专业开设的食品化学、食品保鲜学、发酵食品工艺学、食品包装技术及食品营养学均有密切的联系，可以将实验内容和相关课程的实验结合起来，比如，微生物在食品保鲜学实验中发挥的作用，可以通过实验来检测微生物对食品工艺学实验产品品质和风味的影响，以及食品包装技术实验中微生物的数量和种类对保质期的影响等等；尤其是发酵食品工艺学，其中的许多章节都是以微生物知识为基础开展的应用研究，例如，菌种的选育、保藏和复壮，微生物代谢调控理论及其应用，酒精、氨基酸和有机酸发酵，发酵豆制品等功能性食品等。不仅能与其他专业课程实验相互促进，更能加深学生对实验的理解和应用，同时还有可能通过学科交叉给学生创造创新点，开阔学生的思维。

1.3 实验内容与科研、生活相结合

在学生熟练掌握微生物实验的基本操作及相关原理后，实验内容可以不固定，通过自行查阅文献、从日常生活中和老师的科研项目中寻找食品微生物相关的实验设计实验方案并完成实验，既巩固了学生的实验操作能力，同时可以激发学生的创新实践能力，更重要的是能提升学生的科研思维能力和解决问题能力。

2. 食品微生物实验教学方法改革

2.1 学生全程参与每一个实验

传统的食品微生物实验都是实验老师提前做好实验准备，学生只要按照老师给的实验步骤进行操作就可以顺利完成，做完实验后也不用进行实验耗材的后续处理，然而实验很多关键步骤都在实验前的准备，比如，准备实验时的玻璃仪器的清洗和灭菌等，这些看似简单的操作很多学生却不会，然而等到毕业后学生投身检测工作或者是深造读研，要动手自己做微生物实验时才发现不知从何下手，连最基本的化学试剂都不知道怎么配。因为以前做实验都有实验准备老师，自己只管添加配好的试剂进行实验，所以整个实验过程应从实验准备到开始实验、从清洗实验器具到实验废弃物的灭菌等操作都由学生自己进行操作，这才是一个完整的闭环实验。实验准备、玻璃仪器的清洗消毒灭菌是微生物实验的关键步骤，这一步必须由学生自己来完成，老师在实验前进行检查。实验中要用到的试剂和药品、需要配置的溶液和试剂也应该由学生自己来完成，不能让学生们总是进行“保姆式”实验。实验中，老师不仅巡视学生实验操作情况，学生不懂的环节可以直接问老师，如果有自己的想法也可以跟老师讨论，老师根据学生的实验情况和互动情况进行打分。实验完毕，所有玻璃仪器的清洗、消毒及实验废弃物的灭菌也应由学生自己单独完成，这也是实验考核的一个环节。最后就是整个实验室的卫生清洁由大家共同完成。

2.2 利用多媒体进行教学

充分利用线上教学手段，通过学习通和雨课堂等网络教学平台，提前发布实验教学的PPT和实验操作视频等供学生提前学习，利用网络多媒体将实验方法、原理和操作过程及注意事项通过文字、图像和视频等学习资料更加生动形象地展示给学生提前预习，进一步提高学生的学习效率和实验效果。同时，多媒体技术可以通过计算机来进行虚拟仿真实验，完成很多需要大型仪器设备和严苛的条件的实验，解决长期受实验教学时间、空间、设备条件等各方面限制的难题，既能提高实验效率和实验教学水平，又能节约实验成本。然而，虚拟仿真实验不能代替线下实验，微生物毕竟是有生命的，因此，如何将虚拟仿真实验教学的内容和传统实验教学的内容有机结合，充分发挥各自的优势，将是一种提高课堂实训效率的有效方式。

2.3 运用“翻转课堂”进行实验教学

“翻转课堂模型”（Model of Classroom Flipping），即在课下教师借助网络化的课程管理工具进行在线教学并呈现学习材料，而在课上教师主要与学生开展互动，进行深入协作。上课前，老师可以提前将实验内容和相关视频传到网上，学生自己利用空余时间进行学习。上课时，对于不懂的地方可以在上课的时候与老师共同探讨，这样可以很好地节约老师上课讲授PPT或者实验方案的时间，同时也可以激发学生学习的主动性，加深学生对实验教学的印象。课后，老师同样可以借助网络教学平台发布作业和复习材料，学生还可多次复习相关知识，总结巩固所学实验的理论知识，可以有效地拓展学生学习的时间和空间。

3. 食品微生物实验考核方式

实验成绩是检测学生掌握实验能力的一种手段，同时也是评价学生学习效果的一个标准。以往的实验考核方法就是通过学生的平时考勤、实验操作及结果和实验报告来进行打分考核，这样的考核方式不能做到真正的检验和评价所有学生的实验能力。要进行实验教学方法的改革，考核方式也得进行改革：平时考勤占比10%，实验预习占比10%，实验准备占比10%，实验过程占比30%，实验结果占比10%，实验后归整占比10%，实验报告占比20%。考勤根据学生的出勤给分，实验预习则通过预习报告和课堂提问回答来评价，实验准备根据学生对于每次实验课准备的实验仪器和试剂进行评价，实验过程通过老师的巡视来评价，实验后归整根据学生对实验后仪器设备的清洗及废弃物的处理来进行评价，实验报告则根据学生对实验的总结和思考进行评价。在实验中鼓励创新，对能在实验结果和现象中发表自己见解、尝试使用有意义的原料、实验方法简便易行和生产实际结合紧密的方案给予加分，以增强学生的主动性和积极性，有利于其创新能力的提高。

结语

伴随着人类社会经济和科学技术的快速发展，人类对食品微生物也有了更深一步的认识，这给微生物实验教学带来了巨大的挑战，同时也蕴藏着巨大的机遇。我们只有不断地探索改革食品微生物实验内容、教学方法和考核方式，通过实验提高学生的创新实践能力，提升学生的综合素质，才能适应快速发展的社会，为相关企业和单位输送合格的创新性人才。