工程教育专业认证体系下“食品微生物学”课程创新教学模式的研究与实践

杜 娟，胡哲源，栗俊广，刘 骁，肇 瑾

（1.郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南郑州 450002；2.郑州轻工业大学电气信息工程学院，河南郑州 450002；3.贵州大学农学院，贵州贵州 550025）

2018年9月10日，习近平总书记在全国教育大会上发表重要讲话，指出要“深化教育体制改革”“扭转不科学的教育评价导向”“着重培养创新型、复合型、应用型人才”。工程教育认证是国际工程教育中最具影响力的认证之一，符合我国高等教育发展与改革的导向[1]。工程教育认证已经成为国际间大学工程教育的趋势，开展工程专业认证工作有助于教育质量的提升与教学机制的改革；同时，可促进我国工程教育参与国际交流，实现国际间本科工程教育的学位互认[2]。自2016年中国成为《华盛顿协议》第18个成员国以来，全国各大高校积极开展工程教育专业认证工作[3]。

郑州轻工业大学食品科学与工程专业创办于1980年，是国家级特色专业建设点，专业紧跟时代步伐，深入开展工程认证工作，于2013，2016，2019年连续3次通过中国工程教育认证。“食品微生物学”作为食品科学与工程的一门学科专业课程，同时也是专业必修的核心主干课程[4]，其传统的教学模式已不能满足教育认证体系下对学生培养目标的支撑。结合“食品微生物学”课程教学大纲、食品科学与工程专业工程认证培养目标与教学现状，秉承持续改进、不断创新的指导方向，探索翻转课堂、实验过程评价、项目导向学习3个创新教学模式在该课程中的应用。最终培养学生的创新意识，提升学生利用食品微生物学知识分析和解决实际工程问题的能力，服务于工程认证的培养目标。

1 “食品微生物学”课程教学创新目标

1.1 “食品微生物学”课程现状

根据工程认证理念，毕业要求需要覆盖工程知识、问题分析、使用现代工具、沟通等12个点。课程体系作为达成毕业要求的关键，研究制定上必须服务于毕业目标。特别是在教学环节，要全面培养学生这12个点的能力。然而，在实际的课程教学中，传统教学模式仍着重于灌输课程相关知识，培养学生一定的问题分析能力；对于学生的实践操作技能、创新能力、设计开发能力、团队协作能力、沟通能力、项目管理能力等涉及很少。

郑州轻工业大学的食品科学与工程专业所在的食品与生物工程学院，是学校建院最早、教育资源最丰富、教学设备最完善的院系之一，建有省部级教研平台10个、创新战略联盟产学研平台6个。该专业学生在师资、实验设备、实习实践等方面具有的资源优势，亟待在教学创新改革中发挥，提升学生12项毕业指标点中的能力。

1.2 “食品微生物学”课程教学创新目标

“食品微生物学”作为食品科学与工程专业的核心专业基础课，在整体课程体系中具有支撑作用。学校该课程师资强、实验设备先进，在课堂教学中具有优势，学生普遍对理论知识掌握较好，具有一定的验证性实验能力。同时，参考专业认证的要求，课程在结构建设上还需要持续改进，教学方法上还需要不断创新。学生利用食品微生物课程知识解决实际食品工程问题有所欠缺；操作设计性和创造性实验的能力不足；在项目管理、团队协作方面缺乏经验。

针对学生以上3个方面的短板，分别从课堂教学、实验教学、结课项目3个方面阐述创新教学方法。这些方法经过2年的实践，积累了一定的经验，教师和学生普遍反映良好，同时根据各方建议不断完善改进。整体目标是：提升学生利用理论知识解决实际食品工程问题的能力；培养学生设计创造性实验的能力；增加学生团队合作、完成项目的经验。

2 “食品微生物学”翻转课堂设计思路

2.1 “食品微生物学”课堂教学现状

“食品微生物学”课程均由骨干教师任课，大纲教案成熟、教学资料齐备、教学硬件先进。然而，随着知识更新、学生学习习惯的变化，传统课堂教学模式的教学效果出现下滑。

主要出现以下几类情况：

（1）课堂教学效率下降，教师经常重复讲解知识点，并且使用大量课堂时间进行习题分析；

（2）学生学习注意力不集中，玩手机、睡觉情况增多；

（3）课堂气氛不活跃，主动提问的学生数量明显减少；

（4）由于学生人数较多，单个学生的被关注度不够，导致学生学习积极性下降。

2.2 翻转课堂设计思路

引入翻转课堂的主要目标是可以提升课堂教学效果、活跃课堂气氛、提升学生课堂参与度，为学生利用理论知识解决实际工程问题打下基础，并为结课项目教学方法的引入做铺垫。

翻转课堂要求学生利用网络资源、图书馆资源等课堂外资源，在课堂外进行提前学习。教师提前列出知识点条目，学生根据自身情况进行自主学习。为减轻教师制作教学视频的负担，可推荐学生利用网络公开的国家级、省级精品课程进行学习。食品微生物学作为生物食品类专业的专业基础课程，精品课程建设完善，学生可以在教师指导下进行有效学习。

课堂上，学生以3到5人分组进行学习讨论。主要讨论相关章节的知识点、重点、难点等内容，教师采用随机的方式抽取小组成员，到讲台上进行讲解。其他学生可以在小组讲解后进行提问，讲解小组成员进行回答，教师作以补充。被抽取小组表现作为平时成绩的重要组成部分。在每一章知识完成学习后，教师设计一例实际食品工程问题，小组在课下解决问题，以报告的形式提交教师审阅。教师给出审阅意见，并利用一定的课堂时间进行案例分析。

2.3 信息化辅助教学的应用

2018年10月，教育部发布《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》[5]，其中第七条指出：要“推进现代信息技术与教育教学深度融合”。在教育信息化的2.0时代，信息技术与教育教学深度融合是推进教育现代化的重要方法与途径。传统的使用板书和PPT结合的教学方式，缺少信息化元素，难以活跃课堂气氛，提高学生的教学参与度。

根据现阶段学生持手机上课的特点，教师团队探索利用手机进行课堂互动的实践。通过使用网络上若干免费优秀的教学辅助应用程序，实现了课堂快速点名、课堂提问、问题收集等。学生通过扫二维码的方式，方便快捷参与教学中。

经过1年左右的实践，学生课堂参与度明显提升，玩游戏比率有所下降。教师通过手机教学程序提问，可以迅速掌握学生参与人数、回答情况等信息，提升了教学效率。学生可随时通过软件进行提问，提高了学生参与提问的积极性。教师可依据学生学期参与情况，作为平时成绩评定参考。实践中的主要问题是，由于手机运行系统与信号等非人为因素导致相关手机应用程序无法正常使用，以及智能手机还未在学生中完全普及。考虑到教育公平问题，需要学校投入一定资金帮助困难学生，或采购统一的智能辅助教学设备供课堂使用。

3 “食品微生物学实验”课程评价体系改革探索

3.1 “食品微生物学实验”课程评价体系现状

“食品微生物学实验”具有操作性强、过程变化多、精细化程度高等特点，是辅助学生理解掌握课堂理论知识的重要手段。由于实验课堂时间限制、部分实验较为复杂等原因，实验教学现多采用教师演示、学生模仿的形式进行。实验评价多以签到率、实验报告撰写、实验结果数据等作为参考依据。在这种评价体系下，学生多以实验指导书步骤复刻实验，实验报告及实验数据出现大量雷同。实际参与实验学生数量少，相当数量的学生在实验后仍不理解实验原理，没有起到帮助理解理论知识的作用。

3.2 实验过程评价探索

在实验评价体系创新探索中，不再以确定的实验数据结果作为评价要素。重点考查学生实验的操作过程、自主解决实验问题的能力。实验报告的撰写要求简化实验理论、指导步骤的内容，重点要求学生写出实验操作中遇到何种问题、解决问题的方式及结果。引导学生分析因操作不当、实验设备损坏、环境条件变化等产生的实验问题，培养学生解决实际食品工程问题的能力。

以细菌的分离与接种实验为例，实验过程出现的常见问题有使用倾注平板法时无菌落生长、涂布平板时菌落聚集不分散无法计数、划线接种时有污染等现象，要求学生在实验报告中撰写自己在实验中遇到的情况及解决方法。未能解决的，分析其原因。经过若干次实验的训练，不仅多数学生较好地掌握了实验原理及方法，更有部分学生具备了一定设计创新实验的能力。

4 项目导向学习模式的引入

4.1 “微生物学”现有课程评价模块及优化探索

“微生物学”现有课程评价模块主要由3个部分组成：占比约70%的考试成绩，占比约15%的实验成绩，占比约15%的平时成绩。

现有的评价模块仍然以评价学生的应试能力为主，未能体现工程认证中成果导向的理念机制。引入项目导向的学习及评价模式，可以有效支撑工程认证中的若干个能力点，并优化课程评价体系。现阶段该专业试行课程学期项目评价占比20%，压缩考试成绩占比50%。

4.2 项目导向学习模式

每学期任课教师设计4～5个食品微生物相关的工程项目问题，如食品样品中腐败菌的分离与鉴定、添加有益生菌的酸奶发酵、产耐高温α-淀粉酶菌种的筛选及诱变、食品样品中大肠菌群的计数等，在学期初进行公布，供学生分组后进行选择。3～5名学生1组，不同小组可选择相同的项目，小组也可以申请自立项目，经任课教师审核后实施。

项目需在课程结束的2周前完成，以小组为单位提交项目报告。并利用2个课时的时间，分小组公开进行项目发表和汇报，回答教师和学生的问题。教师给出指导意见并作出评价。也可引入学生互评机制，增强学生的参与意识，激发主观能动性。

项目导向的学习模式，在帮助学生理解掌握理论知识、培养创新创造能力的同时，还能培养学生的团队合作能力、项目管理能力，极大程度弥补了传统教学模式中对工程教育认证12个指标点的支撑不足问题。同时，教师在指导、评价、观摩学生的项目时，也能有所启发，发现教学中的不足，了解学生学习的困难点，为进一步优化教学方法提供依据。

5 结语

“食品微生物学”课程是食品科学与工程专业的核心专业课程，针对目前该课程授课过程中存在的一些问题，结合工程教育专业认证的理念与要求，对该课程传统的教学模式通过引入翻转课堂、信息化辅助教学、项目导向学习模式以及考核方式中实验课评价体系的改革等措施，激发了学生的学习热情和主观能动性，使学生的基础理论知识水平、专业技能和实践动手能力都得以明显提升，以支撑工程教育专业认证的培养目标。