新工科背景下面向应用型人才培养的课程体系重构与实践——以“食品微生物与酿造技术”为例

韩佳润，郦萍，顾青

浙江工商大学食品与生物工程学院/浙江省食品微生物技术研究重点实验室（杭州 310018）

为深化工程教育改革，教育部于2017年3月发文，决定开展新工科研究和实践[1]，并于2021年6月再次强调深化新工科建设、加强新兴领域研究的决心。与传统的工科相比，“新工科”更加强调学科的交叉性、应用性及综合性，实现从学科导向转向产业需求导向、从专业分割转向跨界交叉融合、从适应服务转向支撑引领[2]。

随着高等教育由“精英教育”转变为“大众化教育”，培养应用型人才无疑成为我国高等院校的重要目标[3-4]。尤其是“十四五”规划指出，需要加强应用型、创新型、技能型人才培养，走出一条高水平应用型大学发展道路[5]。因此，党和国家已经把培养应用型人才提升到了前所未有的高度。

面对新时代“新工科”的新理念、新背景、新要求，文章结合浙江工商大学食品专业学生的实际情况，秉承“以学生为中心”和“理论结合实践”的核心理念，在充分解读“食品微生物与酿造技术”教学现状的基础上，结合学科自身特点、专业培养目标、实践教学自身规律及实际教学过程中存在的问题等，对“新工科”时代食品专业人才培养存在的问题进行深入剖析，重构课程体系、打造专业平台、创新教学模式、建立多元化的培养质量评价与持续改进机制，为“新工科”背景下的食品专业应用型人才培养提供新思路。

1 “食品微生物与酿造技术”课程现状及存在问题

“食品微生物与酿造技术”是以发酵和酿造食品的工业化生产为主线，注重现代生物技术和食品安全知识在该领域的应用，涵盖了食品生物发酵的主要产品类型，介绍了食品发酵与酿造生产的一般工艺过程及其菌种选育、保藏与复壮，发酵微生物及代谢调控，发酵关键设备，食品发酵原理机制，以及各类传统发酵食品的酿造核心技术等[6-8]。然而，该课程具有内容概念抽象、微生物种类繁多、代谢途径复杂以及知识量较大等特点，给教学工作的顺利进行造成一定的压力，主要存在以下几方面的问题：

1.1 教学知识体系庞杂，学生对课程的理解能力受限

“食品微生物与酿造技术”是一门兼具理论性和实践性的食品专业核心课程。但理论课程所涉及的相关知识点复杂零散、内容抽象，学生难以系统全面地理解课程内容。此外，修读本课程的学生来自不同地区，不仅有全日制本科生，还有专升本学生，他们高中对化学和生物的学习情况差异较大，微生物相关知识背景参差不齐，导致这部分学生的理论和知识体系较为薄弱，因此学习过程中极易出现“掉队”的情况。目前，浙江工商大学食品专业食品酿造技术的课程基本依照教材相应的顺序进行讲授，然而这种方法使得相关知识点的有机结合不明显，内容较为零散。此外，该课程与食品专业其他基础课程如食品工艺学、食品微生物学、微生物代谢工程、微生物育种实验等具有广泛的交叉与联系，但这些课程分别开设在不同的学期，导致学生学习时无法形成连贯的知识体系。

1.2 教学方法形式单一，学生的学习热情不高

在传统的教学模式下，浙江工商大学食品专业“食品微生物与酿造技术”课程与其他大多数课程类似，均采用以教师平铺直叙的纯理论讲授为主导的“填鸭式”教学手段，与OBE理念不符，无法对学生产生强有力的吸引力[9]。此外，师生间的互动较少，不能充分调动学生的参与度，使得学生长期停留在对知识肤浅的认识和反复强化记忆的被动阶段。尤其在讲授与实际发酵及酿造紧密相关的知识点时，由于缺乏相对应的实践及操作环节，学生将很难将抽象的理论知识与实际生产相联系，导致应用实践能力普遍较低。因此，这种教学方法对于学生的应用和实践能力培养尤为不利，也违背了新工科背景下“重能力培养”的目的。

1.3 实验课程及工程实践学时较少，内容设置受限

“食品微生物与酿造技术”实验课程的设置对于“实战型”人才的培养十分重要。目前，该课程实验课程仅设置为6个学时，且被穿插在理论课程中，故只能开设几个较为基础性的实验，其他的实践性或综合性实验一般被安排为课堂讲授或课后自学。同时，该实验课程所需发酵用仪器和耗材较多，因此为了控制经费的投入，只能进行多人分组实验，无法保证每个学生都亲自动手进行实验操作。此外，在教学过程中缺乏实践教学项目的设计及应用型导师的指导，没有体现新工科发展，尤其是校企合作的工程实践教育基地建设还较为缺乏。

1.4 教学质量考评体系不完善，缺乏对学生综合能力的评价

课程考试是浙江工商大学食品专业“食品微生物与酿造技术”课程的主要考评方式，且主要采取“70%期末成绩+30%平时成绩”的考核形式。这种考核方式尽管能够比较真实地反映学生的学习情况且结果易量化，但却过分强调了学生对理论知识的掌握情况，缺乏教师对各教学环节的规范与监控，无法对学生的实践能力及应用创新给予一个全面的评价。

2 面向应用型人才培养的“食品微生物与酿造技术”课程体系重构与实践

为适应高速发展的食品行业对“新工科”下高素质应用型人才的需求，以我校“食品微生物与酿造技术”课程教学过程中存在的问题入手，通过课程体系重构、优化教学内容、创新教学方式、改进考核模式等方面的教学改革，建立理论与实践并重的教学体系，力求培养出符合市场及行业需求的高素质实践创新复合型食品专业人才。

2.1 根据食品专业特点重构课程体系、优化教学内容

2.1.1 教学内容的模块化：重构“多学科交叉融合、突出工程能力培养”的课程体系，建立模块化教学方案

依据现代食品产业对毕业生多学科知识背景和工程能力结构的需求，充分利用传统工科及综合学科优势，对接产业主流技术领域进行课程体系设置，建立模块化教学方案，同步技术发展进行课程内容更新，提高培养方案的行业适应性和接轨性[10]。“食品微生物与酿造技术”这门课是由微生物代谢工程延伸而来的，以微生物代谢相关基础理论知识为主线，涵盖了十大章节的内容。由于该课程重复了部分食品微生物学的相关知识，秉承理论与应用并重的原则，在强调基础性内容的同时，打破生物工程、食品加工、食品营养、智能制造、信息技术等多学科之间的壁垒，可对理论课程进行知识点重塑，构建多学科知识点集成的课程体系，建立模块化教学方案。通过对国内外教材的研究，可将课程内容分为食品发酵微生物及其代谢机制、发酵与酿造工程学基础及主要设备、各类传统发酵食品的酿造核心技术、微生物制剂及发酵食品添加剂制备技术四大模块，具体的教学任务设计如表1所示。在理论基础模块，学生通过比较学习的方法，深入了解食品发酵与酿造的理论知识、发酵原理、生产过程以及新技术、新设备的应用情况，并将其进行归纳总结，从而加深对知识的理解。在应用模块，通过深入学习几种传统发酵与酿造食品，如酒精发酵与酿酒、发酵乳制品、发酵调味品与豆制品、发酵果蔬制品、发酵畜产品、发酵水产品、发酵酶制剂及食品添加剂等生产的基本理论和技术，使学生能够对微观层面的操作有比较形象的认知，进而培养学生理论与实践相结合的思维及学习能力。模块化教学方式的关键在于可以很好地梳理课程内容的逻辑性，减少课程间的内容重叠性，突出教学内容的应用部分，能够使食品专业学生在日后的科研、工作中恰当应用所学技术，研发出更丰富、更营养的食品，从而达到理论教学与实践教学的有机结合。

表1 “食品微生物与酿造技术”课程学习任务设计表

2.1.2 教学内容的现代化：有针对性地扩充和优化教学资料，传递最新研究进展和技术手段

尽管“食品微生物与酿造技术”的知识体系随着科技的进步不断更新，但传统教材中的一些知识仍然滞后于行业的发展。为了突出课程内容的新颖性和实际应用性，在参考原有教材的基础上，应有针对性地选择专业领域最新科学研究作为辅助教学素材，不断扩充和优化教学资料，为学生传递最新科研进展和研究技术手段。此外，结合当前食品行业发展情况，及时更新梳理现有的知识体系、精简部分陈旧的教学内容，在与食品微生物和酿造相关的自然科学知识、专业知识的基础上，可适当增加人工智能、互联网等信息化以及现代企业管理等多方面的相关知识，将新的理念、知识体系和技术融入教学内容中，让学生更加直观地掌握食品酿造技术当前的发展现状以及未来的发展趋势，实现专业培养课程链与食品产业链的互动互融、均衡发展，进而加快对学生知识应用能力、工程实践能力及创新创业能力培养[11]。

2.1.3 教学内容的实践化：以生产实践解读行业发展，引导学生调研创新、深入了解行业

结合“食品微生物与酿造技术”的知识结构体系和人才市场需求，深入食品企业（浙江平太荣生物科技有限公司、浙江舟富食品有限公司）进行调研，把课程体系设计与相关工作岗位的用人要求紧密联系，是实现教学内容实践化的关键一环。通过走进用人单位、聘请用人单位等多种方式，邀请用人单位参与到课程体系的设计中，进一步优化教学内容，将一线工作岗位对素质、能力、知识的要求充分反映到应用型人才培养的课程环节中。此外，在课程实践教学中，设置专业任务引导学生调研创造，加强具体实践内容与食品工业及行业的关联性，例如引导学生自行设计新型发酵产品，包括市场调研、可行性论证、工艺设计、配方设计、产品质量标准、产品标签与包装、成本核算及经济效益分析，通过教学内容的实践化，以达到培养掌握最新现代科技的应用型人才的目的。

2.1.4 教学内容的思政化：以素质教育引导文化培养，挖掘课程思政要素，并融入课程体系

在该课程教学过程中，注重立足于学科学术内涵的专业课程建设，全面挖掘理论课程和实践课程中蕴含的思想政治教育资源，提炼爱国情怀、民族自豪感、社会责任、文化自信等要素，利用案例教学手段将其有效地植入教学过程，使学生在潜移默化中接受教育，并转化为自己的行为品质[12]。精心安排思政映射与融入点，例如“食品微生物与酿造技术”课程蕴含丰富的思政元素：通过绪论部分食品酿造发展历程的讲授，引入白酒从古至今的发展历程，从古代的米酒到现代工业化生产，启发学生的爱国主义情怀，引导学生传承中国传统文化，建立文化自信；通过酿造食品危害成分部分内容的讲授，引入亚硝酸盐、生物胺等食品超标案例，培养学生认真严谨的处事态度和安全生产的责任意识，树立正确的职业操守，培养学生优良的国民素质和责任感，从而树立正确的世界观和人生观。

2.2 根据食品行业需求改革教学方法

教学方法是教学目标实现的重要途径。“食品微生物与酿造技术”课程理论性很强，包含复杂的发酵反应过程，需要掌握和理解的知识点较多，单纯地讲授相关的理论知识会使学生觉得枯燥且难以理解。如何将课程的基础理论及最新动态传授给学生，为学生构建系统性强、脉络清晰的知识体系，点燃学生思维的火花，达到良好的教学效果，是相关教师亟需解决的问题。因此，根据不同的教学内容及重难点，采取多种教学方法相结合的手段进行教学，提高学生的积极性，可为应用型人才的培养奠定基础。

2.2.1 基于新工科和工程教育理念和要求，优化教学方法与手段，提升学生学习积极性

“食品微生物与酿造技术”传统的教学模式主要是以教师讲授的“填鸭式”教学为主，学生往往处于被动学习的状态。近年来，随着网络及多媒体技术的快速发展，给课程的教学模式改革带来了新的契机。

首先，建立及时性部署-时效性讨论-高效性反馈的教学模式。

在新工科背景下，课程教育必须改变传统灌输式教学，应当拓宽教学的方式方法，根据不同的课程内容和培养需求，灵活选用多元化的教学模式，促进学生全面而个性的发展。主要包括基于问题学习的教学法（PBL）[13]、案例教学法（CBL）[14]、以团队为基础的教学法（TBL）[15]等。通过以上几种方法，最大程度地激发学生的积极性，真正赋予学生学习的主权，有助于各项能力的培养。

其次，以现代网络技术为依托的多样化课程呈现方式。

打破了传统封闭的“教师-学生-教师”教学模式，为课堂内教学延伸到课堂外提供了良好的契机[16]。通过创建泛雅、超星学习通、慕课等网络课程平台，将课程大纲内容、课辅资料、作业等资料电子化上传至平台，开通手机APP客户端，学生可在课余时间随时随地使用手机或电脑登陆网络平台，对于传统课堂未理解的问题，通过网络课程的学习消化吸收，并完成课外拓展资源的学习及作业的提交，让学生不受“课堂”的约束，就能享受到更多的学习资源。在传统教室课堂上，再将平台问题反馈给教师，或与教师面对面探讨学习疑问，形成线上+线下的混合教学模式。

最后，模拟社交软件，探讨热点难点问题。

以网络课程平台上的“讨论”模块为平台，将实时网络热点问题、专业的重点难点问题及学生关心的其他问题作为讨论主题，利用课余时间抛出问题，引导大家积极发言，主动沟通交流，提高学生判别问题、分析问题的能力。对于传统课堂上的重点、难点问题，可通过录制微视频的方式，对重难点问题讲清楚、讲透彻，学生可通过反复点击视频，消化吸收重点难点问题。以上几种多元化的教学方法与手段不仅能够增加师生和生生间的互动，还提升了学生学习的深度，一定程度上也满足了个性化学习的要求。

2.2.2 以创新创业改革为切入点，促进产教融合，强化教学实践环节

实践教学是大力推进应用型人才培养的关键途径[17]。在实践教学中，以注重学生基础科研素质、创新能力为立足点，借助整合思维将“食品微生物与酿造技术”单独的实验整合，以任务的形式安排实验教学。例如以某一酿造产品的获得为学习任务，将“菌种选育与复壮”“发酵微生物代谢调控”“发酵与酿造工艺控制与优化”“酿造关键设备选择”“产品质量检测”等微生物学基础实验进行串联，系统地培养学生的基本实验技能。同时建设“多层复合实践平台”体系，着力强化实践平台支撑。立足于浙江工商大学食品学科长期的优势及积淀，开发校内外资源，形成从课内到课外，从低年级至高年级，从校内到校外的学生实践训练的递进教学平台，强化对学生工程实践能力和创新创业能力的培养，为大学生的培养、实习实践、求职就业提供方向性指导。另外，在教学过程中还可采取“引进来”和“走出去”的教学方式，将用人单位的工作需要嵌入课程教学中，组织学生到食品发酵相关企业，如浙江兴业集团有限公司、杭州西湖神谷酿造食品有限公司、新希望乳业股份有限公司等产学研合作基地参观学习，以“兴趣教学，精准科研”的教学理念，启发学生从理论角度分析解决实际生产中的难题，做到真正的学以致用。

2.2.3 采用双语教学模式，实现教学现代化

双语教育是我国高等教育与国际接轨、培养具有国际竞争力的人才的必然要求，也是当前教育体系重构的热点。作为微生物学的重要组成部分，食品发酵与酿造新技术的更新发展十分迅猛，相关的研究报道主要通过英文形式发表。因此，提高学生的专业能力及英语水平，开展双语教学，对于培养富有创新能力的优秀学生具有重要的意义[18]。为了更好地开展双语教学，需要对具有丰富教学经验且具有双语教学潜力的骨干教师进行专项培训，通过鼓励教师积极出国进修，实现双语教学的可持续发展，不仅能够提高学生英文文献的阅读能力及专业英语的会话写作能力，还能够提升学生的创新意识和探索研究能力，培养适合外企需求的高素质综合型人才。

2.2.4 采用线下线上联合，以基地建设为重要抓手，搭建学生实习实践平台

疫情期间，部分高校或企业的封闭管理，对学生的实习实践造成一定的影响。在后疫情时代和新工科背景下，工程教育必须拓宽教学的方式方法，根据不同的课程内容和培养需求，灵活选用多元化的教学模式，促进学生全面而个性的发展。为了保证学习进度及学习质量，可建立线上虚拟仿真实验教学平台，组织学生进行线上认识实践、生产实践和食品工程设备实践，不仅能够强化学生对相关专业知识的理解，还能培养学生实操能力、语言组织能力、应变能力及创新能力等。

2.3 根据食品行业现状进行评价体系改革，注重应用能力的考核

在改进教学评价体系方面，推进基于工程教育认证课程达成度评价的课程改革，秉承产出导向，以学生为中心，不断总结经验，探索多元化立体的培养质量与持续改进机制。

首先，建立教师评价、督导反馈、同行评价、企业评价等多元立体化培养质量评价机制和“双循环”持续改进模式，保障良好的教学质量和运行模式[19]。例如，可以构建多元主体的工程教育评价网，具体包括教师对学生平时课堂表现情况及考试情况进行评价，学生对教师的教学态度及教学水平进行评价，督导对教师的教学情况、学生的学习情况、班导师的负责情况进行评价等。

其次，采取多样化的考核方式，促进网络平台利用率。传统的“食品微生物与酿造技术”课程考核模式和体系主要是由考勤纪律、课后作业及期末考试相结合，按照一定比例权重计算总成绩。但这种方式很难综合评价学生的实际操作能力、知识运用能力及创新能力等。为了更加准确、真实、客观地掌握学生的学习情况，需要对现代的课程考核方式进行改革。根据“食品微生物与酿造技术”理论与应用兼备的课程特色，以及培养适应食品企业发展的应用型人才的目标，考虑将课程网络平台的互动、实验的思路设计、课程的评价反馈等环节纳入考核中，建立学习过程考核和期末考试考核相结合的模式及标准，侧重理论知识应用的课程综合评价体系，增强对应用能力的考核。此外，在期末考试试题中可适当减少知识性题目的题量，提高应用性题目的比例，旨在考查学生运用所学解决实际问题的能力，适合于培养应用型专业人才。

最后，通过产学互通，采集并利用一线单位对毕业生的评价信息，梳理出人才培养与专业建设在实践教学、师资队伍、社会服务能力等方面的建议与意见，进一步用于毕业要求的完善、培养目标的优化、培养方案的修订、培养过程与教学模式的改进、培养条件与资源的强化等，实现人才培养的闭环运行机制[20]。

3 结语和启示

在新工科背景下，作为一门理论与实践紧密联系的学科，“食品微生物与酿造技术”理论体系和实验技术的发展日新月异。为适应行业高速发展，文章以浙江工商大学食品专业“食品微生物与酿造技术”课程为例，以社会需求为导向在教学改革与课程体系重构中融入应用型人才培养的理念，以培养学生应用能力为核心，提出基于“新工科”理念的课程体系、教学内容、教学方式及考核模式等多方面重构升级。其中，模块化、现代化、实践化及思政化的教学内容为教师和学生厘清了学习思路；多元化的教学方式激发了学生的积极性和主动性；多维度的考核模式、评价体系及持续改进机制提高了学生的综合实践和应用能力，紧跟行业步伐，顺应时代发展，使学生毕业后能够更好地满足社会经济发展转型对应用型人才的需求。