高职院校“微生物”课程教学优化措施探索

熊海燕，林 敏

（武汉软件工程职业学院 武汉开放大学，湖北 武汉 430205）

“微生物”是生物、环境、农业、食药类专业的基础课程，是培养微生物生产、检测岗位人才的核心技能型课程，具有成熟的知识体系和内容，知识点多且分散，枯燥且难以记牢。在高职院校，“微生物”课程以前对接检验工、发酵工等职业资格证书，目前对接“1+X”粮农食品安全评价、污水处理、食品安全管理技能等级证书。

根据武汉产业布局，为实现武汉市全面建成现代制造基地、服务高地、创新源地的目标，有效服务中小微企业的技术研发和产品升级，推动毕业生服务湖北省乃至全国的经济发展。“微生物”课程教学应牢记育人宗旨，力求通过设计教学内容、创新教学方法、改革教学模式、激发研发潜能、德技并修育人，实现毕业生更高质量就业。

1.1 围绕工作任务，设计教学重点

理论知识薄弱、学习动力不足导致高职学生对深层次原理知识的理解有限，枯燥高深的理论讲解容易挫伤学生的自信心。为了维持学生的学习热情，针对高职学生热爱操作、喜欢动手的特点，在教学内容安排上，教师围绕工作任务设计教学内容，重点阐述实验操作技术的原理，把相关理论讲透，使学生知其然更知其所以然。例如在微生物菌种选育与保藏中，菌种筛选是非常重要的工作任务，平皿快速检出法中抑菌圈、透明圈、变色圈的原理知识应设计为详解、重点讲解，遗传物质在细胞中的7种存在方式则安排学生自学了解。

1.2 突出实践性教学内容，夯实技术技能

实践性强是“微生物”课程的特点，微生物实践操作分基本操作、检验检测项目操作、应用技术操作3个模块。在教学过程中，教师应以实践为先导，引导学生学习理论。在课程设计上，教师应以工作任务为中心组织课程内容，以“技术链”分项目设置任务模块，构建环环相扣的链式基本操作技术实践教学体系。利用课堂主战场，学生按顺序完成培养基配制技术、消毒灭菌技术、无菌取样技术、空气中微生物含量的测定、接种技术、分离纯化技术、菌种保藏技术、染色技术、显微技术、计数技术等基本功训练任务，养成谨慎、细致、耐心、稳扎稳打的实验习惯；
基于中小微企业真实项目，实战菌落总数、大肠菌群等检验标准，独立完成致病菌检测仿真操作，形成检验检测能力，服务地方微生物检测事业；
选取地方特色案例，实战孝感米酒、宜昌橘子果酒、仙桃蜜桃酒等制作工艺技术，为家乡建设、农村建设埋藏、孵育创新创业种子。

在信息化时代，每个人都要对信息的准确性进行独立评判，知其然不知其所以然，只需接收信息无需判断正误的记忆理解式学习已落后。只有知其然更知其所以然，会分析、能评判，才能适应社会的变革、结构的分化、工作的转换。《NMC地平线报告：2017高等教育版》预测高等教育未来的六大发展趋势，深度学习、混合式学习、重新设计学习空间位列其中。深度学习是一种基于“分析、评价和创造”高阶思维发展的理解性学习。郭华[1]指出，深度学习是教学中的学生学习而不是一般学习者的自学，必须有教师的引导和帮助，深度学习落实了学生在教学活动中的主体地位，形成了有助于未来发展的核心素养。案例导入、探究类反思性学习[2]、创新性思维训练、头脑风暴[3]等教学方式在“微生物”课堂上的应用可有效提高课堂教学质量、激发学生的学习热情、提振学生的精气神。

2.1 在经典实验中引导学生进行反思性学习

革兰氏染色法是微生物学显微技术中的经典实验任务，由丹麦医生C.Gram于1884年创立，是一种在细菌学中广泛应用的重要鉴别染色方法，是全世界各细菌实验室不可缺少的细菌检验技术，可用于指导临床医生合理使用抗生素，保障生命健康。染色步骤有结晶紫初染、碘液媒染、95%乙醇脱色、番红复染，显微镜下菌体呈红色者为革兰氏阴性菌（常以G﹣表示），紫色者为革兰氏阳性菌（常以G+表示），实验菌种常为大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌，实验步骤有制片、涂菌、干燥、固定、染色、镜检。实验准备阶段菌种的菌龄控制以及实验过程中涂片的取菌量、碘液媒染时间和乙醇脱色时间控制，直接影响实验结果以及学生的实验兴趣和积极性。

课前，教师通过网络教学平台提供革兰氏染色相关论文[4]、教学视频，明示教学目标，督促学生了解即将进行的实验关键环节，学习洪庆华教师为提高革兰氏染色实验教学效果精益求精、主动研究的精神，启蒙学生重视实验操作细节、重视关键参数、认真仔细的实验意识。课中，教师讲解重难点，播放操作演示视频，根据预习内容及操作视频，提问实验成功的关键点，规定单人独立操作，学生按步骤练习，实验结果拍照请教师确认。教师巡回指导，培养学生的实验兴趣和操作技能，然后出示考核表，以质量为第一要素、操作时间为参考要素进行现场打分，让学生在规定时间内感受成功的喜悦，体验涂片过多导致结果假阴（阳），菌龄不当、脱色时间不当导致结果与预期不符的失败感，督促学生反思实验过程，深刻理解欲速则不达、细节决定成败的含义。以质量为结果导向设置现场打分环节，学生的专注度明显提高，责任心、竞争意识明显增强。课后，教师要求学生阅读平台上的文献资料：《革兰氏染色法观察与区分细菌》[5]《革兰氏染色三步法与质量控制》[6]《提高大学生科学探究实践的案例设计》[7]《细菌革兰氏染色探究式实验教学的设计和实施效果分析》[8]以及刘春爽等[9]快速判定菌株革兰氏染色反应的荧光法、袁健等[10]基于蛋白质序列特征分析的细菌革兰氏阴阳性判别算法GCBPS相关文章。学生结合实验课所学、所做及时整理知识技能点，回顾反思实验各步骤的注意事项以及不足，了解革兰氏染色技术的进展和发展趋势，消除害怕科研、科研距离自己太远的心理，积极拥抱新技术。

2.2 实施头脑风暴教学方法，激发学生的研发潜能

头脑风暴法由美国BBDO广告公司的奥斯本首创，是一种于讨论中打破常规、积极思考、畅所欲言，集体开发创造性思维、互相启发思想、互相激励、发挥互激效应的思维训练法[11]。

课堂是启蒙科研思想、实施技术研发和产品升级教育的主阵地，在“微生物的实际应用—果酒酿造”教学中，采用头脑风暴法可激发学生的研发潜能，达到教学目标。

课前，教师通过教学平台将果酒相关要求及希望解决的问题按奥斯本检核表发布，让所有学生都有时间提前查阅资料并思考。

课中，首先学生以5～6人为一组，自由讨论，大胆想象，严禁批评，以量求质，延迟评判。根据奥斯本9个检核项目，联系实际，强制性地逐个核对讨论，逐条核检，写出新设想，不能有遗漏。其次教师评判，回归课堂教学目标，基于现实，依据课时、学校的实验条件，确立课堂实验设计聚焦问题。最后每组根据讨论结果，选择感兴趣的项目，在教师的指导下，设计实训项目方案。统一认识后确定的实操项目有 4个：柑橘梨子复合酒发酵工艺研究、不同菌种对苹果酒的影响研究、荷叶苹果酒发酵工艺研究、黄瓜酒发酵工艺研究。实验证明，除黄瓜酒发酵工艺项目未有酒精产出外，其他均有收获，只是酒精含量偏低，与理论计算量差异较大，启示学生科研需要反复，要在后续教学实践课中重设工艺参数、持续改进。科研是一个不断试错的过程，能证明某一条工艺线路不合适，也是提升学习效率的一种途径。

课后，学生撰写实验报告，教师对反思深刻、以科研小论文形式整理的学生给予加分。教师指导学生利用即将到来的暑假将课堂所学应用于实践，将企业真实项目置于家庭实训环境进行模拟训练，要求学生根据家乡水果资源情况，选择合适的水果制作果酒；
用专业知识优化果酒配方，设计制作步骤，因地制宜，助力当地农产品加工。

微生物检测是农产品、食品、药品及第三方检测企业招聘的重要岗位之一，企业常规项目是菌落总数和大肠菌群测定。学校传统教学范式是实验准备教师按主讲教师要求准备好所有仪器设备、耗材、药品、试剂，学生按主讲教师指示逐步完成操作。毕业生就业调查发现：用人单位对毕业生的技能水平不太满意，因此，教师要在实验课上调整教学方法。首先，减少实验准备教师的工作，变准备为监督，学生自主完成实验准备、药品配制、仪器耗材归位、实验室清理任务。其次，改变主讲教师的地位，变主讲为引导，将讲台交给学生，学生在讲台上描述操作流程整理、操作时间安排、实验耗材用量需求、实验原始数据记录表格和实验报告表格绘制、人员分工的过程。

GB 4789.2—2016中菌落总数和GB 4789.3—2016中大肠菌群测定由3个实验项目组成，一般安排在实训周完成。训练开始前3天，教师给学生布置实训内容，安排学生提前预习。实训周第一天，教师检查学生的预习情况，引导学生梳理操作原理及步骤，使其清楚本周学习目标、教学目标、具体安排。每个实验项目安排一组学生合作完成，从中选派一名学生代表讲解，绘制具体可操作的流程图，要求如下：以器材外形、使用器材的个数、实际操作中需用到的药品量、试剂量表示；
一个操作完成进行到下一步时，以箭头相连；
时间、温度等关键工艺参数必须标明；
写出每项操作预计花费的时间。3个实验梳理完毕后，集体讨论3个实验的时间可否优化、怎样优化。在学生讨论、整理思路的过程中，教师可通过聆听抽丝剥茧，层层提问，快速找到学生学习难点、痛点，提高教学效果。周二至周五，学生按计划实验操作、记录数据、撰写报告，教师提供操作考核表，巡回指导，随时处理实验问题，反复强调按标准操作、规范化训练，提出原理性知识问题供学生思考，启示学生课后主动学习、提高理论水平，实现做学合一，“一面做，一面学，从做里求学，从随时随地的工作中求得系统的知能”。每个项目完成后，学生在黑板上写出测定的原始实验数据，教师逐组核查数据的真实性，与全班学生一起分析成功或失败的原因，总结实验注意事项。所有实验结束后，教师现场检查纸质实验报告，核查实验数据，培养学生的诚信品质和实事求是的精神。

让学生成为教师是翻转课堂的一大特点。学生在讲解一周实验内容时，不必拘泥于现代教学仪器的高端，既可采用粉笔和黑板，也可采用PPT+黑板+板书，更可使用智慧教室。在翻转课堂教学过程中，学生的预习程度、教师的控场能力、学生的理解能力直接影响教学进度和教学目标的实现。

服务区域经济、训练检验检测人才离不开校企合作、产教融合。安排学生进企业学习也是“微生物”课程改革的特点之一。每年暑期，合作企业为学生提供理化检测、仪器分析和微生物检测等岗位，学生根据意愿和兴趣选择岗位。经校内做学合一实训后，学生在企业微生物标准实验室再次接受菌落总数、大肠菌群测定训练，增加致病菌检验学习机会。企业导师以师徒制形式指导学生认识企业检验室各类实验仪器，熟悉功能和使用方法、实验药品的安全使用事项、主要产品的检测方法，学习国家标准、药典标准，将学校所学和企业要求联系起来。通过边做边示范、边讲边提问，学生全过程观摩导师的样品处理、检测及结果处理过程，然后才能独立操作。在真实职业岗位标准的培养和训练下，学生养成了终身学习的理念、良好的工作行为习惯，强化了标准意识、规范意识、协作精神，提升了职业竞争能力、动手能力、思维品质。

2008年首次在食品生物技术专业进行菌落总数、大肠菌群测定的翻转课堂教学改革以来，案例导入、探究式学习、启发式教学、互动式交流、头脑风暴等教学方法在“微生物”课堂交替呈现，食品药品专业建设效果显著。学生的学习积极性、主动性、继续深造意愿明显提高，课堂活跃度逐年攀升，近两年的“微生物”课堂基本杜绝了缺课、睡觉现象。经过“微生物”课程学习后，学生对所在专业其他课程的学习热情大大提升。在技能竞赛方面，2009—2010年食品专业学生参加全国生物技术职业技能竞赛产品检验工大赛，获团体一等奖1个，个人一、二等奖3个。药品专业学生参加2010年全国生物技术职业技能竞赛发酵工大赛，获团体一等奖1个，个人一等奖2个。2016—2019年食品专业学生参加全国高职院校食品营养与安全检测技能大赛，获团体一等奖1次，团体二等奖1次，个人一、二、三等奖多次。最近连续4年毕业生调查发现，微生物检测、微生物研发助理、发酵等岗位的毕业生上手快，企业对毕业生的认可度、满意度高，综合评价高。

通过以学生为中心的翻转课堂、头脑风暴教学改革，学生的创新意识被强化、研发潜能被激发。有学生搜集当地企业难题，也有学生主动联系教师参与课题研究。2011届食品专业学生参与湖北省教育厅项目“生物保鲜剂在水产品中的应用研究”，于2011年3月在《食品工程》杂志发表论文《鲜姜汁在基围虾防腐保鲜中的应用研究》；
2017届药品专业学生参与磺胺类截短侧耳素课题研究，于2015年在《畜牧与饲料科学》第2期杂志上发表《新型磺胺类截短侧耳素衍生物抑菌效果研究》；
2020届食品专业学生参加湖北省酒体设计大赛，在教师的指导下于《农产品加工》杂志发表论文《蜜橘甜酒果露酒制作工艺研究》。

国家职业教育改革实施方案提出将发展高等职业教育作为培养大国工匠、能工巧匠的重要方式，强调发展以职业需求为导向、以实践能力培养为重点、以产学研用结合为途径的专业学位研究生培养模式。高职教师应主动适应职场变革，提升职业素养，以实践能力培养为重点，以产学研用结合为途径，改变教学模式，启发思想，因材施教，激发学生的研发潜能，立德树人，这也是教师教书育人本能的回归。从教学内容设计、教学方法创新、教学模式改进等方面对“微生物”课程进行改造和提升，实现学生知识架构、学习能力、研发潜能、创新意识、竞争意识、诚信合规意识的不断攀升。微生物技术在飞速发展，提高学生服务中小微企业的实践技能、知识能力水平是一个长期过程，需要持续努力、学习提升。