工程教育认证背景下酿酒工程专业微生物学课程教学改革_曾祥勇.pdf

教 改 新 论高 教 学 刊Journal of Higher Education2023 年 20 期工程教育认证背景下酿酒工程专业微生物学课程教学改革曾祥勇，陈莉，陈星奕（贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵阳 550025）华盛顿协议是一项工程教育本科专业认证的国际互认协议，旨在建立共同认可的工程教育认证体系，实现各成员的工程教育水准的实质等效，为工程师资格国际互认奠定基础。我国于 2016 年加入 华盛顿协议，成为第 18 个正式成员，这表明我国工程教育的质量得到了国际社会的认可，同时也表明我国已经正式采用国际工程教育人才培养的评价体系1。工程教育认证包括以学生为中心、产出导向（Outcome Based Education，OBE）、持续改进三大核心理念2。以学生为中心，就是要求教学内容更加注重学生学习能力的培养，由侧重“老师讲授”传统教学模式向“学生自主学习”转变；以培养目标和毕业要求为导向，需要对教学内容进行反向设计，从“分数”向“能力”转变；通过对培养目标、课程目标、毕业要求等方面的达成情况进行主观+客观/内部+外部的综合评价，发现问题，对培养目标、课程目标、毕业要求等方面提出改进措施，做到持续改进。工程教育认证的最终目的是为国家培养综合素质过硬、具有国际视野的卓越工程师。加强学生工程知识、分析问题、设计/解决开发方案、科学研究、环境与可持续发展、沟通交流、项目管理和终身学习等 12 种能力培养贯穿于教学全过程中。课程是专业实施人才培养的主要载体，课程教学质基金项目：贵州省科技厅基础研究“基于高通量测序及 ichip 原位培养酱香白酒核心微生物菌群构建及功能评价研究”（黔科合基-ZK2021一般 180）第一作者简介：曾祥勇（1986-），男，汉族，四川达州人，博士，讲师。研究方向为食品微生物。摘要：微生物学是一门理论性和应用性很强的基础学科。作为酿酒工程专业必修的核心课程，该课程学习的好坏直接决定今后专业课程的学习成效，最终影响毕业生的培养质量。如何上好微生物学课就变得十分重要。然而，目前微生物学课程的教学改革大多偏向于食品、发酵工程、环境和医学等领域，具体针对酿酒工程专业的微生物学课程的教学改革还十分缺乏。因此，该文以贵州大学国家一流专业和通过工程教育认证的酿酒工程专业 176 名学生为例，首先，简要介绍微生物学课程的教学过程中存在的常见问题，深入分析其形成原因。其次，基于工程教育专业认证以“以学生为中心、产出导向、持续改进”三大基本理念，从重构知识体系、优化教学方法、完善考核体系和自主学习强化等方面提出改进措施，以期为酿酒工程专业在工程教育认证背景下微生物学课程教学模式改革提供参考和思路。关键词：微生物学；工程教育认证；问题导向教学；线上线下混合式教学；教学改革中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：2096-000X（2023）20-0117-05Abstract:Microbiology is a robust theoretic and application course.As a core course for liquor engineering major,its studyingeffect will directly influence the quality of subsequent professional course study,finally determining the training quality of graduates.At present,most teaching model reformation of course microbiology have only focused on the food science and engineering,fermentation engineering,environment and medicine fields,the reformation specific to liquor engineering major is greatly limited.Therefore,a total of 176 students from liquor engineering major of Guizhou University,as the national first-class major and majorauthorized by engineering education accreditation association,are chosen to analyzed in this study.The common problems during thestudying process were firstly introduced and subsequently the causes to the above problems were deeply analyzed in the presentstudy.Finally,basedonstudents-centralization,outcome-orientationandsustainableimprovementthreecoreconceptionsofengineering education accreditation,the measurements were referred from teaching contents,teaching methods,evaluation system andindependent learning aspects.It is hopefully to provide references and ideas for the teaching model reformation of course microbiologyof the major liquor engineering.Keywords:essentialmicrobiology;engineeringeducationaccreditation;problem-basedlearning;onlineandofflineblendedteaching;teaching reformationDOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2023.20.028117-2023 年 20 期教 改 新 论高 教 学 刊Journal of Higher Education量对人才培养质量起到决定性的作用3。微生物学作为一门理论性和应用性很强的基础学科，一方面，对以大肠杆菌和酿酒酵母等为代表的模式微生物深入研究，极大推动了分子生物学、遗传学、微生物生理学等学科快速发展。另一方面，微生物的应用十分广泛，涉及医疗保健、新型食品开发、工业发酵、污染治理和农业生产等领域。可以说，微生物跟人类生产生活之间的关系密不可分。深入学习微生物结构与功能、新陈代谢、遗传变异、生态作用及分类鉴定等内容，可更好地发掘利用丰富的微生物资源，同时，消灭或控制有害微生物4。因此，对微生物高效、科学地开发利用，在解决当前人类面临的粮食危机、能源安全、气候变化和环境污染等全球性问题方面具有重要意义。对于酿酒工程专业，微生物学作为学科大类必修课程，体现了其在酿酒工程课程中的重要性。对其学习的好坏，直接影响微生物生态学、微生物遗传学、发酵工程原理、白酒工艺学、葡萄酒工艺学和酒精工艺学等后续专业课程的学习。另外，微生物学对本专业的毕业要求中的分析问题、设计/解决开发方案、科学研究和环境与可持续发展等多项能力培养上起着强支撑作用。正因为微生物本身的专业特点及对本专业多项毕业要求的强支撑作用，探索工程教育认证背景下酿酒工程专业的微生物学教学新模式显得十分迫切。目前，大多微生物学课程教学改革偏向于食品科学与工程、发酵工程、环境工程及医学等专业，具体针对酿酒工程专业的微生物学课程教学的改革范例还十分缺乏。贵州大学酿酒工程专业于 2019 年和 2021 年先后入选国家一流专业建设名单和顺利通过工程教育认证专家入场评审。任职期间，笔者一直承担微生物学课程教学任务，在 4 年的教学工作中积累了丰富经验，同时，具有较强的工科背景并长期从事食品、环境等微生物相关领域研究。因此，本文以酿酒工程专业 20172019 级 3 届学生（2017 级 50 人，2018 级 49 人，2019 级 77 人）为例，首先简要介绍微生物学课程教学过程中存在的常见问题。然后，深刻分析其成因。最后，从重构知识体系、优化教学方法、完善考核体系和自主学习强化等方面提出相应的改进措施。本文可为酿酒工程专业学生的知识学习和能力培养提供参考，为在工程教育认证背景下的微生物学课程教学改革探索提供思路。一微生物学传统教学过程中存在的常见问题（一）学习积极性不高在课程教学过程中部分学生的主要表现为：精力不集中现象突出；老师提问时学生答非所问，甚至不知所云；布置课后作业时，大多同学也往往是为了应付，并不去查阅权威书籍或实验指导书，也不利用中国知网、Web of science 等中英文专业学术数据库进行检索，寻找答案，而是直接采用浏览器或学术论坛去搜索答案，答案的正确性自然存疑。学生以上的种种表现，表明学习压力非常缺乏，积极思考和主动学习意识明显不足。（二）知识点多，课时少复旦大学周德庆教授编写的 微生物学教程（第四版）教材总共有十章内容，涵盖微生物结构与功能、营养素和新陈代谢、微生物生长繁殖、遗传变异、微生物生态学及微生物分类鉴定等几大板块内容。每个章节涉及的基本概念、基本理论、研究方法等知识点繁多。然而，微生物学课时数仅为 48 学时。如何保证在有限的学时内既要完成大量理论信息的讲授以确定课程知识体系的系统完整性，又在基本理论知识基础上选取经典的学习科研和生产实践过程中常见的案例和问题工程让学生参与讨论，这是任课教师所面临的难题。即使有少数主动思考、思想活跃的学生参与课堂讨论，也依然难以做到在工程认证中覆盖全体学生的要求。（三）重知识记忆，轻分析应用面对微生物学中繁多的知识点，一些学生在课堂上并没有认真听讲，对老师反复强调的重点内容并未引起足够重视；对于难点内容思考也较少，不求甚解；课后也不愿意花时间去消化和复习课堂上所学的基本概念和理论、重难点内容。仅希望在临近期末很短的时间死记硬背，应付考试。这种对知识点简单、机械的记忆，时间一长，就非常容易遗忘，究其原因，是没有吃透基本理论，没有真正内化成自己的知识。更为普遍的是，一旦让学生就科研和生产实践过程中某一现象分析其成因并提出解决方案，或某个主题设计实验方案时，绝大部分同学都束手无策。对学生而言，虽然课本上的知识点是最简单最基础的，却是分析/解决问题、方案设计等能力培养所必备的。如果没在脑海里构建完备的知识体系，具备分析/解决问题和方案设计等能力就无从谈起。（四）对当今的前沿科学知识了解甚少当今科技发展日新月异，新技术、新理论、新思想层出不穷，甚至许多颠覆教材或诺贝尔奖级别的研究成果不断涌现。例如，中国科学院天津工业生物技术研究所马延和团队 2020 年创造性地联合利用化学法和生物法采用“搭积木”的形式，从头设计、构建了 11 步反应人工合成淀粉。人工合成淀粉是中国科学家在人工合成淀粉方面取得的重大颠覆性、原创性突破5。又如，2020 年深圳大学李猛教授团队首次发现并证实了产甲烷古菌能直接利用石油长链烷基烃合成甲烷，打破了需要互营代谢才能完成甲烷合成这一传统认知6。通常情况下，教材118-教 改 新 论高 教 学 刊Journal of Higher Education2023 年 20 期中的知识点往往落后于前沿科学研究十多年，实时跟踪前沿科学动态，对学生知识的更新和加深课本知识的理解具有非常重要的意义。然而，学生对本领域的前沿科学研究缺乏好奇心和浓厚兴趣，或者因为英语基础较差，阅读权威英文文献吃力，导致对前沿科研动态基本上不关注。这样