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摘要：根据《食品微生物学》课程涉及到的知识点多和内容琐碎的特点，学生掌握知识的过程被分成了识记环节、习题环节、案例环节、实践环节和科研环节五个大的环节。通过这五个环节合理的组合应用，学生不仅可以记住知识，而且可以深入理解和灵活应用知识。五位一体法能够促进学生深入有效的掌握课堂所学的食品微生物学知识。
关键词：食品微生物学；五位一体法；本科生；教学研究
本文引用格式：于有伟等.本科生五位一体法掌握《食品微生物学》知识探讨[J].教育现代化，2019，6（31）：125-127+149.
Exploration on Five-in-one method for undergraduates to master the knowledge of Food microbiology
YU You-wei,ZHANG Shao-ying,ZHANG Xiu-hong,WU Jin-hai,CUI Mei-lin,DU Jun-jie
(Food Science College,Shanxi Normal University,Linfen，Shanxi，china)
Abstract:Food microbiology course has the characteristics of many knowledge points and trivial contents.The processes of acquiring knowledge of college students were divided into five links:memorization,exercise,case,practice and scientific research.Through the reasonable combination of these five links,students could not only remember the knowledge,but also deeply understand and flexibly apply the knowledge.Five-in-one method might promote college students to master the knowledge of food microbiology in depth and effectiveness.
Keywords:Food microbiology;Five-in-one method;Undergraduate;Teaching research
《食品微生物学》是食品科学与工程、食品质量与安全等食品类专业一门非常重要的专业基础课。这门课程讲授的内容包括微生物的基础知识和微生物在食品工业中的应用两大部分。基础知识包括微生物的形态结构、营养与生长、能量和物质代谢、遗传变异育种、分类鉴定、生态、传染和免疫等；在食品中的应用部分包括微生物与食品酿造、食品保藏与腐败变质、微生物与食品安全等。食品微生物学涉及到的知识点多，内容琐碎；而且涉及到许多后续食品类专业的课程学习，如食品工艺学、食品生物技术、食品标准与法规等。尽管当前授课学时有限，但是仍然需要学生扎实的掌握该门课程知识，以便于为整个专业学习奠定良好的基础。
鉴于食品微生物学课程学习的重要性，许多教师在食品微生物教学改革方面做了许多研究。目前公开发表的食品微生物学教改方面的文献中，大多数是关于课堂如何实施教学的，而对于学生如何有效掌握课堂所学的知识，还未见报道。山西师范大学食品科学学院的《食品微生物学》优质课程组结合教学实践，把学生巩固知识的过程分成识记环节、习题环节、案例环节、实践环节和科研环节五个大的环节，通过这五个环节合理的组合运用，恰当的融为一体，促进学生有效的掌握《食品微生物学》知识。我们课程组采用五位一体法促进学生掌握食品微生物学知识，是一种新颖的尝试，以期为食品专业的本科生有效的掌握食品微生物学知识探索一种行之有效模式。
一 本科生五位一体法掌握《食品微生物学》知识的具体实施过程
（一）识记环节
识记是学生学习食品微生物学的基本要求之一，只有将知识铭记于心，才能有效的掌握和运用知识。但是，食品微生物学涉及的知识点非常多，怎么样才能让学生记住呢？为此，我们课程组采取了以下几点措施。
首先，将教材的章节知识体系合理的加以归类。根据食品微生物学知识的总体特点，我们提出了13343的归类法，即将所有的章节知识归为五个大类。
“1”指的是绪论，在绪论部分着重讲述微生物的概念和特点、微生物的重要发展阶段、微生物与食品生产的关系。第一个“3”指的是原核微生物、真核微生物和非细胞型微生物（病毒），讲授每类微生物的形态、构造、功能和生活史。第二个“3”指的是微生物的营养、生长和代谢，这三部分的内容总体上和生物化学相关性比较大一些。“4”指的是遗传变异育种、分类鉴定、微生态、传染免疫，这四部分的内容总体上和分子生物学的内容相关性多一些。第三个“3”指的是微生物知识在食品中的应用，包括有益微生物酿造、病原微生物、食品保藏等。总体上分成这五个部分的知识，给本科生以高屋建瓴的感觉，增强掌握知识的信心。
其次，要求学生根据老师每一章的课堂的讲授内容，自己绘制成思维导图。有了每一章的思维导图，学生对知识架构一目了然。尽管不能保证学生一下子记住所有的知识，但起码知道学了那些知识，甚至了解知识之间可能存在的内在逻辑。这样有助于学生从理解的角度去记住知识。
再次，借助山西师范大学教务处的网络教学平台中的电子课件（ppt）帮助学生识记知识。教师每个人都有自己的教务处工号，将要讲授的章节课件上传到网络平台中，学生在手机端通过超星学习通软件APP打开ppt，进行学习和识记。ppt中有大量的图、视频等内容，如微生物的结构、革兰氏染色和代谢途径等，非常有助于学生的学习。借助于网络教学平台上的ppt，学生利用手机可以随时随地多次的识记课堂所学的知识，效率大大提高。
（二）习题环节
通过习题训练，学生可以把食品微生物学的知识点融会贯通。我们课程组选用的教材是江汉湖和董明盛主编的《食品微生物学》，每一章都有复习思考题，学生学完每一章的知识后，通过这些复习思考题，可以把本章的知识穿一遍，增加对知识的理解。同时，课程组老师在集体备课时，也集思广益，编制了每一章的练习题，题型根据知识点的特点，分别设计成名词解释、填空、选择、判断、简答、论述等，以多种方式对知识点进行考查，确保学生深入理解食品微生物学的课程知识[8]。同时，为了便于学生融会贯通知识，我们还编制模拟试题，通常每套模拟试题的题型不少于五种。在模拟试题中，往往一个题目可以同时考察几个知识点，这样既保证学生掌握了知识，同时也练就了学生应试的心理素质能力[9]。例如可以将单细胞微生物的典型生长曲线和发酵法生产功能性食品成分两个知识点的内容合理的整合到发酵法生产β-胡萝卜素中，将乳品发酵与互生关系两个知识点整合到酸奶生产中，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。当然，一个题目也可以整合3个乃至多个知识点，从而提高学生综合运用知识的能力。
（三）案例环节
兴趣是最好的老师之一。案例可以提高学生的学习兴趣，特别是一些经典和热点案例[10]。学生在熟悉案例的同时，也潜移默化的掌握了食品微生物学知识。汾酒是山西的特产，是使用清香型大曲采用地缸发酵生产。汾酒生产的案例涉及到霉菌、酵母菌和乳酸菌等微生物；高粱大麦豌豆等原料与微生物营养的知识点相关；端午制取、地缸发酵等与微生物的生长条件相关；主体特征香气乙酸乙酯涉及到微生物代谢知识点。一个汾酒的案例，相当于把教材的知识串了一遍。自从2016年秋季汾酒举行首届封仓大典以来，至今已经举行了三届。2018年秋季封藏大典时，我们把链接直接放到超星学习通中，同学们通过手机可以方便的观看，体验发酵带给食品工业的魅力。
诺贝尔奖有许多与微生物学相关的案例。以2018年诺贝尔奖为例，三位诺奖得主利用生物化学方法实现了自然生物分子的定向进化。弗朗西斯·阿诺德的团队从一种存在于自然界的枯草杆菌蛋白酶开始研究，对其基因进行了分离编码；然后通过使用不同的技术促使基因变异，并将新的变异片段重新插入细菌中。这种细菌会产生数千种不同的枯草杆菌蛋白变体，研究人员根据需要对其进行筛选，比如快速发挥作用或是在高温以及存在某些特定化学物质的条件下才发挥作用。研究人员在第三代枯草杆菌蛋白酶中，发现一种变体溶解在DMF（有机溶剂二甲基甲酰胺）时的催化效果比原始酶高出200多倍[11]。利用这种方法，原本自然界中并不存在的反应的新型酶诞生了。定向进化是实验最重要的一环，如今阿诺德定制的酶已在药品制造、可再生能源、环保行业大展身手，给创造一个绿色世界的人类梦想增添了强劲的活力。这个案例可以形象的诠释微生物的遗传变异和育种章节的知识内容。
另外，中央电视台农业频道《农广天地》栏目中有许多发酵食品的生产案例，如青稞酒的酿造、葡萄酒酿制、潼川豆豉制作、鲜食枣保鲜贮藏、泡菜制作等。我们课题组把发网址链接放到网络系统中，同学们可以方便的通过手机进行收看。这些生产一些的视频化案例形象、生动，给学生以身临其境的感觉，从而极大的激发了学生的学习兴趣[12]。学生通过观看案例增强了食品微生物学知识的感性认识，也提高了知识的掌握效果。
（四）实践环节
实践环节是运用所学的食品微生物学知识来操练，同时检验所学的知识是否准确。我们食品微生物学的实验内容包括显微镜的使用、玻璃器皿的洗涤包扎、培养基的制备、微生物的接种与培养、形态观察、细菌的简单染色和革兰氏染色、微生物大小的测定和计数、生理生化实验、分离纯化实验等。学生在做实验的同时，会反复思考课堂所学的理论知识，运用理论知识进行实际操作，从而牢固的掌握课堂所学的知识[13]。
生产实习也是对所学知识的深入拓展。山西的汾酒和老陈醋都是独特的发酵食品，近年来还兴起了葡萄酒，我们食品学院采取多种形式与这些行业的企业开展合作。学生可以到企业去实习、调研考察等，了解企业的生产情况；同时将企业的生产与课堂所学的知识进行相互印证，从而深化课堂所学的知识[14]。
鉴于大规模生产实习条件的限制，我们课程组还通过虚拟仿真实验训练学生的实践能力，促进学生有效的掌握知识。我们在虚拟仿真实验室已经开展了葡萄酒的虚拟仿真实验。该实验充分考虑课堂所学的知识，模仿干红、干白等葡萄酒发酵生产工艺。该工艺涉及到葡萄原料的采收、除梗破碎、酵母菌发酵、苹果酸-乳酸发酵、澄清、除菌过滤和罐装等。目前，该实验项目已组织申报了省级和国家级虚拟仿真教学项目[15]。
（五）科研环节
科研环节是运用所学的知识来解决生产实际问题，是对知识的升华，只有充分的理解了食品微生物学的知识，才能有效的创造性的应用知识。目前，高校中各类创新创业项目、“挑战杯”类项目非常多，学生申报的积极性也很高[16]。本课程组老师指导学生申报了一项2017年国家级大学生创新项目—壳聚糖丁香酚复合涂膜处理对草莓保鲜效果的研究，通过该项目的实施学生可以深入掌握微生物与食品保藏章节的知识，达到学以致用的效果。在2018年山西省挑战杯项目中，学生参赛的“花颜思梨酿”梨酒项目获得一等奖，本参赛的内容充分利用了微生物与食品酿造章节的知识。通过这些科研项目的训练，学生轻松、扎实的掌握了课堂所学的理论知识。此外，许多大学生参与教师的科研项目，协助研究生做一些实验，在参与做科研实验的过程中，也能够对课堂知识加以创造性的应用。这部分科研内容涉及到果蔬采后病原菌、果酒的酿制、酸奶的生产、泡菜的制作、豆豉的发酵和苹果汁中耐热菌的控制等[17]。许多本科生对这类实验非常感兴趣，他们一边学着课堂知识，一边在科研实验中体会和应用，知识在不知不觉中被有效掌握了。
另外，聆听与微生物有关的科研讲座也有助于本科生掌握课堂所学的食品微生物学知识[18]。这些讲座是学院教师或者国内外专家所做科研的最新通报，学生通过讲座能够了解本课程的最新研究进展，深化课堂所学的知识。我们食品学院曾经先后邀请了国内外专家做了酶联免疫协同磁性纳米材料检测苹果汁中的耐热菌、果蔬贮藏保鲜的最新进展、黄酒的研究进展、和果酒发酵法降酸等讲座。这些讲座涉及到益生菌和病原菌，拓宽了学生的学习视野，深入的理解力了课堂所学的理论知识。
二 讨论
识记环节、习题环节、案例环节、实践环节和科研环节这五个等5个环节不是孤立进行的，而是相辅相成，有机的融为一个整体。识记环节是基础，适当的识记有助于把握知识体系。当然，识记并非要求学生死记硬背，而是让学生熟悉个大概的知识框架体系。在这个环节，学生可能理解了知识，也可能部分理解知识，这个环节的目的是让学生知道学了什么。习题环节是一种训练，学生通过做习题理解所学的知识，并尽量融会贯通各知识点的知识，从智力上把握知识。案例环节则是让学生体验如何应用知识，同时可以提高学生的学习兴趣。相对于呆板的知识体系而言，案例带给学生一份轻松愉快的心情。学生带着兴趣熟悉案例的同时，也潜移默化的掌握了食品微生物学知识。同时这个环节也可以间接培养学生的实践能力，从心理上适应知识，为学生应用知识打下基础。实践环节是让学生具体应用知识，学生通过切身体验知识的应用，从技能方面驾驭知识，从而潜移默化的掌握了知识。科研环节则是让学生探索知识，学生在聆听讲座和自己进行实验探索过程中，不仅会印证课堂上所学的基本知识，同时可能质疑、发展和完善所学的知识，从而在解决实际问题的过程中牢牢地掌握了知识。
三 结论
在学生掌握《食品微生物学》知识的过程中，学生巩固知识的过程被分成了识记环节、习题环节、案例环节、实践环节和科研环节五个大的环节。通过这五个环节合理的组合应用，学生不仅可以记住知识，而且可以深入理解和灵活运用知识。因此，五位一体法可以促进学生深入和有效的掌握课堂所学的食品微生物学知识。
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