新工科背景下“食品微生物学”课程思政教学实践与探索论文

 

　　关键词：食品微生物学,课程思政,教学改革

 

　　2016年，*近*总*记在全国高校思想政治会议上提出[1-2]，“把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人，全方位育人”。2020年，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》通知指出，专业课程是课程思政建设的基本载体。要深入梳理专业课程的教学内容，结合不同的课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程思政元素并将其有机融入课程教学，以达到润物无声的育人效果。课程思政能够提升“食品微生物学”教学的综合性和实践性，有助于教师结合运用信息技术，丰富课程资源，开辟更有创造性的发展空间。在原有教学教案设计中融入思政内容，能起到画龙点睛效果。

 

　　食品微生物学是一门研究食品微生物特征及一定条件下微生物与食品关系的学科，旨在利用有益微生物进行食品生产，抑制食品中的有害微生物。本课程的授课对象为食品科学与工程和食品质量与安全专业本科二年级学生，该阶段的学生正处于价值观和人生观形成的关键时期。该课程的参考教材主要包括：江汉湖、董明盛主编的《食品微生物学》，中国农业出版社；周德庆主编的《微生物学教程》，高等教育出版社；沈萍、陈向东主编的《微生物学》，高等教育出版社。课程教学目标要求学生学习与食品有关的微生物的形态结构和特征、生理生化特性、生长繁殖规律，以及环境因素对微生物生长的影响，并学习微生物分类、生态和遗传变异等理论，开发并利用有益微生物，控制能引起食品腐败、导致食源性食物中毒的有害微生物，同时培养学生的爱国情怀、时代责任感和历史使命。

 

 

　　新工科背景下，食品微生物学课程思政要落实立德树人的根本任务，增强学生的民族责任感和爱国情怀。为培养新时代食品专业的学生，教师可以结合食品安全的教学案例，对食品生产到销售的各个环节严格把关，让学生树立正确的人生观、世界观和价值观。随着生物技术的持续发展，上海市发布了《上海市战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》，明确了一系列“十四五”时期战略性新兴产业和先导产业的发展目标。具体包括以下几点，第一，在生物医药、人工智能、集成电路三大领域，近三年累计投资超过千亿元；第二，当代大学生要投身新型领域的一线，亲身体验科技带来的乐趣，提高自身的创新意识和实践能力；第三，让大学生了解我国的饮食文化理念，弘扬传统文化，坚定文化自信；第四，深入学习食品安全知识，紧抓强抓食品安全，切实保障人民群众的生命安全；第五，走近英雄人物，厚植学生爱国情怀，培养学生的爱国主义精神，增强其民族自尊心、自信心、自豪感；第六，学校也要积极创建课程思政大环境，推选教学名师担任课程思政建设的学科带头人，投入专项经费用于设立课程思政教改项目，积极开展网络培训、优秀教师教学示范，组织教师撰写思政案例，营造课程思政建设大环境。

 

 

　　在教学设计过程中，教师应介绍章节内容，细致讲解教学重点和难点，同时设置多个科学问题，采用引导式教学方式传授知识，将思政元素融入食品微生物课程中，坚持政治思维原则、政治定力和政治底线，树立创新性教育教学理念四。第一，开课导入。最新的科学研究发现，统治地球的不只是人类，也可能是微生物，无论是在真实的历史上，还是在虚构的电影情节中，人与微生物一直处于斗争状态。例如，历史上杀死2亿人的“黑死病”、埃博拉病毒导致140万人罹难，以及《末日侵袭》和《克桑德拉大桥》等电影中的桥段，都告诫人类要对细菌和病毒抱有敬畏之心，明确微生物既是人类的敌人，也是人类的朋友。肠道菌群是寄居于人体的一大类含有细菌、古细菌、真菌和病毒的微生物;其与人类共生，有时候人突然想吃肉，可能就是人的肠道菌群想吃肉了。

       2015年美国学者JeffreyI.Gordon对肠道菌群进行研究，发现肠道菌群失调与营养不良、肥胖症、糖尿病等疾病的发生密切相关。人体肠道内的寄生菌多达100万亿个，将近人体细胞数目的10倍，且细菌的基因总数是人类基因的150倍，总重量达2~3kg。因此，肠道菌群也被称为人体的“第二大脑”，关系着肠道与人体各器官之间的广泛“交流”，如肠脑轴、肠肝轴、肠骨轴、肠心轴等。越来越多研究表明，肠道菌群与食物消化、维生素合成、病原体排除等机理具有极大的关联。有学者认为，肠道微生物主要通过神经通路、免疫通路，以及微生物代谢等途径来直接或间接地调控肠脑轴。因此，如何维持自身的饮食安全、保持肠道稳态，是值得关注的问题。基于此，第一，教师应引出研究话题，即科学研究中样本的获取是开展实验的先决条件，但样本溯源有哪些潜在的途径呢?第二，组织同学进行分组讨论。主要将样本分为4大来源，分别为在公共卫生领域寻找病原微生物样本、在环境科学和食品领域寻找污染物样本、在刑侦科技领域寻找犯罪者的DNA样本，以及在生物医学领域研究肠道菌群的动态变化规律样本。其中，肠道菌群在宿主体内一般维持稳态，一旦菌群紊乱，就会使宿主丧失多种功能。据报道，90%的疾病都与肠道菌群密切相关;肠道菌群主要吸收小分子代谢产物，即会被肠道微生物系统消化代谢的分子，如短链脂肪酸(Short chain fatty acid,SCFA)、r-氨基丁酸(Y-aminobut_yric acid,GABA)、胆汁酸(Bile acids，BAS)，以及5-羟色胺(r-aminobutyric acid,5-HT)。第三，与学生进行交流和互动。分组讨论微生物组动态变化遵循何种规律?首先，当有小组学生提出“水土不服”时，教师可将话题引导至肠道菌群的可塑性和强韧性上，通过线上线下相结合的方式解答该问题，同时学生也可通过查阅文献探寻肠道微生物与环境和饮食之间的密切关系，通过连续、系统的采样和数据分析揭示“肠道菌群的适应性和恢复性”模式，理解菌群应对“水土不服”的情况所体现出的可塑性和强韧性。其次，探讨肠道微生物在人体肠道内是如何定植的，并引出肠道菌群的定义。上海交通大学生命科学技术学院的张晨红教授，长期致力于人体及动物肠道菌群的研究，通过转录组学、代谢组学等组学手段，分析肠道菌群的结构与功能、功能性食品对肠道菌群的影响、肠道菌群与宿主间的相互作用，以及肠道菌群对肥胖等复杂代谢性疾病及衰老的影响等。大多数减肥者都认为，饥饿会使人体消耗糖原和脂肪，却忽略了肠道菌群才是调控脂肪消耗的关键。如果整个肠道菌群失调，即使人减少摄食，也可能胖。众所周知，肠道微生物主要由原生动物、古生菌、真核生物、病毒和细菌等组成，其中，结肠是包含肠道菌群数量最多的器官，细菌总数约为3.8X10CFU/mL。肠道菌群对于人体健康具有重要作用，能够发酵并代谢宿主体内未消化的各种营养成分，参与宿主免疫系统的调节功能，以及帮助宿主抵御外来微生物入侵等。因此，了解肠道微生物在保护宿主机体健康和帮助宿主抵抗疾病方面的作用，对于治疗相关疾病及促进人体健康具有重要意义。最后，引出饮食与微生物问题。在影响肠道微生物结构和功能的多个内源性和外源性因素中，宿主的饮食是最为关键性的因素。饮食时间长短和饮食偏好都会给肠道菌群造成影响。饮食能够改变肠道微生物的结构和功能。肠道菌群的变化反映了不同时间段肠道对营养变化的适应，即菌群波动对应于“睡眠一清醒和进食一禁食”周期；食物成分和数量会引起微生物的短期变化，而长期饮食（通常不低于1年）会影响肠道菌群，甚至会在一定程度上影响肠型。本课程可对参与宿主代谢调节的肠道微生物、遗传因素、环境因素和行为等进行协同研究，揭示肥胖问题的发生的机制，以及肥胖导致的脂肪堆积过多、体重指数升高、肥胖相关疾病（如心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、脂肪肝）等问题。

 

 

　　本课程关注食品微生物中的微生物生态——动物体表和体内微生物，重点学习肠道菌群概念和人体健康的重要性，引导学生基于新的健康观念去认识肠道菌群。北京协和医院风湿免疫科主任医师尤欣[4]的儿子童童是孤独症患者，在朋友的建议下尤欣开始给童童禁食牛奶，没想到童童的症状真的得到了改善。由此，她建立了一个有关孤独症的生物医学样本库，对800多名孤独症患者的免疫、代谢、肠道菌群和多系统症状展开深入研究，并在研究初期观察发现接受饮食干预、免疫和微生态治疗患者的症状皆得到了显著改善，由此锁定了免疫和肠道菌群的研究方向。2015年，尤欣促成了国内第一例孤独症的菌群移植，随后全国多个医学团队纷纷开展了菌群移植治疗孤独症的相关案例，使很多患者受益于粪菌移植治疗，其严重的胃肠道症状和孤独症的核心症状得到了一定的缓解。然而需要注意，在治疗过程中，药物治疗仍是首选，其中中医在治疗自闭症方面表现出了显著的特色和优势，主要采用药汤剂、针灸、推拿等方法进行治疗，深刻贯彻了“药食同源”这一传统饮食文化的智慧。例如，将黄芪、党参、肉苁蓉等药材入膳[5]。最近，根据《中华人民共和国食品安全法》及相关条例，经过安全性评估及试点生产经营，将肉苁蓉（荒漠）、党参、铁皮石斛、西洋参、灵芝、黄芪、天麻、山茱萸、杜仲叶等9种物质纳入传统观点认为既是食品又是中药材的物质目录[6]。在新工科背景下用科学技术解释传统饮食中的甄选，有利于激发学生对食品专业的学习热情。

 

　　“日拱一卒、功不唐捐”是科研工作者坚守的精髓，生命领域的探索一般都需要长时间的积累。我国著名生物学家汤飞凡教授临危受命，投身于祖国的微生物教育事业，在研究沙眼病原体时，两次感染细菌，冒着失明的风险，证明了沙眼病原体的致病性，首次发现并分离出了沙眼衣原体[7]。此外，汤飞凡还为天花、麻疹、鼠疫、脊髓灰质炎等疾病研发了相应的疫苗，拯救了无数生命。还有中国检疫、防疫事业的先驱，北京协和医学院的创办者——伍连德科学家，在控制鼠疫和霍乱方面作出了巨大贡献[8]；我国近代微生物学的先驱—魏岩寿科学家[9]，从中国传统食品腐乳中分离出了一种毛霉新种及第一批工业微生物菌株，并编写了《应用微生物图谱》；通过研究根瘤菌固氮取得卓越贡献的陈华癸科学家和张宪武科学家[10]，创建了中国科学院武汉病*学研究所，并创办了第一个大学微生物学专业和第一个病毒学专业的高尚荫科学家。此外，还有许多科学家就在我们身边发光发热，同样展现出了坚韧不拔和百折不挠的干劲。例如，国内首位兼具大洋深潜和极地科考经历的女科学家—唐立梅[11]。她是自然资源部第二海洋研究所副研究员，搭蛟龙探海，乘雪龙破冰，两度乘“龙”探宝，采集了沉积物、磷块岩、结壳、冷水珊瑚等珍贵样本，为科考站建设提供了一手地质资料。

 

　　在食品微生物教学中，教师要准确找到思政切入点，选好思政元素与教学环节的契合点。具体而言，在食品微生物课程中讲解酵母菌时，可通过讲解酵母菌的理化性质，采用多媒体辅助教学使学生对该微生物有充分的了解，并引出面团发酵等日常生活中十分常见的现象，使学生认识到各类发酵食品，如白酒、啤酒、醋、面包等的生产都离不开酵母菌的作用。而在讲到细菌微生物遗传、变异与育种时（见图1），可引出遗传学领域的专家—袁隆平院士。其心怀“国之大者”，将毕生心血以论文的形式来滋养祖国大地，认为一粒小小的粮食可以拯救一个国家，也可以绊倒一个国家。袁院士至90岁高龄仍坚守于科研一线，曾有记者这样描述袁院士：“他不在家，就在试验田；不在试验田，就在去试验田的路上。”十年磨一剑，袁隆平院士发明的杂交水稻技术，为世界粮食安全作出了杰出贡献，水稻增产为世界解决了十几亿人口的吃饭问题[12]。袁隆平院士的人格形象与崇高风范，是新时代科研工作者和学生学习的榜样，有助于强化学生对科学家的崇尚之情及其爱国情怀。此外，“食品安全，责任重于泰山”，食品安全与人类生活息息相关，教师作为食品人，不能只限于传授知识，更要让学生树立食品行业的职业操守。讲述“地沟油”“瘦肉精”“毒奶粉”等重大食品安全事件，以及2020年发生在黑龙江鸡西的“酸汤子”中毒事件。调查结果显示，虽然高温能使细菌死亡，但是椰毒假单胞菌所产生的米酵菌酸和毒黄素仍然存在，仍能使人体器官衰竭致死。此类安全事件要求教师和学生深刻认识到食品安全的重要性，加强并完善食品监管体制[13]。此外，有些微生物还会导致水体发生富营养化现象，如“水华”和“赤潮”。通过实际案例教学，可引导学生树立环境治理意识，将课堂思政教学融入生态文明建设中，将“绿水青山就是金山银山”理念深植于学生心中，让学生准确把握和理解习**生态文明思想的内涵，明确建设美丽中国的指导意义。

 

 

　　传统食品微生物教学忽略了课程思政建设，导致现阶段教师虽然具备完善的思政意识，却很难将思政元素与课堂内容有机融合，讲解过程生硬死板，思政教育的时效性不足。同时，食品微生物的理论知识十分抽象，如大肠杆菌大小表示为E.coli（0.5μm×2μm），可理解为120个细胞“并肩”排列，宽度约一根头发丝直径（60μm），1 500个细胞头尾衔接仅有3 mm长，109个E.coli细胞的总重为1 mg。教师可增设有效的思政案例来有力支撑课程内容，以达到润物细如声的效果，同时教师也要不断更新教学内容，将新成果与新技术融入教学设计中，贴近学生的心声，将思想政治贯穿教学始终，培养具有家国情怀、轻工特质、创新思维的人才力量。在课程思政评价过程中课程管理可采用线上线下结合的创新考核模式，对线上案例内容进行统计与分析；线下翻转课堂则通过小组讨论、学生评价、同行评价等方式进行考核评估。同时，课程思政评价可采用学生与同行评价相结合的方式，学生通过问卷调查法，反馈客观得分和主观评价，客观评价包括对教学态度、教学内容、教学方法、教学效果，以及学生满意度等的考察。同行评价主要以教研组为单位对教师的职业道德、专业水平，专业发展进行综合评价。教师可基于以上反馈优化教学方案，提高教学质量。此外，教师提升自身政治素养和道德修养是课程思政改革的前提，教师的专业能力是保障课程思政建设的基石，教师既要以学术造诣教授学生，又要以人格魅力感染学生，以赢得学生的喜欢和尊重，传播正能量。同时，教师要秉持终生学习的态度，提升自身的业务水平，积极参加各类培训和比赛，多探讨、多学习，在比赛中获得成长。此外，作为新时代教师，还应充分借助信息化学习平台，利用互联网技术，打造思政优质课程，在中国大学MOOC、智慧树网、超星、腾讯课堂等平台发布思政课程，实现课程资源共享。此外，定期组织小组讨论，每一章都可以让学生进行讨论，采用问卷调查的形式让学生反馈思政效果以便于及时改善课程布局设计，并采用多元化方式引入思政元素，如举案例、播放视频、PPT展示、提问等。同时，结合多元化考核标准，形成专业课程与课程思政同向同行和同频共振的效果。

 

 

　　将课程思政元素融入食品微生物理论教学中，有助于激发学生的学习兴趣，使课程思政对学生产生潜移默化的影响，培养学生的爱国情怀和道德品质，深入挖掘课程思政元素融入课程内容的创新方法，将政治目标与思政目标合二为一，优化教学理念，推动开展“课程教学+思政教学+网络资源”的授课模式，完善教学评价体制。首先，要有创新育人理念，从课堂、教师、教学、学生四个方面入手挖掘思政元素。同时，学校要鼓励建设课程思政体系，打造思政“金课”，形成协同育人模式，培育能够满足社会需要的人才[14]，提升学生的社会责任感和使命感、爱国情怀及对科学研究的奉献精神，增强学生的综合竞争力。其次，要使学生养成严谨的科学态度，牢固树立科学价值观、坚守职业操守，严守食品安全检查标准、发展食品优良传统、抵制各种不良作为[15]。最后，课程思政元素挖掘要以校级通识——《微生物与人类》为课程基础，挖掘《食品微生物学》课程中的思政元素，将思政理念贯穿教学始终，将其以以全新面貌呈现在学生面前，既要增强课程趣味性，又要容易被学生接受，宣传科研人员在食品安全、食品制造、食品保鲜等方面取得的突破性成果，并向年轻人弘扬敢于面对挫折、勇于攀登的科研精神，培养出具有爱国情怀、敢于担当的新时代食品人。

 

 

　　［1］教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知［EB/OL］.(2020-05-28)［2021-07-21］.

 

　　［2］习**在全国高校思想政治工作会议上强调把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面［N］.人民日报,2016-12-09(1).

 

　　［3］吴仲,陈燕霞,林埔,等.新工科背景下课程思政在“食品微生物学”教学中的融入—以福建中医药大学食品科学与工程专业为例［J］.西部素质教育,2023,9(4):57-60.

 

　　［4］尤欣:潜心研究孤独症与肠道菌群之间的“秘密”［EB/OL］,央视网2019-04-02.

 

　　［5］唐俊妮,朱成林,刀筱芳,等.民族院校食品微生物学课程教学模式创新与探索［J］.安徽农业科学,2023,51(5):264-267.

 

　　［6］食品安全标准与监测评估司.解读《关于党参等9种新增按照传统既是食品又是中药材的物质公告》（2023年第9号）［EB/OL］2023-11-17.

 

　　［7］蒲雅杰.汤飞凡:发现重要病原体,为人类健康作出中国贡献［J］.放射学实践,2023,38(2):116,241.

 

　　［8］杜可军,赵再华,沈学锋,等.伍连德抗击鼠疫经验及其对当代突发传染病防治启示［J］.空军军医大学学报,2023,44(03):199-202+209.

 

　　［9］青宁生.我国首位在Science上发表论文的微生物学先驱——魏岩寿［J］.微生物学报,2006,(04):509-510.DOI:10.13343/j.cnki.wsxb.2006.04.001.

 

　　［10］中国农业微生物学主要奠基人——陈华癸［J］.群言,2018,(03):2.

 

　　［11］白静.探寻深海世界助力海洋强国—记自然资源部第二海洋研究所副研究员唐立梅［J］.中国科技产业,2023,(10):48-50.DOI:10.16277/j.cnki.cn11-2502/n.2023.10.010.

 

　　［12］刘望,王雪,廖纤.新时代视野下袁隆平人格形象及其精神研究［J］.湖南工业大学学报(社会科学版),2023,28(05):16-22.

 

　　［13］傅小伟.思政案例融入食品专业课程教学的实践探索—以“食品微生物学”为例［J］.食品工业,2023,44(10):201-203.

 

　　［14］唐裕芳,李玉芹,周蓉,等.多重背景下“食品微生物学”课程融入思政教育探索［J］.西部素质教育,2023,9(06):53-56.DOI:10.16681/j.cnki.wcqe.202306013.

 

　　［15］于振,李奕璇,朱圆圆,等.“粮油食品微生物检验实验”课程思政建设初探［J］.现代面粉工业,2023,37　(05):40-43.