趙亮 羅貞標(biāo) 吳福勇 江璐 王相勇 王新葉

摘? 要：微生物生態(tài)學(xué)是一門與人類活動(dòng)緊密相關(guān)的學(xué)科，并在國內(nèi)各生物類高校普遍開設(shè)該課程。因該門課涉及領(lǐng)域廣、涵蓋面寬，需要設(shè)計(jì)一套適應(yīng)白酒釀造工程專業(yè)的微生物生態(tài)學(xué)課程體系。該文以白酒釀造專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為核心，基于實(shí)際生產(chǎn)需要掌握的微生物理論知識(shí)，設(shè)置該門課課程內(nèi)容。此外，設(shè)計(jì)課后研修、匯報(bào)研討、案例引導(dǎo)等與課程內(nèi)容相匹配的教學(xué)方法，以及支撐課程目標(biāo)的考核方式，旨在讓學(xué)生在該門課的學(xué)習(xí)中，掌握與白酒生產(chǎn)相關(guān)的微生物生態(tài)理論知識(shí)體系，具備利用相關(guān)知識(shí)體系分析生產(chǎn)問題及提出解決方案的能力，并且能夠在專業(yè)學(xué)習(xí)中得到正確價(jià)值觀的提升。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)實(shí)際問題；培養(yǎng)目標(biāo)；教學(xué)方法；課程目標(biāo)；考核方式

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2024）02-0066-06

Abstract： Microbial Ecology is a discipline in close association with human activities， and the course has been widely set up in biological major of domestic universities. It is need to design a set of curriculum system that is applicable to Chinese baijiu brewing engineering major， due to microbial ecology course covering a widely and broadly field. In this paper， we reformed the content of microbial ecology course based upon the talent training goal and microbial theories behind the practical production. We aimed to enable the students to grasp the theory system of microbial ecology， to analyze the production problem and propose the resolution scheme， and to build up the correct values and views on life during the learning of this course.

Keywords： practical problems of production; talent training goals; teaching methods; curricula objectives; examination methods

微生物生態(tài)學(xué)是研究微生物與周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關(guān)系的一門科學(xué)，由于微生物生態(tài)學(xué)與微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、發(fā)酵工藝學(xué)等多學(xué)科有密切的聯(lián)系，所以越來越受到各領(lǐng)域的重視[1]。微生物生態(tài)學(xué)作為茅臺(tái)學(xué)院白酒釀造工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，其教學(xué)內(nèi)容需要根據(jù)專業(yè)背景需求，將微生物學(xué)、生物化學(xué)、白酒工藝學(xué)、分子生物學(xué)和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科知識(shí)有機(jī)融入。但是，目前現(xiàn)有的微生物生態(tài)學(xué)教材涵蓋面寬、內(nèi)容多樣，無法適應(yīng)白酒釀造專業(yè)教學(xué)要求?；谏鲜銮闆r，需要探索并設(shè)計(jì)一套適合白酒釀造工程專業(yè)教學(xué)的微生物生態(tài)學(xué)課程體系，以及與此配套的教學(xué)方法。

一 課程體系設(shè)置及教學(xué)思路

（一）? 課程教學(xué)目標(biāo)

為更好地實(shí)施本門課教學(xué)育人過程，本門課共設(shè)定3個(gè)方面教學(xué)目標(biāo)，分別是知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素養(yǎng)目標(biāo)。

1? 知識(shí)目標(biāo)

主要圍繞本門課概念、原理、知識(shí)性方面的內(nèi)容來設(shè)定。使學(xué)生了解如下內(nèi)容：①了解釀造的外部大環(huán)境，如水體、土壤、空氣中微生物的分布、類型和基本變化規(guī)律，懂得白酒，特別是醬香型白酒釀造內(nèi)環(huán)境隨氣候變化的特殊性；②熟悉某些嗜（耐）極端環(huán)境，如高熱、低溫、高酸、高鹽和高堿中的微生物類型和生命適應(yīng)機(jī)理，進(jìn)而對(duì)釀造體系中一些嗜（耐）極端環(huán)境微生物的演變趨勢(shì)有較為清晰地認(rèn)識(shí)；③認(rèn)識(shí)微生物之間相互作用的特性、機(jī)理、途徑，理解白酒發(fā)酵體系中復(fù)雜的微生物群體間如何關(guān)聯(lián)交織、功能互補(bǔ)。

2? 能力目標(biāo)

主要圍繞本門課對(duì)學(xué)生以后成長成才、職業(yè)發(fā)展的功能和作用來設(shè)定。使學(xué)生具備如下能力：①獨(dú)立獲取知識(shí)的能力——逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，閱讀并理解釀酒領(lǐng)域內(nèi)科技文獻(xiàn)和各類參考書，不斷地?cái)U(kuò)展知識(shí)面，增強(qiáng)獨(dú)立思考的能力，更新知識(shí)結(jié)構(gòu)，且能夠?qū)懗鰲l理清晰的讀書筆記或小結(jié)；②科學(xué)觀察和思維的能力——運(yùn)用微生物生態(tài)學(xué)的基本理論和基本觀點(diǎn)，通過觀察、分析、綜合、演繹、歸納、科學(xué)抽象和類比聯(lián)想等方法培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力，并對(duì)所涉問題有一定深度的理解，判斷研究結(jié)果的合理性；③提出、分析并解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力——根據(jù)生產(chǎn)案例特征、性質(zhì)及情況，抓住問題主要矛盾，進(jìn)行合理地簡(jiǎn)化，并用微生物方面的語言和基本數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述，運(yùn)用所學(xué)的微生物研究方法、統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行分析、研究[2]。

3? 素養(yǎng)目標(biāo)

通過微生物生態(tài)學(xué)的課程教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生獲得以下情懷意識(shí)的提升：①從微生物生態(tài)學(xué)發(fā)展及微生物學(xué)家奮斗精神層面實(shí)現(xiàn)學(xué)生人生價(jià)值觀的引領(lǐng)；②從微生物生態(tài)學(xué)內(nèi)容層面樹立學(xué)生正確的自然觀和科學(xué)發(fā)展觀；③從微生物生態(tài)學(xué)方法層面展示微生物學(xué)的科學(xué)之美、演繹人類文明，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探索精神；④基于我國勞動(dòng)人民千百年來總結(jié)傳承的白酒釀造技藝，激發(fā)學(xué)生的工匠精神，激勵(lì)學(xué)生的民族自信心和愛國主義情懷。

（二）? 教學(xué)思路

本課程要以生產(chǎn)為導(dǎo)向，從實(shí)際生產(chǎn)中收集、整理工程問題案例。根據(jù)案例的理論支撐與教學(xué)內(nèi)容的銜接性，將其安排在教學(xué)環(huán)節(jié)中。利用啟發(fā)式教學(xué)法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)生的課堂參與度，將學(xué)生的主體地位落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐中[3]。每堂課結(jié)束后，要求學(xué)生圍繞本堂課內(nèi)容，查閱課外書籍，中國知網(wǎng)（CNKI）搜閱各類文獻(xiàn)，并撰寫讀書筆記或小結(jié)，訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。此外，要求學(xué)生從本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容中找到天然富含的思政元素，附在個(gè)人讀書筆記或小結(jié)之后，使學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提升自己的思想政治修養(yǎng)。每章內(nèi)容結(jié)束后，圍繞本章知識(shí)體系，給出1～2個(gè)生產(chǎn)工程案例，要求學(xué)生針對(duì)案例提出、分析案例中存在的各類工程問題，并初步給出問題解決方案。學(xué)生以小組形式匯總每個(gè)成員的案例分析報(bào)告，并利用1～2個(gè)學(xué)時(shí)匯報(bào)本小組案例分析結(jié)果，老師針對(duì)匯報(bào)情況進(jìn)行打分和評(píng)價(jià)，并在課堂展開討論，以此提升學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解應(yīng)用能力。

二? 課程內(nèi)容設(shè)置

本門課根據(jù)白酒釀造工程專業(yè)領(lǐng)域范圍和培養(yǎng)目標(biāo)，基于池振明[4]主編的《現(xiàn)代微生物生態(tài)學(xué)》（第二版），陳聲明等[5]主編的《微生物生態(tài)學(xué)導(dǎo)論》部分章節(jié)，融合生物化學(xué)、白酒工藝學(xué)、微生物學(xué)等課程銜接知識(shí)，引入生產(chǎn)實(shí)際問題，帶入與課程內(nèi)容有機(jī)融合的思政元素，形成本專業(yè)微生物生態(tài)學(xué)教學(xué)內(nèi)容（表1）。

（一）? 微生物生態(tài)學(xué)概念及研究領(lǐng)域

“緒論”章節(jié)，重點(diǎn)讓學(xué)生清楚白酒發(fā)酵是在一個(gè)相對(duì)平衡的微生物生態(tài)系統(tǒng)中穩(wěn)步推進(jìn)的，期間存在多菌群相互協(xié)同、制約，并與其他環(huán)境因素相互影響的過程。因此，要從微生物群落，而不是單一微生物的角度理解白酒的發(fā)酵過程，只有掌握微生物生態(tài)的原理和過程機(jī)制，才能從微生物群落角度綜合分析生產(chǎn)中的各類復(fù)雜工程問題。在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，思政方面引導(dǎo)學(xué)生理解社會(huì)也是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，我們每個(gè)人及與我們相伴的各種環(huán)境都是社會(huì)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的組成元素，我們不能只為自身發(fā)展過度開采、汲取社會(huì)資源，打破社會(huì)原有的穩(wěn)態(tài)平衡。為了維持社會(huì)正常運(yùn)作，必須堅(jiān)守社會(huì)主義生態(tài)文明，樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念。在課后研修階段，要求學(xué)生查閱與微生物生態(tài)系統(tǒng)功能相關(guān)的文獻(xiàn)資料，加強(qiáng)對(duì)微生物生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)及其生態(tài)平衡的理解。

（二）? 微生物生態(tài)學(xué)的研究方法

本章主要講授的內(nèi)容如下：①微生物生態(tài)學(xué)研究的傳統(tǒng)方法和基于分子生物學(xué)的前沿技術(shù)，比較傳統(tǒng)方法與前沿技術(shù)間的區(qū)別、優(yōu)缺點(diǎn)和適用的研究對(duì)象，使學(xué)生了解當(dāng)面對(duì)生產(chǎn)上各類復(fù)雜工程問題時(shí)，需要根據(jù)具體情況和條件，選用適合的研究方法和手段，高效地分析、解決問題。②衡量微生物群落多樣性水平的關(guān)鍵指數(shù)，理解指數(shù)含義及意義，使學(xué)生學(xué)會(huì)利用各類多樣性指數(shù)分析、預(yù)測(cè)微生物的演替過程和趨勢(shì)，有效把握微生物生態(tài)的發(fā)生進(jìn)程。③以各種數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法和應(yīng)用實(shí)例，來培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)相關(guān)軟件來分析、解釋生產(chǎn)數(shù)據(jù)的能力。此外，通過各種技術(shù)方法的講解，引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)工作中，要對(duì)現(xiàn)象細(xì)心觀察、反復(fù)實(shí)驗(yàn)、反復(fù)求證，最終得到能夠解釋現(xiàn)象的科學(xué)根據(jù)。從中培養(yǎng)透過現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)，去偽存真，堅(jiān)持真理的科學(xué)態(tài)度。在課后研修階段，查閱科技文獻(xiàn)，了解課堂中講述的技術(shù)方法和各類指數(shù)如何在研究中使用并解釋相應(yīng)的科學(xué)問題。同時(shí)，讓學(xué)生基于發(fā)放的案例數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)其反復(fù)練習(xí)，學(xué)會(huì)軟件中相應(yīng)的分析方法。

（三）? 水體、土壤、空氣中的微生物類型及分布規(guī)律

本章基于參考教材，融合圍繞釀酒環(huán)境的河流、空氣、土壤方面的研究資料形成本章內(nèi)容。使學(xué)生了解水體、土壤、空氣三大自然體系中微生物的類型和分布趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)各類環(huán)境中微生物的類群特征、營養(yǎng)要求、生命特質(zhì)，為學(xué)生將來充分認(rèn)識(shí)釀造環(huán)境中微生物來源分布和類群特征提供理論線索。思政方面，引導(dǎo)學(xué)生基于對(duì)各類環(huán)境微生物特性的了解，學(xué)會(huì)利用各類微生物資源服務(wù)社會(huì)的同時(shí)，也要有衛(wèi)生和安全意識(shí)，避免有害微生物對(duì)我們?nèi)祟愖陨碓斐蓚?。課后研修階段，要求學(xué)生搜集和三大自然環(huán)境微生物分布研究有關(guān)的文獻(xiàn)資料，比較三大自然環(huán)境中微生物分布的異同，使之充分理解三大自然環(huán)境類群分布規(guī)律。

（四）? 極端自然環(huán)境中的微生物

白酒釀造的內(nèi)源環(huán)境實(shí)際上是一個(gè)較為極端的環(huán)境，能夠在如此高溫（如醬香型白酒堆積發(fā)酵過程）、高醇、高酸的環(huán)境中生存的微生物均具備一定的耐極端特性。為了讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)這些耐極端微生物的類型、生命機(jī)理，同時(shí)擴(kuò)充對(duì)其他嗜（耐）極端環(huán)境微生物（如高堿、高鹽、低營養(yǎng)等）的認(rèn)識(shí)，設(shè)置本章內(nèi)容。此外，極端微生物可以說是微生物這個(gè)大集體中比較特殊的一大類群，它們具備在一般生命可生存區(qū)間外進(jìn)行生命活動(dòng)的能力，展示著一般微生物所不具有的能力，成為我們?nèi)祟悶橹@嘆的生命體。然而，它們一旦離開自己所屬的生命區(qū)間，同樣也會(huì)面臨脅迫和死亡。使學(xué)生從中意識(shí)到，每個(gè)人都有自己應(yīng)有的價(jià)值和別人遙不可及的能力與本領(lǐng)，在社會(huì)大環(huán)境的適應(yīng)和生存當(dāng)中，首先要找準(zhǔn)自己的定位和適應(yīng)平臺(tái)，才能更好地展現(xiàn)自身能力、發(fā)揮自身價(jià)值，進(jìn)而為社會(huì)貢獻(xiàn)自己的力量。課后研修階段，要求學(xué)生參考查閱釀酒領(lǐng)域各類嗜（耐）極端微生物，匯總出這些微生物嗜（耐）極端條件的范圍區(qū)間，使其對(duì)白酒發(fā)酵體系中的一些關(guān)鍵微生物的生理特性有深入理解。

（五）? 微生物群體間的相互作用

本章從微生物群體間生態(tài)相互作用和遺傳相互作用兩個(gè)角度設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。生態(tài)相互作用重點(diǎn)講解互利共生、偏利共生、協(xié)同共生、中立、競(jìng)爭(zhēng)和拮抗幾種作用類型，使學(xué)生理解在發(fā)酵體系中，微生物間的生態(tài)關(guān)系網(wǎng)是通過哪些方式交聯(lián)形成的。在定位關(guān)鍵微生物，并對(duì)其生長代謝進(jìn)行調(diào)控時(shí)，需要充分考慮微生物之間的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，用聯(lián)系的思維設(shè)計(jì)科學(xué)合理的方法措施。遺傳互作重點(diǎn)講解轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)和原生質(zhì)融合等基因重組途徑，使學(xué)生了解微生物之間可以通過此類途徑相互傳遞遺傳信息，推動(dòng)整個(gè)群體進(jìn)化和發(fā)展；懂得基于上述途徑的機(jī)制和原理，解釋一些釀造菌種進(jìn)化變異的原因，并提出某些改良菌種功能的創(chuàng)新方案。在思政方面，基于微生物間遺傳互作現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生要有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在團(tuán)隊(duì)內(nèi)相互溝通、相互學(xué)習(xí)、取長補(bǔ)短，才能使構(gòu)建出的團(tuán)隊(duì)網(wǎng)絡(luò)更加堅(jiān)固，發(fā)展更加順暢，作為成員的個(gè)人才能得到更好的發(fā)展。課后研修階段閱讀基因工程有關(guān)的書籍，了解微生物遺傳互作在基因工程領(lǐng)域的使用。

（六）? 釀酒微生物生態(tài)

本章基于文獻(xiàn)資料和生產(chǎn)一線搜集的數(shù)據(jù)，以醬香型白酒生產(chǎn)為代表，重點(diǎn)講解白酒生產(chǎn)工藝的科學(xué)內(nèi)涵，白酒發(fā)酵過程微生物群落演替規(guī)律和機(jī)制，各生產(chǎn)階段重要功能性菌群的形態(tài)特征和功能特性，以及發(fā)酵過程中微生物重要代謝機(jī)理。使學(xué)生基于前5章課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在本章對(duì)白酒生產(chǎn)過程中微生物群落的動(dòng)態(tài)分布、功能演化，以及功能微生物作用和特征做系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和全面的認(rèn)知。課程思政方面，使學(xué)生意識(shí)到白酒釀造，特別是醬香型白酒釀造工藝，是在遵循自然規(guī)律，順應(yīng)自然法則，并在上百年的傳承中形成的。其中每個(gè)工藝環(huán)節(jié)都是在上百次實(shí)踐錘煉中打磨成熟的。因此，才有了目前享譽(yù)世界的茅臺(tái)品牌。我們要以茅臺(tái)品牌的成長歷程為參考，在任何工作領(lǐng)域中樹立工匠精神和堅(jiān)持真理的科學(xué)精神，并在一個(gè)領(lǐng)域中深耕下去，如此才能在平凡的崗位中創(chuàng)造不平凡的業(yè)績(jī)。課后研修階段，要求學(xué)生研讀和白酒釀造工藝有關(guān)的書籍，熟悉各種香型工藝特點(diǎn)，思考工藝設(shè)計(jì)所遵循的微生物生態(tài)規(guī)律。同時(shí)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，比較不同香型白酒發(fā)酵過程中關(guān)鍵微生物的種類區(qū)別和功能區(qū)分。通過這種課后研修，一方面強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本門課的整體掌握和應(yīng)用，另一方面為學(xué)生將來學(xué)習(xí)專業(yè)主干課打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三? 課程考核

（一）? 考核方式

本門課考核方式由3個(gè)部分組成，平時(shí)表現(xiàn)占40%，其中包括課堂響應(yīng)和課后研修階段讀書筆記或小結(jié)完成情況；匯報(bào)研討占20%，其中組員個(gè)人觀點(diǎn)占15%，小組總體匯報(bào)情況占5%；期末課程論文占40%，其中選題占10%，論文內(nèi)容占30%。本考核方式分別從知識(shí)性、能力性、思想素質(zhì)性3方面對(duì)標(biāo)支撐本門課3個(gè)目標(biāo)，支撐權(quán)重見表2。為檢驗(yàn)表2設(shè)計(jì)的權(quán)重比例是否可以達(dá)到考核方式對(duì)課程目標(biāo)的支撐，以及組成考核的3個(gè)部分對(duì)各課程目標(biāo)的支撐側(cè)重性，我們分別使用卡方檢驗(yàn)和對(duì)應(yīng)分析法加以說明。基于統(tǒng)計(jì)軟件R（版本4.1.3）[6]的計(jì)算，考核方式和課程目標(biāo)間的卡方值χ2=51.818，顯著性P<0.001。表明考核方式和課程目標(biāo)間存在極顯著的相關(guān)性，說明表2中各考核方式權(quán)重設(shè)計(jì)能夠有效地支撐各課程目標(biāo)。此外，從圖1各散點(diǎn)間的距離來看，平時(shí)表現(xiàn)與課程目標(biāo)1相對(duì)距離最近，表明它們之間的相關(guān)性較高；同理，匯報(bào)研討和課程論文分別與課程目標(biāo)3和課程目標(biāo)2的相對(duì)距離最近，表明匯報(bào)研討與課程目標(biāo)3有較高的相關(guān)性，課程論文與課程目標(biāo)2有較高的相關(guān)性。這個(gè)結(jié)果充分說明，表2中的權(quán)重設(shè)計(jì)，可以使各部分考核對(duì)課程目標(biāo)支撐具有一定的側(cè)重性，即平時(shí)表現(xiàn)側(cè)重支撐課程目標(biāo)1，匯報(bào)研討側(cè)重支撐課程目標(biāo)3，課程論文側(cè)重支撐課程目標(biāo)2。

表2? 考核方式支撐課程目標(biāo)權(quán)重? ? ? %

（二）? 課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

為有效達(dá)成表2各考核方式下課程目標(biāo)的考核，設(shè)定表3—表5課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，老師在教學(xué)環(huán)節(jié)可參考評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在五種評(píng)價(jià)級(jí)別給定的分?jǐn)?shù)區(qū)間對(duì)學(xué)生酌情打分，并在期末按表2權(quán)重及考核方式占比給出期末綜合成績(jī)。

四 結(jié)束語

微生物生態(tài)學(xué)作為白酒釀造工程專業(yè)的一門選修課，在對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課，如微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)進(jìn)行理解強(qiáng)化和應(yīng)用提升的同時(shí)，也為將來學(xué)期開設(shè)的專業(yè)課，如白酒工藝學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本門課根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)需求，以現(xiàn)有教材為基礎(chǔ)，融合科研文獻(xiàn)資料及生產(chǎn)一線工程素材，制定本門課教學(xué)內(nèi)容體系，并根據(jù)各教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)方法，制定考核方式和課程目標(biāo)達(dá)成體系。希望為國內(nèi)開設(shè)釀造類專業(yè)的高校，提供微生物系列課程的教學(xué)改革思路，特別為釀造類專業(yè)微生物生態(tài)學(xué)的課程教學(xué)體系提供借鑒。

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