以工程教育專業(yè)認證為導(dǎo)向的“生物化學(xué)”課程教學(xué)改革

張曉云，張紅印，顧香玉，趙利娜

（1.江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013；2.江蘇科技大學(xué)糧食學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212003）

2013年6月，在關(guān)于工程教育專業(yè)認證的《華盛頓協(xié)議》國際大會上，我國提交的加入?yún)f(xié)議的申請獲得批準，標志著我國工程教育向國際化標準看齊，形成具有國際實質(zhì)等效性的工程教育體系[1-2]。工程教育專業(yè)認證的目標是推進我國工程教育的改革，增強工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，促進我國工程教育的國際互認[3-4]。

食品科學(xué)與工程專業(yè)認證的核心理念是以學(xué)生為中心，其最終目的是要培養(yǎng)具備競爭優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Φ漠厴I(yè)生，保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量滿足從事相應(yīng)職業(yè)的要求。江蘇大學(xué)于2016年11月進行并順利通過了食品科學(xué)與工程專業(yè)的工程教育認證，對該專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展具有積極的指導(dǎo)和推進作用。學(xué)院對畢業(yè)生在如下方面做了畢業(yè)要求：工程知識、問題分析、設(shè)計與開發(fā)解決方案研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團隊溝通、項目管理和終身學(xué)習(xí)。專業(yè)課程體系中每一門課程的設(shè)置都圍繞著培養(yǎng)出具備上述能力的畢業(yè)生這一目標進行。“生物化學(xué)”是用化學(xué)的理論和方法研究生命現(xiàn)象的一門學(xué)科，是一門集教學(xué)與實踐相結(jié)合的綜合性課程，主要包括生命物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能等靜態(tài)問題，以及各種化學(xué)物質(zhì)在生物體內(nèi)的代謝和代謝過程中涉及的能量轉(zhuǎn)換等動態(tài)問題?！吧锘瘜W(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是工程教育認證體系的核心課程。該課程主要從以下2個方面支撐整個專業(yè)畢業(yè)生的知識和能力培養(yǎng)：①能夠針對產(chǎn)品確定技術(shù)路線、設(shè)計生產(chǎn)工藝；②能夠選擇正確的方法制作食品，并能對食品原料的理化學(xué)性質(zhì)進行測定、對食品的品質(zhì)進行評價。

1 “生物化學(xué)”課程教育現(xiàn)狀及存在問題

“生物化學(xué)”作為專業(yè)基礎(chǔ)課，其基本理論和方法是“食品加工”“食品保藏”“食品營養(yǎng)學(xué)”等專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)，在食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)中的地位非常重要[5]。江蘇大學(xué)對該課程的設(shè)置是大二第2學(xué)期進行，包括理論課65學(xué)時，實驗課25學(xué)時。理論課主要是通過多媒體進行基礎(chǔ)理論和知識講授，而實驗課主要針對靜態(tài)部分進行驗證性和綜合性實驗。盡管多媒體教學(xué)結(jié)合了圖片、動畫和視頻等教學(xué)手段，便于學(xué)生更好地理解空間結(jié)構(gòu)和動態(tài)過程，并通過自己動手進行實驗操作加深對理論知識的理解。但是，結(jié)合食品專業(yè)的工程教育認證標準和畢業(yè)生的畢業(yè)要求，發(fā)現(xiàn)該課程仍然存在以下主要問題，有待進一步改進。

1.1 先修課程理論知識缺乏

“生物化學(xué)”的學(xué)習(xí)需要先修普通化學(xué)和有機化學(xué)，具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)理論知識。但學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)在江蘇省范圍內(nèi)招生較多，而鑒于江蘇省高考的特點，部分考生在高中時未選修化學(xué)，因此化學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱。進入大學(xué)后，這部分學(xué)生學(xué)習(xí)“有機化學(xué)”已經(jīng)比較吃力，再學(xué)習(xí)以有機化學(xué)為基礎(chǔ)的“生物化學(xué)”就更為吃力。結(jié)果造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生畏難情緒，進而喪失學(xué)習(xí)興趣。而工程教育專業(yè)認證的核心理念是以學(xué)生為中心，最終的培養(yǎng)目標也是圍繞學(xué)生這一主體為中心進行的。因此，學(xué)生基礎(chǔ)薄弱是一個影響根本的問題，急待解決。

1.2 該課程基礎(chǔ)理論多、知識抽象，學(xué)生理解困難

“生物化學(xué)”課程涉及的范圍廣、知識面大，既包括闡述核酸、蛋白質(zhì)、糖類、脂類等生物大分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的靜態(tài)部分，也包括闡述糖類代謝、脂類代謝等的動態(tài)部分，還有涉及中心法則的分子生物學(xué)部分的理論和知識等。課程中涉及的生物大分子，均具有龐大、復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，學(xué)生理解起來難度比較大。而且該課程還涉及到許多微觀的生物學(xué)知識，內(nèi)容抽象，無法像宏觀世界一樣用肉眼去觀察，對于生物基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生來講，學(xué)習(xí)更是難上加難。學(xué)生普遍反映生化課的基礎(chǔ)理論多、知識抽象，理解透徹比較困難，從而使得不少學(xué)生從心理上對該課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼心理。結(jié)果就是作為工程教育專業(yè)認證核心課程之一，“生物化學(xué)”無法有效支撐畢業(yè)生知識和能力的培養(yǎng)。

1.3 畢業(yè)生解決食品工程相關(guān)問題能力欠缺

工程教育專業(yè)認證的最終目的是要培養(yǎng)具備競爭優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Φ漠厴I(yè)生，保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量滿足從事相應(yīng)職業(yè)的要求。而從目前“生物化學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀來看，由于該課程知識點多，課程安排上也是理論教學(xué)占主體，實驗教學(xué)為輔助，學(xué)生主要通過死記硬背掌握概念、原理等，結(jié)果導(dǎo)致對理論知識的理解有限，不能融匯貫通地靈活運用到對食品工程相關(guān)問題的解決中，其結(jié)果必然是達不到專業(yè)認證對畢業(yè)生能力培養(yǎng)的要求。

2 新導(dǎo)向下的教學(xué)改革

“生物化學(xué)”不僅有助于學(xué)生掌握食品工程基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，而且在學(xué)生進行綜合實驗、畢業(yè)論文等實踐技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面都起著重要的作用，從而有力地支撐起畢業(yè)生知識和能力培養(yǎng)這一工程教育的終極目標。對于食品科學(xué)與工程專業(yè)來說，學(xué)生需要通過該課程的學(xué)習(xí)，從分子水平上認識生物體的化學(xué)組成及其在生命活動中所進行的化學(xué)變化和調(diào)控變化規(guī)律等生命現(xiàn)象的本質(zhì)，并熟練掌握生物化學(xué)的實驗技術(shù)和基本原理，進一步將其靈活應(yīng)用到食品營養(yǎng)與健康，工藝設(shè)計與生產(chǎn)實踐中，輔助解決食品工程相關(guān)問題，做到學(xué)以致用，從而實現(xiàn)知識和能力培養(yǎng)這一工程教育目標。

由于學(xué)生個體的差異和課程本身的特點，許多學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易產(chǎn)生畏難情緒，而逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)積極性不高。為了提高該課程的學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將課堂教學(xué)內(nèi)容更好地運用于工程教育實踐中，針對上述存在問題，提出在教學(xué)過程中應(yīng)著重于以下幾方面的改革。

2.1 針對學(xué)生主體的不同采取措施

工程教育是以學(xué)生為本，需要滲透到每一門課程的培養(yǎng)目標中。因此，“生物化學(xué)”課程必須充分考慮到學(xué)生的特點，做到“因材施教，一切為了學(xué)生”。江蘇大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)大部分江蘇的學(xué)生在高中時未選修化學(xué)，造成他們在進入大學(xué)后，學(xué)習(xí)化學(xué)相關(guān)課程困難。針對學(xué)生的這一特點，江蘇省教育廳也在不斷探索，改革高考模式，增加學(xué)生在高中階段選修各門課程的機會。另一方面，在進入大學(xué)階段后，對于化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，要有針對性地強化他們化學(xué)課程的學(xué)習(xí)。例如，學(xué)?？梢栽鲈O(shè)高中化學(xué)補修班，學(xué)生可以利用課余時間補修高中化學(xué)；部分學(xué)生跟不上“生物化學(xué)”課程進度，可以利用課余時間申請補課。

2.2 改變教學(xué)模式

工程教育專業(yè)認證的核心理念是以學(xué)生為中心，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。而傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，教師講授占主導(dǎo)地位，學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)，這與工程教育專業(yè)認證的目標背道而馳。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式培養(yǎng)的學(xué)生雖然掌握了一定的理論知識，但只知其然而不知其所以然，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和獨立思考能力的培養(yǎng)。而“生物化學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)生對該課程的理解和掌握情況必然會影響其他相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。因此，在進行工程教育專業(yè)認證的新形勢下，必須改變教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，教師起引導(dǎo)和輔導(dǎo)作用，教學(xué)過程將不再是傳統(tǒng)的直接灌輸理論知識。簡單來說，即以生活中常見問題和實例導(dǎo)入，設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，然后再通過課堂知識解決問題；也可以選取一定的章節(jié)，利用翻轉(zhuǎn)課堂[6]等形式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，加深對關(guān)鍵問題的理解和掌握。

2.3 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是一切學(xué)習(xí)的動力[7]?！吧锘瘜W(xué)”是專業(yè)基礎(chǔ)課，其知識點多。從靜態(tài)生物化學(xué)部分來講，內(nèi)容理論性強；而從動態(tài)的生物化學(xué)來講，內(nèi)容晦澀難懂。如果單單以灌輸理論為教學(xué)目的，授課不與食品科學(xué)實踐相聯(lián)系，學(xué)生很容易失去學(xué)習(xí)興趣，而變成不得不學(xué)來應(yīng)付考試。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲變成關(guān)鍵點。首先，在教學(xué)過程中單純的理論要多與生活相結(jié)合，尤其是利用身邊常見實例，引起學(xué)生的關(guān)注和興趣。例如，可以通過引入學(xué)生日常生活中常見的例子開始一堂課，引導(dǎo)學(xué)生思考，然后再切入知識點。其次，對于理解困難的空間結(jié)構(gòu)和代謝過程，多媒體課件要多運用圖片、動畫和視頻等直觀的手段，甚至結(jié)合自制道具，幫助學(xué)生理解生物大分子的立體空間結(jié)構(gòu)及動態(tài)的代謝過程等，增強學(xué)習(xí)的興趣和動力。

2.4 理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生解決實際問題的能力

工程教育專業(yè)認證的目的是培養(yǎng)能夠解決實際生產(chǎn)中各種工程問題的畢業(yè)生，因此理論與實踐相結(jié)合極其重要。首先，知識點學(xué)習(xí)結(jié)束后，可以引入食品生產(chǎn)中的實際問題，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識來解決，從而增強了學(xué)生分析、歸納問題的能力，學(xué)會思考并與實踐相聯(lián)系。其次，實驗教學(xué)是學(xué)生將課堂理論知識轉(zhuǎn)化為動手能力的重要環(huán)節(jié)，在生物化學(xué)教學(xué)中要重視實驗教學(xué)。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)基本上教師設(shè)定好實驗步驟，學(xué)生按部就班地依照步驟完成操作。以工程教育專業(yè)認證為導(dǎo)向的“生物化學(xué)”實驗教學(xué)，應(yīng)該以學(xué)生為主體。教師提出知識點，學(xué)生首先根據(jù)掌握的知識點，提出實驗思路，討論后設(shè)計實驗過程，最后實施實驗過程、評價實驗效果。這種實驗方法通過學(xué)生主動思考、設(shè)計路線、解決問題，將理論與實踐相結(jié)合，為將來在國際食品工業(yè)中解決相關(guān)問題奠定基礎(chǔ)。再次，鼓勵學(xué)生參與科研活動。在大三和大四，學(xué)生有大量機會參與相關(guān)科研活動。在參與科研活動過程中，能夠遇到各種比較接近實際生產(chǎn)的問題。而“生物化學(xué)”課程在二年級結(jié)束，學(xué)生可以充分利用“生物化學(xué)”和其他專業(yè)知識來解決這些問題。這對于提高學(xué)生解決實際問題的能力非常重要。因此，科研活動對于達到工程教育專業(yè)認證目標具有重要的支撐作用。

3 結(jié)語

工程教育專業(yè)認證的目的是培養(yǎng)出對世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求具有普適性的畢業(yè)生。食品工程專業(yè)認證在我國實施時間尚短，以專業(yè)認證為導(dǎo)向的畢業(yè)生的培養(yǎng)計劃還處于不斷調(diào)整階段。“生物化學(xué)”作為該專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在專業(yè)認證中對培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才起著重要的作用。因此，在教學(xué)過程中，需要根據(jù)學(xué)生特點和專業(yè)認證對畢業(yè)生的要求，因材施教，不斷調(diào)整教學(xué)模式，著重學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，提升食品工程畢業(yè)生的教育質(zhì)量，從而為我國甚至世界食品制造業(yè)提供具備國際競爭力的新型高素質(zhì)人才。

[1]周文化，鄭仕宏，林親錄，等.基于專業(yè)認證理念的食品科學(xué)與工程類專業(yè)的建設(shè) [J].中國林業(yè)教育，2015，33（6）：28-33.

[2]張華，趙電波.食品工程專業(yè)課程體系改革探索——基于工程教育專業(yè)認證視角 [J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2014，33（6）：172-175.

[3]盛群剛，王建中，俞國勝，等.食品機械與設(shè)備課程教學(xué)改革的探索與思考 [J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010（15）：83-84.

[4]陳平.專業(yè)認證理念推進工科專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵式發(fā)展 [J].中國大學(xué)教學(xué)，2014（1）：42-47.

[5]譚韓英，潘百明.食品專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)專業(yè)見習(xí)教學(xué)改革探索 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015（8）：85-86，88.

[6]邵穎，陳宏偉，曹澤虹，等.“微課”與“翻轉(zhuǎn)課堂”在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用初探 [J].教育教學(xué)論壇，2016 （39）：200-202.

[7]代洪，萬恂恂，楊盛清，等．以提高學(xué)習(xí)興趣為突破口提高生物化學(xué)教學(xué)質(zhì)量 [J].檢驗醫(yī)學(xué)與臨床，2011（7）：878-879.◇