面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的食品化學(xué)實驗微課教學(xué)資源構(gòu)建和開發(fā)

鄒秀容，朱建華，鐘瑞敏，單 斌，劉日斌

1 傳統(tǒng)食品化學(xué)實驗教學(xué)模式存在的問題

食品化學(xué)實驗作為一門食品學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程,是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)實驗課程的基礎(chǔ),不僅能使學(xué)生鞏固已學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識,而且能讓學(xué)生學(xué)到實驗方法、原料性質(zhì)、儀器使用、結(jié)果分析等整套科研工作知識和技巧[1],是提高學(xué)生動手實踐、獨立分析和解決專業(yè)問題能力的重要環(huán)節(jié)[2],在課程體系中發(fā)揮著舉足輕重的作用。韶關(guān)學(xué)院食品化學(xué)課題組對食品化學(xué)實驗不斷地進行了改革,迄今尚存以下5點問題。

1)實驗條件難以滿足實驗課程的需求。食品化學(xué)實驗開展需要配套一定數(shù)量的儀器設(shè)備,但由于儀器價格較高,空間有限等問題,儀器數(shù)量難以滿足人手一臺的要求,只能是幾人合用。這就造成一部分同學(xué)不能獨立進行實驗,一定程度上抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,甚至出現(xiàn)課程結(jié)束后學(xué)生依然不會操作相關(guān)設(shè)備的現(xiàn)象。

2)課前預(yù)習(xí)不夠嚴(yán)重影響實驗教學(xué)效果。食品化學(xué)實驗的步驟繁瑣,如果課前預(yù)習(xí)不充分,往往不能充分理解實驗的原理和操作要點,造成實驗操作過程中 “照方抓藥”等現(xiàn)象,教學(xué)效果不盡如人意。

3)課堂時間分配難以調(diào)和。由于實驗主要以學(xué)生動手操作完成實驗任務(wù)為主,教師講解的時間十分有限。食品化學(xué)實驗時間通常是135 min,教師講授時間需10～25 min,而在這么短的講解時間內(nèi),要讓學(xué)生了解實驗?zāi)康?理解實驗原理,掌握正確操作儀器的方法,清楚實驗步驟,時間非常緊張。

4)課后復(fù)習(xí)沒有條件。實驗結(jié)束后,學(xué)生對實驗課進行復(fù)習(xí)只能通過講義和實驗記錄,而具體的實驗操作無法進行,學(xué)生可能還不清楚儀器的操作規(guī)范和實驗設(shè)計思路,復(fù)習(xí)效果大打折扣。

5)自主學(xué)習(xí)完成實驗的熱情不高。實驗自主學(xué)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)是由學(xué)生利用課外時間進行學(xué)習(xí)。然而由于缺少教師的講解和對實驗儀器操作不熟悉,很多同學(xué)都沒有自主完成實驗的熱情。

文獻[3]提出應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)體系的建設(shè)核心內(nèi)容是：科學(xué)制訂人才培養(yǎng)方案,突出實踐能力的培養(yǎng),建立人才培養(yǎng)體系保障監(jiān)控系統(tǒng),優(yōu)化人才培養(yǎng)過程,實現(xiàn)特色鮮明的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。文獻[4]認為,加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié),為應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供從 “知” 到 “行” 的橋梁。文獻[5]提出實驗實踐教學(xué)改革必須體現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。可見,實踐能力的培養(yǎng)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系中起著至關(guān)重要的地位。食品化學(xué)實驗作為食品學(xué)科的重要基礎(chǔ)實踐課程,傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題不僅影響到實際的課堂效果,而且使學(xué)生的實驗操作能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)受到限制,不利于實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。因此,食品化學(xué)實驗教學(xué)模式的改革勢在必行。

2 微課的特點和應(yīng)用

隨著通信技術(shù)和信息時代的快速發(fā)展,微課作為一種新興的信息化教學(xué)手段開始逐漸應(yīng)用到教學(xué)環(huán)境中[6-7]。微課是以微型教學(xué)視頻為主要載體,教師針對某個學(xué)科知識點 (如重點、難點、疑點、考點等)或教學(xué)環(huán)節(jié) (如學(xué)習(xí)活動、主題、實驗、任務(wù)等)而設(shè)計開發(fā)的一種情景化、支持多種學(xué)習(xí)方式的新型在線網(wǎng)絡(luò)視頻課程[8]。微課不同于傳統(tǒng)課堂教學(xué),其主要特征表現(xiàn)為 “主題突出,指向明確；資源多樣,情景真實；短小精悍,使用方便,半結(jié)構(gòu)化,易于擴充”[9]。它能滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求,不但能幫助學(xué)生查漏補缺、強化鞏固知識,而且能讓學(xué)生隨時隨地進行學(xué)習(xí),突破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的時間和空間限制,是傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的一種重要補充和拓展。

微課這種教學(xué)模式的特點使學(xué)生可以根據(jù)自己的時間利用移動終端隨時隨地進行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),實驗操作過程中也可及時學(xué)習(xí)操作技能,教師可將更多的時間用于講解重難點問題,引導(dǎo)學(xué)生討論、分析和解決問題,因此,在食品化學(xué)實驗教學(xué)中引入微課教學(xué)模式十分必要。韶關(guān)學(xué)院食品化學(xué)課題組以強化應(yīng)用能力為導(dǎo)向,以培養(yǎng)食品科學(xué)應(yīng)用型人才為目標(biāo),開發(fā)了食品化學(xué)實驗微課學(xué)習(xí)資源?；谶@種教育信息化手段對食品化學(xué)實驗的教學(xué)形式、教學(xué)方法、考核方式進行改革,化解現(xiàn)行實驗教學(xué)過程中的問題,提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,以滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。下面對食品化學(xué)實驗微課教學(xué)資源的構(gòu)建開發(fā)和應(yīng)用實踐提供一些經(jīng)驗和思考。

3 食品化學(xué)實驗微課教學(xué)資源的構(gòu)建和開發(fā)

3.1 明確微課教學(xué)主題

為使食品化學(xué)實驗微課主題邏輯結(jié)構(gòu)清晰,把其劃分為系列化專題,再結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生學(xué)習(xí)的特點明確每一模塊中的微課教學(xué)內(nèi)容。學(xué)院將食品化學(xué)實驗微課的主題確定為5大模塊,如表1所示。模塊一是 “食品化學(xué)原理及應(yīng)用專題”、模塊二是 “食品化學(xué)實驗儀器操作專題”、模塊三是“食品化學(xué)基礎(chǔ)性實驗專題”、模塊四是 “食品化學(xué)自選性實驗專題”、模塊五是 “食品化學(xué)設(shè)計性實驗專題”?！笆称坊瘜W(xué)原理及應(yīng)用專題”圍繞食品化學(xué)中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、水分、酶、礦物質(zhì)和維生素、色素、風(fēng)味物質(zhì)這幾個章節(jié)內(nèi)容,選取各章節(jié)教學(xué)的重點、難點為微課主題?！笆称坊瘜W(xué)實驗儀器操作專題”對實驗過程中常用設(shè)備的原理、使用方法和維護進行講解和演示?！笆称坊瘜W(xué)基礎(chǔ)性實驗專題”選取食品化學(xué)實驗體系中的典型代表,包括食品的基本理化性質(zhì)、食品特殊成分的提取、食品的功能性質(zhì)及應(yīng)用等實驗內(nèi)容,注重實驗原理的闡述,實驗步驟、操作的演示和實驗現(xiàn)象的解析。 “食品化學(xué)自選性實驗專題”是學(xué)生根據(jù)興趣可自主選擇的實驗專題,注重實驗原理的闡述,疑難操作的演示和實驗現(xiàn)象的解析?！笆称坊瘜W(xué)設(shè)計性實驗”主要是圍繞一個小課題,讓學(xué)生自主設(shè)計實驗、準(zhǔn)備實驗材料和操作實驗,其授課內(nèi)容主要是講授實驗原理和要求,引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計。

3.2 微課教學(xué)設(shè)計

微課的質(zhì)量如何,主要取決于對其進行的教學(xué)設(shè)計,合理的教學(xué)設(shè)計是保持學(xué)習(xí)者有意注意的最佳方式[10]。食品化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計以突顯應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容為依據(jù),從受眾(學(xué)生)學(xué)習(xí)心理和學(xué)習(xí)習(xí)慣的角度考慮,以問題導(dǎo)向為策略,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思維。食品化學(xué)實驗微課的教學(xué)設(shè)計遵循以下4個原則。

表1 食品化學(xué)實驗微課教學(xué)主題

1)密切聯(lián)系生產(chǎn)實踐。食品學(xué)科是一門應(yīng)用性學(xué)科,根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo),課程要通過實驗環(huán)節(jié)將理論課程上所學(xué)專業(yè)知識內(nèi)化為分析問題與解決問題的能力[11],要求學(xué)生能夠利用食品化學(xué)的原理去解決生活和生產(chǎn)實踐中的問題。為了達成這一目標(biāo),在授課時特別注重引用生活和生產(chǎn)實踐中的實例,一方面使知識深入淺出易于吸引學(xué)生興趣,加深理解。另一方面也培養(yǎng)學(xué)生利用科學(xué)的態(tài)度去觀察生活和生產(chǎn)現(xiàn)象,利用科學(xué)的知識去解釋和解決生活和生產(chǎn)實踐問題。

2)問題驅(qū)動。結(jié)合食品化學(xué)密切聯(lián)系日常生活的特點,微課程以生活現(xiàn)象或者實際問題引出教學(xué)主題以吸引學(xué)生注意力,同時在授課過程中穿插一些問題,讓學(xué)生始終帶著問題學(xué)習(xí),培養(yǎng)其思考問題、解決問題的能力。

3)時間簡短。微課程的時間控制在10～15 min,以適應(yīng)多媒體時代學(xué)生碎片化的學(xué)習(xí)特點。這就要求一方面授課內(nèi)容精選,另一方面對授課教師提出更高的要求,要求教師圍繞知識點合理安排時間,用語精準(zhǔn),巧妙過渡,層層遞進。

4)結(jié)合多媒體技術(shù)。為了使課程生動有趣,微課程有機融合PPT、圖片、音頻、視頻、動畫、在線測驗等多種技術(shù),使課程內(nèi)容豐富而有趣。如蛋白質(zhì)專題中,蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì)是重要的加工性質(zhì),也是教學(xué)中的難點內(nèi)容,把這一教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成微課,其教學(xué)設(shè)計如表2所示。首先展示一些生活中常見的圖片：充滿泡沫的啤酒、攪打中的蛋清、棉花糖,進而引出問題：這些食品中的泡沫是如何產(chǎn)生的?為了解釋起泡的化學(xué)機理,舉了生活中常見的例子：雞蛋攪打起泡的形成。

表2 “蛋白質(zhì)的起泡性”微課教學(xué)設(shè)計

3.3 微課視頻開發(fā)

作為一種微視頻教學(xué)資源,視頻設(shè)計及制作質(zhì)量十分重要[12],直接影響到微課資源利用的有效性和教學(xué)效果。視頻開發(fā)主要包括素材準(zhǔn)備、微課件制作、視頻的錄制、編輯和發(fā)布。實驗型微課主要采用 “屏幕錄制軟件 (camtasia studio)+PPT+實驗視頻”的制作組合。首先利用高清攝像機拍攝由實驗員演示實驗操作的過程,再利用視頻編輯軟件對實驗視頻進行編輯,接著根據(jù)教學(xué)設(shè)計制作成PPT,然后利用屏幕錄制軟件制作微課,輸出教學(xué)視頻。

1)實驗視頻的錄制。

實驗視頻在實驗室進行錄制,為了使實驗操作的畫面拍攝清晰,實驗桌面以黑色為佳。由熟練操作的實驗員老師進行實驗操作的演示,為了有利于后期的剪輯,把整個實驗劃分為多個實驗單元進行拍攝。為了使實驗操作清晰,應(yīng)注意拍攝模式為特寫。

2)PPT學(xué)案的設(shè)計。

依據(jù)教學(xué)設(shè)計,制作PPT學(xué)案。PPT作為微課程的綱要,要求簡潔、美觀,多用圖片代替文字,盡量選擇短語或詞組以減少句子的使用。并把實驗視頻進行適當(dāng)剪輯后插入到PPT中。

3)屏幕錄制軟件制作微課。

由授課教師根據(jù)演講腳本對著PPT進行授課,利用屏幕錄像軟件錄制課程。采用Camtasia Studio軟件屏幕錄像,屏幕錄像尺寸設(shè)置為1 280×720,幀速率為25 f/s,碼率設(shè)為8 Mb/s。錄制完視頻后,再進行后期的編輯處理,附加背景音樂和字幕,視頻整體時長控制在15 min以內(nèi)。

3.4 完善配套的微教學(xué)資源

為了使微課能更好地形成一個完整的學(xué)生自主學(xué)習(xí)資源,除了微課視頻的開發(fā)外,還需配套相關(guān)的微教學(xué)資源,包括微教案、微課件、微練習(xí)、微反饋等的設(shè)計。

4 微課與食品化學(xué)實驗相結(jié)合的教學(xué)改革實施

實驗室教學(xué)依然是食品化學(xué)實驗最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),如何把微課運用到課程中來,使之更好地服務(wù)于實驗教學(xué)提高教學(xué)效果是我們研究的一個重要內(nèi)容。食品化學(xué)實驗以課堂教學(xué)為主,微課教學(xué)為輔的形式,如圖1所示。實驗課前一周將微課資源提供給學(xué)生,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí),了解學(xué)習(xí)大綱、明確學(xué)習(xí)任務(wù)、熟悉實驗儀器和操作,記錄疑難問題。上課時,教師針對學(xué)生課前觀看微課中反映的實際問題進行答疑,然后輔導(dǎo)學(xué)生動手實驗,并引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象、解析原因、對比實驗結(jié)果。在課后布置學(xué)生完成相應(yīng)的實驗報告、練習(xí)題及拓展訓(xùn)練,對課程內(nèi)容進行鞏固加深,獨立思考解決問題。這種基于微課的教學(xué)模式改革充分地發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,使學(xué)習(xí)更具個性化。經(jīng)實踐表明課前預(yù)習(xí)的效果良好,上課的條理更加清晰,降低了由于操作不當(dāng)導(dǎo)致的異常結(jié)果,學(xué)生把更多的注意力放在思考問題和解決問題,極大地提高了課堂效果。

圖1 微課與食品化學(xué)實驗相結(jié)合的教學(xué)模式

5 結(jié)束語

食品化學(xué)實驗微課教學(xué)資源的構(gòu)建和開發(fā)應(yīng)用,不但了彌補傳統(tǒng)食品化學(xué)實驗授課中的不足,基于微課程的教學(xué)模式還給課堂注入了新的活力,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,提高主觀能動性,優(yōu)化教化過程,加強學(xué)習(xí)交流討論,減輕了授課教師的壓力,極大地提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。同時,還培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識、能力和習(xí)慣,符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。目前,微課在食品化學(xué)實驗中的應(yīng)用還處于起步階段,教師仍需不斷提高自身能力,根據(jù)微課的應(yīng)用反饋評價加強微課系列資源的開發(fā),調(diào)整教學(xué)手段、教學(xué)方法和考核方式,避免微課資源流于形式,更進一步地為應(yīng)用型人才培養(yǎng)服務(wù)。

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