基于慕課背景下的應(yīng)用型本科院?！笆称坊瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革與探索

韓 卓，馬 龍，許 暉

（蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，安徽蚌埠 233000）

慕課，即大規(guī)模開放在線課程，是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的產(chǎn)物，正在對傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響[1]。在開放共享知識核心理念的指導(dǎo)下，它革新了傳統(tǒng)實(shí)體課堂教學(xué)的方式和局限，迎合了當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)的時(shí)代浪潮，最大程度地實(shí)現(xiàn)了教育資源的最優(yōu)化配置及最大化效益[2]。2018年，教育部正式推出490門“國家精品在線開放課程”，這是國內(nèi)首批、國際首次推出的國家精品慕課，助力高等教育教學(xué)質(zhì)量“變軌超車”[3]。慕課通過互聯(lián)網(wǎng)將學(xué)生所學(xué)課程、學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)進(jìn)度、師生互動(dòng)等多個(gè)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合起來，與傳統(tǒng)意義上“填鴨式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相沖擊[4]。

“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”是“食品化學(xué)”課程的重要組成部分，是強(qiáng)化和加深理解食品化學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐操作能力，以及解決實(shí)際問題能力的重要途徑[5]。目前，國內(nèi)高校食品相關(guān)的專業(yè)都開設(shè)有“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程，高校教育工作者也在不斷對“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)進(jìn)行探索，以適應(yīng)新形勢下創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。但如何利用慕課對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革的研究還比較少。因此以蚌埠學(xué)院為例，探討應(yīng)用型本科院校如何借助慕課浪潮進(jìn)行“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革，以期培養(yǎng)出適應(yīng)我國食品工業(yè)需求的應(yīng)用型人才。

1 “食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程現(xiàn)狀分析

“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”作為一門食品科學(xué)與工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)，不僅能鞏固學(xué)生已學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且能讓學(xué)生學(xué)到基本的實(shí)驗(yàn)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[6]。但是受資金投入、實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置等因素影響，“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)效果還不理想，與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)尚有差距。以蚌埠學(xué)院“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)為例，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括水分活度的測定、果膠的提取和果醬的制備、食品的褐變、蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)測定等，且以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏設(shè)計(jì)性、探索性實(shí)驗(yàn)；從教學(xué)模式上看，實(shí)驗(yàn)課上主要以課前由實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備試劑和儀器、課堂教師先講授實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等，學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟按部就班做實(shí)驗(yàn)、課后學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種模式下往往會(huì)固化學(xué)生的思維、無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和探索新知識的動(dòng)力；而且從實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容來看，雖然要求學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但組內(nèi)甚至組間還存在個(gè)別的抄襲情況。這也最終導(dǎo)致學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科研能力無法提升，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不利于實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

2 慕課背景下的應(yīng)用型本科院?！笆称坊瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)方法已無法滿足新形勢下對于應(yīng)用型人才的需求，如何借助慕課的浪潮對“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)進(jìn)行改革和探索，是當(dāng)前各類本科院校關(guān)注的一個(gè)話題。在慕課大背景下，突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和地域限制，通過課前學(xué)生在線網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)及討論、課堂自主操作及師生互動(dòng)、課后完成報(bào)告及反饋的模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的能動(dòng)性和思考性。下面結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，提出幾點(diǎn)建議。

2.1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系

在滿足基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的前提下，教師應(yīng)改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，依據(jù)目前人才培養(yǎng)方案的要求，加大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例，來帶動(dòng)學(xué)生探索和創(chuàng)新的能力。將食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為3個(gè)梯度，可按5∶3∶2的比例來細(xì)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[7]?？蓪⒐z的提取、不同食品中水分活度測定、還原糖及蛋白質(zhì)含量測定、維C含量測定等實(shí)驗(yàn)設(shè)置為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)參照國家標(biāo)準(zhǔn)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論，鞏固學(xué)生對食品化學(xué)理論知識的掌握，培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)操作能力；將食品的褐變、蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)等列入探索性實(shí)驗(yàn)，目的在于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和獨(dú)立思考的能力，讓學(xué)生更深入了解和掌握食品加工過程中的動(dòng)態(tài)變化；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可結(jié)合當(dāng)前人們比較關(guān)注的食品安全問題，如市售蔬菜農(nóng)藥殘留、重金屬殘留量分析、食品中不同的營養(yǎng)成分及功能性成分檢測等，以此來調(diào)動(dòng)學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新思維能力。

2.2 結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)、構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

目前學(xué)校已建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，擁有54臺(tái)高配置電腦并全面向?qū)W生開放。在慕課背景下，應(yīng)用仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，可以讓學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將抽象的理論知識或者無法滿足條件的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以動(dòng)畫等形式呈現(xiàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、了解基本操作過程，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和趣味性。例如，氣相色譜儀、高效液相色譜儀、原子吸收分光光度計(jì)等大型精密儀器本身價(jià)格昂貴，對操作者素質(zhì)要求極高，操作步驟相對復(fù)雜繁瑣，在傳統(tǒng)教師講課的過程中幾乎都是教師進(jìn)行示范操作，而學(xué)生僅能作為“旁觀者”，很難掌握操作細(xì)節(jié)，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)預(yù)期效果。因此，通過仿真軟件，創(chuàng)建可視化的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，將大型精密儀器的使用整合到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)當(dāng)中，對“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)效果將有很大的促進(jìn)作用。

在線課程視頻共享資源是慕課的核心之一，其特點(diǎn)是“微視頻”，即慕課視頻每小節(jié)為10 min左右，雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是連續(xù)和系統(tǒng)的，但在視頻的制作過程中可以根據(jù)知識模塊之間的關(guān)系，采用分段式視頻錄制。例如，市售蔬菜中農(nóng)藥殘留量分析，可依據(jù)“前處理-進(jìn)樣-分離-檢測”分步驟錄制4個(gè)小節(jié)視頻，借助于仿真軟件技術(shù)、Flash動(dòng)畫模擬樣品中的有機(jī)物在氫火焰的作用下化學(xué)電離而形成離子流，并在毛細(xì)管色譜柱中進(jìn)行分離這一抽象過程直觀地展示出來。此外，還可以在每小節(jié)之間設(shè)定互動(dòng)討論、在線問題測試、學(xué)習(xí)反饋等環(huán)節(jié)，有助于教師更好地與學(xué)生互動(dòng)交流、把握學(xué)生的特點(diǎn)，更好地制定合適的教學(xué)計(jì)劃。

2.3 引導(dǎo)師生角色互變，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

在慕課教學(xué)模式中，是以“學(xué)生為主導(dǎo)”的教學(xué)；這就要求教師由“主演”變?yōu)椤皩?dǎo)演”，在實(shí)驗(yàn)前，預(yù)先告知實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅约皩?shí)驗(yàn)預(yù)期目標(biāo)，讓學(xué)生有的放矢，自行預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對不解之處先行查閱資料，待實(shí)驗(yàn)過程中分析驗(yàn)證，使學(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)過程中，成為實(shí)驗(yàn)的主演者。這就要求學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源課前網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸怼⑸婕暗降膬x器設(shè)備使用、注意事項(xiàng)等。這些原本由教師灌輸?shù)闹R已轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的自主學(xué)習(xí)，大大節(jié)約了課堂上教師的講授時(shí)間，為實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂提供了條件。教師可在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，依據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況，選擇性地講解一些重點(diǎn)難點(diǎn)問題，逐漸成為“旁觀者”“引導(dǎo)者”。例如，在食品的褐變實(shí)驗(yàn)中，可以提出以下問題：酶促褐變可以從幾個(gè)方面進(jìn)行控制，焦糖具有什么特性，使用時(shí)應(yīng)注意什么問題，不同糖類、不同氨基酸對美拉德反應(yīng)速度和香味產(chǎn)生有何影響等。通過與學(xué)生的互動(dòng)交流，掌握學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象的思考，更深層次上培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力。

2.4 建立合理的成績評定組成，鞏固學(xué)習(xí)效果

在傳統(tǒng)的“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式中，主要依據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和出勤情況，這種考核形式很難客觀地對學(xué)生進(jìn)行綜合評價(jià)。實(shí)驗(yàn)課程的評定組成應(yīng)包括預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、思考題、出勤率、課后的在線測評及學(xué)習(xí)反饋，依此對學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行綜合性考評。而慕課在為教師提供實(shí)時(shí)查看學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)、學(xué)生課后反饋情況的同時(shí)，也可以讓學(xué)生隨時(shí)查閱教師評價(jià)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)考核結(jié)果的公正、透明。不僅能促進(jìn)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，教師也可根據(jù)學(xué)生反饋情況，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)與安排。

3 結(jié)語

在慕課背景下，實(shí)施“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革，不僅僅是順應(yīng)當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展形式，更是全面培養(yǎng)應(yīng)用型人才的必由之路。慕課從真正意義上打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，借助網(wǎng)絡(luò)的開放式、互動(dòng)式學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給實(shí)驗(yàn)課堂注入新的活力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，加強(qiáng)了師生之間的無縫交流。目前，慕課在“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”中的應(yīng)用還處于起步階段，教師仍需不斷提高自身的能力，為慕課更好地形成一個(gè)完整的學(xué)生自主學(xué)習(xí)資源，除基本的視頻開發(fā)外，還需配套的慕課教學(xué)資源[7]。因此，只有將慕課與“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)有機(jī)融合起來，才能全面提升學(xué)生素質(zhì)，為應(yīng)用型本科院校應(yīng)用型人才的輸出提供幫助。