食品保藏課程群雙螺旋教學(xué)模式創(chuàng)新與探索

羅自生，葉興乾，王 蕾，劉東紅，李 莉

（浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院, 浙江杭州 310058）

食品保藏技術(shù)是食品科學(xué)與工程專業(yè)授課核心內(nèi)容[1]，主要涵蓋了食品加工和食品保鮮兩個(gè)重要方面，涉及多學(xué)科、多專業(yè)的知識(shí)交叉互融，具有邏輯性、多元性和綜合性的特點(diǎn)[2]。浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院下設(shè)的食品科學(xué)與工程本科教學(xué)中，食品保藏技術(shù)以課程群教學(xué)方式開展，課程群包含食品安全保藏導(dǎo)論、果蔬采后生理學(xué)、果蔬加工工藝學(xué)、食品貯藏與加工實(shí)習(xí)和食品生產(chǎn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐勞動(dòng)6門食品保藏相關(guān)課程，總計(jì)11.5學(xué)分，是食品科學(xué)與工程類專業(yè)本科教學(xué)的重要組成部分。

課程群的建設(shè)探索由于涉及課程數(shù)目較多、知識(shí)結(jié)構(gòu)龐大，相比單門課程更有調(diào)整難度。目前，國(guó)內(nèi)有一些學(xué)者在課程群的教學(xué)方法、教學(xué)規(guī)律等方面開展了不同程度的探索[3-4]。就食品保藏學(xué)而言，以往食品保藏課程群中課程之間是以“直線式”鏈接的，即將不同課程教學(xué)內(nèi)容按照邏輯體系組織，前后不會(huì)有重復(fù)。“直線式”課程的優(yōu)點(diǎn)在于可以有效避免不同課程間教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)，避免知識(shí)體系臃腫[5]。但也存在一些問(wèn)題：課程群內(nèi)不同課程之間銜接松散，彼此孤立；其次，課程教學(xué)不能與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展有效結(jié)合；此外，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。就此，本文提出雙螺旋的教學(xué)模式來(lái)組織課程群教學(xué)，充分考慮學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，由淺入深、循序漸進(jìn)，以提高教學(xué)質(zhì)量。該方法在近年的教學(xué)實(shí)踐中已經(jīng)取得較好的效果。

1 布魯納螺旋式教學(xué)

螺旋式教學(xué)是由美國(guó)著名心理學(xué)家、教育學(xué)家布魯納（J.S.Bruner）在著作《教育過(guò)程》中提出的一種突破傳統(tǒng)的新興教學(xué)方式[6]。螺旋式教學(xué)是指根據(jù)學(xué)生心理和認(rèn)知能力的發(fā)展，將教學(xué)內(nèi)容在不同學(xué)習(xí)階段以反復(fù)多層次方式呈現(xiàn)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由具體到抽象，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)“螺旋式上升”推進(jìn)教學(xué)進(jìn)度，不斷鞏固和拓展教學(xué)內(nèi)容。這種教學(xué)方式有助于促使教師和學(xué)生產(chǎn)生共鳴，使教學(xué)課堂更為生動(dòng)活潑。

1.1 螺旋式教學(xué)的目標(biāo)

教學(xué)是教師和學(xué)生之間通過(guò)課堂進(jìn)行互動(dòng)的一個(gè)過(guò)程，其主要目的在于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)特定知識(shí)和技能，塑造學(xué)生人格。螺旋式教學(xué)的目標(biāo)是將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生認(rèn)知發(fā)展相結(jié)合，加強(qiáng)師生共鳴，在循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生人格發(fā)展[5]。

1.2 螺旋式教學(xué)的特點(diǎn)

螺旋式教學(xué)具有循序漸進(jìn)性、心理邏輯性、教學(xué)反復(fù)性和教學(xué)趣味性[5]。螺旋式教學(xué)遵循循序漸進(jìn)推進(jìn)教學(xué)，將學(xué)生的心理發(fā)展和學(xué)科邏輯相結(jié)合，能夠滿足該階段學(xué)生心理發(fā)展的訴求，在傳授知識(shí)的同時(shí)，能夠幫助學(xué)生樹立良好的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。同時(shí)，由于教學(xué)內(nèi)容在不同階段不斷重復(fù)，螺旋式教學(xué)具有鮮明反復(fù)性，幫助學(xué)生不斷鞏固舊知識(shí)和加深理解。此外，螺旋式教學(xué)最大程度地考慮到了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，從而容易使得學(xué)生與老師產(chǎn)生共鳴，提高學(xué)生積極主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味性。

1.3 螺旋式教學(xué)的應(yīng)用

近年來(lái)，螺旋式教學(xué)不斷被應(yīng)用于不同學(xué)科、不同階段的各個(gè)方面[7-10]，其應(yīng)用成效也被不斷研討，主要涉及螺旋式教學(xué)方法、螺旋式教學(xué)課程、螺旋式教學(xué)模式。螺旋式教學(xué)方法是指由淺入深，不斷重復(fù)，來(lái)推進(jìn)教學(xué)；螺旋式教學(xué)課程是指在學(xué)科的課程組織上，將學(xué)科邏輯與學(xué)生認(rèn)知發(fā)展相結(jié)合，在不同學(xué)習(xí)階段重復(fù)；螺旋式教學(xué)模式根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，將原有的專業(yè)教學(xué)體系拆分重組。

2 雙螺旋教學(xué)模式創(chuàng)新

螺旋式教學(xué)有助于不斷鞏固舊知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建和螺旋上升。但是對(duì)于由多門課程教學(xué)而言，不同課程間的單純重復(fù)往往會(huì)造成教學(xué)體系臃腫，課程教學(xué)重點(diǎn)不明。不同課程之間還需要有效的銜接。課程組在布魯納螺旋式教學(xué)理論的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性提出“雙螺旋教學(xué)模式”，并在近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐中，取得了良好的教學(xué)效果。

2.1 雙螺旋的雙鏈組成

為適應(yīng)我國(guó)高等教學(xué)通識(shí)課程快速發(fā)展和食育課程的需要，課程組依據(jù)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家食品學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容和教育體系，采用美國(guó)食品科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)（Institute of Food Technologists，IFT）標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)根據(jù)前期對(duì)多屆畢業(yè)生食品保藏課程群跟蹤調(diào)查的基礎(chǔ)上，構(gòu)建和實(shí)施了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的食品保藏課程群。課程群組成和整體結(jié)構(gòu)如下：《食品安全保藏導(dǎo)論》為全校性通識(shí)課程，《果蔬采后生理學(xué)》為個(gè)性化專業(yè)課程，《果蔬保鮮工程》和《果蔬加工工藝學(xué)》為專業(yè)必修課程，《食品貯藏與加工實(shí)習(xí)》和《食品工藝學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》為實(shí)踐性必修課程，形成了由淺入深的“課程鏈”。

結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展新科技和新業(yè)態(tài)，采用“獼猴桃減振包裝設(shè)計(jì)”、“精準(zhǔn)蓄冷劑開發(fā)”、“草莓活性包裝”等探究主題，構(gòu)建循序漸進(jìn)的“主題鏈”。課堂研討主題分為“自定主題”和“規(guī)定主題”兩種方式，在課程進(jìn)行當(dāng)中有意識(shí)地給學(xué)生們?cè)O(shè)置一些思考題，教師在關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)疑，倡導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主或者合作解決問(wèn)題。學(xué)生可以在課堂上研討自己感興趣的“自定主題”；也可以選擇教師提出的“規(guī)定主題”，教師提前布置學(xué)生上講堂的“規(guī)定主題”課后作業(yè)，要求學(xué)生提前把PPT做好，發(fā)給老師，修改后發(fā)回學(xué)生本人。“規(guī)定主題”主要是根據(jù)食品保藏科技的最新進(jìn)展和教學(xué)組獲得的國(guó)家和省部級(jí)課題，課程設(shè)計(jì)了“運(yùn)輸振動(dòng)”、“活性包裝”、“3D打印”、“生物保鮮”、“蓄冷劑”、“熱激處理”、“御冷技術(shù)”、“被膜技術(shù)”、“負(fù)壓保鮮”和“微型冷庫(kù)”等相對(duì)獨(dú)立又互相關(guān)聯(lián)的研討主題。

2.2 雙螺旋的銜接方式

課程鏈與主題鏈間通過(guò)知識(shí)點(diǎn)和實(shí)踐點(diǎn)鏈接形成“配對(duì)堿基”，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)銜接和螺旋上升。如圍繞“運(yùn)輸振動(dòng)”主題的新鮮楊梅水果物流銷售，在《果蔬采后生理學(xué)》課程給學(xué)生“果蔬運(yùn)輸振動(dòng)生物學(xué)應(yīng)激生理”研討主題，每3～4人成立一個(gè)小組，讓學(xué)生從含羞草受到外力觸碰會(huì)閉合典型生理反應(yīng)開始，自主收集植物受到外界機(jī)械力觸發(fā)的生物學(xué)反應(yīng)資料，制作課題研討的PPT材料。在《果蔬保鮮工程》課程則設(shè)計(jì)了與之關(guān)聯(lián)的“楊梅運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)”教學(xué)主題，學(xué)生要從楊梅果實(shí)質(zhì)構(gòu)的生物學(xué)特性、包裝材料的保溫和機(jī)械緩沖特性、包裝設(shè)計(jì)的美觀特性、商家的利潤(rùn)空間和消費(fèi)者接受性等生物學(xué)、美學(xué)和社會(huì)心理學(xué)等多角度在課堂上研討；并進(jìn)一步延伸到《食品貯藏與加工教學(xué)實(shí)習(xí)》課程，讓部分學(xué)生到相關(guān)公司產(chǎn)業(yè)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行教學(xué)實(shí)習(xí)，課程實(shí)習(xí)主題圍繞“楊梅節(jié)能蓄冷物流包裝箱設(shè)計(jì)和制作”，學(xué)生要在之前課程專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從食品包裝材料的安全性、機(jī)械力學(xué)特性、加工塑型特性和環(huán)保特性等著手設(shè)計(jì)和制作。

2.3 雙螺旋教學(xué)模式的效果

在雙螺旋教學(xué)組織模式中，以研討主題的形式打破了不同課程的邊界，極大地發(fā)揮了學(xué)生在課堂中的主動(dòng)性，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，課程間教學(xué)內(nèi)容通過(guò)不同主題有機(jī)銜接實(shí)現(xiàn)螺旋上升，促進(jìn)課程群內(nèi)涵式微循環(huán)，有助于課程間及時(shí)反饋提升課程質(zhì)量，從2017～2020年，學(xué)生對(duì)課程滿意度從91%上升至98%。近五年來(lái)，共計(jì)106人次通過(guò)課程群的自主探究主題上，進(jìn)一步深入創(chuàng)新，最終獲得“全國(guó)大學(xué)生畜產(chǎn)品創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”、“杜邦營(yíng)養(yǎng)與健康兩岸學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)賽”、“李錦記杯學(xué)生創(chuàng)新大賽”、“康師傅食品安全科普創(chuàng)新大賽”等48項(xiàng)各類獎(jiǎng)項(xiàng)。學(xué)生以第一作者身份發(fā)表食品保藏相關(guān)學(xué)術(shù)論文56篇，其中SCI收錄42篇，ESI高被引論文2篇。不僅學(xué)生留學(xué)深造率顯著提高，而且有6人進(jìn)入哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、康奈爾大學(xué)等國(guó)際頂尖大學(xué)深造。

3 改進(jìn)后出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方式

3.1 教師工作量增加

雙螺旋教學(xué)模式改革需要將食品保藏課程群中6門課程的教學(xué)內(nèi)容，整體打破，然后根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行重新組合設(shè)計(jì)，需要兼顧課程內(nèi)容的整體性和連貫性。不同課程還需要考慮與其他課程之間的關(guān)系，體現(xiàn)課程群教學(xué)的縱橫聯(lián)系。因此，課程組在課程設(shè)計(jì)中需要多門課程的教師共同商討，打破原有教學(xué)體系重新制定，同時(shí)及時(shí)在各個(gè)環(huán)節(jié)更新科技前沿和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)，加大了教師原本的工作量。此外，研討主題的進(jìn)行將課程由課堂延伸到了課外，學(xué)生在課外時(shí)間也常常需要尋求教師幫助，需要教師答疑解惑，延長(zhǎng)了教師的授課時(shí)間。這種工作投入的大幅度增加會(huì)造成教師工作壓力的增加，尤其是對(duì)于一些科研壓力較大的青年教師。為提高教師的教學(xué)積極性，首先需要加強(qiáng)教師隊(duì)伍的思想建設(shè)，激發(fā)教師的教育情懷和教育理想；其次需要學(xué)科建立健全相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，促進(jìn)教師在科研和教學(xué)上的投入平衡；然后可以通過(guò)一定津貼補(bǔ)助招募助教，分擔(dān)教學(xué)過(guò)程中的輔助工作，如儀器使用、結(jié)果匯總整理等任務(wù)，緩解教學(xué)壓力。

3.2 教學(xué)平臺(tái)需求緊迫

雙螺旋教學(xué)的主題鏈設(shè)計(jì)十分強(qiáng)調(diào)課程學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)系，在充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，促使學(xué)生在實(shí)踐中加深鞏固知識(shí)，了解本學(xué)科的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用范圍。在學(xué)生的自主調(diào)查、自主科研、自主實(shí)踐過(guò)程中，對(duì)于課程教學(xué)的信息檢索平臺(tái)、科研創(chuàng)新平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)有著極大的需求。在信息檢索平臺(tái)方面，我校配備了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)資源，為學(xué)生的信息檢索提供了有力支持。在科研創(chuàng)新平臺(tái)方面，所在學(xué)科積極搭建食品學(xué)科大型儀器共享平臺(tái)，供本科生創(chuàng)新科研使用[11]。在產(chǎn)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)方面，教學(xué)團(tuán)隊(duì)充分調(diào)動(dòng)校友資源和社會(huì)資源，與多家食品產(chǎn)業(yè)公司簽訂了合作協(xié)議，搭建了本科生教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)，為學(xué)生的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐提供了有力支持。

3.3 教學(xué)物資消耗劇增

在雙螺旋推進(jìn)中，知識(shí)點(diǎn)和實(shí)踐點(diǎn)的鏈接需要學(xué)生為主體，自主設(shè)計(jì)。不同組別由于研討主題不同，所需實(shí)驗(yàn)材料各不相同，而且由于學(xué)生進(jìn)行的是創(chuàng)新型探究，操作失誤或者設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的損失比較普遍，教學(xué)物資的消耗量大幅度增加[12]。目前，學(xué)校對(duì)于開設(shè)實(shí)驗(yàn)的課程，尤其是具有探究性實(shí)驗(yàn)的課程提供了經(jīng)費(fèi)支持，基本能保證課程的順利開展。

4 結(jié)語(yǔ)

在本科教育中課程群作為同類課程的集合體，其教學(xué)模式的改進(jìn)一直備受關(guān)注。雙螺旋教學(xué)模式是在布魯納螺旋式教學(xué)基礎(chǔ)上創(chuàng)新的一種課程群教學(xué)開展模式，其在遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的基礎(chǔ)上，以課程鏈和主題鏈構(gòu)成雙螺旋，實(shí)現(xiàn)了課程群不同課程間的有機(jī)銜接和循序漸進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生能力同步的“螺旋上升”。食品保藏課程群雙螺旋教學(xué)組織模式改革有效促進(jìn)了教學(xué)過(guò)程中學(xué)生與老師的共鳴，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，顯著提升了課程群的教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，也讓學(xué)生逐步了解到本專業(yè)的應(yīng)用范圍和潛力。食品保藏課程群雙螺旋教學(xué)模式創(chuàng)新，為我國(guó)食品科學(xué)與工程本科專業(yè)的課程群改革開辟了一條新途徑。