基于工程教育理念的食品生物化學(xué)課程教學(xué)改革與實踐*

佀勝利，吳超群，彭 舒，胡秀虹，周 敏

(凱里學(xué)院大健康學(xué)院，貴州 凱里 556011)

“新工科”是我國高等教育主動應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn)，持續(xù)深化工程教育改革的重大舉措[1]?！靶鹿た啤备拍畹奶岢龊汀皬?fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”的發(fā)布，為我國開展新工科建設(shè)和工程教育改革探索提供了基本范式和行動遵循[2]。2016年6月，我國正式加入《華盛頓協(xié)議》，實現(xiàn)了我國工程教育專業(yè)認(rèn)證和工程技術(shù)人員職業(yè)資格認(rèn)證的國際互認(rèn)[3]。工程教育認(rèn)證是對工科專業(yè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)的合格性評價體系，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，以師資隊伍和支持條件為基本保障，以課程體系的有效實施實現(xiàn)途徑，形成了以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進的三大理念[4]。這一工程教育理念不僅適用于指導(dǎo)工程類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)凝練、畢業(yè)要求修訂和課程體系建設(shè)，同時也是課程建設(shè)與教學(xué)改革的首要原則與出發(fā)點。

食品生物化學(xué)具有理論性強、內(nèi)容范圍廣泛、內(nèi)容邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的特點，是食品專業(yè)課程體系的重要組成部分[5]。與工程類課程不同，食品生物化學(xué)課程強調(diào)生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能與相互轉(zhuǎn)化過程，在教學(xué)過程中，運用新工科教育理念從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式上對課程教學(xué)進行優(yōu)化完善，有力支撐食品科學(xué)與工程專業(yè)進行工程教育認(rèn)證，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 明確教學(xué)目標(biāo)，突出育人導(dǎo)向

根據(jù)食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求指標(biāo)點與食品生物化學(xué)課程的對應(yīng)關(guān)系，結(jié)合課程內(nèi)容體系調(diào)整[6]、課程特色提煉和教學(xué)規(guī)律認(rèn)知，將課程目標(biāo)設(shè)置為知識認(rèn)知目標(biāo)、能力方法目標(biāo)與情感價值目標(biāo)，從知識傳授、能力培養(yǎng)與情感價值培育三個維度塑造學(xué)生的綜合素質(zhì)。其中，知識認(rèn)知目標(biāo)主要從課程內(nèi)容體系出發(fā)，明確對各章節(jié)基本知識點的掌握程度，形成食品生物化學(xué)課程內(nèi)容體系的知識認(rèn)知，并將各知識點的邏輯關(guān)系梳理成知識網(wǎng)絡(luò)；能力方法目標(biāo)主要從科學(xué)思維、工程思維和方法論的角度，將理論知識學(xué)習(xí)與實驗實踐相結(jié)合，通過食品專業(yè)實踐案例在課程中的應(yīng)用，提升理解、分析和解決復(fù)雜工程問題的能力；情感價值目標(biāo)主要從科學(xué)精神與職業(yè)素養(yǎng)層面，強化科學(xué)態(tài)度與職業(yè)道德意識培養(yǎng)，體現(xiàn)人才培養(yǎng)過程中課程育人的理念。同時，在制定課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，進一步將目標(biāo)分解到各章節(jié)和課次。以課程目標(biāo)為錨點，通過課程設(shè)計、課程教學(xué)、課程考核來確保課程成果的形成和課程目標(biāo)的達(dá)成，推動食品專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提高，提升課程育人功能。

2 實施模塊化教學(xué)，突出教學(xué)內(nèi)容體系完整性

根據(jù)食品生物化學(xué)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)及其邏輯關(guān)系，將食品生物化學(xué)劃分為四個模塊：結(jié)構(gòu)生物化學(xué)、代謝生物化學(xué)、分子生物學(xué)基礎(chǔ)、食品中的生物化學(xué)。根據(jù)不同模塊的內(nèi)容特點，選擇不同的教學(xué)策略：結(jié)構(gòu)生物化學(xué)模塊突出生物分子所具有官能團與理化性質(zhì)的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、不同分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異與分離純化方法的關(guān)系；代謝生物化學(xué)模塊強調(diào)物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化途徑及重要中間物質(zhì)、能量代謝及代謝調(diào)控等內(nèi)容；分子生物學(xué)基礎(chǔ)模塊重點講授遺傳信息轉(zhuǎn)化的基本概念與過程，從基本原理和在食品領(lǐng)域的應(yīng)用角度進行分子生物學(xué)技術(shù)的介紹與拓展；食品中的生物化學(xué)模塊將前三個模塊內(nèi)容與食品工業(yè)相結(jié)合，融合食品工業(yè)相關(guān)案例，對食品的生物化學(xué)本質(zhì)、食品加工中的生物化學(xué)變化和生物化學(xué)技術(shù)在食品中的應(yīng)用進行講授，將生物化學(xué)的知識性與食品工業(yè)的應(yīng)用性相結(jié)合。課程模塊化設(shè)置既體現(xiàn)了課程體系的內(nèi)部關(guān)系，也將工程思維的模塊化概念融入教學(xué)理念，實現(xiàn)科學(xué)思維與工程思維的同步培養(yǎng)。

3 改革教學(xué)模式，實現(xiàn)“教”“學(xué)”互促

3.1 依托網(wǎng)絡(luò)手段，打造云學(xué)習(xí)平臺

食品生物化學(xué)課程開設(shè)以來，不斷完善網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的建設(shè)，經(jīng)過4輪教學(xué)累積，依托凱里學(xué)院THEOL網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺，初步建成課程云學(xué)習(xí)平臺。學(xué)習(xí)平臺既有課程介紹、課程教學(xué)大綱、教學(xué)進度計劃、教案等教學(xué)基本材料，也包括自建教學(xué)資源與教學(xué)材料。目前，云平臺共提供各節(jié)次教學(xué)的預(yù)習(xí)材料、往年教學(xué)課件和學(xué)習(xí)要點，并設(shè)置一定的課下作業(yè)、在線測試題、配套復(fù)習(xí)題等進行教學(xué)效果檢測，結(jié)合課程學(xué)習(xí)需要提供一定的擴展學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生可以登錄校內(nèi)教育教學(xué)平臺或手機下載優(yōu)慕課APP參與教學(xué)活動和自主學(xué)習(xí)，通過查看教學(xué)課件和擴展學(xué)習(xí)資料實現(xiàn)課程復(fù)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)，通過參與學(xué)習(xí)討論進行課程預(yù)習(xí)和知識答疑，通過課程復(fù)習(xí)題和在線測試進行知識學(xué)習(xí)鞏固。云學(xué)習(xí)平臺的建成，使學(xué)生自由安排時間參與課前教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)習(xí)效率和課堂教學(xué)效果。

3.2 以課程目標(biāo)為導(dǎo)向，實施線上線下混合式教學(xué)

食品生物化學(xué)課程需以生物化學(xué)課程體系為主線，同時兼顧食品專業(yè)特色，在課程課時壓縮背景下，僅利用課堂教學(xué)時間完成各知識點的講授，往往需要刪減教學(xué)內(nèi)容或壓縮各知識點的時間配額，這兩種方式都會影響課程知識體系的完整性和教學(xué)效果。云學(xué)習(xí)平臺的建成，為開展線上線下混合式教學(xué)、進一步豐富教學(xué)形式提供了可能。

以云學(xué)習(xí)平臺為線上學(xué)習(xí)平臺，以課程目標(biāo)和各課次的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成為出發(fā)點，做好課程設(shè)計：課前，將學(xué)習(xí)內(nèi)容提前推送給學(xué)生，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)，并設(shè)置練習(xí)題來檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；課中，通過收集學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋，制定課堂教學(xué)策略，包括針對性進行集中答疑、組織學(xué)習(xí)討論、結(jié)合案例分析進行知識融入和拓展等；課后，以教學(xué)重難點為主要考查內(nèi)容，安排鞏固練習(xí)與作業(yè)，落實好教學(xué)目標(biāo)的最終達(dá)成。線上線下混合式教學(xué)的開展，既有效緩解了課時不足帶來的壓力，也能夠培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的自我學(xué)習(xí)與總結(jié)歸納能力，使線下課堂有充足的時間進行教學(xué)改革和學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)與提升。

3.3 運用信息化教學(xué)工具，提升課堂教學(xué)質(zhì)量

疫情發(fā)生以來，在線教學(xué)得到了前所未有的廣泛應(yīng)用，智慧化、信息化教學(xué)工具相繼推出，革新了課堂互動模式。信息化教學(xué)手段在課堂教學(xué)中的運用為復(fù)盤教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量提供了有效工具。學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)與雨課堂平臺實現(xiàn)了課程及師生信息的實時更新，食品生物化學(xué)采取雨課堂(+微信)進行課堂輔助教學(xué)也已完成2輪課程教學(xué)。在使用雨課堂進行課堂教學(xué)過程中，通過課堂簽到、隨堂答題實時記錄課堂教學(xué)過程，根據(jù)學(xué)生在線答題情況能夠及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)中薄弱點并及時答疑和鞏固；通過隨機點名、發(fā)送彈幕功能活躍課堂氣氛，調(diào)動學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性。雨課堂的使用，使教學(xué)互動形式更加靈活多樣，學(xué)習(xí)效果的實時反饋渠道更加順暢，學(xué)生參與課堂活動的積極性進一步提高。同時，雨課堂輔助教學(xué)起到了網(wǎng)絡(luò)留痕的作用，教師還可以通過課程后臺查看預(yù)習(xí)或拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)進度、學(xué)生課堂參與情況、課堂練習(xí)完成質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，對教學(xué)內(nèi)容掌握程度進行評價和分析，為下一步課程教學(xué)設(shè)計提供參考和依據(jù)。同時，教學(xué)過程中在雨課堂產(chǎn)生的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)也是進行過程性考核和計算課程目標(biāo)達(dá)成情況的重要數(shù)據(jù)來源。

3.4 實施案例教學(xué)，強化綜合素質(zhì)培養(yǎng)

在實施線上線下混合式教學(xué)的過程中，在線上自學(xué)、線上預(yù)習(xí)和課堂教學(xué)等環(huán)節(jié)引入案例進行分析討論和教學(xué)，強化學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。在緒論部分，通過介紹我國首次人工合成牛胰島素和吳憲教授的案例，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和對科學(xué)精神的追求，將課程思政元素融入課程教學(xué)，且在蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定和蛋白質(zhì)生物合成時仍可以繼續(xù)作為教學(xué)案例；在蛋白質(zhì)變性內(nèi)容預(yù)習(xí)時，設(shè)置“熟雞蛋可以變生嗎”的案例分析，通過引發(fā)學(xué)生的好奇心，加深對蛋白質(zhì)變性和復(fù)性知識的理解，并通過查閱“熟雞蛋變生”實驗內(nèi)容了解科技前沿內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成用科學(xué)思維理解、思考和解決問題的習(xí)慣；在脂類物質(zhì)部分，組織學(xué)生查找關(guān)于地溝油的資料，從地溝油處理過程、作為食用油的危害和地溝油的應(yīng)用領(lǐng)域進行歸納總結(jié)，加強職業(yè)道德教育和環(huán)境保護意識；在學(xué)習(xí)生物大分子的分離提取時，安排學(xué)生查閱資料對不同生物分子的分離提取方法并用流程圖的方式進行總結(jié)歸納，同時要求對其基本原理進行解釋，達(dá)到工程思維和科學(xué)思維培養(yǎng)的有效結(jié)合；在物質(zhì)代謝學(xué)習(xí)時，結(jié)合動植物原料制作食品過程中的物質(zhì)變化過程進行知識融合，突出教學(xué)內(nèi)容的食品特色。學(xué)生通過課程自學(xué)、課程預(yù)習(xí)、資料查找與整理、課堂演示與陳述，自我學(xué)習(xí)能力、資料整合能力、文字與口頭表達(dá)能力都能夠得到一定地鍛煉，綜合素質(zhì)有效增強。

3.5 更新教學(xué)理念，突出學(xué)生中心地位

通過構(gòu)建云學(xué)習(xí)平臺和使用信息化教學(xué)手段，讓學(xué)生能夠自由選擇學(xué)習(xí)時間、地點和進度，根據(jù)個人情況自主安排學(xué)習(xí)過程，為學(xué)生自主化、個性化學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)條件。教學(xué)過程中改變以教師講授為主的教學(xué)方式，結(jié)合教學(xué)模塊特點，科學(xué)設(shè)置課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，通過探究式教學(xué)、項目式教學(xué)、討論式教學(xué)等教學(xué)方式的開展，由老師提出問題或主題，學(xué)生結(jié)合課程知識點進行知識的學(xué)習(xí)和運用，充分調(diào)動學(xué)生參與課程教學(xué)的積極性，由師生共同完成知識學(xué)習(xí)過程，以學(xué)生為中心開展知識學(xué)習(xí)與強化，將課堂教學(xué)真正變成教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”的有效融合和互相促進[7]。

4 完善考核方式，推動課程持續(xù)改進

根據(jù)食品生物化學(xué)課程對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐程度，對課程考核進行完善和改進。通過調(diào)整過程性考核的權(quán)重，突出對教學(xué)全過程的考核，綜合評定學(xué)生的課程表現(xiàn)。結(jié)合教學(xué)改進、豐富過程性考核形式，將網(wǎng)絡(luò)平臺使用情況、雨課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)討論參與情況作為重要的評價依據(jù)，強化對學(xué)習(xí)能力、課程參與的考察。期末考試題型上，通過多種題型考查學(xué)生的知識掌握水平，同時增加簡答、論述、分析等主觀題的數(shù)量和種類，考察學(xué)生對相關(guān)知識點的掌握和運用能力；期末考試內(nèi)容上，既有理論知識學(xué)習(xí)檢驗的基礎(chǔ)性考核內(nèi)容，也設(shè)置一定的基于課程理論的應(yīng)用分析等能力提升型考核內(nèi)容。課程結(jié)束后，通過對期末考試試卷得分和總評成績分布情況進行課程質(zhì)量分析和達(dá)成度分析，找出課程目標(biāo)達(dá)成中的不足，進一步總結(jié)課程教學(xué)中的短板，分析和探討下一步改善、提高的方法途徑，從課程設(shè)計、教學(xué)安排、課程考核等方面加強完善。以課程目標(biāo)達(dá)成情況為評價指標(biāo)，強調(diào)教學(xué)成果導(dǎo)向作用，以學(xué)生為中心，推動課程持續(xù)改進，逐步提升課程質(zhì)量。

5 結(jié)語

食品生物化學(xué)課程是是食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生最早接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。我們從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等方面加強食品生物化學(xué)課程建設(shè)，按照以學(xué)生為中心、以目標(biāo)為導(dǎo)向、持續(xù)改進的工程教育理念，運用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、信息化教學(xué)工具，開展線上線下混合式教學(xué)，將科學(xué)思維、工程思維、職業(yè)教育、課程思政等融合于教學(xué)過程，通過課程設(shè)計與教學(xué)實踐探索工程教育理念在課程教學(xué)中的應(yīng)用途徑，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合課程內(nèi)容對復(fù)雜食品工程問題進行合理分析并形成基本的工程概念，為后續(xù)工程類課程的學(xué)習(xí)夯實理論知識和實踐基礎(chǔ)。