PBL+CTTM在食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

吳漢東，黃云坡，張玉科，王會(huì)*

錦州醫(yī)科大學(xué)食品與健康學(xué)院（錦州 121001）

食品科學(xué)與工程專業(yè)是一門綜合性學(xué)科，包涵課程多、內(nèi)容廣，具有一定的理論性和操作性，學(xué)生對(duì)知識(shí)和能力的掌握直接影響到我國(guó)食品工業(yè)發(fā)展。面對(duì)食品工業(yè)的挑戰(zhàn)，企業(yè)對(duì)人才需求標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，要求學(xué)生具備一定理論知識(shí)的同時(shí)，動(dòng)手能力還要強(qiáng)，能夠現(xiàn)場(chǎng)解決實(shí)際問題。目前，國(guó)內(nèi)大部分具有食品科學(xué)與工程專業(yè)的高校實(shí)踐教學(xué)通常采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以理論和驗(yàn)證性實(shí)踐為主，操作性不強(qiáng)，學(xué)生對(duì)實(shí)踐掌握不扎實(shí)，理論與實(shí)踐銜接不緊密。

基于問題教學(xué)法（problem-based learning，PBL）是以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式，是在教師的引導(dǎo)下，“以學(xué)生為中心，以問題為基礎(chǔ)”，采用小組討論的形式，學(xué)生圍繞問題獨(dú)立收集資料，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的教學(xué)模式[1]。案例式立體教學(xué)法（case three-dimensional teaching method，CTTM）是以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生的不同情況，結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，采用不同的案例式立體教學(xué)方法[2]。

根據(jù)食品工業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的學(xué)生是該專業(yè)的畢業(yè)要求之一，錦州醫(yī)科大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)方案采用的是“3+1”教學(xué)模式，即3年在校理論知識(shí)學(xué)習(xí)，1年校外實(shí)踐，其中1年校外實(shí)踐，首先要在校內(nèi)集中實(shí)訓(xùn)7周，然后再進(jìn)入到企業(yè)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取錦州醫(yī)科大學(xué)食品與健康學(xué)院2019級(jí)四年制食品科學(xué)與工程學(xué)專業(yè)的60名本科生為研究對(duì)象。

1.2 研究方法

隨機(jī)分為2組，分別為試驗(yàn)組和對(duì)照組，每組30人。

1.3 教學(xué)組織

試驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生均參加7周的集中實(shí)踐，包括肉品科學(xué)與技術(shù)、乳品科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)課程的實(shí)踐部分，一些驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)在平時(shí)授課過(guò)程中已經(jīng)完成，7周的實(shí)踐內(nèi)容主要包括原輔材料采購(gòu)、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制作、性能評(píng)價(jià)等，累計(jì)280學(xué)時(shí)。采用的教材全部是中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社出版的最新版教材。

1.3.1 試驗(yàn)組教學(xué)實(shí)施

采用PBL+CTTM的授課方式。

1.3.1.1 案例選取

試驗(yàn)組學(xué)生建立微信群，用于學(xué)習(xí)信息的推送，選取的案例是北京東方信息公司制造的虛擬仿真軟件，如“熏雞生產(chǎn)工藝仿真軟件”“皮蛋生產(chǎn)工藝仿真軟件”“切達(dá)干酪生產(chǎn)工藝仿真軟件”等，將仿真軟件學(xué)習(xí)的網(wǎng)址、用戶登錄賬號(hào)和密碼及其他學(xué)習(xí)材料發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)。

1.3.1.2 設(shè)計(jì)問題

教師根據(jù)教學(xué)大綱，圍繞實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，結(jié)合虛擬仿真軟件和7周實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，如“切達(dá)干酪生產(chǎn)工藝仿真軟件”中設(shè)計(jì)問題，例如工藝流程、技術(shù)要點(diǎn)、產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)等，要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)仿真軟件及其他學(xué)習(xí)材料，在材料中尋找答案。

1.3.1.3 組織討論

授課教師根據(jù)實(shí)踐內(nèi)容，將學(xué)生分5組，每組6人，以小組為單位指導(dǎo)學(xué)生對(duì)選取的案例進(jìn)行討論，如“切達(dá)干酪生產(chǎn)工藝仿真軟件”，討論內(nèi)容包括工藝流程、技術(shù)要點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)、產(chǎn)品性能、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、防產(chǎn)品缺陷方法等，學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的分析、討論、總結(jié)，使學(xué)生能夠熟練掌握切達(dá)干酪的操作。

1.3.1.4 實(shí)踐操作

教師根據(jù)學(xué)生的討論結(jié)果，帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室，分組進(jìn)行實(shí)踐項(xiàng)目的操作，如“切達(dá)干酪”的加工，由學(xué)生們自己負(fù)責(zé)原材料的采購(gòu)、制作、加工、質(zhì)量評(píng)價(jià)等，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)的問題給予啟發(fā)和引導(dǎo)，拓展學(xué)生們的思維，使學(xué)生們能夠獨(dú)立完成實(shí)踐項(xiàng)目。

1.3.1.5 點(diǎn)評(píng)總結(jié)

教師對(duì)授課內(nèi)容、學(xué)生討論情況，特別是學(xué)生操作過(guò)程或完成的成品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、總結(jié)，例如對(duì)學(xué)生們所做的“切達(dá)干酪”進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，根據(jù)色、香、味、型進(jìn)行分析、查擺不足、指出缺點(diǎn)、糾正錯(cuò)誤，形成標(biāo)準(zhǔn)化的流程，制作成圖文、視頻推送給學(xué)生。

1.3.2 對(duì)照組教學(xué)實(shí)施

對(duì)照組學(xué)生采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以教師為主體，教師在前面講，學(xué)生在下面聽，教師在前面操作示范，學(xué)生在下面學(xué)習(xí)，實(shí)踐完全在教師的主導(dǎo)下進(jìn)行。

1.4 成績(jī)分析

1.4.1 理論知識(shí)考試

從專業(yè)所屬課程的題庫(kù)中隨機(jī)抽取實(shí)踐技能考試試題，進(jìn)行實(shí)踐技能的理論考試。考試包括單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、論述題，滿分100分。

1.4.2 實(shí)踐技能考核

依據(jù)錦州醫(yī)科大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)大綱中實(shí)踐技能考核要求，由教師選取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以小組為單位進(jìn)行考核，對(duì)5組考核成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。

1.4.3 調(diào)查問卷

學(xué)生結(jié)束7周校內(nèi)實(shí)踐，由學(xué)校統(tǒng)一派到與學(xué)校簽到協(xié)議的企業(yè)進(jìn)行為期10個(gè)月的集中實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)結(jié)束后，向5家企業(yè)發(fā)放問卷，調(diào)查學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、參與企業(yè)管理能力、操作能力、解決問題能力。每個(gè)問題20分，共計(jì)100分，其中分為4個(gè)等級(jí)，16～20分表示明顯提高，11～15分表示提高，6～10分表示一般，0～5分表示沒有提高。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果

2.1 學(xué)生資料

學(xué)生為2019級(jí)學(xué)生，資料包括學(xué)生人數(shù)、性別、年齡。

2.2 學(xué)生理論知識(shí)和實(shí)踐能力考核成績(jī)

7周集中實(shí)踐后，理論與實(shí)踐技能分別進(jìn)行考試，結(jié)果見表1。

表1 學(xué)生性別、年齡、理論與技能成績(jī)比較

2.3 學(xué)生綜合能力反饋成績(jī)

學(xué)生經(jīng)過(guò)10個(gè)月企業(yè)實(shí)習(xí)，通過(guò)向5家企業(yè)發(fā)放調(diào)查問卷，對(duì)學(xué)生綜合能力進(jìn)行反饋，結(jié)果見表2。

表2 企業(yè)對(duì)兩組學(xué)生綜合能力反饋

3 討論

學(xué)生性別、年齡，其差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此忽略不計(jì)。

3.1 PBL+CTTM教學(xué)模式有助于提高學(xué)生成績(jī)

通過(guò)表1可知，試驗(yàn)組學(xué)生理論知識(shí)、實(shí)踐能力成績(jī)均優(yōu)于對(duì)照組學(xué)生，因此在食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)中試驗(yàn)組學(xué)生采用PBL+CTTM教學(xué)模式是非常必要的，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生操作技能，案例分析至關(guān)重要，通過(guò)使用仿真軟件將案例立體呈現(xiàn)，增加實(shí)習(xí)趣味性。教師圍繞重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)設(shè)計(jì)問題，對(duì)整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo)，從不同層面進(jìn)行啟發(fā)，豐富了學(xué)生的理論知識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新思維、批判性思維和臨床思維，最后教師將完整、正確的圖文、視頻推送給學(xué)生，便于學(xué)生了解、掌握和理解[3]。

3.2 PBL+CTTM有助于提高學(xué)生思維能力

表2研究結(jié)果顯示，采用PBL+CTTM授課模式，學(xué)生的思維能力均高于對(duì)照組，表明該授課模式加大了學(xué)生獨(dú)立思考的空間，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)更加積極、主動(dòng)，能夠真正融入其境，變被動(dòng)為主動(dòng)，通過(guò)企業(yè)實(shí)習(xí)，更加鍛煉了學(xué)生的思維能力，激發(fā)了思維的內(nèi)在動(dòng)力，不僅停留在教室里、課本上，學(xué)生還能夠主動(dòng)思維、主動(dòng)作為，解決了學(xué)生創(chuàng)新思維動(dòng)機(jī)問題，提高了學(xué)生實(shí)習(xí)的質(zhì)量。

3.3 PBL+CTTM有助于提高學(xué)生創(chuàng)新能力

采用PBL+CTTM授課模式，打破了學(xué)生實(shí)驗(yàn)室里傳統(tǒng)的角色定位，由受體變?yōu)橹黧w，讓學(xué)生體驗(yàn)到成為實(shí)踐主體的喜悅，通過(guò)在拓展學(xué)習(xí)的空間上改進(jìn)教學(xué)方法，利用仿真、討論、問答、實(shí)踐等手段，激發(fā)了創(chuàng)新的潛意識(shí)，激起了學(xué)生創(chuàng)新的浪花，啟迪了學(xué)生們的創(chuàng)造意識(shí)和求知欲望。通過(guò)采用PBL+CTTM授課及虛擬仿真，加大了學(xué)生自主實(shí)踐，角色地轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新被釋放出來(lái)，能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)參與，創(chuàng)新能力巨增。

3.4 PBL+CTTM有助于提高學(xué)生參與企業(yè)管理能力

表1顯示，試驗(yàn)組學(xué)生參與企業(yè)管理的興趣明顯上升，愿意為企業(yè)管理獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，提出一些合理化建議，能夠真正融入到企業(yè)，以企業(yè)為家，干一行，愛一行，扎實(shí)肯干，這與學(xué)校開展的思政課程教育密不可分，開展的工匠精神緊密相連，與以學(xué)生為主體，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性教育模式緊密相連，因此開展PBL+CTTM模式是切實(shí)可行的。

3.5 PBL+CTTM有助于提高學(xué)生操作能力

PBL+CTTM授課，營(yíng)造了學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，打破了學(xué)生的思維定式，在授課過(guò)程中，通過(guò)仿真軟件觀摩，7周實(shí)訓(xùn)的具體操作，學(xué)生掌握解決問題的方法。通過(guò)表1可知，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后，對(duì)于配方設(shè)計(jì)、工藝控制、儀器設(shè)備操作，與企業(yè)員工相比有一定差距，但是與對(duì)照組相比，操作能力明顯提高。

3.6 PBL+CTTM有助于提高學(xué)生解決問題能力

PBL+CTTM以學(xué)生為中心、以項(xiàng)目問題為導(dǎo)向，通過(guò)小組討論查閱文獻(xiàn)，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)造思維及發(fā)散性思維，激發(fā)學(xué)生想象力，提高了學(xué)生自信程度和參與水平，學(xué)生能夠較好地掌握知識(shí)。通過(guò)表1可知，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)訓(xùn)，對(duì)于儀器設(shè)備維修、工藝參數(shù)設(shè)定、產(chǎn)品質(zhì)量分析、工藝流程設(shè)整，學(xué)生都能主動(dòng)參與，協(xié)助解決，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用PBL+CTTM教學(xué)模式，增強(qiáng)了學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作能力和思維能力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法中學(xué)生死記硬背和簡(jiǎn)單獲取知識(shí)的不足，有效地提高了學(xué)生的綜合能力，能夠與社會(huì)有效銜接，滿足企業(yè)的技術(shù)需求。因此，在食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐中開展PBL+CTTM教學(xué)模式非常必要，能夠?yàn)樯鐣?huì)培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才。