基于培育大創(chuàng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)探索

龔 勛,于志海,劉曉柱,劉曉輝,唐維媛,黃名正,張 飛

(貴州理工學(xué)院食品藥品制造工程學(xué)院,貴州 貴陽 550003)

0 引言

“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”是當(dāng)今高等教育的大背景,“新工科”是我國高等工程教育的主題。在當(dāng)前的背景和主題下,如何將雙創(chuàng)與新工科理念融入到“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)改革中去,是擺在應(yīng)用型地方高校實(shí)踐課程建設(shè)與改革面前的重要研究課題[1]。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在許多高校還沒有完全融入到人才培養(yǎng)的全過程中,如何將雙創(chuàng)與專業(yè)實(shí)踐教學(xué)融為一體,或?qū)㈦p創(chuàng)作為學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的一部分,尚缺乏教學(xué)上系統(tǒng)的整合[2]。高校專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革已經(jīng)成為加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要手段。本次教改通過將大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目與食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系進(jìn)行整合,為雙創(chuàng)教育與專業(yè)實(shí)踐教育的深度融合及培養(yǎng)新工科人才提供新的思路。

1 教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,理論導(dǎo)向到項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”是釀酒工程專業(yè)一門非常重要的學(xué)科專業(yè)平臺(tái)課程,也是釀酒工程專業(yè)頂石課程的基石課程之一[3]。食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)是食品化學(xué)課程重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié),通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生對食品化學(xué)理論知識(shí)得到鞏固與加深理解,同時(shí)提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和分析解決問題的能力,為今后從事食品相關(guān)行業(yè)的技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)管理、分析檢測等夯實(shí)基礎(chǔ)。但長期以來,該門課程的教學(xué)偏向于驗(yàn)證理論知識(shí)和學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技術(shù),在教學(xué)內(nèi)容上綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占比不合理,忽視了學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng),無法適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。通過對食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行分解,可以分為課前預(yù)習(xí)、課中講解和操作、課后撰寫報(bào)告這3個(gè)部分。這種教學(xué)模式雖然可以通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加深對基本理論的理解,在一定程度上訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能,但存在著學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主性較差的常態(tài)現(xiàn)象,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程沒有認(rèn)真深入的思考和應(yīng)用,在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫上,只是完成了簡單的記錄與計(jì)算,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與總結(jié)往往存在著“淺嘗輒止”或“文不對題”的現(xiàn)象。因此,理論導(dǎo)向的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和培養(yǎng)其創(chuàng)新能力的教學(xué)效果上差強(qiáng)人意。

改革后的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)內(nèi)容安排上加大了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重,在教學(xué)模式上通過將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與大創(chuàng)項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)聯(lián),借助現(xiàn)代教育技術(shù)手段(雨課堂)發(fā)布教學(xué)任務(wù),學(xué)生選題后自主確定實(shí)驗(yàn)方案,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)資料調(diào)研、方案撰寫以及實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)得到充分體現(xiàn),從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問題能力的教學(xué)目標(biāo)。

2 教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu),基于大創(chuàng)項(xiàng)目的培育

為解決食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的學(xué)生主動(dòng)性差、創(chuàng)新能力不足等痛點(diǎn)問題,通過以大創(chuàng)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)新教學(xué)模式,在原來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重,在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)上“大做文章”。

首先,食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)契合食品領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展與行業(yè)需求,以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目的培育為載體,跟進(jìn)食品領(lǐng)域的研究發(fā)展新動(dòng)態(tài),符合當(dāng)下對新工科人才的培養(yǎng)需求。其次,應(yīng)結(jié)合專業(yè)教師科研課題、校內(nèi)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)資源及省內(nèi)特色食品行業(yè)的發(fā)展與需求背景,重塑食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,構(gòu)建食品化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容源自貴州省特色食品(如黔產(chǎn)地標(biāo)水果、茶葉、食用菌、醬酒等)的相關(guān)研究,由授課教師提供與食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的大創(chuàng)項(xiàng)目選題清單[4],比如“不同產(chǎn)區(qū)刺梨的VC含量檢測分析”“黔產(chǎn)紅心火龍果的色素提取與穩(wěn)定性分析”“凱里酸湯的有機(jī)酸成分檢測與分析”及“不同產(chǎn)區(qū)茶葉的重金屬含量檢測與分析”等,通過雨課堂發(fā)布設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目清單,學(xué)生對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題的合理性和可行性進(jìn)行調(diào)研與討論,搜集實(shí)驗(yàn)選題的資料,撰寫實(shí)驗(yàn)方案,自主地開展實(shí)驗(yàn)直至整個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成(實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫、實(shí)驗(yàn)視頻拍攝以及最終的組間實(shí)驗(yàn)匯報(bào))[4]。通過大創(chuàng)項(xiàng)目來驅(qū)動(dòng)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu),為食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開啟新的教改嘗試與探索的同時(shí)也為大創(chuàng)項(xiàng)目的申報(bào)做好準(zhǔn)備。

借助大創(chuàng)項(xiàng)目來驅(qū)動(dòng)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是完全符合我校以O(shè)BE為導(dǎo)向的教學(xué)理念,將課程的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)以項(xiàng)目形式設(shè)置,驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),有利于增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神[5]。大創(chuàng)項(xiàng)目的選題通過雨課堂線上發(fā)布任務(wù),讓學(xué)生們結(jié)合省情和圍繞鄉(xiāng)村振興來進(jìn)行選擇或自立選題,通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、線上線下混合互動(dòng)、分組等多種的學(xué)習(xí)形式激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的求知欲、想象力和創(chuàng)新性,以期達(dá)到食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)與成效。

3 食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與思政教育融為一體

在新時(shí)代背景下,如何將思政元素巧妙融入高校專業(yè)獨(dú)立實(shí)踐課程中,是食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重要的教學(xué)設(shè)計(jì)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。相較于專業(yè)理論課程,專業(yè)實(shí)踐課程的思政元素更容易被發(fā)掘。比如,通過專業(yè)實(shí)踐課程培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的品質(zhì),強(qiáng)化責(zé)任與擔(dān)當(dāng)意識(shí),培育科學(xué)探究精神,建立合作和團(tuán)隊(duì)意識(shí),培養(yǎng)獨(dú)立思考解決問題的能力等。因此,專業(yè)實(shí)踐課程的思政教育具有獨(dú)天得厚的優(yōu)勢,如何把這種優(yōu)勢充分利用起來使思政教育真正落地,是食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)思政教學(xué)設(shè)計(jì)中的重難點(diǎn)。

在傳統(tǒng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中,實(shí)驗(yàn)教師在講解實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候,強(qiáng)調(diào)較多的是安全意識(shí)、操作技能等,在培養(yǎng)學(xué)生的合作與安全意識(shí)等方面具有一定的思政教育成效,但是這種對學(xué)生的思政教育理念過于簡單、思政元素發(fā)掘不夠到位,無法滿足新的時(shí)代背景下高校專業(yè)實(shí)踐課程思政教育的教學(xué)目標(biāo)與要求。以大創(chuàng)項(xiàng)目的培育來驅(qū)動(dòng)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)的思政教育過程,是一種全過程、全方面的思政教育的體現(xiàn),學(xué)生在自主探究、團(tuán)隊(duì)分工與合作、主體責(zé)任意識(shí)、獨(dú)立思考解決問題能力、表達(dá)與溝通能力等方面能夠得到充分的鍛煉與提升。特別是大創(chuàng)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是基于本省的特色生態(tài)食品的研究,這也很好地激發(fā)了當(dāng)下大學(xué)生們振興鄉(xiāng)村的家國情懷與歷史使命感,以大創(chuàng)項(xiàng)目的方式讓學(xué)生參與到家鄉(xiāng)建設(shè)與發(fā)展之中,為祖國家鄉(xiāng)的富強(qiáng)而發(fā)奮讀書,讓思政教育真正落地,達(dá)到立德樹人的教育目標(biāo)。食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)的思政教育以實(shí)踐為載體,讓學(xué)生通過身體力行的方式,在思想上能夠有所感悟,從而達(dá)到“內(nèi)植”的效果,與其他理論課程 “外導(dǎo)”式的思政教學(xué)有著較大的區(qū)別。

4 新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下,新的考核評價(jià)體系

食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)是釀酒工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,同時(shí)也作為一門單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行考核,應(yīng)根據(jù)每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)掌握情況及操作技能、撰寫與表達(dá)能力、基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)(包含思政)、創(chuàng)新意識(shí)和分析解決問題能力等方面來確定合理的考核方式。

在食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績的設(shè)置上,平時(shí)成績占30%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占40%,操作和理論考試成績各占15%,這與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核三七比的設(shè)置有較大的區(qū)別。平時(shí)成績由實(shí)驗(yàn)課考勤率、預(yù)習(xí)報(bào)告、基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和提問4個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成,其中實(shí)驗(yàn)課考勤率占50%、預(yù)習(xí)報(bào)告占20%、基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)(如實(shí)驗(yàn)著裝是否規(guī)范、操作失誤率、儀器使用規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)臺(tái)面整潔度、實(shí)驗(yàn)廢棄物的處理)占20%、提問(包括教師提問和學(xué)生主動(dòng)提問)占10%。這種新的平時(shí)成績考核環(huán)節(jié)組成減少了預(yù)習(xí)報(bào)告所占比重,增加了基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和提問的環(huán)節(jié),使平時(shí)考核內(nèi)容更加全面和合理,而且思政教育在平時(shí)成績的考核上也有所體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績評定組成主要包括設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(50%)、綜合性實(shí)驗(yàn)(30%)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)(20%)。綜合性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績評定著重考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)流程和原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄、計(jì)算及分析過程,而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的報(bào)告成績評定則主要看學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作能力(如資料調(diào)研、實(shí)驗(yàn)方案撰寫、視頻拍攝與制作、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果匯報(bào))、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性及實(shí)驗(yàn)過程的完整性等。實(shí)驗(yàn)操作技能考核主要是選擇一些實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)(如儀器設(shè)備的正確使用、原料的處理等)進(jìn)行考核。學(xué)生隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)操作考試項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場操作,教師根據(jù)評分要求來進(jìn)行現(xiàn)場打分。實(shí)驗(yàn)理論考試則通過線上(雨課堂)進(jìn)行測試。新的教學(xué)模式需要新的評價(jià)體系來進(jìn)行匹配,考核指標(biāo)越詳細(xì)、具體,評價(jià)體系就越合理與完善,使好的評價(jià)體系與好的教學(xué)效果之間形成好的循環(huán)。

5 雙創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室的開放共享,為教改保駕護(hù)航

我校開放共享的雙創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室為食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革提供了有力保障,同時(shí)開展多個(gè)組的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),涉及到不同實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備的共享與使用,在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中實(shí)驗(yàn)人員的管理與儀器設(shè)備運(yùn)行維護(hù)顯得尤為重要。學(xué)校的眾創(chuàng)空間平臺(tái)、校內(nèi)實(shí)踐平臺(tái)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練平臺(tái)等同步開放共享運(yùn)行模式,為專創(chuàng)融合的實(shí)踐教學(xué)改革提供了更完善的保障體系,進(jìn)一步為新工科人才的培育夯實(shí)基礎(chǔ)[6-7]。在開放共享的雙創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室管理模式下,專業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)資源共享的雙創(chuàng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)指標(biāo),能更好地保證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的順利完成和助推大創(chuàng)項(xiàng)目的申報(bào)成功。開放共享的雙創(chuàng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為學(xué)生進(jìn)行大創(chuàng)實(shí)驗(yàn)提供了更多選擇,有助于學(xué)生主觀能動(dòng)性的充分發(fā)揮。學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者和執(zhí)行者,而教師則作為實(shí)驗(yàn)的監(jiān)督者和引導(dǎo)者,幫助學(xué)生建立創(chuàng)新思維和提高實(shí)踐能力。雙創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室的開放共享模式和專創(chuàng)融合的實(shí)踐教學(xué)改革兩者并駕齊驅(qū),不僅能夠較大提升實(shí)驗(yàn)室和大型儀器設(shè)備的使用率,而且也極大地提升了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力?；谖倚Ａ⒆阌诜?wù)貴州地方經(jīng)濟(jì),培養(yǎng)“強(qiáng)責(zé)任、精技術(shù)、善管理、重實(shí)踐、求創(chuàng)新”的高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才的要求,雙創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與開放共享的管理運(yùn)行模式為食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、專創(chuàng)深度融合及大創(chuàng)項(xiàng)目的培養(yǎng)與孵化提供了有利支撐與保障。

6 大創(chuàng)項(xiàng)目助推食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效的升級(jí)

食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以培育和孵化大創(chuàng)項(xiàng)目為導(dǎo)向來構(gòu)思與設(shè)計(jì)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)項(xiàng)目,有助于實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主性學(xué)習(xí),提高學(xué)生對實(shí)際問題的分析和解決能力,提高學(xué)生探究性學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作和創(chuàng)新能力[8-9]。

自從基于大創(chuàng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開展以來,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)已成為大創(chuàng)項(xiàng)目的“孵化器”,釀酒工程專業(yè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)在食品化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,獲批我校多個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。以培育大創(chuàng)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)機(jī)制,開展食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的前提下,更好地與實(shí)踐進(jìn)行相互聯(lián)系與驗(yàn)證,通過實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開展到大創(chuàng)項(xiàng)目的申報(bào)與完成[10],大創(chuàng)項(xiàng)目的培育與專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)融合在一起,提供了一種專創(chuàng)融合的新教學(xué)模式。借助這種新的實(shí)踐教學(xué)模式,學(xué)生逐漸構(gòu)建起了科研與創(chuàng)新思維體系[11],如文獻(xiàn)調(diào)研能力、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃撰寫、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、論文報(bào)告寫作能力等,取得了良好的教學(xué)效果和成果。

7 結(jié)語

我校著力培養(yǎng)應(yīng)用型人才,對于理工科專業(yè)來說,除了掌握專業(yè)技術(shù)要求的基本技能之外,良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維也是十分必要的,將大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目的培育植入專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中,一舉多得,既能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科研素養(yǎng),又能完成雙創(chuàng)項(xiàng)目和創(chuàng)新教育,為培養(yǎng)新工科和雙創(chuàng)型人才提供新的思路與路徑。

食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)在釀酒工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中是一門高支撐度的基石課程,其重要性不言而喻,在雙創(chuàng)和新工科的大背景下,食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革注定要以實(shí)踐和創(chuàng)新為主導(dǎo),通過專創(chuàng)融合的實(shí)踐教學(xué)新模式來進(jìn)行開展與探索,利用培育大創(chuàng)項(xiàng)目來驅(qū)動(dòng)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革,既能達(dá)到培育和孵化新的大創(chuàng)項(xiàng)目的目的,同時(shí)也達(dá)到了加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。深化食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是培養(yǎng)新工科人才的迫切需求,對實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要的意義,基于培育大創(chuàng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革促使實(shí)踐教育和雙創(chuàng)教育同時(shí)落地。