基于能力導(dǎo)向一體化的“食品化學(xué)”教學(xué)模式探索與實(shí)踐

馬意龍，商亞芳，魏兆軍，章建國，胡 飛，馬 飛

（合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽 合肥 230009）

隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展，2012 年以來我國高等教育的入學(xué)率提高了近30 個百分點(diǎn)[1]，說明我國高等教育已經(jīng)進(jìn)入普及化階段。為了應(yīng)對更加復(fù)雜的發(fā)展形勢，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量已成為我國高等教育亟待解決的核心問題。習(xí)近平總書記多個場合對我國教育事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提出了希望和要求，通過總結(jié)習(xí)近平總書記的相關(guān)講話內(nèi)容，并結(jié)合教育部相關(guān)文件精神發(fā)現(xiàn)，改革創(chuàng)新是我國高等教育高質(zhì)量發(fā)展的核心[2]。高等教育高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)涵豐富，包括更高的教學(xué)目標(biāo)、更有效的教學(xué)手段和更新的教學(xué)理念等，其中教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新是推動高等教育向著更高更遠(yuǎn)的目標(biāo)奮進(jìn)的基礎(chǔ)和前提。合肥工業(yè)大學(xué)是教育部直屬的全國重點(diǎn)大學(xué)，經(jīng)歷了我國高等教育發(fā)展的全過程，并對高等教育的高質(zhì)量發(fā)展提出了思考。2014 年以來，合肥工業(yè)大學(xué)以“雙一流”建設(shè)為契機(jī)，積極推進(jìn)教學(xué)改革和創(chuàng)新，提出了培養(yǎng)目標(biāo)- 教學(xué)過程- 質(zhì)量提升“三位一體”的以能力導(dǎo)向一體化教學(xué)體系[3]，旨在全面提升教學(xué)水平，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，持續(xù)推進(jìn)學(xué)校的內(nèi)涵式發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，合肥工業(yè)大學(xué)積極開展課程改革和創(chuàng)新實(shí)踐，目前已基于能力導(dǎo)向一體化教學(xué)體系，對“環(huán)境評價(jià)與規(guī)劃”等多個課程的教學(xué)模式進(jìn)行了探索和研究[4]。

“食品化學(xué)”是食品專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，主要講授食品中的水分、糖類、脂類、蛋白質(zhì)、維生素與礦物質(zhì)、色素等內(nèi)容，能幫助學(xué)生比較系統(tǒng)地了解食品的組成及其在加工貯藏等過程的變化特點(diǎn)等，將為“食品工藝學(xué)”“食品分析檢測”等課程的講授奠定一定的基礎(chǔ)。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，“食品化學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，對食品專業(yè)的其他相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及食品類人才的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要影響。

1 “食品化學(xué)”課程目前存在的問題

要探索和提高“食品化學(xué)”課程的教學(xué)效果，首先需要對該課程目前存在的問題進(jìn)行梳理和總結(jié)。通過對“食品化學(xué)”教學(xué)大綱進(jìn)行仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)該課程目前尚存在以下問題：①教學(xué)內(nèi)容重復(fù)。該課程與“生物化學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容存在部分的交叉重疊。通過對比2 門課的教學(xué)大綱發(fā)現(xiàn)，其在糖、脂和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)等內(nèi)容方面存在較大的交叉和重疊，課堂上對其進(jìn)行反復(fù)講授會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。②授課方式單一。該課程在傳統(tǒng)教學(xué)模式中主要以教師課堂講授為主，學(xué)生在被動學(xué)習(xí)的過程中容易產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率和效果不高。③考核方式較少。該課程傳統(tǒng)的評價(jià)體系主要包括出勤率和期末考試，只能在總體上對教學(xué)效果進(jìn)行控制，很難解決學(xué)生“上課不學(xué)”“課后不復(fù)習(xí)”和“考前突擊”的弊端，因此學(xué)生參加課堂教學(xué)的積極性不高，課程學(xué)習(xí)的投入度較低。④課程目標(biāo)簡單。以掌握課程知識點(diǎn)為主，缺乏對學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的思考，無法滿足現(xiàn)階段人才培養(yǎng)復(fù)合化的要求。

因此，以“能力導(dǎo)向一體化教學(xué)體系”為指導(dǎo)，結(jié)合相關(guān)課程在教學(xué)模式和教學(xué)思想方面的研究成果[5]，對“食品化學(xué)”教學(xué)過程中存在的若干問題進(jìn)行思考和探索。

2 基于能力導(dǎo)向一體化的“食品化學(xué)”教學(xué)模式探索和實(shí)踐

2.1 調(diào)整課程大綱，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“食品化學(xué)”中氨基酸與蛋白質(zhì)、單糖與多糖、脂類的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，與“生物化學(xué)”存在較多重疊，但是直接刪除相關(guān)重復(fù)教學(xué)內(nèi)容的做法并不可取，因?yàn)闀?dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性下降，最終破壞教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性，影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果。結(jié)合該課程的實(shí)際情況，最終決定在教學(xué)過程中對相應(yīng)重復(fù)內(nèi)容的講解進(jìn)行簡化處理，即對重復(fù)的知識點(diǎn)進(jìn)行簡要介紹。通過這種方式既避免了重疊內(nèi)容的重復(fù)講授帶來的問題，又可以將重復(fù)知識點(diǎn)前后的教學(xué)內(nèi)容串聯(lián)起來，因此是一種處理課程重復(fù)內(nèi)容比較好的方法。例如，2 門課程都會學(xué)習(xí)糖、脂、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)等內(nèi)容，重復(fù)講授會降低學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣和課堂積極性。因此，在“食品化學(xué)”授課過程中，適當(dāng)壓縮了重復(fù)內(nèi)容的講授時間，增加了該內(nèi)容在食品領(lǐng)域應(yīng)用的例子。例如，講述氨基酸和蛋白質(zhì)時，減少了氨基酸基本結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)的介紹，增加了蛋白質(zhì)與食品相關(guān)的功能性質(zhì)介紹，并對該性質(zhì)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行延伸。例如，在介紹蛋白質(zhì)的溶解性時，通過介紹市面常見植物飲料的主要成分和工藝，分析植物蛋白的溶解性對蛋白質(zhì)飲料穩(wěn)定性的影響，使學(xué)生初步了解蛋白質(zhì)溶解性在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化后，通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍認(rèn)為“食品化學(xué)”授課內(nèi)容與“生物化學(xué)”重疊量較小，并且“食品化學(xué)”講授的內(nèi)容與食品專業(yè)及行業(yè)密切相關(guān)，表明該課程對教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整，基本達(dá)到了預(yù)期的改革目標(biāo)。

2.2 豐富教學(xué)方式，提高教學(xué)效果

“食品化學(xué)”傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師主動講授、學(xué)生被動接受為主，授課方式比較單一。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生因?yàn)檫^于被動而容易產(chǎn)生疲勞和厭學(xué)情緒。因此，該課程適當(dāng)引入視頻教學(xué)、研討教學(xué)和隨堂演練（線上） 等教學(xué)方式，通過豐富教學(xué)手段，調(diào)節(jié)授課節(jié)奏，提高學(xué)生注意力，提升教學(xué)效果。例如，在講到單糖氧化反應(yīng)產(chǎn)物葡萄糖酸內(nèi)酯時，通過播放豆花制作視頻，詳細(xì)介紹了葡萄糖酸內(nèi)酯在豆制品、烘焙食品加工中的應(yīng)用，讓學(xué)生直觀地了解葡萄糖酸內(nèi)酯在食品領(lǐng)域的應(yīng)用情況。該過程成功激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深了學(xué)生對相應(yīng)知識點(diǎn)的印象，對提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了積極作用。在介紹焦糖化反應(yīng)時，通過提問和討論等互動式的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系知識點(diǎn)了解生活中與焦糖化反應(yīng)相關(guān)的例子，并通過對可樂顏色口感的介紹，讓學(xué)生了解到焦糖化反應(yīng)在食品工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，將枯燥的課堂教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐緊密關(guān)聯(lián)，使原本枯燥乏味的冰冷知識點(diǎn)變得具體和生動。該過程既調(diào)節(jié)了課堂氛圍，提高了學(xué)生的專注度，也提高了學(xué)習(xí)效果。由于該課程的知識點(diǎn)比較多，只注重“學(xué)”而不重視“練”，很難得到很好的教學(xué)效果。因此，該課程引入“雨課堂”等線上教學(xué)模式，在每個章節(jié)的知識點(diǎn)講授結(jié)束后，會對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行隨堂測試。該模式不僅可以提高學(xué)生的注意力，還能鞏固其對授課知識點(diǎn)的掌握，提高教學(xué)效果。通過觀察學(xué)生課堂反映和問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生上課走神情況顯著減少，學(xué)生課堂參與度明顯增加；此外，學(xué)生也反饋多樣化的教學(xué)方式有助于課堂氣氛的調(diào)節(jié)和學(xué)習(xí)效率的提高。

2.3 加強(qiáng)過程管理，提高教學(xué)質(zhì)量

傳統(tǒng)教學(xué)模式中“食品化學(xué)”的過程控制比較簡單，主要以平時作業(yè)和期末考試2 種方式為主，導(dǎo)致了學(xué)生課堂的聽課積極性不高，主要精力放在期末的集中突擊復(fù)習(xí)，很難達(dá)到課程預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。因此，在“能力導(dǎo)向一體化教學(xué)體系”指導(dǎo)下，增加了課程考核的方式和種類，通過加強(qiáng)過程管理，確保學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的全過程都能充分投入、認(rèn)真學(xué)習(xí)。該課程將總成績分成了5 個部分，分別是隨堂測試（15%）、平時作業(yè)（15%）、課程論文（15%）、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)（15%） 和期末考試（40%），貫穿“食品化學(xué)”教學(xué)的整個過程，促進(jìn)學(xué)生全程充分投入課程學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果，提升教學(xué)質(zhì)量。

隨堂測試貫穿了“食品化學(xué)”課堂教學(xué)的整個過程，每次課都會考核學(xué)生對課中重要知識點(diǎn)的掌握情況，這部分成績約占總成績的15%。隨堂測試主要使用“雨課堂”等線上教學(xué)方式開展，通過設(shè)計(jì)單選題、多選題和填空題等方式，對學(xué)生掌握課堂講授知識點(diǎn)的效果進(jìn)行檢查。其中，單選題以考核單個重要知識點(diǎn)為主，而多選題主要是同時考核多個相關(guān)知識點(diǎn)；與選擇題相比，填空題可以更深入考核學(xué)生對個別知識點(diǎn)的掌握情況，因?yàn)檫@類題目沒有相關(guān)選項(xiàng)可以參考，需要學(xué)生認(rèn)真理解題干，并填寫出正確答案。因?yàn)椤坝暾n堂”相關(guān)模塊可以對上述考核方式的結(jié)果進(jìn)行快速自動批改，因此學(xué)生可以迅速了解自己尚未掌握的知識點(diǎn)，課后可以針對性地進(jìn)行復(fù)習(xí)。此外，教師也可以根據(jù)測試結(jié)果，快速了解學(xué)生對相關(guān)難點(diǎn)的掌握情況，并可以對相關(guān)知識難點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充講解，確保學(xué)生充分掌握課程要求的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

平時作業(yè)是對隨堂測試的補(bǔ)充，目的是將課程學(xué)習(xí)由課堂延伸到課后，使學(xué)生課后繼續(xù)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果，占該課程總成績的15%。課程的平時考核包括以下幾種：①名詞解釋。需要學(xué)生對課程中的相關(guān)概念進(jìn)行準(zhǔn)確闡述，主要考核學(xué)生對概念是否了解、理解是否準(zhǔn)確等。例如“食品化學(xué)”。②簡答題。主要用于考核學(xué)生對幾個相關(guān)知識點(diǎn)掌握情況，考核的目的與多選題類似，但是難度更大一些。例如“簡述影響淀粉糊化的主要因素”。③問答題。需要學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié)，例如“試述油脂在高溫下的反應(yīng)類型及其產(chǎn)物特點(diǎn)。”由于平時作業(yè)基本覆蓋了課程全部知識點(diǎn)，因此通過平時作業(yè)可以幫助學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容。

課程論文需要學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的應(yīng)用情況進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索，占該課程成績的15%。通常以該課程的一個具體知識點(diǎn)為圓心，鼓勵學(xué)生使用聯(lián)想和發(fā)散的思維方式，通過查詢論文等相關(guān)資料，盡可能多地收集與知識點(diǎn)相關(guān)的內(nèi)容，并撰寫成小論文。例如“蛋白質(zhì)凝膠化作用在食品中應(yīng)用”。

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是一個直觀教學(xué)過程，占課程成績的15%。實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生能夠看到課程內(nèi)容介紹的相關(guān)實(shí)物，并能親自動手對相應(yīng)的知識點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，提高其對相關(guān)知識點(diǎn)的認(rèn)識和理解。例如“蛋白質(zhì)功能性質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)，可以直觀地讓學(xué)生觀察蛋白質(zhì)氣泡的產(chǎn)生，比較不同起泡方式對氣泡數(shù)量及穩(wěn)定性的影響，加深其對蛋白質(zhì)界面性質(zhì)的理解。

期末考試是課程的最終環(huán)節(jié)，但其占比只有40%，明顯小于傳統(tǒng)教學(xué)模式中的60%～80%，這是該課程加強(qiáng)過程管理的重要體現(xiàn)：60%的課程成績主要分布于平時學(xué)習(xí)過程。期末考試基本涵蓋了隨堂測試、平時作業(yè)和課程論文中的各種考核形式，考核的知識點(diǎn)覆蓋了教學(xué)大綱的主要重難點(diǎn)，目的是比較全面地了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況。

加強(qiáng)過程管理后，學(xué)生不及格率明顯降低，成績分布趨于正態(tài)分布。蘇饋?zhàn)愕热薣6]對《水資源利用與保護(hù)》教學(xué)模式的研究也表明，教學(xué)過程的精細(xì)化管理有助于教學(xué)質(zhì)量的提升。

2.4 細(xì)化目標(biāo)管理，完善能力培養(yǎng)

傳統(tǒng)教學(xué)過程中“食品化學(xué)”的教學(xué)目標(biāo)比較單一，以掌握教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容為主。但在當(dāng)前社會背景下，課程學(xué)習(xí)如果只關(guān)注專業(yè)知識點(diǎn)學(xué)習(xí)，則無法滿足人才培養(yǎng)復(fù)合化的要求。因此，該課程除了完成知識點(diǎn)學(xué)習(xí)的基本目標(biāo)，還增加了其他多種能力的培養(yǎng)，例如歸納總結(jié)、學(xué)以致用、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等能力。

對于歸納總結(jié)能力的培養(yǎng)，主要通過采用形式多樣的平時作業(yè)，尤其是其中的問答題。通過引導(dǎo)學(xué)生對授課內(nèi)容進(jìn)行歸納和總結(jié)，找出相關(guān)知識點(diǎn)之間的關(guān)系，幫助學(xué)生比較系統(tǒng)地理解該課程的教學(xué)內(nèi)容。例如，在講授蛋白質(zhì)水合性質(zhì)時，要求學(xué)生將其與蛋白質(zhì)中氨基酸結(jié)合水的能力，以及溶質(zhì)分子與水的作用方式和作用力等進(jìn)行關(guān)聯(lián)，找出不同章節(jié)知識點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生歸納、總結(jié)和構(gòu)筑課程知識體系的能力，有利于學(xué)生使用“事物普遍聯(lián)系”的思想對所學(xué)知識進(jìn)行管理，可以幫助學(xué)生將相對獨(dú)立或零碎的知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化；此外，歸納總結(jié)和重構(gòu)知識點(diǎn)的能力還可以進(jìn)一步促進(jìn)其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。

學(xué)以致用的能力主要是培養(yǎng)學(xué)生使用該課程所學(xué)知識點(diǎn)，分析了解生活中相關(guān)現(xiàn)象或食品行業(yè)中相關(guān)產(chǎn)品的加工原理等能力，鼓勵學(xué)生將課堂所學(xué)知識用于實(shí)際生活。該課程主要通過課程小論文，幫助學(xué)生了解和關(guān)注“食品化學(xué)”相關(guān)知識點(diǎn)在生活中的應(yīng)用。例如，針對淀粉糊化的知識點(diǎn)，要求學(xué)生了解實(shí)際生產(chǎn)中淀粉預(yù)糊化的方法、預(yù)糊化淀粉在米糊等方便食品中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的能力。

通過介紹學(xué)科相關(guān)的前沿?zé)狳c(diǎn)，將最新的學(xué)術(shù)及市場動態(tài)傳遞給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生積極接收新事物、新理念的意識和主動性，促進(jìn)其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如，針對蛋白質(zhì)水解反應(yīng)，介紹了蛋白質(zhì)水解多肽的制備、功能及應(yīng)用等相關(guān)研究，引導(dǎo)學(xué)生了解蛋白質(zhì)水解肽制備的最新進(jìn)展，鼓勵其基于這些新技術(shù)和新方法進(jìn)行思考，探索新型蛋白質(zhì)源產(chǎn)品的開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

通過豐富培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生的歸納總結(jié)、學(xué)以致用及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等能力得到明顯提升；學(xué)生基于課堂相關(guān)授課內(nèi)容，咨詢及參與大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目申請、創(chuàng)新比賽的人數(shù)顯著增加，說明學(xué)生創(chuàng)新意識和能力明顯提升。

3 結(jié)語

高等教育高質(zhì)量發(fā)展的核心是改革與創(chuàng)新，作為高等教育重要組成部分的課程教學(xué)是其重要實(shí)施載體。合肥工業(yè)大學(xué)提出的“以能力為導(dǎo)向的一體化教學(xué)體系”，是國家高等教育高質(zhì)量發(fā)展要求與學(xué)校“雙一流”建設(shè)目標(biāo)充分結(jié)合的成果，對高等學(xué)校的課程改革和創(chuàng)新具有一定的指導(dǎo)意義。“食品化學(xué)”以其為指導(dǎo)思想，對教學(xué)模式進(jìn)行了思考和探索，取得了較好的實(shí)踐效果，探索成果將為學(xué)校及其他高校食品類課程的改革及創(chuàng)新提供思路，促進(jìn)食品專業(yè)課程教學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步，助力我國高等教育事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。