“新工科”背景下翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在“食品生物技術(shù)”教學(xué)中應(yīng)用的探索

邱益彬，雷 鵬，李 莎

（南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院，江蘇南京 211816）

在教育改革發(fā)展大背景下，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已逐漸顯現(xiàn)出諸多不足，不再滿(mǎn)足多元化教學(xué)的要求。傳統(tǒng)教學(xué)模式以傳送知識(shí)為主要目標(biāo)，教師在組織教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中以權(quán)威的方式對(duì)課堂進(jìn)行機(jī)械式的掌控，只將講授知識(shí)作為重心，實(shí)則這一過(guò)程大大忽略了學(xué)生的內(nèi)在體驗(yàn)度和參與度[1]。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生只是被動(dòng)式的裝填知識(shí)，在處理實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候并不具備靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。近年來(lái)，MOOC 慕課、微課等一大批優(yōu)質(zhì)課程資源的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式的出現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式產(chǎn)生了巨大的影響。這些網(wǎng)上課程雖然趣味性有很大的提高，并沒(méi)有從根本上擺脫傳統(tǒng)講授式的教學(xué)模式[2]。翻轉(zhuǎn)課堂起源于美國(guó)，是一種基于現(xiàn)代信息技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的新興教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂是一種將技術(shù)的使用與實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合的教學(xué)環(huán)境，在翻轉(zhuǎn)課堂中，典型的課堂講授時(shí)間被勞動(dòng)實(shí)踐和課堂活動(dòng)所取代。在課外時(shí)間，學(xué)生專(zhuān)注于觀看每周3～6 h 的課程或講座，課外時(shí)間則用來(lái)完成學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生可花更多的時(shí)間積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)[3]。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)豐富的課程資源和名師講座等線(xiàn)上資源，這種新的教學(xué)模式不僅可激發(fā)學(xué)生參與課程的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)可培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、鍛煉學(xué)生思維和實(shí)踐應(yīng)用能力[4]。這樣的培養(yǎng)模式符合工程教育認(rèn)證主要倡導(dǎo)的學(xué)生中心理念。因此，翻轉(zhuǎn)課堂這一新型教學(xué)模式的引入，對(duì)于探索新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革具有一定借鑒意義。

1 “食品生物技術(shù)”課程特點(diǎn)與教學(xué)方法現(xiàn)存弊端分析

“食品生物技術(shù)”是食品科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)相互滲透而形成的一門(mén)交叉學(xué)科，該課程系統(tǒng)講述了基因工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、食品生物工程下游技術(shù)等現(xiàn)代生物技術(shù)基本理論知識(shí)及其在現(xiàn)代食品工業(yè)中的應(yīng)用[5]。該課程具有較高的前沿性、綜合性強(qiáng)、知識(shí)性和實(shí)踐性高度結(jié)合等特點(diǎn)，通過(guò)該課程的教學(xué)能夠使學(xué)生掌握幾種在食品生產(chǎn)中應(yīng)用的重要生物技術(shù)原理，并運(yùn)用所學(xué)的基本知識(shí)和方法針對(duì)食品加工、貯藏保鮮、分析檢測(cè)、質(zhì)量控制及設(shè)計(jì)生產(chǎn)新型食品、食品配料或輔料的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行解決，充分認(rèn)識(shí)食品生物技術(shù)在食品工業(yè)發(fā)展史中的地位及其對(duì)食品工業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用。當(dāng)前針對(duì)“食品生物技術(shù)”課程的教學(xué)主要存在以下的問(wèn)題：①課程內(nèi)容抽象復(fù)雜，學(xué)習(xí)難度大?！笆称飞锛夹g(shù)”主要以“填鴨式”的講授法為主，傳統(tǒng)教學(xué)形式單調(diào)。因課程知識(shí)點(diǎn)較抽象，重理論輕實(shí)踐的傳統(tǒng)授課模式很難使學(xué)生保持較高的學(xué)習(xí)興趣。②教學(xué)內(nèi)容無(wú)法及時(shí)更正改進(jìn)。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的快速發(fā)展，食品生物技術(shù)領(lǐng)域正不斷涌現(xiàn)新方法和新成果。傳統(tǒng)食品生物技術(shù)的教學(xué)模式注重教師以傳授書(shū)本上理論知識(shí)為主，課堂上很少有足夠的課時(shí)給學(xué)生普及學(xué)科發(fā)展前沿動(dòng)向，因此整個(gè)教學(xué)活動(dòng)難免枯燥乏味。③整個(gè)教學(xué)活動(dòng)缺少相關(guān)實(shí)踐性。因缺少相關(guān)實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程對(duì)于涉及一些抽象的原理和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)流程的知識(shí)點(diǎn)往往不能掌握課程內(nèi)容，學(xué)習(xí)效果差，更談不上學(xué)以致用。

2 翻轉(zhuǎn)課堂在“食品生物技術(shù)”課程中的設(shè)計(jì)與實(shí)施

針對(duì)“食品生物技術(shù)”教學(xué)過(guò)程中現(xiàn)存的問(wèn)題，者提出將課堂翻轉(zhuǎn)理念應(yīng)用于該課程包括課前準(zhǔn)備階段、課中實(shí)施階段和課后評(píng)價(jià)階段3 個(gè)部分的教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)一步提高該課程教學(xué)質(zhì)量。

基于翻轉(zhuǎn)課堂的食品生物技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

2.1 課前準(zhǔn)備階段

在課程開(kāi)始前，教師在課程群中安排學(xué)生以4～5 人/組自由分組、每組推選一位組長(zhǎng)，建立針對(duì)食品生物技術(shù)的課程討論小組。在課前教師發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)清單，主要包括網(wǎng)絡(luò)上微課慕課線(xiàn)上資源、教學(xué)大綱與PPT 課件及針對(duì)視頻設(shè)置相對(duì)應(yīng)的課前習(xí)題。在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可在課程群中進(jìn)行互動(dòng)、分享進(jìn)度和進(jìn)行提問(wèn)交流。教師結(jié)合課程網(wǎng)站后臺(tái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行追蹤，并將學(xué)生課前章節(jié)答題情況計(jì)入到學(xué)生平時(shí)成績(jī)中。

2.2 課中實(shí)施階段

在課堂中，教師主要對(duì)教學(xué)目的、要求及重難點(diǎn)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行快速總結(jié)和梳理，重點(diǎn)對(duì)學(xué)生自主預(yù)習(xí)較難理解部分和容易忽視的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)撥。對(duì)課程內(nèi)容的講解主要以隨機(jī)提問(wèn)的方式進(jìn)行，以便掌握學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況。利用“雨課堂”在線(xiàn)輔助工具，教師在課堂上針對(duì)每章節(jié)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置練習(xí)題，通過(guò)學(xué)生實(shí)時(shí)答題的情況來(lái)反映學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況。由于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下節(jié)約很多課堂上講授知識(shí)內(nèi)容的時(shí)間，教師可通過(guò)分享優(yōu)質(zhì)的線(xiàn)上資源。例如，基于教學(xué)內(nèi)容的專(zhuān)家前沿講座匯報(bào)、基因工程、酶工程等前沿生物技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用及具體的原理和操作步驟等動(dòng)畫(huà)展示，讓學(xué)生對(duì)這些技術(shù)的了解不僅僅局限在對(duì)書(shū)本上知識(shí)的認(rèn)識(shí)。與此同時(shí)，在課堂上師生通過(guò)情景展示對(duì)“食品生物技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容、基本操作、話(huà)題進(jìn)行更深層次的互動(dòng)交流；對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、雨課堂簽到數(shù)據(jù)、習(xí)題測(cè)試情況和標(biāo)記“不理解”的課件內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，及時(shí)跟蹤反饋，最終提升學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

2.3 課后評(píng)價(jià)階段

為激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和提高學(xué)生參與課程的積極性，對(duì)于課后的評(píng)價(jià)與反饋主要采用學(xué)生討論小組自主命題的課后作業(yè)形式。具體主要包括學(xué)生自主命題、小組合作完成答題和建立食品生物技術(shù)課程題庫(kù)3 個(gè)階段。根據(jù)課程內(nèi)容教師指定出題類(lèi)型與數(shù)量等具體要求，如根據(jù)基因工程及其在食品領(lǐng)域中的內(nèi)容，命題涵蓋填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題、問(wèn)答題等。學(xué)生以組為單位進(jìn)行符合教學(xué)要求的試題進(jìn)行商量討論、擇優(yōu)選取。選題結(jié)束后，各小組之間按照題目互換進(jìn)行答題挑戰(zhàn)。學(xué)生對(duì)于課后或單元學(xué)習(xí)結(jié)束后，能夠進(jìn)行邊復(fù)習(xí)、邊思考，對(duì)于重難點(diǎn)知識(shí)在弄懂的基礎(chǔ)上出相應(yīng)考題，通過(guò)這種自主命題的方式，能夠使學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性、創(chuàng)建性和批評(píng)性，能夠更加深思熟慮，積累投入到課程復(fù)習(xí)和鞏固中去。最后教師做好把關(guān)工作，根據(jù)各個(gè)小組學(xué)生課后答題作業(yè)中，評(píng)估學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與掌握程度，對(duì)于相應(yīng)知識(shí)學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)較為薄弱的學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)；根據(jù)每章單元學(xué)習(xí)的好題+妙題進(jìn)行精心挑選，建立針對(duì)食品生物技術(shù)的課程試題庫(kù)，對(duì)提高學(xué)生的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)效率有良好補(bǔ)充。

3 翻轉(zhuǎn)課堂在“食品生物技術(shù)”課程中的應(yīng)用評(píng)價(jià)

在應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用于“食品生物技術(shù)”教學(xué)過(guò)程中時(shí)，教師需進(jìn)一步合理選用網(wǎng)絡(luò)、視頻資料，通過(guò)講述基因工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程等食品生物技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)與專(zhuān)業(yè)技能，闡述食品生物技術(shù)對(duì)現(xiàn)代人類(lèi)生產(chǎn)方式和生活方式的影響，引導(dǎo)學(xué)生要開(kāi)拓思維，善于利用現(xiàn)代生物技術(shù)，為中國(guó)食品工業(yè)及生物技術(shù)工業(yè)，尤其是功能食品工業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力。在改善食品品質(zhì)，提高食品產(chǎn)量，開(kāi)發(fā)新型食品和食品新資源中的前景與應(yīng)用的描述中，引導(dǎo)學(xué)生廣泛涉獵相關(guān)學(xué)科知識(shí)，提高自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域核心競(jìng)爭(zhēng)力。鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)食品生物技術(shù)的原理、方法和手段，對(duì)現(xiàn)有食品工業(yè)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化或設(shè)計(jì)新型食品、食品配料或輔料，借以提高民眾的經(jīng)濟(jì)收益和產(chǎn)品附加值，在研發(fā)過(guò)程中踐行黨中央提出的科技興國(guó)、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。對(duì)食品生物技術(shù)行業(yè)相關(guān)發(fā)展的典型案例進(jìn)行分析，使學(xué)生懂得科技創(chuàng)新的重要意義，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神和家國(guó)情懷等正確的價(jià)值觀。同樣，食品生物技術(shù)代表著未來(lái)食品發(fā)展的方向，但仍存在一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)，引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)維護(hù)食品安全的職業(yè)道德原則。這些建議對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂在食品生物技術(shù)課程中的實(shí)施能夠發(fā)揮一定的作用。此外，與傳統(tǒng)教學(xué)理念不同，翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)需要教師對(duì)于課堂內(nèi)容進(jìn)行重設(shè)計(jì)，這給教師尤其是青年教師帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)[6]。教師需要考慮學(xué)生的風(fēng)格和需求來(lái)挑選教學(xué)材料，注意對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂討論的問(wèn)題、深度及做好及時(shí)的總結(jié)。

總之，基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)活動(dòng)是復(fù)雜的，也是對(duì)于傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的改動(dòng)，教學(xué)課堂、教學(xué)主體、教學(xué)素材、教學(xué)環(huán)境等多種因素都會(huì)影響教學(xué)的整體效果。雖然對(duì)當(dāng)前翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)和構(gòu)建做了一些有意的探索，而不斷優(yōu)化完善更科學(xué)、合理的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)體系在今后的食品生物技術(shù)教學(xué)與實(shí)踐中仍值得進(jìn)行不斷的探索。

4 結(jié)語(yǔ)

作為一種新型教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)于學(xué)生和教師而言，意義重大。翻轉(zhuǎn)課堂更加注重學(xué)生對(duì)學(xué)生自主能力的培養(yǎng)，學(xué)生可以利用互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行自主多元化探討學(xué)習(xí)；同時(shí)，這種學(xué)習(xí)方式也是對(duì)固有書(shū)本知識(shí)里對(duì)食品生物技術(shù)前沿科研進(jìn)展缺乏的良好補(bǔ)充。對(duì)于教師而言，教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的督促指揮者，由于旋轉(zhuǎn)課堂極大地減輕了教師的課堂負(fù)重，教師可以一定程度上更有利于形成自身的教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)風(fēng)格。另外，教師可與學(xué)生之間更多方位的交流，更進(jìn)一步了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，提供更及時(shí)的幫助。采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，既有利于對(duì)于整個(gè)教學(xué)過(guò)程的監(jiān)控，保障高校教育的質(zhì)量，同時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)關(guān)和全方位能力的培養(yǎng)也起到重要作用。以“食品生物技術(shù)”課程為例，對(duì)這種新教學(xué)模式實(shí)施路徑和關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了應(yīng)用探索評(píng)價(jià)，為更多課程的教學(xué)研究提供參考。