教育數(shù)字化戰(zhàn)略背景下高職“發(fā)酵工程”課程改革研究與實(shí)踐

吳曉菊，姜 麗，呂晨晨

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物技術(shù)分院，新疆 烏魯木齊 830021）

0 引言

“發(fā)酵工程”課程是新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品智能加工技術(shù)和食品與生物技術(shù)專業(yè)核心課程。為落實(shí)教育部教育數(shù)字化戰(zhàn)略目標(biāo)[1-2]，提升課程組成員數(shù)字化素養(yǎng)，全面推進(jìn)“發(fā)酵工程”課程數(shù)字化建設(shè)，課程組開展了教育數(shù)字化戰(zhàn)略背景下高職“發(fā)酵工程”課程改革研究與實(shí)踐，主要從教學(xué)團(tuán)隊(duì)數(shù)字化意識(shí)的增強(qiáng)、數(shù)字化能力的提高、基于數(shù)字化的教學(xué)內(nèi)容選取、教學(xué)方法和手段、數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)條件建設(shè)及教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了探索和研究[3-4]。旨在進(jìn)一步提高“發(fā)酵工藝”課程數(shù)字化能力、數(shù)字化水平和數(shù)字化條件建設(shè)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新潛力，全面提高教育教學(xué)水平，提升教學(xué)效果，提高學(xué)生的綜合水平，助力知識(shí)、技能、素養(yǎng)三位一體高素質(zhì)高技能人才培養(yǎng)。

1 研究?jī)?nèi)容

1.1 教學(xué)團(tuán)隊(duì)數(shù)字化水平的提高

“發(fā)酵工程”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)共8 人，均為碩士以上學(xué)位；高級(jí)職稱4 人，講師3 人，助教1 人；“雙師”教師5 人，兼職教師2 人。1 年來，課程組成員積極參加教育部、職教學(xué)會(huì)、教育廳等部門組織的“數(shù)字化教育教學(xué)能力提升”相關(guān)的線上線下培訓(xùn)學(xué)習(xí)24 人次。課程組定期開展數(shù)字化教學(xué)研討、經(jīng)驗(yàn)交流，相互聽課、相互切磋。充分發(fā)揮青年教師數(shù)字化能力較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在教學(xué)改革中提升教師整體的數(shù)字化素養(yǎng)和水平。通過專題培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和交流，不僅轉(zhuǎn)變了教學(xué)理念，增強(qiáng)了數(shù)字化意識(shí)，同時(shí)提高了數(shù)字化教學(xué)水平和能力。團(tuán)隊(duì)教師多媒體的使用，數(shù)字化資源的收集、處理、整合、應(yīng)用等能力有了顯著提高。

1.2 基于數(shù)字化的教學(xué)內(nèi)容選取

為了進(jìn)一步落實(shí)“三教改革”，體現(xiàn)課程的系統(tǒng)性、邏輯性、開放性、靈活性，突出職業(yè)教育特色。由專業(yè)帶頭人、骨干教師、發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)管理人員及一線工程技術(shù)人員組成課程團(tuán)隊(duì)，到中信國(guó)安國(guó)際葡萄酒業(yè)有限公司、新疆天潤(rùn)生物公司、新疆啤酒廠等企業(yè)調(diào)研，共同分析職業(yè)崗位能力，明確工作任務(wù)，按照典型發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，選取了微生物菌種的選育、培養(yǎng)基的配制及滅菌、接種和擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù)、發(fā)酵工藝控制、發(fā)酵工程應(yīng)用實(shí)例、發(fā)酵工業(yè)與環(huán)境保護(hù)等6 個(gè)項(xiàng)目22 個(gè)任務(wù)。每個(gè)教學(xué)任務(wù)中明確了知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)、思政目標(biāo)，增加了包含思政元素、發(fā)酵工藝、質(zhì)量控制、產(chǎn)品檢測(cè)、知識(shí)拓展和網(wǎng)上沖浪等內(nèi)容的視頻、微課、動(dòng)畫、PPT 等數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容，為線下與線上教學(xué)提供支配性資源，實(shí)現(xiàn)了職業(yè)教育的場(chǎng)景化。

1.3 基于數(shù)字化的教學(xué)方法和手段

1.3.1 運(yùn)用數(shù)字化資源，開展課程思政

圍繞“立德樹人”這一中心環(huán)節(jié)，把課程思政貫穿于數(shù)字化改革與實(shí)踐的全過程。建立“發(fā)酵工程”課程思政教學(xué)資源庫，包含形式多樣、內(nèi)容豐富的數(shù)字化思政素材，如團(tuán)隊(duì)協(xié)作、大國(guó)工匠、生產(chǎn)安全、愛崗敬業(yè)、食品安全、環(huán)境保護(hù)等音頻、視頻、圖片，切實(shí)開展課程思政。充分發(fā)揮了專業(yè)課程的育人功能，實(shí)現(xiàn)三全育人的思政格局。

1.3.2 研究學(xué)生，因材施教

對(duì)學(xué)生進(jìn)行更為全面的研究，不僅了解其專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、興趣、能力等，還對(duì)學(xué)生的思想、態(tài)度和價(jià)值觀等進(jìn)行深度研究，以便在教學(xué)實(shí)施過程中做到因材施教。運(yùn)用大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)及數(shù)字資源、信息化教學(xué)設(shè)備，開展課程思政的融入和滲透。例如，白酒釀造教學(xué)中播放“國(guó)酒茅臺(tái)”的輝煌歷程，讓學(xué)生充分領(lǐng)略傳統(tǒng)民族工業(yè)品牌在世界列強(qiáng)面前的一展雄風(fēng)，感受茅臺(tái)酒無論是從文化酒的標(biāo)準(zhǔn)，還是從品牌的知名度、美譽(yù)度來說，都堪稱中國(guó)文化酒的杰出代表和光輝典范，激發(fā)大家的民族自豪感，樹立為國(guó)爭(zhēng)光的遠(yuǎn)大理想。再如，學(xué)習(xí)葡萄酒的貯酒陳釀時(shí)講到：貯酒陳釀是葡萄酒積累風(fēng)味、提升品質(zhì)的過程，引入習(xí)近平總書記對(duì)青年的寄語視頻，激勵(lì)學(xué)生要樹立“中國(guó)夢(mèng)”，不斷提高與時(shí)代發(fā)展和事業(yè)要求相適應(yīng)的素質(zhì)和能力，積累知識(shí)，增強(qiáng)本領(lǐng)，“博觀而約取，厚積而薄發(fā)”。

1.3.3 實(shí)施“六步”教學(xué)法，助力學(xué)生高效學(xué)習(xí)

按照“行動(dòng)導(dǎo)向、探究學(xué)習(xí)、層層深入”理念，以學(xué)生為中心，實(shí)現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)。充分利用信息化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和多媒體資源、仿真教學(xué)軟件等組織教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)過程，創(chuàng)新“六步”教學(xué)法，即明任務(wù)、學(xué)新知、仿操作、析問題、練實(shí)操、評(píng)效果。環(huán)環(huán)相扣，有效突破教學(xué)重難點(diǎn)，打造了高效課堂，助力學(xué)生高效學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際生產(chǎn)中所出現(xiàn)問題的能力[5]。

1.3.4 通過自主探究、小組討論等手段，提高學(xué)生綜合能力

通過學(xué)生自主探究、小組討論等多種教學(xué)方法和手段，引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源開展自主學(xué)習(xí)。如在葡萄酒的釀造中，創(chuàng)設(shè)問題情境，如發(fā)酵過程的溫度過高、未正常發(fā)酵等現(xiàn)象，學(xué)生通過數(shù)字化資源開展自主探究、小組討論提出解決問題的方案，并通過PPT、小視頻、文檔等形式進(jìn)行匯報(bào)展示，教師最后總結(jié)點(diǎn)評(píng)。不僅提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、數(shù)字化水平及語言表達(dá)能力等綜合能力都得到了顯著的提高。

1.3.5 利用仿真軟件，強(qiáng)化操作技能

購置了菌種選育、擴(kuò)大培養(yǎng)等工業(yè)微生物生產(chǎn)技術(shù)、葡萄酒、啤酒、味精、氨基酸等典型發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)仿真軟件，充分利用仿真軟件開展仿真教學(xué)。如在白酒、啤酒的釀造技術(shù)中，通過仿真軟件，學(xué)生直觀地了解了發(fā)酵及發(fā)酵過程控制的各項(xiàng)操作要求及控制措施，突出了教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)，強(qiáng)化了操作技能，提高了教學(xué)效果，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)有了顯著提高[6]。實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)與工業(yè)生產(chǎn)“零距離”對(duì)接，激勵(lì)學(xué)生敢于操作生產(chǎn)設(shè)備，秉承匠心精神攻堅(jiān)克難，實(shí)現(xiàn)“零過度”上崗。指導(dǎo)每位學(xué)生積極參與課堂活動(dòng)，在任務(wù)結(jié)束后，評(píng)選出優(yōu)秀小組和優(yōu)秀操作員，不僅有效活躍了課堂氣氛，還顯著提高了學(xué)生的專注度。

1.3.6 利用網(wǎng)絡(luò)資源，開展線上線下混合教學(xué)

課程組利用“發(fā)酵工程”建成校級(jí)精品在線開放課程，利用課程網(wǎng)絡(luò)資源及智慧樹、智慧職教等網(wǎng)絡(luò)資源，開展線上線下混合教學(xué)[7]，有效促進(jìn)了課程的教學(xué)工作。

1.3.7 搭建“學(xué)習(xí)平臺(tái)+交流平臺(tái)+實(shí)操平臺(tái)”三平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“理論基礎(chǔ)+實(shí)操能力”雙向融合

充分利用“發(fā)酵工程”課程數(shù)字化資源及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為學(xué)生搭建“學(xué)習(xí)平臺(tái)+交流平臺(tái)+實(shí)操平臺(tái)”三平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了在線學(xué)習(xí)、交流和實(shí)操。引導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)，線上線下立體化推進(jìn)，不僅提高了學(xué)生對(duì)“發(fā)酵工程”課程的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)提升了實(shí)踐教學(xué)效果、增強(qiáng)了技能掌握，實(shí)現(xiàn)了“理論基礎(chǔ)+實(shí)操能力”雙向融合。例如，發(fā)酵副產(chǎn)物的利用環(huán)節(jié)，通過利用智慧職教平臺(tái)的視頻資源，讓學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)并開展討論；線下教師根據(jù)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)與討論情況，有針對(duì)性地進(jìn)行詳細(xì)講解，徹底解決學(xué)生的學(xué)習(xí)困惑，幫助學(xué)生更好地掌握教學(xué)重難點(diǎn)，提高教學(xué)效果。

1.4 數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)

2021 年“發(fā)酵工程”建成校級(jí)精品在線開放課程，課程標(biāo)準(zhǔn)、考核方案、教師手冊(cè)、電子課件等教學(xué)資料齊全，建成了內(nèi)容豐富的視頻庫、圖片庫、教學(xué)資源庫、思政素材庫、試題庫、習(xí)題庫等。同時(shí)，提供了發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范及拓展知識(shí)、網(wǎng)上沖浪等數(shù)字化資源，強(qiáng)化知識(shí)、技能、素養(yǎng)“三位一體”的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，助力德技并修的高素質(zhì)高技能人才培養(yǎng)[8]。2021 級(jí)和2022 級(jí)學(xué)生充分利用課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開展自主學(xué)習(xí)，教學(xué)效果有顯著提高。實(shí)現(xiàn)課程網(wǎng)絡(luò)資源共享，總訪問量共計(jì)12 900 次，獨(dú)立IP 訪問量為共計(jì)2 025。

1.5 數(shù)字化教學(xué)條件改善

新建智慧教室1 個(gè)，VR 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室2 個(gè)，購置微生物菌種的選育、接種和擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù)、葡萄酒、啤酒、味精、氨基酸等典型發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)仿真軟件，改善數(shù)字化教學(xué)條件，有效保障課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)施。

1.6 數(shù)字化教學(xué)評(píng)價(jià)方案

制定數(shù)字化教學(xué)評(píng)價(jià)方案，從知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)和價(jià)值目標(biāo)3 個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過學(xué)習(xí)通開展數(shù)字化評(píng)價(jià)。在課前、課中和課后以二維碼形式發(fā)布考核與評(píng)價(jià)內(nèi)容，開展數(shù)字化教學(xué)評(píng)價(jià)。不僅推進(jìn)了學(xué)生新型能力提升，而且促進(jìn)評(píng)價(jià)過程與學(xué)習(xí)過程的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在學(xué)習(xí)過程中完成評(píng)價(jià)[9]。

考核評(píng)價(jià)內(nèi)容及分值見表1。

表1 考核評(píng)價(jià)內(nèi)容及分值/ %

2 教學(xué)改革成果

2.1 教師數(shù)字化素養(yǎng)顯著增強(qiáng)

教師數(shù)字化素養(yǎng)和數(shù)字化意識(shí)顯著增強(qiáng)，數(shù)字化教學(xué)水平和能力大幅度提高。團(tuán)隊(duì)教師多媒體的使用、數(shù)字化資源的收集、處理、整合、應(yīng)用等能力有了顯著提高。

2.2 數(shù)字化教學(xué)資源不斷豐富

通過課程教學(xué)改革，建成了內(nèi)容豐富的視頻庫、圖片庫、教學(xué)資源庫、思政素材庫、試題庫、習(xí)題庫、發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范及拓展知識(shí)等數(shù)字化教學(xué)資源，促進(jìn)高素質(zhì)高技能人才培養(yǎng)。

2.3 教學(xué)方法更加多樣

充分利用信息化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和多種多媒體資源、仿真軟件等組織教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)過程，開展課程思政的融入和滲透。通過“六步”教學(xué)法，即明任務(wù)、學(xué)新知、仿操作、析問題、練實(shí)操、評(píng)效果，有效突破課程教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，打造了高效課堂，助力學(xué)生高效學(xué)習(xí)。

2.4 教學(xué)效果顯著提高

課程授課對(duì)象為二年級(jí)學(xué)生，基于發(fā)酵產(chǎn)品中白酒、葡萄酒、啤酒、酸乳等典型產(chǎn)品特有的吸引力，絕大部分學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)興趣濃厚，但是在學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)造性運(yùn)用知識(shí)的能力較差，個(gè)別學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力欠缺。通過數(shù)字化教學(xué)改革與實(shí)踐，在教學(xué)中給予針對(duì)性關(guān)注，補(bǔ)足短板，因材施教，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情景，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生課前收集資料完成平臺(tái)發(fā)布的任務(wù)，課中積極回答、完成布置的仿真訓(xùn)練和實(shí)操練習(xí)，課后拓展任務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成測(cè)試。2021 級(jí)學(xué)生課程合格率92.3%，優(yōu)秀率28.5%，與2020 級(jí)學(xué)生相比有顯著的提高。

2.5 創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)

利用數(shù)字化資源融入創(chuàng)新發(fā)酵產(chǎn)品的思路和方法，學(xué)生以小組為單位，通過查閱資料、可行性分析、制定技術(shù)路線和生產(chǎn)方案，在教師指導(dǎo)下完成產(chǎn)品的制作，豐富了發(fā)酵制品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新能力。近2 年學(xué)生成功研發(fā)了銀杏果雪菊復(fù)配果酒、玫瑰石榴酒、藜麥酸乳等8 項(xiàng)新型發(fā)酵制品，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到顯著的提升。

2.6 教學(xué)滿意度不斷提升

課堂教學(xué)質(zhì)量逐步提升，人才培養(yǎng)質(zhì)量得到有效保障。2021 級(jí)學(xué)生評(píng)價(jià)滿意度為92.6%，專家評(píng)價(jià)滿意度為92.8%，企業(yè)評(píng)價(jià)滿意度為87.5%，各項(xiàng)滿意度比2020 級(jí)都有增加。

2.7 教學(xué)成果豐碩

建成課程教學(xué)資源12 項(xiàng)，課程組成員參加2022 年新疆教學(xué)能力大賽獲得二等獎(jiǎng)，建成“發(fā)酵工程”新形態(tài)活頁式教材，完成教育教學(xué)改革項(xiàng)目2 項(xiàng)，學(xué)生研發(fā)銀杏果雪菊復(fù)配果酒、藜麥酸乳等新型發(fā)酵制品8 項(xiàng)。

3 結(jié)語

通過探索與實(shí)踐教育數(shù)字化戰(zhàn)略背景下高職發(fā)酵工程課程改革，教師數(shù)字化素養(yǎng)和數(shù)字化意識(shí)顯著增強(qiáng)，數(shù)字化教學(xué)水平和能力得到大幅度提高。同時(shí)，選取了基于數(shù)字化的教學(xué)內(nèi)容，形成豐富多樣的教學(xué)方法和手段，建成內(nèi)容豐富的視頻庫、圖片庫、教學(xué)資源庫、思政素材庫、試題庫、習(xí)題庫、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范及拓展知識(shí)等數(shù)字化教學(xué)資源。新建智慧教室、VR 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室，購置仿真軟件，改善數(shù)字化教學(xué)條件，有效保障課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)施。通過學(xué)習(xí)通開展數(shù)字化評(píng)價(jià)，促進(jìn)評(píng)價(jià)過程與學(xué)習(xí)過程的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在學(xué)習(xí)過程中完成評(píng)價(jià)。以上舉措激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)、提高了教學(xué)效果，教學(xué)滿意度不斷增加，受到了學(xué)生、家長(zhǎng)、企業(yè)和社會(huì)的一致好評(píng)。