以工程教育專業認證為導向的“生物化學”課程教學改革

張曉云，張紅印，顧香玉，趙利娜

（1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇鎮江 212013；2.江蘇科技大學糧食學院，江蘇鎮江 212003）

2013年6月，在關于工程教育專業認證的《華盛頓協議》國際大會上，我國提交的加入協議的申請獲得批準，標志著我國工程教育向國際化標準看齊，形成具有國際實質等效性的工程教育體系[1-2]。工程教育專業認證的目標是推進我國工程教育的改革，增強工程教育人才培養對產業發展的適應性，促進我國工程教育的國際互認[3-4]。

食品科學與工程專業認證的核心理念是以學生為中心，其最終目的是要培養具備競爭優勢和發展潛力的畢業生，保證學生培養質量滿足從事相應職業的要求。江蘇大學于2016年11月進行并順利通過了食品科學與工程專業的工程教育認證，對該專業的建設和發展具有積極的指導和推進作用。學院對畢業生在如下方面做了畢業要求：工程知識、問題分析、設計與開發解決方案研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊溝通、項目管理和終身學習。專業課程體系中每一門課程的設置都圍繞著培養出具備上述能力的畢業生這一目標進行。“生物化學”是用化學的理論和方法研究生命現象的一門學科，是一門集教學與實踐相結合的綜合性課程，主要包括生命物質的化學組成、結構、性質和功能等靜態問題，以及各種化學物質在生物體內的代謝和代謝過程中涉及的能量轉換等動態問題。“生物化學”是食品科學與工程專業的專業基礎課，是工程教育認證體系的核心課程。該課程主要從以下2個方面支撐整個專業畢業生的知識和能力培養：①能夠針對產品確定技術路線、設計生產工藝；②能夠選擇正確的方法制作食品，并能對食品原料的理化學性質進行測定、對食品的品質進行評價。

1 “生物化學”課程教育現狀及存在問題

“生物化學”作為專業基礎課，其基本理論和方法是“食品加工”“食品保藏”“食品營養學”等專業課程的重要基礎，在食品科學與工程專業學生能力培養中的地位非常重要[5]。江蘇大學對該課程的設置是大二第2學期進行，包括理論課65學時，實驗課25學時。理論課主要是通過多媒體進行基礎理論和知識講授，而實驗課主要針對靜態部分進行驗證性和綜合性實驗。盡管多媒體教學結合了圖片、動畫和視頻等教學手段，便于學生更好地理解空間結構和動態過程，并通過自己動手進行實驗操作加深對理論知識的理解。但是，結合食品專業的工程教育認證標準和畢業生的畢業要求，發現該課程仍然存在以下主要問題，有待進一步改進。

1.1 先修課程理論知識缺乏

“生物化學”的學習需要先修普通化學和有機化學，具備一定的化學基礎理論知識。但學校食品科學與工程專業在江蘇省范圍內招生較多，而鑒于江蘇省高考的特點，部分考生在高中時未選修化學，因此化學基礎比較薄弱。進入大學后，這部分學生學習“有機化學”已經比較吃力，再學習以有機化學為基礎的“生物化學”就更為吃力。結果造成學生在學習過程中產生畏難情緒，進而喪失學習興趣。而工程教育專業認證的核心理念是以學生為中心，最終的培養目標也是圍繞學生這一主體為中心進行的。因此，學生基礎薄弱是一個影響根本的問題，急待解決。

1.2 該課程基礎理論多、知識抽象，學生理解困難

“生物化學”課程涉及的范圍廣、知識面大，既包括闡述核酸、蛋白質、糖類、脂類等生物大分子物質的結構與功能的靜態部分，也包括闡述糖類代謝、脂類代謝等的動態部分，還有涉及中心法則的分子生物學部分的理論和知識等。課程中涉及的生物大分子，均具有龐大、復雜的空間結構，學生理解起來難度比較大。而且該課程還涉及到許多微觀的生物學知識，內容抽象，無法像宏觀世界一樣用肉眼去觀察，對于生物基礎較薄弱的學生來講，學習更是難上加難。學生普遍反映生化課的基礎理論多、知識抽象，理解透徹比較困難，從而使得不少學生從心理上對該課程的學習產生畏懼心理。結果就是作為工程教育專業認證核心課程之一，“生物化學”無法有效支撐畢業生知識和能力的培養。

1.3 畢業生解決食品工程相關問題能力欠缺

工程教育專業認證的最終目的是要培養具備競爭優勢和發展潛力的畢業生，保證學生培養質量滿足從事相應職業的要求。而從目前“生物化學”教學現狀來看，由于該課程知識點多，課程安排上也是理論教學占主體，實驗教學為輔助，學生主要通過死記硬背掌握概念、原理等，結果導致對理論知識的理解有限，不能融匯貫通地靈活運用到對食品工程相關問題的解決中，其結果必然是達不到專業認證對畢業生能力培養的要求。

2 新導向下的教學改革

“生物化學”不僅有助于學生掌握食品工程基礎知識和專業知識，而且在學生進行綜合實驗、畢業論文等實踐技能訓練環節和創新能力培養方面都起著重要的作用，從而有力地支撐起畢業生知識和能力培養這一工程教育的終極目標。對于食品科學與工程專業來說，學生需要通過該課程的學習，從分子水平上認識生物體的化學組成及其在生命活動中所進行的化學變化和調控變化規律等生命現象的本質，并熟練掌握生物化學的實驗技術和基本原理，進一步將其靈活應用到食品營養與健康，工藝設計與生產實踐中，輔助解決食品工程相關問題，做到學以致用，從而實現知識和能力培養這一工程教育目標。

由于學生個體的差異和課程本身的特點，許多學生在學習的過程中容易產生畏難情緒，而逐漸喪失學習興趣，學習積極性不高。為了提高該課程的學習效果，激發學生的學習興趣，將課堂教學內容更好地運用于工程教育實踐中，針對上述存在問題，提出在教學過程中應著重于以下幾方面的改革。

2.1 針對學生主體的不同采取措施

工程教育是以學生為本，需要滲透到每一門課程的培養目標中。因此，“生物化學”課程必須充分考慮到學生的特點，做到“因材施教，一切為了學生”。江蘇大學食品科學與工程專業大部分江蘇的學生在高中時未選修化學，造成他們在進入大學后，學習化學相關課程困難。針對學生的這一特點，江蘇省教育廳也在不斷探索，改革高考模式，增加學生在高中階段選修各門課程的機會。另一方面，在進入大學階段后，對于化學基礎薄弱的學生，要有針對性地強化他們化學課程的學習。例如，學校可以增設高中化學補修班，學生可以利用課余時間補修高中化學；部分學生跟不上“生物化學”課程進度，可以利用課余時間申請補課。

2.2 改變教學模式

工程教育專業認證的核心理念是以學生為中心，學生是學習的主體。而傳統的教學方法中，教師講授占主導地位，學生處于被動接受的狀態，這與工程教育專業認證的目標背道而馳。這種傳統的教學方式培養的學生雖然掌握了一定的理論知識，但只知其然而不知其所以然，不利于學生創新能力和獨立思考能力的培養。而“生物化學”是食品科學與工程專業的基礎課程，學生對該課程的理解和掌握情況必然會影響其他相關專業課程的學習。因此，在進行工程教育專業認證的新形勢下，必須改變教學模式，以學生為主體，教師起引導和輔導作用，教學過程將不再是傳統的直接灌輸理論知識。簡單來說，即以生活中常見問題和實例導入，設置問題，引導學生思考，然后再通過課堂知識解決問題；也可以選取一定的章節，利用翻轉課堂[6]等形式，引導學生自主學習，加深對關鍵問題的理解和掌握。

2.3 激發學生學習興趣

興趣是一切學習的動力[7]。“生物化學”是專業基礎課，其知識點多。從靜態生物化學部分來講，內容理論性強；而從動態的生物化學來講，內容晦澀難懂。如果單單以灌輸理論為教學目的，授課不與食品科學實踐相聯系，學生很容易失去學習興趣，而變成不得不學來應付考試。因此，如何激發學生的學習興趣和求知欲變成關鍵點。首先，在教學過程中單純的理論要多與生活相結合，尤其是利用身邊常見實例，引起學生的關注和興趣。例如，可以通過引入學生日常生活中常見的例子開始一堂課，引導學生思考，然后再切入知識點。其次，對于理解困難的空間結構和代謝過程，多媒體課件要多運用圖片、動畫和視頻等直觀的手段，甚至結合自制道具，幫助學生理解生物大分子的立體空間結構及動態的代謝過程等，增強學習的興趣和動力。

2.4 理論與實踐相結合，提高學生解決實際問題的能力

工程教育專業認證的目的是培養能夠解決實際生產中各種工程問題的畢業生，因此理論與實踐相結合極其重要。首先，知識點學習結束后，可以引入食品生產中的實際問題，引導學生利用所學知識來解決，從而增強了學生分析、歸納問題的能力，學會思考并與實踐相聯系。其次，實驗教學是學生將課堂理論知識轉化為動手能力的重要環節，在生物化學教學中要重視實驗教學。傳統的實驗教學基本上教師設定好實驗步驟，學生按部就班地依照步驟完成操作。以工程教育專業認證為導向的“生物化學”實驗教學，應該以學生為主體。教師提出知識點，學生首先根據掌握的知識點，提出實驗思路，討論后設計實驗過程，最后實施實驗過程、評價實驗效果。這種實驗方法通過學生主動思考、設計路線、解決問題，將理論與實踐相結合，為將來在國際食品工業中解決相關問題奠定基礎。再次，鼓勵學生參與科研活動。在大三和大四，學生有大量機會參與相關科研活動。在參與科研活動過程中，能夠遇到各種比較接近實際生產的問題。而“生物化學”課程在二年級結束，學生可以充分利用“生物化學”和其他專業知識來解決這些問題。這對于提高學生解決實際問題的能力非常重要。因此，科研活動對于達到工程教育專業認證目標具有重要的支撐作用。

3 結語

工程教育專業認證的目的是培養出對世界產業發展需求具有普適性的畢業生。食品工程專業認證在我國實施時間尚短，以專業認證為導向的畢業生的培養計劃還處于不斷調整階段。“生物化學”作為該專業的基礎課程，在專業認證中對培養高素質的應用型人才起著重要的作用。因此，在教學過程中，需要根據學生特點和專業認證對畢業生的要求，因材施教，不斷調整教學模式，著重學生工程能力的培養，提升食品工程畢業生的教育質量，從而為我國甚至世界食品制造業提供具備國際競爭力的新型高素質人才。

[1]周文化，鄭仕宏，林親錄，等.基于專業認證理念的食品科學與工程類專業的建設 [J].中國林業教育，2015，33（6）：28-33.

[2]張華，趙電波.食品工程專業課程體系改革探索——基于工程教育專業認證視角 [J].鄭州航空工業管理學院學報（社會科學版），2014，33（6）：172-175.

[3]盛群剛，王建中，俞國勝，等.食品機械與設備課程教學改革的探索與思考 [J].中國現代教育裝備，2010（15）：83-84.

[4]陳平.專業認證理念推進工科專業建設內涵式發展 [J].中國大學教學，2014（1）：42-47.

[5]譚韓英，潘百明.食品專業應用型人才培養專業見習教學改革探索 [J].農產品加工，2015（8）：85-86，88.

[6]邵穎，陳宏偉，曹澤虹，等.“微課”與“翻轉課堂”在生物化學教學中的應用初探 [J].教育教學論壇，2016 （39）：200-202.

[7]代洪，萬恂恂，楊盛清，等．以提高學習興趣為突破口提高生物化學教學質量 [J].檢驗醫學與臨床，2011（7）：878-879.◇