“新工科”背景下PBL教學模式在“食品理化分析”課程中的應用

別子俊，陳 陽，黃愛蘭，司友琳，楊俊松

（1.蚌埠醫學院公共基礎學院，安徽蚌埠 233030；2.蚌埠醫學院藥學院，安徽蚌埠 233030）

食品質量與安全作為近年來快速發展的新型工科專業，也緊跟“新工科”建設的步伐，將培養創新綜合應用型人才作為專業主要培養目標之一。在新形勢發展需求下，需從教育教學方法、課程體系、教學內容、產學研合作和創新創業等多個方面進行改革[1]。其中，教育教學方法改革對培養創新綜合應用型人才具有重大意義。

“食品理化分析”是一門以“食品化學”“儀器分析”“分析化學”等課程為基礎，采用新型分離分析技術，研究涉及食品安全的相關物質和食品營養成分的理化檢驗過程的綜合應用型課程，是食品質量與安全專業的主干課程之一[2]。目前，“食品理化分析”課程多為講授式教學，教師作為教學過程的主體，對學生灌輸知識，而學生被動獲取知識，難以培養學生的自主思辯能力和知識綜合應用能力，不利于培養創新型綜合應用人才[3]。因此，對“食品理化分析”課程教學方法的改革尤為迫切。對新型教學模式——PBL教學模式在“食品理化分析”課程實踐教學中的應用進行了探討。

1 PBL教學模式介紹

Problem-Based Learning（PBL），即以問題為基礎的教學方法。美國神經病學教授Howard Barrows在1969年提出PBL教學模式，并在加拿大Mc Mas ter大學醫學院全面實施[4]。此后，PBL教學模式在大學教育的各個領域中廣泛應用[5-7]。PBL教學模式是一種教師通過提問引導學生自主思考、分析并解決問題的教學方法。教師以提問的方式輔導學生，學生通過自主查閱資料、分小組交流討論等方式獲取知識，在此過程中培養學生的自主學習、綜合思辨、交流協作和創新創造能力。

2 PBL教學模式實施

在“食品理化分析”課程中，PBL教學過程大致可以分為設計案例與問題（教師）、查閱文獻資料（學生）、分小組討論交流（學生）、解決問題（教師、學生）、歸納與總結（教師、學生）、評價反饋（教師、學生）等幾個部分。

“食品理化分析”課程PBL教學模式實施流程見圖1。

圖1 “食品理化分析”課程PBL教學模式實施流程

以“保健食品功效成分檢驗”為例，首先設計以下問題：①什么是保健食品？②保健食品具有哪些功效成分？③這些功效成分在保健食品中分別起到什么樣的保健功能？④常用的保健食品功效成分檢驗方法有哪些？⑤請選擇其中一種保健食品功效成分，參考國標和文獻資料，調研其常用檢驗方法的原理、步驟、注意事項等。這些問題的設計以教學大綱中的教學重點和難點為基準，以與學科發展相關的科學前沿問題為擴展，問題與問題之間相互關聯、層層遞進，且問題的難易度要適中，使學生保持良好學習積極性。相關問題和資料需提前1～2周提供給學生。學生根據教師提供的問題和資料，利用課余時間預習教材中的相關章節內容，熟悉基本知識，再通過圖書館和網絡資源查找收集相關資料，學習相關擴展知識，提出初步解決方案。課堂上，組織學生分組進行討論，一般以6～8人為一組，選出小組長，由組長帶領大家進行討論，教師適當引導學生深入分析問題，對得出的結論進行歸納驗證，學生在互相交流的過程中鍛煉對知識的掌握與應用能力、協同合作能力和表達能力等，整個討論過程由組長作詳細記錄。討論結束后，每組需給出完整的問題解決方案，并在課堂上公開發表，再由其他學生提問補充，最后由教師點評。課后，各組根據課堂上的討論情況及教師點評情況反思，并提交書面總結報告，教師根據各組學生課堂表現和書面總結報告進行評價。

3 PBL教學模式考核

傳統考核體系中，學生成績由2個部分組成，即期末考試成績和平時成績，其中平時成績由作業、課堂表現、出勤率等組成，而傳統考核體系不足以評價PBL教學模式中學生的學習情況。綜合考慮，“食品理化分析”課程考核方式如下：第一部分是期末考試成績，占比40%；第二部分是PBL考核成績，占比40%；第三部分是平時成績，占比20%。在這種考核方式下，新增了PBL考核成績，且占重要比例。學生自評、組內學生互評和教師評價3個部分組成PBL考核成績。前2項通過問卷調查開展，最后一項以每位學生在課堂討論中的表現、問題解決過程中的貢獻和提交的書面總結報告為依據評定。

4 PBL教學效果

PBL教學效果從2個方面反饋，即問卷調查和考試結果。為了保證反饋結果的公正性和全面性，將2016級食品質量與安全專業76位學生分為對照班（38人） 和實驗班（38人），前者以講授式教學模式授課，后者以多樣化教學模式（講授式與PBL）授課，2個班由相同教師授課。課程結束后，針對PBL教學模式的培養目標對實驗班開展問卷調查。另外，對所有學生進行統一期末考試，考試內容一致，根據考題特點，分為“回憶”“解釋”“應用”和“綜合”4種題型，并分析2個班學生不同題型得分率。

PBL教學實驗班問卷調查結果見表1。

表1 PBL教學實驗班問卷調查結果/%

在實驗班中，認為PBL教學模式總體有效的學生占84.2%。學生通過課前準備提高相關文獻和信息的檢索能力，通過課堂討論提高分析問題和解決問題的能力，通過課堂匯報提高語言表達能力，通過組內討論提高交流和團隊協作能力，通過提交書面報告提高歸納總結能力，同時在此過程中，學生的知識綜合應用能力和相關知識面都得到了提升。問卷調查結果顯示，在“食品理化分析”課程中應用PBL教學模式能起到積極作用。

實驗班與對照班閉卷考試成績比較見表2。

表2 實驗班與對照班閉卷考試成績比較

由表2可知，從平均分、優秀率和及格率來看，實驗班的整體成績要優于對照班。從不同題型得分率來看，對于“回憶”和“解釋”類題型，實驗班學生得分率比對照班略高。“回憶”和“解釋”類題型主要針對基本理論知識的記憶與簡單運用，實驗班和對照班的學生基本都能通過單純的記憶掌握基本理論知識和用基本理論知識簡單地分析問題，但是實驗班的學生對基本理論知識的記憶更全面、更準確，且分析問題的能力更強。而對于“應用”和“綜合”類題型，實驗班學生得分率明顯更高。“應用”類題型主要針對簡單的食品理化檢驗案例進行分析，例如應用所學的檢驗方法分析食品樣品中的某一種營養成分。“綜合”類題型主要針對復雜的食品理化檢驗案例進行分析，例如結合食品安全問題案例設計合理的檢驗方法等。實驗班學生明顯對于理論知識聯系實際案例的能力更強，能夠系統運用基本理論知識分析問題，并給出合理的解決方案。綜上所述，學生在經過PBL教學訓練后，能夠更加系統深入地掌握基本理論知識，并通過理論聯系實際來分析、解決問題。

5 PBL教學模式評價

5.1 優點

PBL教學效果反應出新型教學模式的實施有利于培養學生各方面的能力，包括：①學生的學習興趣得到激發，學習態度更加積極主動；②獲取知識的方式、來源多樣化，學生接觸知識面更全面、更系統、更深入；③在分析和解決問題的過程中，邏輯思維能力和知識應用能力得到訓練，為今后從事食品理化檢驗相關工作做好準備；④課堂討論和匯報的參與培養了學生語言表達和綜合思辨能力；⑤小組式學習有利于培養團隊協作能力和人際關系處理能力。總之，PBL教學過程對學生的培養不僅體現在專業相關技能，更重要的是培養了學生的個人能力和綜合素質，符合培養優質創新綜合應用型人才的目標。

5.2 存在的問題

在PBL教學過程中，也存在一些問題。首先，在教師層面，PBL教學要求教師要具有強大的知識儲備量，以應對學生可能提出的問題，并且要具有良好的組織協調能力和課堂掌控能力。而且由于受到學時數的限制，“食品理化分析”課程無法始終使用PBL教學，所以要求教師根據經驗選取適合PBL教學的授課內容，其他章節還需用傳統講授法教學。然后，在學生層面，PBL教學需要學生做好充分的課前準備，學生需要花費很多時間和精力完成，可能會削弱他們的學習積極性。另外，PBL教學課堂多以小組討論模式進行，有些學生抱著僥幸心理依賴他人，在課堂討論中消極對待，此時教師需主動與其進行互動，積極引導，調動其積極性。最后，在學校層面，PBL教學適宜小班上課，而且為了學習的連貫性，最好1個小班始終由1位教師負責，這就要求學校投入更多的教室、多媒體等硬件資源，以及師資力量等軟件資源。而且，學校應該提前做好PBL教學培訓，使教師和學生提前適應PBL教學過程，尤其是對于學生，已經養成了傳統教學模式下被動學習的習慣，教學模式的轉變會引起學生的抵觸心理。

6 結語

PBL教學模式在“食品理化分析”課程中的應用已經取得了初步的成效，學生經過PBL教學后，不僅學習成績有顯著的提高，更重要的是培養了自主學習、綜合思辨、交流協作和創新創造的能力。目前，“食品理化分析”課程中應用PBL教學模式還處于初期摸索階段，仍然存在一些問題。解決這些問題，使PBL教學模式在“食品理化分析”課程中發揮更好的效果，還需要進行深入的研究。