“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式在食品化學實驗教學中的應用

郭磊，闞歡

西南林業(yè)大學生命科學學院（昆明 650224）

李克強總理在2015年第十二屆全國人大第三次會議上的政府工作報告中首次提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，旨在推進以互聯(lián)網(wǎng)為主的一整套信息技術在社會各領域的擴散與應用[1]。2017年國務院印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確指出“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是國家教育事業(yè)的重要抓手[2]，隨著各行業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”應用的不斷深入，食品行業(yè)也在不斷地挖掘現(xiàn)代信息技術、移動通信技術等在行業(yè)中的應用[3]。食品化學實驗是培養(yǎng)學生掌握理論知識和提高動手能力的良好平臺，通過開設實驗課程，既強化了學生的動手操作能力，又提升了學生分析與解決問題等方面的綜合能力[4-5]。將互聯(lián)網(wǎng)技術應用于高校食品化學實驗課程的教學，培養(yǎng)出適應現(xiàn)代食品行業(yè)發(fā)展需求的專業(yè)人才是一種必然的發(fā)展趨勢，如何將互聯(lián)網(wǎng)技術和傳統(tǒng)教育相結合以適應現(xiàn)代教育的發(fā)展卻是當今高校教師需要認真思考和探索的重要問題[6]。

受“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響，高校的食品化學實驗教學模式也悄然發(fā)生著變化，逐步呈現(xiàn)出一種新型的教學模式——混合式教學[7]。TBL（Target-based Learning）是以美國教育家布盧姆“掌握學習”的教育理論為依據(jù)，以“目標制定、目標導學、目標任務驅動、目標修正與目標達標”為路徑的目標教學模式[8-9]。通過多年的教學實踐發(fā)現(xiàn)采用TBL教學后，學生掌握知識和實踐動手的能力都有大幅的提高。如何迎合“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展趨勢，利用互聯(lián)網(wǎng)思維結合TBL教學模式對食品化學實驗課程的教學進行改革和實踐，以提升學生在食品安全與分析檢測的專業(yè)技能，從而培養(yǎng)高校食品安全專業(yè)領域的實用型及創(chuàng)新型人才，是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下教師的重要任務與目標。以食品化學綜合實驗中的蘋果褐變機制與預防為例，闡述“互聯(lián)網(wǎng)+TBL教學”模式下食品化學實驗教學改革與實踐的實施途徑。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式的實施

“互聯(lián)網(wǎng)+”模式將移動互聯(lián)網(wǎng)技術應用于食品化學實驗教學可為學生提供豐富的信息資源，使學生相互交流解決問題更加方便快捷。而TBL教學使學生在目標激勵與任務驅動的教學機制下自主學習達成目標，學習效果會大大提高。以日常生活中常見的蘋果褐變?yōu)槔U述“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式在蘋果褐變機制與預防實驗教學的具體實施與應用。

1.1 制定目標

酶促褐變是酚酶催化酚類物質形成醌及其聚合物的反應過程，它會影響食品的顏色、風味及營養(yǎng)價值。蘋果的酶促褐變在生活中非常常見，以此為例可以讓學生更容易理解和掌握這個重要的化學變化。以西南林業(yè)大學2016級食品科學與工程專業(yè)40名學生為教學對象，將其分為兩個班，每班均20人，每5人為一組。兩個班的授課均由同一名專業(yè)教師完成，都采用“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式，1班的實驗目標是掌握蘋果酶促褐變的反應機制，2班的實驗目標是提出蘋果酶促褐變的控制措施，實驗學時均為6學時。

在實驗課前，教師將實驗的目的要求、實驗內容提要、實驗時間安排及實驗室開放管理制度上傳到兩個班的微信群或QQ群等社交軟件，實驗所需的原料及試劑由實驗員提前準備好，學生可以自主安排時間在規(guī)定的時間內完成該實驗的目標要求，具體內容見表1。

表1 “互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學模式的實施內容

1.2 實施目標

學生根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)布的實驗信息，各班各組自行到校園圖書館、CNKI等網(wǎng)站查閱關于蘋果褐變的相關資料，討論分析后制定可行性實驗方案，并查閱色差儀的使用說明與操作方法。教師要全程參與其中，一方面可以掌握學生的實施過程，另一方面可以避免學生在制定試驗方案中出現(xiàn)大的偏差，影響實驗進度和教學任務。

1.3 教學與答疑

針對學生在實驗過程中遇到的問題，隨時在網(wǎng)絡平臺上進行答疑，為更好體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的作用，師生的互動交流主要就在QQ群或微信群，教師參與每個組的討論并在線解答，及時發(fā)現(xiàn)并糾正學生的試驗設計方向，充分肯定學生的創(chuàng)新思維。

1.4 教學評價

總分100分，其中實驗報告40分，考察學生實驗報告的完整性、實驗方案的可行性、實驗結果的可靠性及結果分析的合理性等，每項各10分。TBL過程表現(xiàn)60分，主要有網(wǎng)絡平臺互動（40分）和實驗室操作（20分）兩方面，網(wǎng)絡平臺互動包括資料搜集、制定實驗方案、討論交流、學生提問等，每項各10分；實驗操作考察學生在實驗過程中的動手能力和問題解決能力，每項各10分。

綜合實驗報告與TBL過程表現(xiàn)進行評價，運用SPSS 22.0軟件做方差分析，以期獲得較為客觀的實驗成績，分析成績并提出“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式下提升學生實踐能力和創(chuàng)新能力的教學措施。

2 結果與分析

2.1 實驗報告成績

由于兩個班的實驗目標不同，實驗報告的側重點也有所不同。1班主要分析蘋果酶促褐變的機理，得出酶促褐變的影響因素及褐變程度的關系；2班主要是提出蘋果酶促褐變的控制措施，并評價抑制褐變措施的效果。兩個班的實驗報告都很完整，包括了實驗目的、材料與設備、實驗方案及結果分析，還有多數(shù)同學對結果分析后提出了較為合理的建議，平均分都在37分以上，其中，1班的實驗報告的完整性9.7分，實驗方案的可行性9.6分，實驗結果的可靠性9.2分，結果分析的合理性9.3分，總計37.8分；2班的相應考核指標分別為9.8，9.5，9.4和9.2分，總計37.9分。

兩個班的實驗報告成績沒有多大差異，但由于實驗目標不同，實驗結果和數(shù)據(jù)分析也會由于學生在實驗中出現(xiàn)的偶然誤差和知識儲備的不足造成不同的差異，但差異也不明顯，從學生對實驗的掌握程度和理解能力來看，達到了預期目標。經(jīng)歸納，兩個班的主要實驗方案、結果分析及結論如表2所示。

表2 “互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學的實驗方案與結果分析

通過兩個班的實驗方案及結果分析可以得出學生能夠很好利用互聯(lián)網(wǎng)平臺搜集資料、制定實驗方案，學生的學習主動性和創(chuàng)造性得到了明顯提升，教學效果顯著提高。

2.2 TBL教學過程表現(xiàn)

盡管兩個班的實驗目標及內容有所不同，學生在平臺上互動非常積極熱烈，對實驗儀器的使用也很熟練，并且在實驗過程中能夠自行解決遇到的問題，平均分都在57分以上，其中，1班學生的資料搜集、制定實驗方案、討論交流、學生提問、動手表現(xiàn)和解決問題表現(xiàn)分別為9.6，9.6，9.8，9.7，9.0分和9.6分，總分57.8分；2班相應的考察指標分別為9.7，9.8，9.7，9.6，9.7和9.8分，總分58.3分。另外，學生在互聯(lián)網(wǎng)平臺的交流情況反映出學生學習的主動性和創(chuàng)新性，特別是學生提出通過了解酶促褐變的機理與控制措施，可以為蘋果、土豆等果蔬的加工、保藏及運輸提供合理的措施，能夠保證食品的品質和營養(yǎng)價值，這點非常值得肯定。

TBL教學過程表現(xiàn)能夠反映學生對于互聯(lián)網(wǎng)平臺的使用、知識的積累、實踐動手能力和創(chuàng)新思維的發(fā)揮，能夠反映“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學模式在食品化學實驗中的應用效果，通過成績不難得出，“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學模式對于食品化學實驗的教學效果有很大的提升。

3 提升“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學效果的措施

3.1 充分挖掘“互聯(lián)網(wǎng)+”教學模式

除了使用制定實驗教材外，深度挖掘互聯(lián)網(wǎng)的使用是提升教學效果的重要途徑，包括微信、QQ、微博等新興網(wǎng)絡媒體及微課、慕課、翻轉課堂等數(shù)字資源，構建食品成分分析資料庫等，促進互聯(lián)網(wǎng)信息技術與課程的融合，促進師生在網(wǎng)絡平臺的互動交流，激發(fā)學生自主學習興趣，提高教學質量[2,10]。

通過創(chuàng)建“食品化學實驗”課程網(wǎng)絡平臺和手機APP客戶端，按照TBL教學任務建立適合學生實踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式，學生可隨時瀏覽食品化學實驗的教學大綱、教學內容及實驗安排，合理制定適合本組學生開展實驗的計劃。西南林業(yè)大學食品化學實驗課程共8個實驗，包括驗證實驗、演示實驗和綜合實驗，驗證實驗和演示實驗主要考察學生的主觀能動性和實踐動手能力，而綜合實驗還考察了學生的實踐創(chuàng)新能力。每次的食品化學實驗至少開設兩個綜合實驗，學生根據(jù)實驗目標及內容自行安排時間，在網(wǎng)絡平臺和手機APP客戶端查閱資料、制定實驗方案，這將極大地調動學生學習的主動性，隨時和學生在網(wǎng)絡平臺交流與答疑，既能夠發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢通過課外學習提高學生的學習興趣，又可以通過網(wǎng)絡平臺監(jiān)控學生的學習情況，極大地提高食品化學實驗的教學效果。

3.2 推動開放實驗室的智能化建設

開放式實驗室具有很多優(yōu)勢，如實驗人員多、儀器利用率高、資源豐富、功能強大等。如何把人工智能技術和開放式實驗室的優(yōu)勢結合起來為教學科研服務，是當前很多高校實驗室積極努力建設的方向[11]。

食品化學實驗室的試劑和儀器設備有不同的屬性，一些藥品如硫酸、鹽酸、高錳酸鉀等腐蝕性極強，會對人體健康造成傷害。大型設備如冷凍干燥機、噴霧干燥機、液相色譜等都有嚴格的操作說明，學生隨意使用會損壞設備。另外，實驗時間的沖突、設備使用的沖突及教學科研的沖突也會削弱實驗室功能，建立智能化實驗室就顯得非常重要。西南林業(yè)大學食品專業(yè)的學生進入實驗室之前，由實驗室管理人員對學生進行培訓，包括實驗室規(guī)章制度、實驗室安全規(guī)范、實驗室大型儀器的使用等，這些內容也同時在手機APP客戶端發(fā)布，學生可以在APP上預約時間和操作臺，也可以熟悉相關儀器的操作說明。這樣就能極大地發(fā)揮實驗室的使用功能，又可以減少實驗管理人員的工作量。

4 結論

“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式是在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下對高校食品化學實驗教學模式的一種探索，是傳統(tǒng)食品成分檢驗和互聯(lián)網(wǎng)技術融合的新模式，也是以培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標的教學模式。經(jīng)過多年來食品專業(yè)實驗實踐教學經(jīng)驗的積累，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺和目標式教學方法實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式在食品化學實驗教學中的應用，重點考察學生在網(wǎng)絡平臺的互動情況、實驗動手能力、問題分析及解決能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，成績能夠客觀反映學生掌握知識、運用知識、拓展知識的能力，也能很好地反映“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式的教學效果。通過實踐進一步提出挖掘“互聯(lián)網(wǎng)+”教學模式和建設智能化開放實驗室是能夠提高“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學效果和培養(yǎng)實用型創(chuàng)新性專業(yè)人才的重要措施。