基于項目的體驗式教學(xué)在釀酒工藝實驗課程中的研究初探

王金晶，鄭飛云，鈕成拓，劉春鳳，李崎

1(江南大學(xué) 工業(yè)生物技術(shù)教育部重點實驗室，江蘇 無錫，214122)2(江南大學(xué) 生物工程學(xué)院，江蘇 無錫，214122)

基于項目的體驗式教學(xué)法(project-based experiential teaching,PBET)是一種師生之間互相交流的教學(xué)方式，在一個學(xué)習(xí)周期中，學(xué)生通過身臨其境的學(xué)習(xí)取得較好的學(xué)習(xí)效果和較大的教育收益。釀酒工業(yè)是我國食品飲料行業(yè)的重要部分，釀酒工程師的培養(yǎng)更是釀酒工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要任務(wù)。自2013年釀酒專業(yè)設(shè)立以來，培養(yǎng)了無數(shù)釀酒行業(yè)的精英人才。隨著生產(chǎn)技術(shù)、裝備水平的提高以及人們對酒類品質(zhì)及品類的多樣化要求地不斷提升，要求釀酒專業(yè)培養(yǎng)理論水平與工程實踐能力俱佳的工程師。釀酒工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)校時，進(jìn)行了大量的生物學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，這些知識為他們成為釀酒工程領(lǐng)域的專家奠定了基礎(chǔ)。而進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)過程中，需要有理論結(jié)合實際的能力，以及創(chuàng)新與溝通的能力，才能找到有效的方法解決實際問題，這是對學(xué)生工程能力培養(yǎng)的重要指標(biāo)。

釀酒工程能力的培養(yǎng)不能通過理論講授獲得，而是在親身經(jīng)歷，不斷實踐的過程中獲得。本研究探討了學(xué)生在項目體驗式學(xué)習(xí)中如何與教師建立起信任，形成有效的溝通方式，連接師生的情感并形成有效的反饋。通過建立基于項目的體驗式教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

1 基于項目的體驗式教學(xué)實施方式

體驗式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的是過程而非結(jié)果，最早由KOLB在1984年提出，他在《體驗式學(xué)習(xí)：體驗是學(xué)習(xí)和發(fā)展的源泉》中提出了“體驗學(xué)習(xí)”的概念，通過“具體經(jīng)驗、反思觀察、抽象概念和積極實驗”的周期性循環(huán)來獲得知識的內(nèi)化與積累，在體驗過程中將個體的認(rèn)識與經(jīng)驗轉(zhuǎn)化相結(jié)合，形成自適應(yīng)學(xué)習(xí)從而獲得知識[1-2]。PBET從項目(project)出發(fā)，學(xué)生參與有形的體驗(do)，重復(fù)該體驗(reflect)，根據(jù)經(jīng)驗和信息結(jié)合理論思考(think)，闡明假設(shè)或解決問題(apply)。這種學(xué)習(xí)方式需要給予學(xué)生更多的信任和責(zé)任，讓他們在學(xué)習(xí)過程中直接參與學(xué)習(xí)過程[3-4]。此外，這種教學(xué)方式鼓勵學(xué)生成為靈活的學(xué)習(xí)者，將所有可能的學(xué)習(xí)方式融入到全周期學(xué)習(xí)中，并帶來有效的技能和元學(xué)習(xí)能力[5]。

在釀酒工藝實驗課程的教學(xué)方案設(shè)計中，老師只是學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)造者，為學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)的情境體驗，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，通過親身體驗完成一個小型項目進(jìn)行感知學(xué)習(xí)。通過開發(fā)一個實踐項目，把體驗式學(xué)習(xí)納入課程中，要求學(xué)生以團(tuán)隊合作的方式來完成項目研究，體驗釀造實踐，解決釀酒過程中相關(guān)的問題。在整個課程項目研究過程中，學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，這種學(xué)習(xí)方式能夠促進(jìn)本科教育與職業(yè)經(jīng)驗之間的聯(lián)系，從而改善大學(xué)和現(xiàn)實工作世界的關(guān)系[6]。

基于項目的體驗式教學(xué)法希望能夠鼓勵學(xué)生自我學(xué)習(xí)和自我指導(dǎo)能力，以滿足不斷變化的行業(yè)需求。有兩個要素在學(xué)習(xí)的產(chǎn)出中非常重要，(1)對項目成果質(zhì)量的批判性評價能力(信息素養(yǎng))；(2)找到滿足客戶需求的應(yīng)用解決方案能力(設(shè)計思維)。因此，在項目體驗式教學(xué)過程中，結(jié)合了線上和線下的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可以通過在線方式進(jìn)行互動，不受空間與時間的限制。這種學(xué)習(xí)方式也提高了學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)與參與度，促進(jìn)學(xué)生協(xié)作、創(chuàng)新，培養(yǎng)批判性思維和解決問題的能力。

基于項目的體驗式教學(xué)分為8個步驟(圖1)，由教師和/或產(chǎn)業(yè)教師共同確定實驗課題項目，并由教師和學(xué)生共同完成任務(wù)分解、學(xué)習(xí)方法建立以及研究團(tuán)隊的成立，項目的確定與任務(wù)的分解工作都可以在線上或線下完成，打破了時空的界限，為教學(xué)的實施提供了更有利的條件。接到項目任務(wù)后，學(xué)生以小組為單位或個人為單位進(jìn)行項目的設(shè)計，并進(jìn)行項目的執(zhí)行。在線下的項目執(zhí)行過程中，項目評價與項目執(zhí)行這一環(huán)節(jié)進(jìn)行往復(fù)循環(huán)，基于教師/產(chǎn)業(yè)/學(xué)生的評價不斷優(yōu)化項目，最終獲得項目的結(jié)果產(chǎn)出。

圖1 基于項目的體驗式教學(xué)法流程Fig.1 Flow chart of project-based experimental teaching

該過程強(qiáng)調(diào)了經(jīng)驗學(xué)習(xí)的過程，并且根據(jù)學(xué)生以往的經(jīng)驗對其進(jìn)行評估，允許學(xué)生在“做—反思—思考—應(yīng)用”中逐漸完善項目并完成學(xué)習(xí)過程。學(xué)生通過有形的項目執(zhí)行(do)、形成經(jīng)驗(reflect)、進(jìn)一步思考(think)、闡明問題或假設(shè)(apply)。這種教學(xué)方式將教師以教為主的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，學(xué)生直接參與學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)習(xí)能力[7-9]。在這個學(xué)習(xí)過程中，反思環(huán)節(jié)非常重要，這種方法可幫助學(xué)生在評估和使用知識時進(jìn)行更深入的思考，反思如何將學(xué)習(xí)成果更好地應(yīng)用于實際工程實踐環(huán)境中。

2 基于項目的體驗式教學(xué)的具體應(yīng)用

以釀酒工藝實驗課程中啤酒釀造工藝環(huán)節(jié)為例，該環(huán)節(jié)要求學(xué)生完成一個啤酒配方的設(shè)計以及最終產(chǎn)品的呈現(xiàn)。學(xué)生以小組為單位選擇自己感興趣的啤酒品類，并對其釀造過程進(jìn)行設(shè)計，其中包含原料的分析和選擇，糖化、煮沸、釀造工藝的設(shè)計與實施，成品的呈現(xiàn)方式、包裝的形式等內(nèi)容。

實驗課程項目任務(wù)下達(dá)如下：

(1)基于麥芽原料配比及糖化工藝研究釀造一款紅色系艾爾啤酒；

(2)基于酒花品種及投放工藝設(shè)計釀造IPA啤酒；

(3)基于酵母品種與酒花品種選擇釀造一款果香味淡色艾爾；

(4)設(shè)計并釀造一款低酒精度的果味啤酒。

通過該項目的沉浸式體驗學(xué)習(xí)，學(xué)生在課程結(jié)束時不僅完成了課題的綜述報告，同時完成了啤酒的釀造小試，獲得了初步的產(chǎn)品雛形。學(xué)生從被動地接受學(xué)習(xí)到主動地完成項目研究學(xué)習(xí)，在實踐過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，允許在實驗過程中出現(xiàn)錯誤和失誤，過程中不斷思考、總結(jié)、解決困難，最終呈現(xiàn)出完整的成果。經(jīng)過全周期的學(xué)習(xí)，大幅度提高了學(xué)生綜合解決問題的高階思維能力。

項目的執(zhí)行過程中學(xué)生遇到的問題包括：

(1)原料的比例確定；

(2)糖化工藝中每一個階段的溫度確定；

(3)糖化中攪拌的頻率；

(4)酒花添加的比例和時間；

(5)啤酒酵母的選擇;

(6)發(fā)酵工藝如溫度、時間……

普遍認(rèn)為對學(xué)習(xí)感興趣、積極參與學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)者更有可能實現(xiàn)高層次的學(xué)習(xí)。已有研究表明，參與度直接或間接地與智力、興趣、動機(jī)和學(xué)習(xí)成果的愉悅感相關(guān)[10-11]。在高等教育中，鼓勵學(xué)生積極參與課堂，然而存在很多客觀因素導(dǎo)致學(xué)生在課堂中參與度不高。實驗課程屬于實踐性課堂，要求學(xué)生主動參與其中，但并不是每一位學(xué)生都能深度參與實驗。安排4～5位學(xué)生一組，其中一位學(xué)生作為組長，負(fù)責(zé)工作的協(xié)調(diào)與溝通，實驗過程中學(xué)生隨時與老師保持溝通，基于學(xué)生和教師的評價不斷地修正實驗方案，以獲得最佳實驗方案，保證實驗課題的順利進(jìn)行。通過基于項目的體驗式學(xué)習(xí)過程，每一位學(xué)生在課題的進(jìn)行中都深度地參與了課題，通過討論、實踐、反思、產(chǎn)出的過程真正將理論知識與生產(chǎn)實踐聯(lián)系起來，進(jìn)行了更高層次的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的理論聯(lián)系實踐能力與工程能力[12]。釀酒工藝實驗的教學(xué)同時也為學(xué)生提供了一種沉浸式的體驗，學(xué)生在釀酒實踐的環(huán)境中根據(jù)實際任務(wù)提出問題，通過討論和實踐分析啤酒釀造中的問題，給出個性化的解決方案，完成釀酒生產(chǎn)，獲得沉浸式體驗，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維[5, 13]。實踐過程中，學(xué)生經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)課程內(nèi)容和項目具有挑戰(zhàn)性，這需要小組同學(xué)共同工作討論，學(xué)習(xí)并整合學(xué)科內(nèi)容來做出決定，形成能夠解決問題的方案和產(chǎn)品。課程結(jié)束后，學(xué)生以學(xué)習(xí)報告的形式遞交一份項目報告書，同時以小組為單位完成啤酒釀造并展示成品啤酒，學(xué)生與老師對DIY的啤酒產(chǎn)品進(jìn)行品評、打分、評價及討論，對每一組學(xué)生的釀酒項目提出建議和意見，為學(xué)生進(jìn)入下一階段的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

教師的傳統(tǒng)角色從知識提供者轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)驗的中介。教師通過提供信息、建議和相關(guān)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗來鼓勵學(xué)生，以建立一個學(xué)習(xí)環(huán)境，他們可以參與積極但具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)活動，促進(jìn)學(xué)生之間的互動。同時，對教師的要求也相應(yīng)的提高，課程的教學(xué)過程中要求教師有大量的知識儲備和不斷地學(xué)習(xí)研究本領(lǐng)域最新技術(shù)和成果的能力，以解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的困難，能夠與學(xué)生進(jìn)行深入地交流，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)自主性和解決問題的能力。將項目體驗式教學(xué)法應(yīng)用于釀酒工藝實驗課程中，從項目任務(wù)分解、任務(wù)認(rèn)領(lǐng)到項目設(shè)計都是由學(xué)生與教師共同討論完成，教學(xué)方法應(yīng)用靈活，突破了時間與空間的限制，學(xué)生通過反復(fù)思考與實踐，由教師與學(xué)生共同進(jìn)行評價和改進(jìn)，最終完成了啤酒工藝配方設(shè)計，啤酒小試釀造并提交最終產(chǎn)品，獲得了較好的課程教學(xué)效果。

3 結(jié)語

作為一門實踐性非常強(qiáng)的課程，體驗式學(xué)習(xí)的方式為教師的教和學(xué)生的學(xué)提供了一種新的模式，基于項目的體驗式學(xué)習(xí)幫助學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的成果進(jìn)行系統(tǒng)的梳理、深入的思考，教學(xué)相長，培養(yǎng)學(xué)生在實際工程實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、理論聯(lián)系實際的能力。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己能夠發(fā)現(xiàn)問題，并能夠應(yīng)用他們的信息來解決問題，不僅對參與獲取知識所需的心理過程更感興趣，而且更有動力和渴望學(xué)習(xí)。