基于工程教育理念的食品生物化學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐*

佀勝利，吳超群，彭 舒，胡秀虹，周 敏

(凱里學(xué)院大健康學(xué)院，貴州 凱里 556011)

“新工科”是我國(guó)高等教育主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn)，持續(xù)深化工程教育改革的重大舉措[1]。“新工科”概念的提出和“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”“北京指南”的發(fā)布，為我國(guó)開(kāi)展新工科建設(shè)和工程教育改革探索提供了基本范式和行動(dòng)遵循[2]。2016年6月，我國(guó)正式加入《華盛頓協(xié)議》，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證和工程技術(shù)人員職業(yè)資格認(rèn)證的國(guó)際互認(rèn)[3]。工程教育認(rèn)證是對(duì)工科專業(yè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)的合格性評(píng)價(jià)體系，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，以師資隊(duì)伍和支持條件為基本保障，以課程體系的有效實(shí)施實(shí)現(xiàn)途徑，形成了以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的三大理念[4]。這一工程教育理念不僅適用于指導(dǎo)工程類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)凝練、畢業(yè)要求修訂和課程體系建設(shè)，同時(shí)也是課程建設(shè)與教學(xué)改革的首要原則與出發(fā)點(diǎn)。

食品生物化學(xué)具有理論性強(qiáng)、內(nèi)容范圍廣泛、內(nèi)容邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的特點(diǎn)，是食品專業(yè)課程體系的重要組成部分[5]。與工程類課程不同，食品生物化學(xué)課程強(qiáng)調(diào)生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能與相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，在教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用新工科教育理念從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式上對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化完善，有力支撐食品科學(xué)與工程專業(yè)進(jìn)行工程教育認(rèn)證，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 明確教學(xué)目標(biāo)，突出育人導(dǎo)向

根據(jù)食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與食品生物化學(xué)課程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合課程內(nèi)容體系調(diào)整[6]、課程特色提煉和教學(xué)規(guī)律認(rèn)知，將課程目標(biāo)設(shè)置為知識(shí)認(rèn)知目標(biāo)、能力方法目標(biāo)與情感價(jià)值目標(biāo)，從知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)與情感價(jià)值培育三個(gè)維度塑造學(xué)生的綜合素質(zhì)。其中，知識(shí)認(rèn)知目標(biāo)主要從課程內(nèi)容體系出發(fā)，明確對(duì)各章節(jié)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，形成食品生物化學(xué)課程內(nèi)容體系的知識(shí)認(rèn)知，并將各知識(shí)點(diǎn)的邏輯關(guān)系梳理成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；能力方法目標(biāo)主要從科學(xué)思維、工程思維和方法論的角度，將理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)食品專業(yè)實(shí)踐案例在課程中的應(yīng)用，提升理解、分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；情感價(jià)值目標(biāo)主要從科學(xué)精神與職業(yè)素養(yǎng)層面，強(qiáng)化科學(xué)態(tài)度與職業(yè)道德意識(shí)培養(yǎng)，體現(xiàn)人才培養(yǎng)過(guò)程中課程育人的理念。同時(shí)，在制定課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將目標(biāo)分解到各章節(jié)和課次。以課程目標(biāo)為錨點(diǎn)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)、課程教學(xué)、課程考核來(lái)確保課程成果的形成和課程目標(biāo)的達(dá)成，推動(dòng)食品專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提高，提升課程育人功能。

2 實(shí)施模塊化教學(xué)，突出教學(xué)內(nèi)容體系完整性

根據(jù)食品生物化學(xué)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)及其邏輯關(guān)系，將食品生物化學(xué)劃分為四個(gè)模塊：結(jié)構(gòu)生物化學(xué)、代謝生物化學(xué)、分子生物學(xué)基礎(chǔ)、食品中的生物化學(xué)。根據(jù)不同模塊的內(nèi)容特點(diǎn)，選擇不同的教學(xué)策略：結(jié)構(gòu)生物化學(xué)模塊突出生物分子所具有官能團(tuán)與理化性質(zhì)的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、不同分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異與分離純化方法的關(guān)系；代謝生物化學(xué)模塊強(qiáng)調(diào)物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化途徑及重要中間物質(zhì)、能量代謝及代謝調(diào)控等內(nèi)容；分子生物學(xué)基礎(chǔ)模塊重點(diǎn)講授遺傳信息轉(zhuǎn)化的基本概念與過(guò)程，從基本原理和在食品領(lǐng)域的應(yīng)用角度進(jìn)行分子生物學(xué)技術(shù)的介紹與拓展；食品中的生物化學(xué)模塊將前三個(gè)模塊內(nèi)容與食品工業(yè)相結(jié)合，融合食品工業(yè)相關(guān)案例，對(duì)食品的生物化學(xué)本質(zhì)、食品加工中的生物化學(xué)變化和生物化學(xué)技術(shù)在食品中的應(yīng)用進(jìn)行講授，將生物化學(xué)的知識(shí)性與食品工業(yè)的應(yīng)用性相結(jié)合。課程模塊化設(shè)置既體現(xiàn)了課程體系的內(nèi)部關(guān)系，也將工程思維的模塊化概念融入教學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維與工程思維的同步培養(yǎng)。

3 改革教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)“教”“學(xué)”互促

3.1 依托網(wǎng)絡(luò)手段，打造云學(xué)習(xí)平臺(tái)

食品生物化學(xué)課程開(kāi)設(shè)以來(lái)，不斷完善網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的建設(shè)，經(jīng)過(guò)4輪教學(xué)累積，依托凱里學(xué)院THEOL網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，初步建成課程云學(xué)習(xí)平臺(tái)。學(xué)習(xí)平臺(tái)既有課程介紹、課程教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度計(jì)劃、教案等教學(xué)基本材料，也包括自建教學(xué)資源與教學(xué)材料。目前，云平臺(tái)共提供各節(jié)次教學(xué)的預(yù)習(xí)材料、往年教學(xué)課件和學(xué)習(xí)要點(diǎn)，并設(shè)置一定的課下作業(yè)、在線測(cè)試題、配套復(fù)習(xí)題等進(jìn)行教學(xué)效果檢測(cè)，結(jié)合課程學(xué)習(xí)需要提供一定的擴(kuò)展學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生可以登錄校內(nèi)教育教學(xué)平臺(tái)或手機(jī)下載優(yōu)慕課APP參與教學(xué)活動(dòng)和自主學(xué)習(xí)，通過(guò)查看教學(xué)課件和擴(kuò)展學(xué)習(xí)資料實(shí)現(xiàn)課程復(fù)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)，通過(guò)參與學(xué)習(xí)討論進(jìn)行課程預(yù)習(xí)和知識(shí)答疑，通過(guò)課程復(fù)習(xí)題和在線測(cè)試進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)鞏固。云學(xué)習(xí)平臺(tái)的建成，使學(xué)生自由安排時(shí)間參與課前教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)習(xí)效率和課堂教學(xué)效果。

3.2 以課程目標(biāo)為導(dǎo)向，實(shí)施線上線下混合式教學(xué)

食品生物化學(xué)課程需以生物化學(xué)課程體系為主線，同時(shí)兼顧食品專業(yè)特色，在課程課時(shí)壓縮背景下，僅利用課堂教學(xué)時(shí)間完成各知識(shí)點(diǎn)的講授，往往需要?jiǎng)h減教學(xué)內(nèi)容或壓縮各知識(shí)點(diǎn)的時(shí)間配額，這兩種方式都會(huì)影響課程知識(shí)體系的完整性和教學(xué)效果。云學(xué)習(xí)平臺(tái)的建成，為開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)、進(jìn)一步豐富教學(xué)形式提供了可能。

以云學(xué)習(xí)平臺(tái)為線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，以課程目標(biāo)和各課次的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成為出發(fā)點(diǎn)，做好課程設(shè)計(jì)：課前，將學(xué)習(xí)內(nèi)容提前推送給學(xué)生，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)，并設(shè)置練習(xí)題來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；課中，通過(guò)收集學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋，制定課堂教學(xué)策略，包括針對(duì)性進(jìn)行集中答疑、組織學(xué)習(xí)討論、結(jié)合案例分析進(jìn)行知識(shí)融入和拓展等；課后，以教學(xué)重難點(diǎn)為主要考查內(nèi)容，安排鞏固練習(xí)與作業(yè)，落實(shí)好教學(xué)目標(biāo)的最終達(dá)成。線上線下混合式教學(xué)的開(kāi)展，既有效緩解了課時(shí)不足帶來(lái)的壓力，也能夠培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的自我學(xué)習(xí)與總結(jié)歸納能力，使線下課堂有充足的時(shí)間進(jìn)行教學(xué)改革和學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)與提升。

3.3 運(yùn)用信息化教學(xué)工具，提升課堂教學(xué)質(zhì)量

疫情發(fā)生以來(lái)，在線教學(xué)得到了前所未有的廣泛應(yīng)用，智慧化、信息化教學(xué)工具相繼推出，革新了課堂互動(dòng)模式。信息化教學(xué)手段在課堂教學(xué)中的運(yùn)用為復(fù)盤教學(xué)過(guò)程、提高教學(xué)質(zhì)量提供了有效工具。學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)與雨課堂平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了課程及師生信息的實(shí)時(shí)更新，食品生物化學(xué)采取雨課堂(+微信)進(jìn)行課堂輔助教學(xué)也已完成2輪課程教學(xué)。在使用雨課堂進(jìn)行課堂教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)課堂簽到、隨堂答題實(shí)時(shí)記錄課堂教學(xué)過(guò)程，根據(jù)學(xué)生在線答題情況能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中薄弱點(diǎn)并及時(shí)答疑和鞏固；通過(guò)隨機(jī)點(diǎn)名、發(fā)送彈幕功能活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性。雨課堂的使用，使教學(xué)互動(dòng)形式更加靈活多樣，學(xué)習(xí)效果的實(shí)時(shí)反饋渠道更加順暢，學(xué)生參與課堂活動(dòng)的積極性進(jìn)一步提高。同時(shí)，雨課堂輔助教學(xué)起到了網(wǎng)絡(luò)留痕的作用，教師還可以通過(guò)課程后臺(tái)查看預(yù)習(xí)或拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)生課堂參與情況、課堂練習(xí)完成質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)教學(xué)內(nèi)容掌握程度進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，為下一步課程教學(xué)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。同時(shí)，教學(xué)過(guò)程中在雨課堂產(chǎn)生的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)也是進(jìn)行過(guò)程性考核和計(jì)算課程目標(biāo)達(dá)成情況的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。

3.4 實(shí)施案例教學(xué)，強(qiáng)化綜合素質(zhì)培養(yǎng)

在實(shí)施線上線下混合式教學(xué)的過(guò)程中，在線上自學(xué)、線上預(yù)習(xí)和課堂教學(xué)等環(huán)節(jié)引入案例進(jìn)行分析討論和教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。在緒論部分，通過(guò)介紹我國(guó)首次人工合成牛胰島素和吳憲教授的案例，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和對(duì)科學(xué)精神的追求，將課程思政元素融入課程教學(xué)，且在蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定和蛋白質(zhì)生物合成時(shí)仍可以繼續(xù)作為教學(xué)案例；在蛋白質(zhì)變性內(nèi)容預(yù)習(xí)時(shí)，設(shè)置“熟雞蛋可以變生嗎”的案例分析，通過(guò)引發(fā)學(xué)生的好奇心，加深對(duì)蛋白質(zhì)變性和復(fù)性知識(shí)的理解，并通過(guò)查閱“熟雞蛋變生”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容了解科技前沿內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成用科學(xué)思維理解、思考和解決問(wèn)題的習(xí)慣；在脂類物質(zhì)部分，組織學(xué)生查找關(guān)于地溝油的資料，從地溝油處理過(guò)程、作為食用油的危害和地溝油的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行歸納總結(jié)，加強(qiáng)職業(yè)道德教育和環(huán)境保護(hù)意識(shí)；在學(xué)習(xí)生物大分子的分離提取時(shí)，安排學(xué)生查閱資料對(duì)不同生物分子的分離提取方法并用流程圖的方式進(jìn)行總結(jié)歸納，同時(shí)要求對(duì)其基本原理進(jìn)行解釋，達(dá)到工程思維和科學(xué)思維培養(yǎng)的有效結(jié)合；在物質(zhì)代謝學(xué)習(xí)時(shí)，結(jié)合動(dòng)植物原料制作食品過(guò)程中的物質(zhì)變化過(guò)程進(jìn)行知識(shí)融合，突出教學(xué)內(nèi)容的食品特色。學(xué)生通過(guò)課程自學(xué)、課程預(yù)習(xí)、資料查找與整理、課堂演示與陳述，自我學(xué)習(xí)能力、資料整合能力、文字與口頭表達(dá)能力都能夠得到一定地鍛煉，綜合素質(zhì)有效增強(qiáng)。

3.5 更新教學(xué)理念，突出學(xué)生中心地位

通過(guò)構(gòu)建云學(xué)習(xí)平臺(tái)和使用信息化教學(xué)手段，讓學(xué)生能夠自由選擇學(xué)習(xí)時(shí)間、地點(diǎn)和進(jìn)度，根據(jù)個(gè)人情況自主安排學(xué)習(xí)過(guò)程，為學(xué)生自主化、個(gè)性化學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)條件。教學(xué)過(guò)程中改變以教師講授為主的教學(xué)方式，結(jié)合教學(xué)模塊特點(diǎn)，科學(xué)設(shè)置課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)探究式教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、討論式教學(xué)等教學(xué)方式的開(kāi)展，由老師提出問(wèn)題或主題，學(xué)生結(jié)合課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課程教學(xué)的積極性，由師生共同完成知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，以學(xué)生為中心開(kāi)展知識(shí)學(xué)習(xí)與強(qiáng)化，將課堂教學(xué)真正變成教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”的有效融合和互相促進(jìn)[7]。

4 完善考核方式，推動(dòng)課程持續(xù)改進(jìn)

根據(jù)食品生物化學(xué)課程對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐程度，對(duì)課程考核進(jìn)行完善和改進(jìn)。通過(guò)調(diào)整過(guò)程性考核的權(quán)重，突出對(duì)教學(xué)全過(guò)程的考核，綜合評(píng)定學(xué)生的課程表現(xiàn)。結(jié)合教學(xué)改進(jìn)、豐富過(guò)程性考核形式，將網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)使用情況、雨課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)討論參與情況作為重要的評(píng)價(jià)依據(jù)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)習(xí)能力、課程參與的考察。期末考試題型上，通過(guò)多種題型考查學(xué)生的知識(shí)掌握水平，同時(shí)增加簡(jiǎn)答、論述、分析等主觀題的數(shù)量和種類，考察學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握和運(yùn)用能力；期末考試內(nèi)容上，既有理論知識(shí)學(xué)習(xí)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)性考核內(nèi)容，也設(shè)置一定的基于課程理論的應(yīng)用分析等能力提升型考核內(nèi)容。課程結(jié)束后，通過(guò)對(duì)期末考試試卷得分和總評(píng)成績(jī)分布情況進(jìn)行課程質(zhì)量分析和達(dá)成度分析，找出課程目標(biāo)達(dá)成中的不足，進(jìn)一步總結(jié)課程教學(xué)中的短板，分析和探討下一步改善、提高的方法途徑，從課程設(shè)計(jì)、教學(xué)安排、課程考核等方面加強(qiáng)完善。以課程目標(biāo)達(dá)成情況為評(píng)價(jià)指標(biāo)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)成果導(dǎo)向作用，以學(xué)生為中心，推動(dòng)課程持續(xù)改進(jìn)，逐步提升課程質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

食品生物化學(xué)課程是是食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生最早接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。我們從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等方面加強(qiáng)食品生物化學(xué)課程建設(shè)，按照以學(xué)生為中心、以目標(biāo)為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的工程教育理念，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、信息化教學(xué)工具，開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)，將科學(xué)思維、工程思維、職業(yè)教育、課程思政等融合于教學(xué)過(guò)程，通過(guò)課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐探索工程教育理念在課程教學(xué)中的應(yīng)用途徑，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合課程內(nèi)容對(duì)復(fù)雜食品工程問(wèn)題進(jìn)行合理分析并形成基本的工程概念，為后續(xù)工程類課程的學(xué)習(xí)夯實(shí)理論知識(shí)和實(shí)踐基礎(chǔ)。