線上線下混合式教學(xué)在“食品分析”課程中的探索

盛慶林，郭世歡，白武雙，張宇翔，曹 煒，岳田利

（西北大學(xué)食品科學(xué)院工程學(xué)院，陜西西安 710069）

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)家“食品安全戰(zhàn)略”和“健康中國(guó)2030”的相繼制定與實(shí)施，營(yíng)養(yǎng)、健康、安全成為食品產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的新風(fēng)向；而隨著“工業(yè)4.0”“新工科”“工程教育”理念的深度融合發(fā)展，智能化、自動(dòng)化、信息化成為食品制造的新模式，對(duì)高等院校食品相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科教學(xué)、工程實(shí)踐和人才培養(yǎng)的要求也由以往的“工具型”向創(chuàng)新型、實(shí)用型轉(zhuǎn)變[1]?！笆称贩治觥弊鳛槭称穼?zhuān)業(yè)中承上啟下的課程，如何在國(guó)家“以學(xué)生為中心”的教育教學(xué)理念及“課程思政”建設(shè)背景下，對(duì)標(biāo)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的要求，培養(yǎng)滿足國(guó)家和社會(huì)需求的創(chuàng)新型、應(yīng)用型食品分析人才，成為課程教學(xué)所面臨的一大挑戰(zhàn)。

“食品分析”課程是將儀器分析與食品學(xué)科有機(jī)結(jié)合的實(shí)踐性較強(qiáng)的一門(mén)交叉學(xué)科，具有內(nèi)容廣、更新快、理解難的特點(diǎn)。線上線下混合式教學(xué)，既可以充分利用網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)優(yōu)勢(shì)，讓在線課堂成為知識(shí)傳授的重要渠道，又可以強(qiáng)化教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生面對(duì)面線下課堂互動(dòng)，進(jìn)行知識(shí)探究、思辯與實(shí)踐的全新教學(xué)模式，使傳統(tǒng)以教師為中心、知識(shí)灌輸為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心、以能力提升為核心的個(gè)性化教學(xué)模式[2-3]。主要針對(duì)線上線下混合式教學(xué)在“食品分析”課程中的實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容的重組、教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)建、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的設(shè)計(jì)、課程考核的角度等方面的實(shí)踐探索進(jìn)行了總結(jié)和探討，以期對(duì)同類(lèi)院校相近課程的建設(shè)提供借鑒。

1 思政引領(lǐng)重組教學(xué)內(nèi)容

課程內(nèi)容設(shè)置作為課程教學(xué)的重中之重，需要按照“線上-線下”混合式教學(xué)模式進(jìn)行重新分配和組織，同時(shí)兼顧“課程思政”育人功能，挖掘?qū)I(yè)課程的思政因素，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的知識(shí)性與思政價(jià)值功能性的有機(jī)統(tǒng)一[4-5]。

首先，根據(jù)食品分析的對(duì)象，即各類(lèi)成分，將課程內(nèi)容梳理為多個(gè)模塊。在此部分可通過(guò)食品安全事件加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)道德教育，提升社會(huì)責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)使命；通過(guò)營(yíng)養(yǎng)成分分析引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注全民身體健康和國(guó)家戰(zhàn)略，展開(kāi)思政育人。例如，通過(guò)“三聚氰胺事件”暴露的食品安全問(wèn)題和從業(yè)人員職業(yè)道德問(wèn)題，及2010 年國(guó)家出臺(tái)的將三聚氰胺作為乳制品出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目（2010 年） 中的食品分析人才貢獻(xiàn)的力量，來(lái)警示和激勵(lì)學(xué)生。其次，根據(jù)各類(lèi)大型儀器的特點(diǎn)，將食品分析中使用的各類(lèi)先進(jìn)儀器方法進(jìn)行分類(lèi)。例如，氣相色譜和液相色譜可用于風(fēng)味物質(zhì)、色素、添加劑、農(nóng)獸藥殘留等方面的分析；原子吸收光譜可用于各類(lèi)礦物元素和有害元素的分析；質(zhì)譜及質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)也在近幾年成為食品中農(nóng)藥殘留溯源、結(jié)構(gòu)分析和檢測(cè)的重要手段。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充新方法、新技術(shù)，對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、拓寬學(xué)生知識(shí)面和科研視野均具有顯著效果。通過(guò)介紹儀器發(fā)展歷史和趨勢(shì)，向?qū)W生展現(xiàn)我國(guó)在技術(shù)方面取得的成績(jī)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新研發(fā)意識(shí)；通過(guò)各類(lèi)分析方法優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍的比較，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維和科研素養(yǎng)。此外，在課程教學(xué)過(guò)程中，以我國(guó)食品領(lǐng)域代表性科學(xué)家的優(yōu)良品德作為價(jià)值引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)定專(zhuān)業(yè)信念、強(qiáng)化愛(ài)國(guó)主義，弘揚(yáng)開(kāi)拓進(jìn)取、精益求精和無(wú)私奉獻(xiàn)的精神。

2 精心設(shè)計(jì)暢通教學(xué)過(guò)程

目前，線上線下混合式教學(xué)模式越來(lái)越成為當(dāng)下保障大學(xué)教學(xué)的重要手段，也對(duì)高校教育教學(xué)變革及提高教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響[6]。教學(xué)環(huán)節(jié)作為課程實(shí)施的重要部分，需要在備課時(shí)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。

在教學(xué)過(guò)程中，設(shè)置預(yù)習(xí)、自學(xué)、精講、互動(dòng)、輔導(dǎo)等教學(xué)環(huán)節(jié)。①預(yù)習(xí)：即學(xué)生預(yù)先回顧課程所需要的先修知識(shí)，做好課程的準(zhǔn)備。②自學(xué)：學(xué)生依托已建成的MOOC 資源或其他學(xué)習(xí)資料，開(kāi)展自主學(xué)習(xí)和測(cè)試。③精講：講授學(xué)生通過(guò)自學(xué)難以獲取和理解的知識(shí)，主要涉及課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展等內(nèi)容。同時(shí)，教師在講課過(guò)程中，還可將參與企業(yè)項(xiàng)目和學(xué)術(shù)會(huì)議等過(guò)程中有關(guān)食品分析的感想和體會(huì)與學(xué)生進(jìn)行交流，讓學(xué)生能夠充分了解行業(yè)最新動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。④互動(dòng)：針對(duì)課程內(nèi)容，采取提問(wèn)式、討論式、測(cè)驗(yàn)式、問(wèn)卷式等教學(xué)手段與學(xué)生互動(dòng)，既可以幫助學(xué)生吸收和理解理論知識(shí)，找到理論知識(shí)向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化的切入點(diǎn)，真正起到培養(yǎng)學(xué)生思維能力的目的，又可針對(duì)學(xué)生的反饋情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。⑤輔導(dǎo)：建立師生便捷有效的溝通渠道，如QQ 群、微信群等，針對(duì)學(xué)生課程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行隨時(shí)隨地解答。以上環(huán)節(jié)的線上部分可借助“慕課堂”備課區(qū)的添加課件、練習(xí)、討論、問(wèn)卷、公告、統(tǒng)計(jì)等工具實(shí)現(xiàn)。在實(shí)例教學(xué)中引入當(dāng)前突出事例，例如塑化劑事件，雖源于白酒，但實(shí)際上又廣泛存在于所有與塑料制品相關(guān)的食品行業(yè)，其對(duì)人體的潛在危害非常大，尤其是塑料類(lèi)食品包裝，高溫下塑化劑會(huì)很容易被釋放出來(lái)并隨食物進(jìn)入到人體。從這一事件關(guān)聯(lián)到近年來(lái)外賣(mài)行業(yè)的快速發(fā)展，塑料餐具的大量使用無(wú)疑增加了塑化劑的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 虛擬仿真線上實(shí)驗(yàn)探索

虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用極大地促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革和創(chuàng)新，尤其是對(duì)于學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐技能運(yùn)用的綜合能力培養(yǎng)[7-8]。通過(guò)設(shè)置食品分析實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景，學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中開(kāi)展樣品預(yù)處理、儀器操作與使用、數(shù)據(jù)分析、檢測(cè)報(bào)告等方面的工作，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)“食品分析”理論課程中的基本原理與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合。例如，食品分析應(yīng)用中的ICP-MS 儀器，課堂講解時(shí)學(xué)生對(duì)基本原理的理解較弱，通過(guò)設(shè)置虛擬仿真平臺(tái)的展示，學(xué)生對(duì)ICP-MS 儀器的每一個(gè)部分的構(gòu)造和作用有了更為清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生掌握并靈活運(yùn)用該儀器解決食品分析中的實(shí)際問(wèn)題具有很大的幫助。這種模塊化構(gòu)成打破了空間限制，使得學(xué)生仿佛穿越到儀器內(nèi)部，深入了解儀器構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)原理。同時(shí)通過(guò)反復(fù)演練儀器操作步驟及注意事項(xiàng)，還能降低在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)的膽怯心理。

另外，由于學(xué)生通常是被動(dòng)式的開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，缺少獨(dú)立思考且依賴性強(qiáng)。因此，改革傳統(tǒng)的食品分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，可以采用讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，尤其是有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，而且也鍛煉了學(xué)生從事科研實(shí)驗(yàn)的基本能力[9]。在自主性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方面，根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室條件設(shè)置1～2 個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如，香菇中過(guò)氧化物酶活性測(cè)定及酶學(xué)性質(zhì)探索、蜂蜜中多酚類(lèi)物質(zhì)的成分鑒定等。首先，給學(xué)生分組并設(shè)置好大致范圍，讓學(xué)生完成包括自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、查閱相關(guān)資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等；然后，教師對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行輔導(dǎo)、建議和修改完善并確定實(shí)驗(yàn)方案；最后，開(kāi)始分組實(shí)驗(yàn)。這種讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，不僅能夠極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且也鍛煉了學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施并從事科研實(shí)驗(yàn)的基本能力，使學(xué)生學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體。近年來(lái)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容方面，進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)整和優(yōu)化，通過(guò)增加食品分析實(shí)驗(yàn)數(shù)量，融合食品行業(yè)中的大型儀器應(yīng)用情況，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到先進(jìn)的大型儀器設(shè)備，取得了良好的教學(xué)效果。

4 綜合評(píng)估完善評(píng)價(jià)機(jī)制

線上線下混合式教學(xué)模式將傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得課程教學(xué)既保留了傳統(tǒng)教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用，又充分激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性[10]，因此課程的最終成績(jī)就應(yīng)該圍繞多模塊綜合考核來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。在多模塊綜合考核方面，“食品分析”課程的最終成績(jī)由線上和線下部分共同構(gòu)成?！笆称贩治觥闭n程的考核方式由5 個(gè)部分構(gòu)成，其中平時(shí)考核占10%，線上考核成績(jī)占10%，實(shí)驗(yàn)考核占20%，期中考核占10%、期末考核占50%。在線考核成績(jī)的具體內(nèi)容為：視頻學(xué)習(xí)完成度占10%，平時(shí)練習(xí)占20%，討論占10%，單元測(cè)試占20%，線上考試占40%。學(xué)生可以通過(guò)線上課程自由掌控學(xué)習(xí)時(shí)間，對(duì)一些較難理解的知識(shí)點(diǎn)、不易熟練掌握的技能點(diǎn)，能夠通過(guò)線上課程反復(fù)學(xué)習(xí)，不斷提升理論和技能成績(jī)。

另外，試題形式也需緊密與食品分析實(shí)際工作相結(jié)合，同時(shí)檢驗(yàn)思政育人成效，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。其中，對(duì)于平時(shí)上課積極思考、發(fā)言，作業(yè)完成質(zhì)量高、及時(shí)更正作業(yè)錯(cuò)誤的學(xué)生，設(shè)置平時(shí)成績(jī)加分項(xiàng)（總加分不超過(guò)5 分），有利于提高學(xué)生對(duì)平時(shí)課程學(xué)習(xí)的重視程度，從而避免突擊學(xué)習(xí)狀況的出現(xiàn)。例如，在方案設(shè)計(jì)題中，要求學(xué)生設(shè)計(jì)并簡(jiǎn)述采用電位法進(jìn)行肉質(zhì)鑒定的一般操作步驟和實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程，這就要求學(xué)生提前了解和學(xué)習(xí)通過(guò)pH 值測(cè)定能夠用于評(píng)定肉的新鮮度和動(dòng)物宰殺前健康狀況的背景知識(shí)。

在課程目標(biāo)達(dá)成度分析方面，教師不僅應(yīng)該提前測(cè)算試題的目標(biāo)達(dá)成度，在考試結(jié)束后還應(yīng)該對(duì)每一位學(xué)生成績(jī)、試卷中每一道題及其對(duì)應(yīng)的具體課程目標(biāo)達(dá)成度等進(jìn)行計(jì)算，并分析目標(biāo)達(dá)成情況及存在的問(wèn)題分析。教師就可以非常清晰地了解和掌握每一位學(xué)生的課程學(xué)習(xí)情況、知識(shí)點(diǎn)掌握情況、以及試題內(nèi)容的難易程度等。對(duì)于試題中反應(yīng)出的突出問(wèn)題，可在下一年度對(duì)教學(xué)過(guò)程中的教學(xué)方法和內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于達(dá)成度較低（70%） 的學(xué)生，需要分析其可能原因，并及時(shí)與學(xué)生溝通交流；對(duì)于達(dá)成度低于60%的學(xué)生，應(yīng)作為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，反饋給學(xué)校和學(xué)生家長(zhǎng)，以保證學(xué)生后續(xù)的正常學(xué)習(xí)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家食品經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，國(guó)家對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)、安全、健康戰(zhàn)略的提出，尤其是工程教育認(rèn)證體系在高等學(xué)校人才培養(yǎng)中的全面推廣和培養(yǎng)具有科研和實(shí)踐能力強(qiáng)的創(chuàng)新性人才的要求，“食品分析”課程也需要不斷進(jìn)行教育教學(xué)改革，通過(guò)重組教學(xué)內(nèi)容、暢通教學(xué)過(guò)程、組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)、探索線上實(shí)驗(yàn)、完善評(píng)價(jià)機(jī)制等，將“食品分析”課程的線上、線下教學(xué)有機(jī)地結(jié)合，緊密聯(lián)系社會(huì)實(shí)際和行業(yè)形勢(shì)培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，為國(guó)家和地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與建設(shè)作出更大貢獻(xiàn)。