新工科背景下專業(yè)研究生案例教學(xué)探索
——以“現(xiàn)代食品藥品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)”課程為例

趙 昕，劉天龍，趙志磊

（1.河北大學(xué) 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，河北 保定 071002；2.石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院 測(cè)繪工程系，河北 石家莊 051132）

面對(duì)日益增加的產(chǎn)業(yè)革新與新技術(shù)突破的社會(huì)需求，培養(yǎng)掌握關(guān)鍵工程領(lǐng)域核心技術(shù)、具有探索科技前沿和發(fā)展創(chuàng)新能力的高層次優(yōu)秀人才至關(guān)重要。2017年2月以來(lái)，教育部發(fā)布了系列文件積極推進(jìn)新工科建設(shè)［1］，推動(dòng)高校教育教學(xué)改革創(chuàng)新，為未來(lái)突破核心關(guān)鍵技術(shù)壁壘，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)提供高素質(zhì)工程科技人才支撐［2］。

案例教學(xué)法有利于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，了解理論知識(shí)到工程實(shí)踐的應(yīng)用過(guò)程，提升動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力［3］。

面對(duì)新工科背景下高等教育創(chuàng)新改革的社會(huì)需求，對(duì)專業(yè)研究生課程進(jìn)行了基于教學(xué)案例建設(shè)的課程教改探索。

一、課程介紹

“現(xiàn)代食品藥品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)”課程內(nèi)容重點(diǎn)介紹食藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)方法及儀器，融合統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子信息學(xué)等學(xué)科知識(shí)，主要在食藥質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)、地理標(biāo)志產(chǎn)品原產(chǎn)地溯源方法等具體特色應(yīng)用中展開實(shí)訓(xùn)。

二、課程目前存在的問題

“現(xiàn)代食品藥品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)”課程具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論難度大、對(duì)實(shí)踐要求高的特點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際課程講授經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)發(fā)現(xiàn)該課程教學(xué)過(guò)程中存在以下不足。

（一）學(xué)生缺乏興趣和積極性

課程學(xué)時(shí)相對(duì)較少，內(nèi)容較廣泛，對(duì)學(xué)生研究應(yīng)用方向針對(duì)性不強(qiáng)，無(wú)法兼顧不同學(xué)生的研究背景。這導(dǎo)致部分學(xué)生只關(guān)注自己研究方向的課程內(nèi)容，有的學(xué)生甚至完全將重心放在自己的科研上，不關(guān)注課程內(nèi)容，只關(guān)心最后的考試。

（二）課程理論內(nèi)容占比較大，工程實(shí)踐較少

為了學(xué)生能夠掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，偏重于理論教學(xué)，理論授課學(xué)時(shí)較多，工程實(shí)踐學(xué)時(shí)較少。這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的目的性不強(qiáng)，無(wú)法聯(lián)系實(shí)踐，出現(xiàn)“學(xué)的用不上”的困惑。理論與實(shí)踐脫軌，所學(xué)知識(shí)也無(wú)法達(dá)到學(xué)生自身內(nèi)化掌握的目的。

（三）課程考核方式單一

傳統(tǒng)的課程考核模式為30%的“平時(shí)成績(jī)”加70%的“期末成績(jī)”，期末以結(jié)課論文的形式進(jìn)行考核。這使得學(xué)生不注重平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，而把主要精力放在期末的結(jié)課論文上。

三、案例教學(xué)的建設(shè)與實(shí)施

為解決以上問題，著重培養(yǎng)碩士研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，在“現(xiàn)代食品藥品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)”課程中引入案例教學(xué)。

（一）教學(xué)案例的篩選

教學(xué)案例的選擇在案例教學(xué)過(guò)程中至關(guān)重要，應(yīng)遵循以下要求。

1.聯(lián)系區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，緊跟行業(yè)需求。高等教育以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，選擇多個(gè)具體的針對(duì)性強(qiáng)的典型案例。這便于打造課程自身風(fēng)格和亮點(diǎn)，開展特色化教育教學(xué)工作。

2.具有較多的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，有較強(qiáng)的可操作性。在數(shù)字化時(shí)代的大背景下，教師應(yīng)充分利用信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與案例教學(xué)相融合，選取合適的教學(xué)案例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理引導(dǎo)，使學(xué)生能夠獨(dú)立地從多元渠道獲取相關(guān)信息和知識(shí)，培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)提升能力的意識(shí)和潛力。

3.便于融入課程思政元素。教學(xué)案例應(yīng)能與社會(huì)時(shí)事相結(jié)合，使學(xué)生通過(guò)了解具體的、當(dāng)下的、身邊的典型思政事件，樹立正確的價(jià)值觀導(dǎo)向。教學(xué)時(shí)，使理論知識(shí)、實(shí)踐技能和思想政治教育交叉融合，協(xié)調(diào)同步，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中全方位、立體化育人。

4.遵循OBE理念。結(jié)果導(dǎo)向（Outcome Based Education,OBE）是一種以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)理念［4］。教學(xué)案例的選取要與課程教學(xué)目標(biāo)與知識(shí)點(diǎn)相匹配，以學(xué)生為中心，便于靈活調(diào)整案例教學(xué)設(shè)計(jì)和策略。

基于以上四點(diǎn)要求，對(duì)于課程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容部分，選取了兩個(gè)典型教學(xué)案例：案例1，近紅外光譜鑒別不同產(chǎn)地的枸杞；案例2，高光譜成像檢測(cè)八角中的莽草。在這兩個(gè)具體的教學(xué)案例中，學(xué)生需要掌握兩種檢測(cè)技術(shù)的基本原理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理分析。

食品摻假是近年來(lái)社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的食品安全問題，兩個(gè)案例對(duì)應(yīng)兩種典型的摻假類型：（1）不同種類形似產(chǎn)品摻假（八角與莽草）；（2）同種類不同產(chǎn)地產(chǎn)品摻假（枸杞）。在社會(huì)背景和技術(shù)發(fā)展歷史的部分插入誠(chéng)信、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)等德育元素。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，掌握檢測(cè)儀器的操作技能。在數(shù)據(jù)處理分析過(guò)程中，學(xué)生自行查找網(wǎng)上相關(guān)視頻，自學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件操作。

（二）教學(xué)資源整合

近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)飛速發(fā)展，中國(guó)大學(xué)慕課、網(wǎng)易云課堂、雨課堂等線上課程資源陸續(xù)建立。教學(xué)時(shí)，應(yīng)充分利用這些線上教學(xué)資源與線下教育進(jìn)行有益互補(bǔ)，將音、像、畫多種感官刺激手段穿插于課堂講授，抓住學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（三）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

以“為用而學(xué)”作為教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)原則，按照“社會(huì)背景—反映的問題—技術(shù)需求”順序引入，展開教學(xué)內(nèi)容。

理論知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)化、功能化、模塊化，便于學(xué)生理解不同知識(shí)點(diǎn)之間是相互關(guān)聯(lián)的。每個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容中，知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建、實(shí)際應(yīng)用討論、思維模式培養(yǎng)三線并行。重點(diǎn)對(duì)學(xué)生的思維模式進(jìn)行引導(dǎo)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題”的意識(shí)，提升“是什么”“為什么”“怎么做”的獨(dú)立思考能力。具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

（四）教學(xué)模式應(yīng)用

以信息和網(wǎng)絡(luò)為特征的數(shù)字化變革促進(jìn)了教育技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展［5］，采用翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式教學(xué)和同步異步課堂［6］相結(jié)合的方式開展學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增加課堂學(xué)習(xí)的交互性，提升學(xué)生批判性思維和創(chuàng)新的能力。

設(shè)計(jì)教學(xué)模式如下：利用學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺(tái)，設(shè)置學(xué)生課前線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，具體包括檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用視頻。

在課上，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每個(gè)教學(xué)案例對(duì)應(yīng)3個(gè)學(xué)習(xí)小組。6個(gè)學(xué)習(xí)小組都需要完成針對(duì)相應(yīng)教學(xué)案例的4項(xiàng)目標(biāo)任務(wù)（如圖2所示）。每個(gè)小組以PPT的形式在下次課堂上匯報(bào)。每組匯報(bào)時(shí)長(zhǎng)15分鐘，其中10分鐘匯報(bào)具體內(nèi)容，5分鐘回答提問。其他同學(xué)在聽匯報(bào)的過(guò)程中進(jìn)行提問，并打分評(píng)價(jià)。最后，教師進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，指出存在的問題和改進(jìn)方法。

圖2 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

（五）教學(xué)管理

教育信息化是教育治理現(xiàn)代化的重要手段［7］。利用互聯(lián)網(wǎng)和信息管理平臺(tái)，從傳統(tǒng)的人為干預(yù)轉(zhuǎn)向依托數(shù)據(jù)、信息的科學(xué)高效管理，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程精細(xì)化，增強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的可控性，加強(qiáng)教學(xué)管理。

具體包括利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)在課前環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生觀看視頻情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，統(tǒng)計(jì)觀看時(shí)長(zhǎng)和次數(shù)數(shù)據(jù)。課上教學(xué)過(guò)程中設(shè)置隨堂練習(xí)、主題討論等互動(dòng)環(huán)節(jié)。

（六）考核方法

為了建立一套與案例教學(xué)相匹配的科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)體系，采取形成性評(píng)價(jià)（formative evaluation）和終結(jié)性評(píng)價(jià)（summative evaluation）相結(jié)合的方式。具體如下：形成性評(píng)價(jià)占比50%，分別針對(duì)課前、課上教師講授和課上學(xué)生PPT展示三部分教學(xué)環(huán)節(jié)。課前環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：（1）視頻學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、次數(shù)；（2）設(shè)置問題的答題情況。課上講授環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：（1）學(xué)生注意力；（2）答題積極性；（3）學(xué)習(xí)通線上隨堂練習(xí)答題情況（正確率和答題時(shí)間）。學(xué)生PPT展示環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：（1）內(nèi)容是否包含所有任務(wù)目標(biāo)；（2）是否清晰、邏輯明確，時(shí)長(zhǎng)是否滿足規(guī)定要求；（3）參考的論文數(shù)量與質(zhì)量；（4）設(shè)計(jì)方案；（5）是否積極思考并提問。終結(jié)性評(píng)價(jià)占比50%，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：結(jié)課論文內(nèi)容是否充足，結(jié)構(gòu)是否合理，邏輯是否清晰，語(yǔ)言表述是否準(zhǔn)確。

通過(guò)量性和質(zhì)性、機(jī)評(píng)和教師評(píng)相結(jié)合的方式對(duì)主要教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。注重對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)過(guò)程、師生互動(dòng)、合作學(xué)習(xí)和探索學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，不斷改進(jìn)案例教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

案例教學(xué)有助于專業(yè)研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，既可以充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性、多學(xué)科知識(shí)的交互性和實(shí)踐結(jié)果的多元性，又可以滿足新工科背景下學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新性卓越工程人才的培養(yǎng)需要。未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步深化改革實(shí)踐，教師進(jìn)一步掌握現(xiàn)代化教育教學(xué)手段，熟練運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)資源和平臺(tái)，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，堅(jiān)持落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，培養(yǎng)具有扎實(shí)知識(shí)和專業(yè)技能的行業(yè)人才。