佀勝利,吳超群,彭 舒,胡秀虹,周 敏
(凱里學院大健康學院,貴州 凱里 556011)
“新工科”是我國高等教育主動應對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“復旦共識”“天大行動”“北京指南”的發(fā)布,為我國開展新工科建設(shè)和工程教育改革探索提供了基本范式和行動遵循[2]。2016年6月,我國正式加入《華盛頓協(xié)議》,實現(xiàn)了我國工程教育專業(yè)認證和工程技術(shù)人員職業(yè)資格認證的國際互認[3]。工程教育認證是對工科專業(yè)質(zhì)量達標的合格性評價體系,認證標準以人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心,以培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求為導向,以師資隊伍和支持條件為基本保障,以課程體系的有效實施實現(xiàn)途徑,形成了以學生為中心、以成果為導向、持續(xù)改進的三大理念[4]。這一工程教育理念不僅適用于指導工程類專業(yè)人才培養(yǎng)目標凝練、畢業(yè)要求修訂和課程體系建設(shè),同時也是課程建設(shè)與教學改革的首要原則與出發(fā)點。
食品生物化學具有理論性強、內(nèi)容范圍廣泛、內(nèi)容邏輯嚴謹、應用領(lǐng)域廣泛的特點,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,食品生物化學課程強調(diào)生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能與相互轉(zhuǎn)化過程,在教學過程中,運用新工科教育理念從課程目標、教學內(nèi)容、教學模式、考核方式上對課程教學進行優(yōu)化完善,有力支撐食品科學與工程專業(yè)進行工程教育認證,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
根據(jù)食品科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求指標點與食品生物化學課程的對應關(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規(guī)律認知,將課程目標設(shè)置為知識認知目標、能力方法目標與情感價值目標,從知識傳授、能力培養(yǎng)與情感價值培育三個維度塑造學生的綜合素質(zhì)。其中,知識認知目標主要從課程內(nèi)容體系出發(fā),明確對各章節(jié)基本知識點的掌握程度,形成食品生物化學課程內(nèi)容體系的知識認知,并將各知識點的邏輯關(guān)系梳理成知識網(wǎng)絡(luò);能力方法目標主要從科學思維、工程思維和方法論的角度,將理論知識學習與實驗實踐相結(jié)合,通過食品專業(yè)實踐案例在課程中的應用,提升理解、分析和解決復雜工程問題的能力;情感價值目標主要從科學精神與職業(yè)素養(yǎng)層面,強化科學態(tài)度與職業(yè)道德意識培養(yǎng),體現(xiàn)人才培養(yǎng)過程中課程育人的理念。同時,在制定課程教學目標的基礎(chǔ)上,進一步將目標分解到各章節(jié)和課次。以課程目標為錨點,通過課程設(shè)計、課程教學、課程考核來確保課程成果的形成和課程目標的達成,推動食品專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提高,提升課程育人功能。
根據(jù)食品生物化學課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)及其邏輯關(guān)系,將食品生物化學劃分為四個模塊:結(jié)構(gòu)生物化學、代謝生物化學、分子生物學基礎(chǔ)、食品中的生物化學。根據(jù)不同模塊的內(nèi)容特點,選擇不同的教學策略:結(jié)構(gòu)生物化學模塊突出生物分子所具有官能團與理化性質(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;代謝生物化學模塊強調(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;分子生物學基礎(chǔ)模塊重點講授遺傳信息轉(zhuǎn)化的基本概念與過程,從基本原理和在食品領(lǐng)域的應用角度進行分子生物學技術(shù)的介紹與拓展;食品中的生物化學模塊將前三個模塊內(nèi)容與食品工業(yè)相結(jié)合,融合食品工業(yè)相關(guān)案例,對食品的生物化學本質(zhì)、食品加工中的生物化學變化和生物化學技術(shù)在食品中的應用進行講授,將生物化學的知識性與食品工業(yè)的應用性相結(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理念,實現(xiàn)科學思維與工程思維的同步培養(yǎng)。
食品生物化學課程開設(shè)以來,不斷完善網(wǎng)絡(luò)學習平臺的建設(shè),經(jīng)過4輪教學累積,依托凱里學院THEOL網(wǎng)絡(luò)教學綜合平臺,初步建成課程云學習平臺。學習平臺既有課程介紹、課程教學大綱、教學進度計劃、教案等教學基本材料,也包括自建教學資源與教學材料。目前,云平臺共提供各節(jié)次教學的預習材料、往年教學課件和學習要點,并設(shè)置一定的課下作業(yè)、在線測試題、配套復習題等進行教學效果檢測,結(jié)合課程學習需要提供一定的擴展學習內(nèi)容。學生可以登錄校內(nèi)教育教學平臺或手機下載優(yōu)慕課APP參與教學活動和自主學習,通過查看教學課件和擴展學習資料實現(xiàn)課程復習、拓展學習,通過參與學習討論進行課程預習和知識答疑,通過課程復習題和在線測試進行知識學習鞏固。云學習平臺的建成,使學生自由安排時間參與課前教學環(huán)節(jié),提升學習效率和課堂教學效果。
食品生物化學課程需以生物化學課程體系為主線,同時兼顧食品專業(yè)特色,在課程課時壓縮背景下,僅利用課堂教學時間完成各知識點的講授,往往需要刪減教學內(nèi)容或壓縮各知識點的時間配額,這兩種方式都會影響課程知識體系的完整性和教學效果。云學習平臺的建成,為開展線上線下混合式教學、進一步豐富教學形式提供了可能。
以云學習平臺為線上學習平臺,以課程目標和各課次的教學目標達成為出發(fā)點,做好課程設(shè)計:課前,將學習內(nèi)容提前推送給學生,明確學習目標和學習任務(wù),并設(shè)置練習題來檢驗學生的學習效果;課中,通過收集學生學習情況反饋,制定課堂教學策略,包括針對性進行集中答疑、組織學習討論、結(jié)合案例分析進行知識融入和拓展等;課后,以教學重難點為主要考查內(nèi)容,安排鞏固練習與作業(yè),落實好教學目標的最終達成。線上線下混合式教學的開展,既有效緩解了課時不足帶來的壓力,也能夠培養(yǎng)和鍛煉學生的自我學習與總結(jié)歸納能力,使線下課堂有充足的時間進行教學改革和學生綜合能力的培養(yǎng)與提升。
疫情發(fā)生以來,在線教學得到了前所未有的廣泛應用,智慧化、信息化教學工具相繼推出,革新了課堂互動模式。信息化教學手段在課堂教學中的運用為復盤教學過程、提高教學質(zhì)量提供了有效工具。學校教務(wù)系統(tǒng)與雨課堂平臺實現(xiàn)了課程及師生信息的實時更新,食品生物化學采取雨課堂(+微信)進行課堂輔助教學也已完成2輪課程教學。在使用雨課堂進行課堂教學過程中,通過課堂簽到、隨堂答題實時記錄課堂教學過程,根據(jù)學生在線答題情況能夠及時發(fā)現(xiàn)教學中薄弱點并及時答疑和鞏固;通過隨機點名、發(fā)送彈幕功能活躍課堂氣氛,調(diào)動學生參與課堂教學的積極性。雨課堂的使用,使教學互動形式更加靈活多樣,學習效果的實時反饋渠道更加順暢,學生參與課堂活動的積極性進一步提高。同時,雨課堂輔助教學起到了網(wǎng)絡(luò)留痕的作用,教師還可以通過課程后臺查看預習或拓展學習內(nèi)容的學習進度、學生課堂參與情況、課堂練習完成質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息,通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,對教學內(nèi)容掌握程度進行評價和分析,為下一步課程教學設(shè)計提供參考和依據(jù)。同時,教學過程中在雨課堂產(chǎn)生的學生學習數(shù)據(jù)也是進行過程性考核和計算課程目標達成情況的重要數(shù)據(jù)來源。
在實施線上線下混合式教學的過程中,在線上自學、線上預習和課堂教學等環(huán)節(jié)引入案例進行分析討論和教學,強化學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。在緒論部分,通過介紹我國首次人工合成牛胰島素和吳憲教授的案例,激發(fā)學生的愛國熱情和對科學精神的追求,將課程思政元素融入課程教學,且在蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定和蛋白質(zhì)生物合成時仍可以繼續(xù)作為教學案例;在蛋白質(zhì)變性內(nèi)容預習時,設(shè)置“熟雞蛋可以變生嗎”的案例分析,通過引發(fā)學生的好奇心,加深對蛋白質(zhì)變性和復性知識的理解,并通過查閱“熟雞蛋變生”實驗內(nèi)容了解科技前沿內(nèi)容,引導學生養(yǎng)成用科學思維理解、思考和解決問題的習慣;在脂類物質(zhì)部分,組織學生查找關(guān)于地溝油的資料,從地溝油處理過程、作為食用油的危害和地溝油的應用領(lǐng)域進行歸納總結(jié),加強職業(yè)道德教育和環(huán)境保護意識;在學習生物大分子的分離提取時,安排學生查閱資料對不同生物分子的分離提取方法并用流程圖的方式進行總結(jié)歸納,同時要求對其基本原理進行解釋,達到工程思維和科學思維培養(yǎng)的有效結(jié)合;在物質(zhì)代謝學習時,結(jié)合動植物原料制作食品過程中的物質(zhì)變化過程進行知識融合,突出教學內(nèi)容的食品特色。學生通過課程自學、課程預習、資料查找與整理、課堂演示與陳述,自我學習能力、資料整合能力、文字與口頭表達能力都能夠得到一定地鍛煉,綜合素質(zhì)有效增強。
通過構(gòu)建云學習平臺和使用信息化教學手段,讓學生能夠自由選擇學習時間、地點和進度,根據(jù)個人情況自主安排學習過程,為學生自主化、個性化學習創(chuàng)設(shè)條件。教學過程中改變以教師講授為主的教學方式,結(jié)合教學模塊特點,科學設(shè)置課堂教學環(huán)節(jié),通過探究式教學、項目式教學、討論式教學等教學方式的開展,由老師提出問題或主題,學生結(jié)合課程知識點進行知識的學習和運用,充分調(diào)動學生參與課程教學的積極性,由師生共同完成知識學習過程,以學生為中心開展知識學習與強化,將課堂教學真正變成教師的“教”和學生的“學”的有效融合和互相促進[7]。
根據(jù)食品生物化學課程對畢業(yè)要求指標點的支撐程度,對課程考核進行完善和改進。通過調(diào)整過程性考核的權(quán)重,突出對教學全過程的考核,綜合評定學生的課程表現(xiàn)。結(jié)合教學改進、豐富過程性考核形式,將網(wǎng)絡(luò)平臺使用情況、雨課堂學習數(shù)據(jù)、學習討論參與情況作為重要的評價依據(jù),強化對學習能力、課程參與的考察。期末考試題型上,通過多種題型考查學生的知識掌握水平,同時增加簡答、論述、分析等主觀題的數(shù)量和種類,考察學生對相關(guān)知識點的掌握和運用能力;期末考試內(nèi)容上,既有理論知識學習檢驗的基礎(chǔ)性考核內(nèi)容,也設(shè)置一定的基于課程理論的應用分析等能力提升型考核內(nèi)容。課程結(jié)束后,通過對期末考試試卷得分和總評成績分布情況進行課程質(zhì)量分析和達成度分析,找出課程目標達成中的不足,進一步總結(jié)課程教學中的短板,分析和探討下一步改善、提高的方法途徑,從課程設(shè)計、教學安排、課程考核等方面加強完善。以課程目標達成情況為評價指標,強調(diào)教學成果導向作用,以學生為中心,推動課程持續(xù)改進,逐步提升課程質(zhì)量。
食品生物化學課程是是食品科學與工程專業(yè)學生最早接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。我們從課程目標、教學內(nèi)容、教學模式、考核方式等方面加強食品生物化學課程建設(shè),按照以學生為中心、以目標為導向、持續(xù)改進的工程教育理念,運用網(wǎng)絡(luò)教學平臺、信息化教學工具,開展線上線下混合式教學,將科學思維、工程思維、職業(yè)教育、課程思政等融合于教學過程,通過課程設(shè)計與教學實踐探索工程教育理念在課程教學中的應用途徑,培養(yǎng)學生結(jié)合課程內(nèi)容對復雜食品工程問題進行合理分析并形成基本的工程概念,為后續(xù)工程類課程的學習夯實理論知識和實踐基礎(chǔ)。