基于慕課基礎的“食品化學”實驗課教學方法探索

張洪微　崔素萍　張麗媛

摘??? 要：“慕課”是適應互聯網時代發展的新的教學模式，它具有“開放、共享”的特點，基于“慕課”基礎的“食品化學”實驗課教學方法改善了傳統教學模式中存在的弊端，符合我國對創新型人才培養的要求。通過對教學內容的優化、網上教學資源平臺的構建、翻轉課堂的實驗及考核方法等方面的論述，探討了基于慕課基礎的“食品化學”實驗課教學方法的構建及探索，希望為“食品化學”實驗課教學改革提供參考依據。

關鍵詞：“慕課”;食品化學實驗;教學方法

中圖分類號：G642.0????????? 文獻標識碼：A????????? 文章編號：1002-4107（2019）04-0030-03

“慕課”（MOOCs）一詞源于美國，是由Downes和Siemens依據同伴學習模式中的“連通性”，在2008年正式提出的，意為大規模網絡開放課程[1-2]。早在2001年，美國麻省理工學院完成了校內所有課程資料的開放工作，正式開始課件開放項目。隨后聯合國教科文組織首次提出“開放教育資源（OER）”概念，將課程、項目和經驗等內容作為教育資源進行開放，并以免費共享的形式進行傳播，這些工作為“慕課”平臺的建立打下了良好的基礎[3]。隨著互聯網技術的快速發展，Udacity、edX、Coursera等三大“慕課”資源平臺相繼成立，開始進入“慕課”時代。2013 年“慕課”引入我國，各個高校開始積極進行慕課建設[4]。

“慕課”借助互聯網信息技術，改變和豐富了高校傳統課堂教學模式，突破了學習者時間空間等外部因素的限制;為學習者自主學習提供了優秀的教育教學資源，最大程度地實現了教育資源的最優化配置及最大化效益。但如何將“慕課”應用于高校的教學中，使其發揮最大的作用，需要教學和科研工作者進一步探索和實踐。

“食品化學”是食品學科重要的專業基礎課，課程內容理論性和學科交叉性較強，涉及的內容繁雜、范圍較廣，是學習食品學科專業課和進行相關科學研究、從事食品相關行業工作的重要基礎[5]。“食品化學”實驗課是食品化學課程不可或缺的組成部分，可幫助學生理解理論知識、提高學習興趣、鍛煉學生的實驗技能。傳統的“食品化學”實驗課教學方法是教師先詳細講解及部分示范，學生再按照實驗指導書中的步驟操作完成，課后完成實驗報告。這種教學模式不利于激發學生學習的主動性和興趣，也不利于培養學生的探究精神、創新精神和相互協作的能力，降低了實驗課的教學效果，因此亟須對“食品化學”實驗課教學方法進行改革與嘗試。近年來許多高校的“食品化學”課程開展了改革與創新，取得了良好的效果[6-8]。但這些改革多集中在實驗內容、實驗設備、教學管理等方面，對于“慕課”的教學方式在“食品化學”實驗教學中的利用鮮少有研究。黑龍江八一農墾大學食品學院食品化學課程組在“食品化學”實驗課的教學中進行了“慕課”的探索與嘗試，以期為高校利用“慕課”教學提供有價值的參考。

一、基于“慕課”基礎的實驗教學設計與建設

黑龍江八一農墾大學“食品化學”實驗課自開設以來，一直遵循“實驗員準備試劑及儀器—教師講授原理及示范—學生操作完成實驗—撰寫實驗報告”的傳統模式，學生在學習過程中處于被動的狀態，缺乏學習主動性和積極性，實驗報告也常出現雷同現象，使教學效果無法達到最佳狀態。“慕課”的教學方式則與這種傳統的教學模式完全不同，“開放、共享、在線學習”的特點提高了學生自主學習的要求，通過“學生課前網絡在線學習及討論—課堂實驗操作及師生互動—課后反饋及完成作業”的流程，使學生在學習過程中處于主體地位，提高學生的學習興趣。根據“食品化學”實驗課教學實際情況，課程組教師總結經驗，結合“慕課”教學要求，對食品化學實驗課教學平臺進行了設計與初步的建設。

（一）實驗內容的完善及優化

在“食品化學”實驗課開設之初，實驗內容多以驗證性實驗為主，如水分活度相對平衡室法的測定、淀粉還原糖的測定、蛋白質含量測定等，實驗內容單調且實用性不強，有些實驗內容也與“食品分析”課程的內容有重復[9]。自2010年之后，教師根據實際情況開始對實驗內容進行改進和補充，逐漸減少這些驗證性實驗，相應地增加了綜合性和設計性實驗內容。把原有的驗證性實驗融入到綜合性實驗中，使實驗體系更加完整[10]。例如，驗證性實驗“美拉德初始反應速度的測定”加入到綜合性實驗“美拉德反應對食品的影響”體系中，使學生對美拉德反應有了更全面的理解和認識，并能掌握如何控制美拉德反應進而控制食品品質的方法。近幾年，課程組教師帶領幾屆學生完成了多項實驗項目的設計與實踐，如天然色素的分離及其穩定性測定、果膠分離及其在果醬制作中的應用等，極大豐富了實驗內容，使實驗體系更加完善。

除綜合性實驗外，又增加了設計性實驗內容。設計性實驗方向的設定是根據理論課授課內容，結合現實食品生產實際或相關的社會熱點問題等設置。如對油炸油及地溝油品質變化規律的研究，學生根據理論課所學油脂氧化和油脂品質檢測的內容，設計不同油炸條件下，油脂的過氧化值、酸價，二烯值等指標來評價油脂的品質。設計性實驗由于具有開放性、主動性和研究性的特點，培養了學生的創新思維、研究能力、動手能力及團隊合作精神。

（二）網上教學資源平臺的構建

網上教學資源平臺建設的內容主要包括在線課程視頻、在線討論、在線測驗、在線答疑等部分。其中在線課程是“慕課”的核心，在精選實驗內容的基礎上，錄制實驗教學視頻，再結合相關資料、圖片等教學資源，最終制作成完整而短小精悍的在線課程視頻，視頻時長一般為15 min左右。實驗教學視頻中除對實驗目的和原理的講解外，最重要的是對實驗重點和難點步驟的操作示范，這也可以借助仿真實驗軟件來完成。

為督促和檢驗學生對視頻課的學習效果，在教學平臺上還要完成在線討論、測驗和答疑等系統的建設。在線討論區是針對學生和教師在實驗課前后全部開放的區域，學生可在此區域自由討論與實驗相關的內容，由實驗教師作為管理員統一管理。在線測驗分為課前測驗和課后測驗兩部分，要求每名學生在規定時間內完成自己的測驗內容，測驗試題是由試題庫中隨機抽取，可避免學生之間的抄襲現象發生，測驗的成績將記錄到學生實驗課總成績中。在線答疑由實驗教師管理和完成，學生可隨時查看。

網上教學資源除實驗課內容外，還包括一些實驗儀器使用方法、實驗室注意事項等相關內容，因此網上教學資源平臺的建設不僅能滿足實驗課需求，對學生后續的專業課的學習和科研工作也有一定的輔助作用。

（三）翻轉課堂的實現

傳統的實驗課教學模式是把教師講授、學生實驗操作、教師答疑在一堂課上完成，而“慕課”的教學方式是將幾部分在不同的時間和地點來完成[11]。在線視頻課程的觀看和在線討論、測驗等內容完成了學生學習實驗理論的過程，課堂上主要完成的是學生實驗操作過程，是將理論付之于實踐的過程。在完成在線學習后，學生對實驗目的、原理、操作步驟等有了基本的認識和了解，為實現翻轉課堂做好了充分的準備。

雖然在翻轉課堂中是以學生為主導，由學生自主來完成實驗操作，但教師在整個實驗過程中依然負有組織和管理的責任，把握整體實驗進程的節奏與時間。同時教師作為“引導者”，對實驗的難點、重點進行適當的指導，對在課前測驗中發現的普遍問題以提問的方式作以講解，通過與學生的互動，幫助其掌握實驗技能，引導學生進行思考，對實驗沒得到預期效果及出現問題的要鼓勵學生尋找原因及改進方法。在實驗過程中，教師要注意對學生實驗操作基本技能的考查。

設計性實驗在翻轉課堂實施中更注重對實驗內容的指導和實驗結果的考查。設計性實驗需要學生團隊獨立地完成從查閱資料、制定實驗方案、配試劑、實施實驗方案、進行數據處理到撰寫實驗報告的全部過程，看似教師的工作量較少，但在實驗方案的指導及實驗報告的批復中，教師的工作是十分重要和必要的。在實驗實施過程中，教師也要考查團隊中各成員的合作能力和實驗技能。

（四）課后任務及成績評定

傳統的教學模式中實驗課后學生只完成實驗報告上交就算完成了課程任務，對實驗結果及成績沒有反饋、沒有思考，這就不能達到全面的實驗課目的，因此在實驗課課后還要利用網絡教學平臺完成課后的討論與測驗。討論區是隨時開放狀態，教師可隨時進行答疑，學生也可隨時討論。課后的測驗是限時開放區域，學生要在課后48 h內完成課后測驗，同樣，測驗試題由試題庫隨機抽取。最后學生要完成數據處理和撰寫實驗報告，上交給教師批閱。批閱意見和成績教師要在網上反饋給學生，學生可在網上查閱。

由于教學模式的改變，實驗成績的評定也由單一的實驗報告成績決定實驗課總成績變為綜合評定。綜合成績的內容包括多個部分，從實驗預習開始，每個步驟都有相應的評定標準。網絡平臺的建立極大方便了成績評定的操作，學生在網上的操作，如“慕課”視頻的觀看，討論區的參與，測驗題的回答都可在網上實現成績評定。學生實驗操作技能、實驗課堂表現及實驗報告成績則由教師評定。

二、“慕課”基礎的教學實踐與探索

自2009年開始，黑龍江八一農墾大學食品學院食品化學課程組開始著手“食品化學”實驗課教學改革的嘗試，為提高學生學習興趣、培養具有創新能力與實踐能力的應用型人才，根據本校的教學實際與學生情況，對實驗教學方法進行了有益的改革與創新，經過幾年的教學實踐，取得了初步的成績與良好的效果。2016年，隨著我國各高校“慕課”工作的逐漸推廣與應用，食品化學課程組開始探索“食品化學”實驗課的“慕課”教學。

近幾年，課程組對“食品化學”實驗內容進行了大量的補充和更新，并將原來的驗證性實驗補充設計到綜合性實驗中，增加了設計性實驗的內容。由于課時有限，每屆學生會根據實際情況，挑選2項綜合性實驗和1項設計性實驗開設。而設計性實驗在學生完成后，再經教師改進完善后，作為綜合性實驗內容補充成為綜合性實驗，再給后續的學生開設。這樣的方式可以不斷增加新的實驗項目，形成良性循環，使實驗項目不斷增加。經過幾屆學生和教師的共同努力，目前為止，已增加新的實驗項目4項，并已在實驗課中開設。

2014年，黑龍江八一農墾大學完成了食品質量與安全實驗中心的建設，建立了實驗室網上預約系統，2015年課程組順利完成黑龍江省教改項目《食品質量與安全實驗教學示范中心的建設與實踐》，這為“食品化學”實驗課“慕課”教學方法的實施提供了良好的基礎和開端[12-14]。2016年完成食品化學理論課的視頻共享課建設，2017年陸續完成食品化學實驗課課件及視頻的制作工作。“食品化學”實驗課網絡平臺建設所需的其他資料，如試題庫、相關圖片、視頻等內容也已相繼整理完成。

在“食品化學”實驗課教學方法改革中，考核方法的改革是必不可少的內容，經過幾年的實施，“食品化學”實驗課的考核方法更接近公平合理。如從最初的單一以實驗報告為主要考核指標，變成了現在由課堂表現、實驗報告和設計性實驗3個部分組成的考核方式，成績評定也更加細化。但在“慕課”基礎下的教學中，成績的考核又增加了網絡操作評定部分，可以更好地考查學生對實驗的預習、對實驗操作的掌握和理解等，使成績評定更趨于合理。

“慕課”的開展對全球高等教育模式產生了巨大的沖擊和深遠的影響，它“開放、共享”的特點適應當今互聯網學習的時代背景，也可在最大程度上實現教育資源的最優化配置及最大化效益[15]。“食品化學”實驗課在這一時代背景下遇到了新的發展機遇，但如何利用好“慕課”的教學模式也正是現在急需探索的課題。網絡教學平臺的建設和翻轉課堂的實施都需要教師投入大量的時間和精力，這也對教師的工作能力提出了更高的要求。同時，“慕課”的建設也要求學校的網絡軟硬件建設及信息化更加完善，以確保“慕課”的實施。基于“慕課”基礎的“食品化學”實驗課教學方法還處于起步準備階段，還需要教師進行大量的工作，并為此付出不懈的努力。

參考文獻：

[1]張君.高校中推廣“慕課+翻轉課堂”的優勢和挑戰[J].教育教學論壇，2018，（10）.

[2]孟亮，梁瑩瑩，段立君.高校學生對微（慕）課教學接受度的調查分析[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2018，（1）.

[3]艾咪娜.淺析美國高校慕課教學發展現狀[J].現代交際，2017，（5）.

[4]李志民.“慕課”的興起應引起中國大學的覺醒[J].中國高等教育，2014，（7）.

[5]闞建全. 食品化學[M].北京：中國農業大學出版社，2008：4-9.

[6]黃昌懌.基于創新能力培養的食品化學實驗教學模式改革與實踐[J].現代食品，2017，（11）.

[7]唐華麗，陳林，吳應梅.基于創新能力培養的食品化學實驗考試改革[J].實驗科學與技術，2016，（5）.

[8]李楠，楊春杰，王芮東，等.應用型本科院校《食品化學實驗》教學改革與探索[J].食品工程，2016，（2）.

[9]張洪微，崔素萍，王琴.食品化學實驗課教學改革措施初探[J].高等教育與學術研究，2009，（5）.

[10]張洪微，王琴，崔素萍.“食品化學”實驗課教學改革與創新[J].農產品加工，2016，（17）.

[11]余飛.“案例載體—活動導向”的翻轉課堂模式研究[J].現代教育技術，2016，（8）.

[12]崔素萍，閆麗，張洪微，等.食品質量與安全實驗教學示范中心的建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2014，（6）.

[13]閆麗，崔素萍，張繼成，等.基于ASP.NET實驗教學示范中心平臺建設[J].黑龍江八一農墾大學學報，2014，（1）.

[14]劉海軍，崔素萍，閆麗，等.包裝實驗室信息管理系統的設計與開發[J].包裝工程，2013，（23）.

[15]周文華，郗芊蕊.國際化視野下的MOOC發展現狀與策略[J].當代教育科學，2014，（13）.