應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式下PBL法在“食品酶學(xué)原理”教學(xué)中的應(yīng)用*

謝三都，劉蒙佳，譚屬瓊，周強(qiáng)，陳惠卿

（閩南科技學(xué)院，福建 泉州 362332）

1999 年，我國開始以新機(jī)制、新模式舉辦本科普通高校——獨(dú)立學(xué)院，這被稱為中國高等教育“第三種模式”[1]，是我國高等教育發(fā)展的重要組成部分。截止至2019年，全國經(jīng)教育部批準(zhǔn)的獨(dú)立學(xué)院有257所。福建師范大學(xué)閩南科技學(xué)院是福建省最早設(shè)立的獨(dú)立學(xué)院之一，于2018年11月經(jīng)教育部批準(zhǔn)轉(zhuǎn)為普通本科高校。閩南科技學(xué)院堅持“高層次、應(yīng)用型、復(fù)合型”專門人才的培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)化“政企校僑”辦學(xué)特色，努力建設(shè)一所立足閩南，面向海西，服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，具有僑鄉(xiāng)特色、在海峽兩岸有影響力的高水平應(yīng)用型本科高校。

本文以閩南科技學(xué)院為例，在介紹PBL法定義、應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)用型本科食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方向的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述PBL教學(xué)法在應(yīng)用型本科高校的食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課程“食品酶學(xué)原理”教學(xué)中的應(yīng)用，對應(yīng)用型本科的食品科學(xué)與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)具有參考作用。

1 PBL 法簡介

問題導(dǎo)向式教學(xué)法（Problem-Based-Learning，簡稱PBL法）是將知識點(diǎn)通過問題或者任務(wù)的方式發(fā)布給學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)者在自主探究或?qū)W習(xí)者之間相互協(xié)作基礎(chǔ)上，通過解答問題或者完成任務(wù)達(dá)到學(xué)習(xí)并掌握知識點(diǎn)的一種教學(xué)方法。該方法改變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為學(xué)生主動學(xué)習(xí)，教師在教學(xué)過程中占主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)角色，從而激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣與激情，在問題與任務(wù)中實(shí)現(xiàn)知識的獲取與掌握，避免了由于死記硬背導(dǎo)致記憶不深、遺忘快的難題，對提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)際解決問題能力均有明顯幫助[2]。

PBL 法最早始于20世紀(jì)50年代的美國，西余大學(xué)醫(yī)學(xué)院將PBL法應(yīng)用于其綜合課程教育，并推廣到其它學(xué)院的教學(xué)中，最終，它成為國際上各學(xué)校一種流行的教學(xué)方法并應(yīng)用于各類課程教育[3]。食品科學(xué)與工程專業(yè)作為工科專業(yè)，采用PBL法對學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握十分有益。食品科學(xué)與工程各專業(yè)課程教學(xué)改革中采用PBL教學(xué)法已有文獻(xiàn)報道，在“食品化學(xué)”[4,5]、“食品生物化學(xué)”[6]、“食品工藝學(xué)”[2]、“食品分析與檢測”[7]、“食品工程原理”[8]、“營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)”[9]、“食品試驗設(shè)計與數(shù)理統(tǒng)計”[10]等專業(yè)核心課程的教學(xué)中均有見到采用PBL法進(jìn)行教學(xué)改革的案例。到目前為止，未見有在食品科學(xué)與工程專業(yè)核心課程“食品酶學(xué)原理”中采用PBL教學(xué)法的研究性報道。

2 應(yīng)用型本科食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方向

“民以食為天”，食品是人類賴以生存最主要的生活資料[11]，一個國家或地區(qū)食品工業(yè)現(xiàn)代化和人民的飲食水平是反映其文明程度和人民生活質(zhì)量的重要標(biāo)志。食品工業(yè)已經(jīng)被人們稱為“生命工業(yè)”，是國民經(jīng)濟(jì)中最具潛力的“朝陽工業(yè)”。前總理溫家寶指出：食品工業(yè)是人類的生命產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)第一大產(chǎn)業(yè)[11]。中國人口眾多，發(fā)展食品工業(yè)使我國成為一個食品工業(yè)大國是我們國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的一大戰(zhàn)略[12]。近些年，相繼爆發(fā)的食品質(zhì)量、安全危機(jī)，將食品工業(yè)推到了風(fēng)口浪尖，培養(yǎng)具有基礎(chǔ)理論、專業(yè)素質(zhì)、懂生產(chǎn)應(yīng)用及具備創(chuàng)新能力的食品專業(yè)人才已經(jīng)成為高等院校食品科學(xué)與工程專業(yè)、食品質(zhì)量與安全專業(yè)的重要任務(wù)。

食品科學(xué)與工程專業(yè)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性均很強(qiáng)的專業(yè)，據(jù)中國食品工業(yè)協(xié)會專家預(yù)測，到2020年左右，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與食品工業(yè)產(chǎn)值之比將達(dá)到1∶1，食品工業(yè)勢必展成為全國第一大產(chǎn)業(yè)[13]。基于這一發(fā)展趨勢，食品行業(yè)需要大量的具備高技能的應(yīng)用型的專業(yè)人才[13,14]，食品專業(yè)人才就要從基礎(chǔ)理論、專業(yè)素質(zhì)、科技應(yīng)用及理論創(chuàng)新等方面進(jìn)行培養(yǎng)，要求教師在授課過程中避免“填鴨式”教學(xué)，應(yīng)該著重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，將培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、分析問題和解決問題的能力作為應(yīng)用型本科專業(yè)人才培養(yǎng)的方向。

3 PBL 法在“食品酶學(xué)原理”中的應(yīng)用

3.1 食品酶學(xué)原理簡介

“食品酶學(xué)原理”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，是一門理論性與應(yīng)用性均很強(qiáng)的學(xué)科。它是在生物化學(xué)、細(xì)胞工程、食品化學(xué)、蛋白質(zhì)工程和酶工程等最新研究成果的基礎(chǔ)之上形成的，與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密，具有很強(qiáng)應(yīng)用背景[15]，具有將專業(yè)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用實(shí)踐知識連接起來的作用。將酶的相關(guān)理論及其應(yīng)用融入食品科學(xué)各領(lǐng)域中，是現(xiàn)代食品工業(yè)發(fā)展的主流[16]。然而，多年來“食品酶學(xué)原理”的授課只注重課程體系理論的教學(xué)，缺乏實(shí)際應(yīng)用分析，課程枯燥、乏味，學(xué)生在純理論學(xué)習(xí)中失去學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致“食品酶學(xué)等于食品沒學(xué)”的現(xiàn)象普遍存在，教學(xué)效果長期較差[17]。因此，如何使學(xué)生能夠更好地理解課程的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力，是一個亟待解決的問題。

現(xiàn)以鄭寶東主編《食品酶學(xué)》為教材，以第八章“酶在食品科學(xué)與工程中的應(yīng)用”之第三節(jié)“酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用”為例，對PBL教學(xué)法的過程及效果進(jìn)行介紹。

3.2 PBL 法在食品酶學(xué)原理中的嘗試

3.2.1 課前準(zhǔn)備

課前準(zhǔn)備主要包括2大部分，即學(xué)生分組和問題設(shè)置。通常情況下，以5名學(xué)生設(shè)置為一個小組，5名學(xué)生采取有效分組方式并隨機(jī)產(chǎn)生小組長1名，小組長負(fù)責(zé)組織組員學(xué)習(xí)。小組成員形成團(tuán)隊協(xié)作關(guān)系而各小組之間存在競爭關(guān)系，在協(xié)作與競爭中達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。

問題設(shè)置是課前準(zhǔn)備的核心步驟。“食品酶學(xué)原理”第八章“酶在食品科學(xué)與工程中的應(yīng)用”的第三節(jié)“酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用”主要告訴學(xué)生如何將食品生產(chǎn)過程中遇到的問題采用酶科學(xué)來加以解決。為達(dá)到既能廣泛性地復(fù)習(xí)蛋白酶、淀粉酶、氧化還原酶等各類酶的基礎(chǔ)知識，又能貼近生產(chǎn)實(shí)踐，提煉解決問題的辦法，同時讓不同小組之間存在一定的競爭的目的，為此，學(xué)生通過教材、網(wǎng)絡(luò)資料、影音視頻等途徑來事先學(xué)習(xí)相關(guān)知識，并圍繞“我省主要的特色果蔬加工原料有哪些？其加工產(chǎn)品有哪些？生產(chǎn)過程會遇到哪些問題？這些問題都有哪些解決辦法？采用酶的方法有哪些優(yōu)勢和劣勢？”進(jìn)行討論。作為教師，則盡可能收集相關(guān)材料，同時選取幾個較為典型的案例進(jìn)行實(shí)驗操作，并制作視頻，在學(xué)生提到相關(guān)案例的時候，播放給學(xué)生觀看，強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)識。在有條件下的情況下，可以將學(xué)生提出的疑問通過實(shí)驗室動手操作給予解決。

3.2.2 問題導(dǎo)向式教學(xué)設(shè)計

⑴ 已有知識的激活

“食品酶學(xué)原理”一般于第6學(xué)期開始授課，在此之前，學(xué)生已經(jīng)完成了食品科學(xué)與工程相關(guān)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)。例如，關(guān)于我省主要的特色果蔬加工原料在第4學(xué)期的“食品原料學(xué)”課程中基本已經(jīng)涉及，此時為了能讓學(xué)生一開始就進(jìn)入狀態(tài)，可以搬出福建省地圖，然后填寫各地區(qū)的特色果蔬或者事先準(zhǔn)備好選項，讓學(xué)生將各個選項填入地圖中，在每填一個原料時，喚起學(xué)生對該原料的品質(zhì)特性的認(rèn)知，為后續(xù)加工生產(chǎn)埋下伏筆。以此，教師與學(xué)生在輕松的游戲中進(jìn)入課程學(xué)習(xí)。

典型案例：福建三明建寧特產(chǎn)——蓮子，其品質(zhì)特性是富含淀粉，因此有關(guān)淀粉的基本知識包括直鏈淀粉與支鏈淀粉、淀粉的糊化與老化就是在“食品原料學(xué)”重點(diǎn)講授的基礎(chǔ)知識，在“食品化學(xué)”課程中也有涉及。

⑵ 問題的提出和探究

提出問題和解決問題是PBL法的核心。其中，提出問題既是探究活動的起點(diǎn)，也是教學(xué)設(shè)計的要點(diǎn)。在本章節(jié)中，核心問題是以某原料生產(chǎn)某產(chǎn)品的過程中，由于原料的某些品質(zhì)特性導(dǎo)致生產(chǎn)遇到問題，而遇到的問題即為關(guān)鍵點(diǎn)，解決這個問題是另一個關(guān)鍵點(diǎn)。本次課程，要求各小組針對某一類果蔬加工的相關(guān)問題進(jìn)行分析與討論，并形成報告。在小組同學(xué)作完報告后，接受其它小組的提問并回答。教師注意掌控時間點(diǎn)，適時回答學(xué)生無法回答的問題。最后，各小組進(jìn)行點(diǎn)評。然后教師講解一個典型案例作為對學(xué)生在提出問題、分析問題和解決問題邏輯思維上的補(bǔ)充。

例如，建寧蓮子富含淀粉的品質(zhì)特性，使其在制作蓮子汁時容易存在淀粉回生導(dǎo)致液體出現(xiàn)分層現(xiàn)象，以致產(chǎn)品品質(zhì)劣變。學(xué)生通過對以往所學(xué)知識點(diǎn)的回顧知道，應(yīng)事先分析淀粉的種類，然后分析淀粉類產(chǎn)品均有可能出現(xiàn)老化問題導(dǎo)致品質(zhì)劣變的原因，這是提出問題和分析問題的過程。而采用酶學(xué)方法很容易就聯(lián)想起前面所學(xué)到的有關(guān)淀粉酶的基礎(chǔ)知識，運(yùn)用淀粉酶將易沉淀的淀粉大分子進(jìn)行酶解成不易沉淀的小分子，此時詢問學(xué)生此問題得到解決了還應(yīng)注意什么問題？沒錯，還存在著酶解過度而導(dǎo)致淀粉飲料特性的改變，酶解的最終結(jié)果是糖，因此應(yīng)采用有限的酶解技術(shù)，方能既保證淀粉不會分層又能防止酶解過度變成糖飲料。這樣既解決了問題，介紹了思路，同時還培養(yǎng)學(xué)生在對待問題時的全面性思維，避免顧頭不顧尾的現(xiàn)象。最后，由學(xué)生對所有學(xué)習(xí)到的知識點(diǎn)與其運(yùn)用作總結(jié)與歸納，形成學(xué)習(xí)心得報告。

⑶ 學(xué)習(xí)遷移，形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)

采用匯報和提問的形式，既深化和鞏固了學(xué)習(xí)本章節(jié)知識的前置課程知識，又能使學(xué)生在問題基礎(chǔ)上激活學(xué)生自主學(xué)習(xí)、深入探究的動力。因此，教師應(yīng)將相關(guān)知識相互串聯(lián)，形成有效的酶在淀粉類食品生產(chǎn)中應(yīng)用的知識體系，并實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)遷移，詳解相關(guān)食品生產(chǎn)中酶應(yīng)用的案例，形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。例如，香蕉、大米等同樣含有豐富淀粉的原料，制作飲料的時候，也可能遇到相似問題，幫助學(xué)生形成一套有效地解決問題的思維模式。

⑷ 歸納總結(jié)，升華教學(xué)效果

為了更好了地解決實(shí)際工作中遇到各式各樣的問題，學(xué)生既需要通過學(xué)習(xí)已有經(jīng)驗的總結(jié)，通過現(xiàn)有解決方案處理已知問題；又需要學(xué)會問題分析的能力，將所學(xué)知識進(jìn)一步融會貫通，在思考基礎(chǔ)上尋找符合實(shí)際需求的、獨(dú)特的解決未知問題的方法，并解決問題[2]。因此，使學(xué)生理解、掌握并構(gòu)建有效的淀粉類飲料生產(chǎn)的知識體系，是形成解決實(shí)際問題能力的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

通過應(yīng)用型本科高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的分析以及對課程教學(xué)大綱、教學(xué)案例、教學(xué)課件的設(shè)計，將PBL法應(yīng)用于“食品酶學(xué)原理”課程中，有助于提升教學(xué)效果，為將PBL教學(xué)法用于其它課程的教學(xué)改革提供參考。