新工科浪潮下四段式混合教學金課建設探索與實踐
——以《食品安全與衛生學》為例

薛山,江文輝,李變花

1(閩南師范大學 生物科學與技術學院，福建 漳州， 363000)2(菌物產業福建省高校工程研究中心， 福建 漳州， 363000) 3(漳州職業技術學院文化創意系， 福建 漳州， 363000)4(閩南師范大學商學院， 福建 漳州，363000)

在高新科技迅猛發展的新時代下，傳統工科已朝著新型工科模式變革[1-2]。所謂“新”包含了3個內涵，即新興的學科、新型的模式和新生的融合[3]。新工科建設是一項涉及面廣、影響面寬、具有中國特色的復雜的系統工程，對中國高等教育的改革和發展具有示范和引領作用[3]。自2016年，“新工科”建設的號角已經吹響，在新工科浪潮下大學生人才培養的研究得到了諸多學者的廣泛關注[4-7]。以新工科建設為契機，推進工程教育全面改革，有利于地方高校找準定位、辦出特色，其中課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量[8]。食品專業是關系國計民生的復合應用型工科專業，迫切需要探索并構建面向新工科食品專業人才培養模式改革[8]。《食品安全與衛生學》是食品科學與工程和食品質量與安全專業本科生的專業必修課程，在教育部大力推進“兩性一度”(高階性、創新性和挑戰度)金課建設、深化教學改革的大背景下，專業必修課程線上線下混合教學的金課建設就顯得迫切且必要[9]。課題組在前期問題導向授課(problem-based learning- lecture-based learning，PBL-LBL)改革《食品安全與衛生學》課程教學的研究基礎上[10]，探索了四段式混合教學改革，提出了課程改革可行的策略以供參考。

1 新工科浪潮下混合式金課建設的背景

1.1 教學效果有待提升

從目前的教學效果來看，課程確實存在著一些課程教、授方面的不足，這門課程理論性強、前沿性強，知識點零散，且課時量較少(多為32個學時)，傳統的單調授課已經不能滿足理論與實踐并重的要求。同時，將理論化研究與實際生產應用相結合，突出新工科的特色與優勢也值得深思。因此，亟待進行合理、適度的調整與改革。基于線下線上混合式課程的培育與建設，以學生為中心的現代信息技術與課程教學深度融合、理論與實踐相互結合的課堂革命已是新工科浪潮下課程改革的大勢所趨、勢在必行[10-12]。

1.2 信息技術與專業教育的融合需要

近年來，以人工智能、大數據、云計算、“互聯網+”、“新媒體融合”等為代表的新工科信息經濟正步入高速發展時期[13-14]。運用現代化手段，貫徹以學生為中心的現代信息技術與《食品安全與衛生學》專業核心課程教學深度融合的教學理念，一是打通課堂教學與在線課程，用一個工作臺一站式解決傳統課堂課前、課中、課后的主要問題；二是將每個學生的學習情況可視化，更好地實現針對性教學；三是通過學習痕跡與數據更全面地進行課程評價，進而持續改進教學方法，提升教學效果。

1.3 食品安全問題備受關注

“食品安全與衛生”是關系到國計民生的重要問題，因而，這一門專業核心必修課程具有十分鮮明的理論性與實踐性。目前，尚未有國家級、省級的《食品安全衛生學》線上課程，也未見有《食品安全衛生學》混合教學的案例實施。近年來，全球食品安全事件屢禁不止，惡性食源性疾病層出不窮，由食品安全問題而引發的國際貿易爭端頻頻上演[15]。毋庸置疑，食品的安全及衛生問題已儼然成為了橫跨學術界、政府機關以及龐大消費者群體的世界性關注焦點。作為食品專業的專業必修課及核心課程，如何應用先進的信息技術與教學理念改進、創新《食品安全與衛生學》課程教學理念就具有一定理論價值和實際意義。

2 課程建設目標

2.1 充實課程內涵，提升高階性

以成果導向(outcomes-based education，OBE)理念下食品專業畢業要求為指導[16-17]，圍繞食品安全與衛生學的基本理論，對國內外的熱門食品安全問題進行歸納分析，案例分享及熱點討論。通過不同區塊的學習，使學生能夠比較全面系統地了解和掌握食品安全與衛生的相關熱點問題；學會比較和分析影響各類食品生產、貯運和銷售等環節中的不安全因素、污染途徑、對人體的危害、預防措施，從而培養和提高正確分析與解決食品安全問題的能力，為食品質量安全的保障提供理論依據與創新基礎。

2.2 打造特色化教學資源，突出創新性

通過自建方式建設特色化教學資源，如教師授課短視頻、案例分析、測試練習題目、討論話題等多樣化數字化資源，內容充實、時效性強、資源豐富、新穎實用、為實施線上線下混合式教學改革奠定良好基礎。

2.3 促進線上線下深度結合，增加挑戰度

課程采用線上線下混合式教學設計，以學生為中心和深度學習的原則，用理論講授、實地走訪、案例教學等多種手段構建課程體系，既有豐富的理論高度，也有模塊化、案例式的講解，更有與時俱進前沿熱點問題的科學解析。有機地將在線學習與課堂面授教學活動結合起來，實施分層次、差異化、多樣化教學，采取過程化與個性化相結合、形成性評價與結果性評價相結合的考核方式等，促進現代信息技術與課程課堂教學的深度融合。

2.4 提升教學效果

促使學生更積極、更主動、更活躍地參與網絡課堂和實體課堂的各類學習活動，具體表現為：(1)讓他們更扎實地掌握專業基礎理論，具備自主學習、分析、批判性剖析、解決問題的能力(如文獻檢索、查閱資料，歸納總結、綜合理解的能力，邏輯推理、口頭表達的能力，主動學習、終身學習的能力)，且注重增強團隊間的交流協作能力；(2)有助于學生個性化學習的養成；(3)形成多樣化、特色化的學習成果評價方法；(4)有效地解決傳統課堂教學中存在的一些典型問題、突出問題。

3 課程內容及特色

3.1 課程內容

本課程較為全面系統地介紹了當前食品安全與衛生的相關熱點問題，從專業角度，探究了影響各類食品生產、貯運和銷售等環節中的不安全因素、污染途徑、對人體的危害及預防措施。主體框架圖如圖1所示，內容涵蓋緒論(相關概念、內涵、特征、現狀、展望等)，生物性危害，化學性危害，以及膳食、健康與食品安全。

圖1 《食品安全與衛生學》教學主體內容Fig.1 The main content of “Food Safety and Hygiene”

在內容設計上有兩大改進：一是案例緊跟時代，貼近生活。比如，在加工中有害物質部分，不僅有常見的N-亞硝基化合物、多環芳烴、雜環胺、丙烯酰胺、氯丙醇，還增加了甲醇、氨基甲酸乙酯、生物胺等發酵副產物，這些都是食物在日常烹飪、加工中都會遇到的問題。此外，增加了現代食品加工新技術(如歐姆加熱、電解水、低溫等離子體冷殺菌)安全性等內容，與時俱進，更前沿更實用；二是增加了“膳食、健康與食品安全”部分，闡述了膳食營養中的食品安全，包括膳食結構(營養不均衡)與食品安全，食物成癮(鹽、糖、脂肪、咖啡因等)，食物過敏(過敏原及作用機制)，保健食品、特醫食品、營養強化劑、新食品原料以及中草藥的種類與安全風險，頗受關注的反式脂肪酸、紅肉及其加工制品、果葡糖漿等內容，這是對現有食品安全學教材傳統內容的補充與完善。

3.2 課程的主要特色

3.2.1 傳統結合現代的內容革新

在食品安全概述、食品安全中生物性危害、化學性危害、物理性危害等傳統知識框架的基礎上，增加了公眾關注的食品安全熱點問題解析，人群膳食、健康與食品安全的前沿知識理論，系統講解了傳統食物中毒，又介紹了現代食源性安全問題。

3.2.2 案例豐富、專業剖析的模塊化革新

較為全面系統地介紹了食品安全與衛生的相關熱點問題；各類食品生產、貯運和銷售等環節中的不安全因素、污染途徑、對人體的危害及預防措施，涵蓋了生物性危害、化學性危害、物理性危害、以及現代食品安全風險。內容充實，深入淺出，且在每一個模塊中，都配有典型的、常見的食品安全案例供大家學習和思考。

3.2.3 線上線下混合、融合、配合的方法革新

在線課程部分建立在理論課程的基礎之上，注重基本原理與實踐的結合，實現通俗化、趣味化、案例化、應用化，滿足廣大食品專業同學的需求。課程中的每個均配有PPT、習題、案例、小視頻、參考書目、數字化文檔等個性化的學習資料方便學生線下復習和拓展學習。同時，線上的學習資源如習題庫、試卷庫可做線下教學時的互動、提問、隨堂測驗與討論等。

4 四段式混合式教學設計

線上線下混合式教學設計遵循以學生為中心和深度學習的原則，有機地將在線學習與課堂面授教學活動結合起來，多元化深度協同培養構建新工科、新經濟、應用型食品專業人才[8, 18]。所謂四段式設計，即在對課程內涵、特色及建設目標準確把握的基礎上，系統構建課前、課中、課后及反思環節(圖2)。

圖2 《食品安全與衛生學》教學線上線下導圖Fig.2 The online and offline teaching map of “Food Safety and Hygiene”

4.1 課前學習

課前提出導學任務，設計與開發自主學習的任務單[19]，引導學生積極主動的學習，包括視頻自學，在線測試、互動答疑等。學生在課前通過線上平臺發布的多樣化學習資料對要學習的內容有了初步的概念以及自己的思考，通過平臺上的交流，實現點對點的督學、導學與促學。

4.2 課堂教學

在課堂教學中主要完成三方面的內容：(1)高度濃縮串講教學內容;(2)針對學生課前學習的情況重點講解測試中發現的問題;(3)組織豐富的課堂活動，包括頭腦風暴、在線測試、話題討論等。

4.2.1 教學內容

對線上線下課程教學內容的有序組織，一方面要從整體上把握課程知識體系，把線上課程講授視頻、配套的數字化學習資源有機地、有取舍地融入到本門課程知識體系之中；另一方面以理論指導實踐，結合國內外食品安全問題現狀與發展趨勢，加之區塊化、案例式的講解，構建線上線下混合式教學，將基礎理論研究與食品工業發展相結合，使學生能學以致用，并激發大眾對食品安全問題的關注，并能夠對食品安全的輿論有科學而理性的認知。

在教學方法設計方面，遵循以學生為中心的原則，針對本校不同基礎學生，設計相關重難點內容的不同教學方法，注重體現信息技術手段在提高教學內容理解力方面的重要作用；相對縮短集中授課講解時間、課時，充分利用有限的學時，應用在線教育平臺、移動終端和智慧教學工具，有機地采取生講生評、以練代講、案例點評、研討辯論、項目探究、邊講邊練、教師導演學生串演、平行互動、邊做邊評、生生問答等多種方式開展線下線上深度融合的教學活動，注重學生的交流、協作、探究、創新等能力的形成和提高，輔助學生深入理解課程重難點內容，為學生搭梯子，提升學業挑戰度；實施分層次差異化教學，實現精準教學，目標達成途徑清晰。

4.2.2 解析重點難點

能精準地把握課程重難點內容，充分利用線上課程資源和信息化教學手段促進學習者對重難點內容的學習理解和掌握，提高教學效果。根據學生課前預習的情況，解析課程的重點與難點，通過深入分析案例，促進學生對課程內容的理解并與實踐相結合。案例的有趣性、可讀性，可以有效地調動學生的學習積極性，彌補一般教科書敘述簡單、推論抽象的弱點，改變理論與實踐相脫節的現象。此外，要善于采用啟發式教學，通過教師的啟發和引領，讓學生從面及點深入思考，加之多樣化案例的拋入與解析，由教師的單向思維轉為師生的雙向思維，增強學習效果。

4.2.3 課堂活動

對階段性學習內容以隨堂測驗、話題討論等形式能夠較好地鞏固重要知識點。可以采用發散思維、逆向思維、聯想思維擴展思維視角，采用“頭腦風暴”以及“六頂思考帽法”針對特定某一話題展開實操訓練與團隊競技來豐富課堂活動[20]。

4.3 課后活動

4.3.1 課后拓展

課堂的時間是有限的，課后的線下學習非常重要。首先，線上資料庫中課程案例的充盈與更新十分重要，包括最前沿食品安全問題的聚焦與解讀，“食品有意思”等科普視頻、“食品伙伴網”海量咨詢，“福建省食品安全科普競賽”優秀作品集錦等。其次，通過平臺追蹤班級學生的學習軌跡，有的放矢地發布拓展性輔助教學資源，實現個性化、特色化、創新化的督學、導學、促學的教學方式。然后，可以根據學生的學習情況安排各種線下活動，包括安全知識競賽、Capstone設計等[2]。此外，課程組將邀請食品安全行業專家學者進行講座交流，為大家揭秘食品安全中的關鍵技術控制點，指導居民飲食營養與安全。

4.3.2 課后評量

學生經過各個環節的學習之后，將接受過程性與結果性相結合的學習評價考核。《食品安全與衛生學》線上和線下考核成績分布如表1所示。

表1 線上線下考核成績分布Table 1 The grade distribution of online and offline assessment

線上考核和線下考核在最終成績中各占50%，線上成績包括：視頻觀看40%，課后拓展10%，章節習題10%，在線簽到及訪問次數10%，在線討論及發帖次數10%，線上考試20%；線下成績包括：主觀作業題，如名詞解釋、問答、課程設計等20%，課堂互動情況10%，期末考試70%。

4.4 教學反思

教學反思是整個教學過程中不可或缺的重要部分，它是線上線下混合式課程順利開展并持續改進的保障。要求教師認真查看線上的教學報告，總結線下的課堂情況，針對每次教學效果的優缺點進行反思。尤其需要注意反思以下幾個問題。

4.4.1 反思課程設計是否合理

混合式教學并非線上、線下簡單的堆砌，而是需要精心組織與設計，有機結合與互補。線上和線下教學的內容不會完全重合，也非完全獨立，兩者環環相扣，聯系緊密(如圖2所示)。尤其是課前設計中，需要向學生明確教學的計劃，哪些是重點、難點，哪些可以自學為主，哪些內容是線上學習，哪些內容將開展線下分組討論等。進而，在線下課堂活動中更好地為學生答疑解惑，通過分析學生任務完成過程中暴露的主要問題，對重點、難點問題有針對性的授課。

4.4.2 反思教學方法與學習成果的匹配度

在教學過程中，教師與學生的互動可配合多種活動形式進行，這就需要合理選擇并持續改進教學方法(如問題式、案例式、項目式、經典傳授式等)。方法的選擇需要根據學生特點、知識點難易度、畢業要求達成度等多方面考量，從而與學生的學習成果相匹配。

4.4.3 反思教學過程中教師與學生的最佳契合點

根據以學生為中心和深度學習的教學理念，反思如何在教師主導與學生主體間尋找最佳的契合點。較之傳統的課程講授，混合式教學提出教師需要在課堂講授中“留白”，培養學生自主學習的積極性。同時，學生在學習過程中有任何疑問，都可以隨時提出，切實實現有效的教與學互動[24]。教師在教學過程中既是主導者、引導者，也是變通者、配合者，這對教師的教學組織能力提出了更高的要求。

4.4.4 反思教學效果

教學反思是提升教學效果的重要保障。教學效果關注學生的反饋，及時了解學生對課程的接受度、滿意度等問題有助于教學揚長避短、及時改進[21]。通常來講，可以采用匿名調查問卷的形式，了解學生對該課程改革的感受，如專業知識掌握是否牢固，學習的主觀能動性是否有所提升，互動討論環節的效果是否顯著，教學方式的改革是否適應等。根據調查問卷，并結合課程運行數據梳理出教學中存在的問題，并及時采取一些改進措施。比如常出現部分學生積極性較差的問題，這時就可以通過分組調整，布置任務，增加討論及訪問分值占比，增設鼓勵機制，以及開展頭腦風暴、擊鼓傳花、益智接龍等游戲活躍氣氛、增加隨機性，起到調動積極性的效果。

5 后期建設思路

5.1 加強團隊建設與教學服務

進一步優化師資隊伍，加強團隊建設，打造具備有效開展在線課程教學、混合式教學活動能力的優質教學團隊。通過教學比賽、教學論壇、創新思維訓練、經驗分享等方式來激勵教師不斷提升教學能力，尤其是信息化教學的能力[22-23]。

5.2 完善課程內容

結合學科前沿與市場需求，使教學目標、教學資源、教學活動以及教學評價能夠有效串聯[24]。以問題和需求為導向，加強課程內容特色化建設，本地化融入，實施分層次、差異化、精準化教學；持續更新、充盈課程資料，聚焦熱點、與時俱進；及時更新任務點與知識點，將作業、習題系統化、趣味化、生動化；全面提升課程質量，在全省、全國范圍內實現優質資源開放共享。

5.3 充分融合線上線下教學

團隊教師充分用在線教育平臺、移動終端和智慧教學工具，有機地采取生講生評、以練代講、案例點評、研討辯論、項目探究、邊講邊練、教師導演學生串演、平行互動、邊做邊評、生生問答等多種方式開展線下線上深度融合的教學活動，注重學生的交流、協作、探究、創新等能力的形成和提高，輔助學生深入理解課程重難點內容，為學生搭梯子，提升學業挑戰度。與此同時，團隊教師也將參與到課程的管理與維護中，與學生進行更多的溝通與指導，通過認真剖析平臺數據記錄，做好教學反思與改進。

5.4 豐富線下活動

積極開展線下活動，如師生見面會、食品安全知識競賽，食品安全講座、短視頻拍攝、主題征文、發布宣傳圖冊、開展實踐調研等，豐富課程形式，增強學生感性認識，擴大宣傳、提升教學影響力[25-26]。

5.5 積極使用智慧工具及合理建設智慧教室

積極利用超星公司的“一平三端”的教學平臺(即超星公司的泛雅平臺),如圖3所示，及時掌握最新的功能，與時俱進，使教學更加立體化、精準化[27]。提高課程建設經費投入[28]，根據需要合理建設智慧教室，提高使用率，采用錄課、直播等手段豐富教學過程，交流教學經驗，提升教學效果。此外，網絡直播、自媒體傳播、短視頻制作以及人工智能、虛擬現實技術(virtual reality, VR)的迅猛發展也將為“互聯網+”教學添磚加瓦[29-30]。

圖3 一平三端教學平臺Fig.3 The teaching platform of "one main platform with three ports"

6 結論

《食品安全與衛生學》“四段式”混合式教學模式實現了信息技術與教育教學的深度融合，促進了線上與線下教學的有機結合，一定程度上推動了新工科浪潮下專業課程的建設與課堂教學改革，實踐了優質教育資源應用與共享，形成了多樣化、特色化的教學方式，有效地解決傳統課堂教學中存在的一些典型問題、突出問題。《食品安全與衛生學》也將在不斷的探索中持續改進，以期打造適合當代大學生特點和培養需要的混合式“金課”，建成食品專業學生教育課程的共享學習平臺。