WSR方法論在食品化學課程建設中的實踐

陳海華

（青島農業大學食品科學與工程學院，山東青島266109）

0 引 言

教育質量是高等教育發展的頭等大事，課程建設的合理性則直接關系到教育質量［1］。食品化學是一門應用型很強的交叉學科［2］，是化學知識在食品專業技能中應用的橋梁和紐帶［3］，也是食品類專業學生的重要專業基礎課程之一［4］。但是，食品化學課程偏重理論，知識點較多，且內容比較抽象，因而增加了課程教學的難度，并導致部分學生的學習效果不佳。為了提高食品化學課程的教學效果，本文借鑒管理學科的“WSR系統方法論”，將食品化學課程作為一個系統，從“物理、事理和人理”的多維視角，構建食品化學課程建設的WSR三維分析模型，使學生更容易理解食品化學的理論知識，掌握食品化學的實驗操作，增強學生的基礎理論知識和動手實踐能力。

1 WSR方法論概述

1994 年，著名系統科學專家顧基發［5］提出了WSR（“物理（Wuli）-事理（Shili）-人理（Renli）”的簡稱）方法論，是解決復雜系統問題的有效方法［6］。在實踐中，堅持“懂物理、明事理、通人理”［7］，將復雜系統條理化、層次化、化繁為簡，這是WSR 方法論的基本原則［8］。WSR方法論的工作過程包括7 個步驟［7-8］（見圖1），其中，協調關系貫穿于WSR方法論的整個工作過程。

圖1 WSR方法論的工作步驟

隨著研究的不斷深入，WSR方法論的應用范圍也日益廣泛。以“WSR方法論”為關鍵詞，搜索百度學術數據庫的1994 ～2018 年的文獻資料，共有883 條相關信息（見圖2）。經過統計分析發現，研究者已將WSR方法論應用于高校體育文化的構建［6，9-10］、體育教學設計［11-12］、高校體育教學質量評價［12］、食品質量安全治理［13］、本科應用型創新人才培養［14］、物流管理與工程類專業建設［15］、教育技術學專業建設［16］、科技創新人才開發系統［17］、高校教師教學能力提升［1］、大學生創業團隊建設［18］、大學生素質教育全面質量管理［19］、高校實驗室管理［20］、高校管理信息系統審計及風險控制［21］、環境安全分析［22］、城市發展［23］等領域。但是，還沒有WSR方法論用于食品化學課程建設的相關文獻資料。結合多年的食品化學教學實踐及農業院校食品類專業學生的學習情況，以WSR系統分析方法為指導，從“物理、事理、人理”3 個方面進行分析，探索食品化學課程建設的對策。

圖2 1992 ～2018年關于WSR方法論文獻統計數據

2 食品化學課程建設中“物理、事理、人理”之間的聯系

課程建設是高校教學基本建設的重要內容之一［24］，是一項整體性的教學改革工作［25］，涉及教師、學生、教學管理等方面的工作，對提高學校整體教學水平和人才培養質量有十分重要的影響。從WSR 方法論的角度看，“物理”是指物質運動的機理，主要是解決“做什么”的問題［15］；食品化學課程建設中的“物理”主要包括課程教學內容、教學條件、教學經費、教材等，是食品化學課程建設的基礎。“事理”是“物理”實現的具體方法、手段和途徑，主要是解決“怎么做”的問題［13］，即通過科學合理的配置各種資源，實現以最少的投入獲得最優的教學效果。食品化學課程建設的“事理”包括課程教學目標、教學大綱、教學方法和手段、考核方式等，是食品化學課程建設的手段。“人理”是指做人的道理，主要是解決“應當怎么做”和“最好怎么做”的問題［19，22］；食品化學課程建設的“人理”主要包括教師隊伍、教學質量評價、學習需求、學生情況等，是食品化學課程建設的核心。

3 WSR方法論在食品化學課程建設中的實踐

基于WSR方法論的食品化學課程建設系統模型如圖3、4 所示，影響食品化學課程建設的因素如表1所示。

圖3 基于WSR方法論的食品化學課程建設的三維模型

3.1 食品化學課程建設中“物理”維度的影響因素

“物理”是課程建設中的客觀問題，主要包括設備、資金、技術等硬件條件。食品化學課程建設中的物理因素主要包括食品化學課程教學內容（理論教學內容和實驗教學內容）、食品化學課程教學條件（教室、實驗室、實訓基地、儀器設備）、教學資源（網絡教學資源平臺、在線開放課程、多媒體課件、圖書資源）、教學經費（實驗教學經費、教研項目經費、科研項目經費等）、教材等。食品化學課程建設的“物理”層如圖5所示。

圖4 基于WSR方法論的食品化學課程建設的全過程

表1 WSR方法論中食品化學課程建設的影響因素

圖5 食品化學課程建設的“物理”層

3.1.1 課程教學內容

食品化學課程的教學內容主要介紹食品中的主要或重要的成分，在食品的貯藏、流通和加工過程中發生的化學變化、對食品品質和食品安全性影響等的相關基礎理論知識和實驗實踐訓練內容，是以食品化學課程的教學目標為依據，以培養學生的分析問題和解決問題的能力為標準，兼顧教學內容的廣度和深度，將一些既能體現食品化學理論知識、又經常接觸到的日常生活現象引入到食品化學的課堂。如為什么新米比陳米容易煮熟？為什么巧克力貯藏過程中會出現起霜現象？根據食品中的主要或重要成分（水、碳水化合物、脂類、蛋白質、食品中的內源酶、維生素、礦物質、色素等），對食品化學課程教學內容進行分類，在食品化學的教學中，合理安排課堂講授、課后練習、和動手實踐的內容，使食品化學的教學有的放矢。

3.1.2 課程教學條件

教學條件是影響食品化學教學過程中“教”和“學”的條件的總和，主要包括教室、實驗室、實訓基地、儀器設備、網絡教學資源平臺、在線開放課程、多媒體課件、圖書資源等。食品化學是一門理論與實踐并重的課程。從理論教學方面來看，不再是以幻燈為基礎設施，而是加強了多媒體教室的基礎建設，加大了食品化學多媒體課件、在線開放課程、網絡教學資源等軟件資源建設，為學生提供了豐富的線下學習資源，打破了傳統的“三尺講臺”式的黑板粉筆教學方式，拓展了教師傳授的渠道和學生學習的途徑。從實踐教學方面來看，學校重視食品化學實驗室的建設，及時更新食品化學實驗教學儀器和設備，原來僅用于科研方面的高端精密儀器和設備，如物性分析儀、紅外光譜儀、核磁共振儀、流變儀、動態熱機械、差示掃描量熱儀、熱重分析儀等，目前也已用于食品化學的本科實驗教學，提升了本科生的實驗技能。同時，學校重視食品化學實訓基地建設，積極與科研院所、大中型企業建立教學實習基地，讓學生能充分運用食品化學理論知識，解決食品生產過程中的實際問題，提高學生的動手能力，突出學生的基本素質、學科基礎理論、專業基本技能、終身學習能力、創新精神和實踐能力的綜合培養，達到應用型人才培養的基本目標。從教學資源來看，學校圖書館購買了大量的食品化學方面相關圖書資源，包括紙質圖書和中外文數據庫，保證了學生在學習了課本理論知識的前提下，能夠通過圖書資源，擴展學生的知識視野。教師在進行教學設計時，必須從食品化學的實際出發，對食品化學的教學環境進行必要的優化，以發揮食品化學教學環境正面效能，讓學生明確知道自己已經會干什么，并提前近距離接觸社會，進一步了解社會的實際需求。

3.1.3 教學經費

教學經費是教學工作順利進行的物質保證。教學經費的來源主要有兩個渠道，一是來自學校撥款，主要用于食品化學理論教學、實驗教學和實踐教學。二是來自教研項目和科研項目。學校設立了相關的專業技能大賽、挑戰杯、創青春等與食品化學相關的競賽項目，并給予經費資助，這有助于培養學生的創新思維和動手能力；任課教師通過教學研討會及所承擔的教學研究項目等形式，在一定范圍內試點改革食品化學課程教學內容、教學方法、考核手段等，有助于提升食品化學課程的教學質量；此外，任課教師科研水平的高低、承擔的科研項目的級別和數量、發表的科研論文的數量與質量、參加學術會議的級別和次數，都影響著食品化學課程教學的質量。

3.1.4 教材

食品化學的教材很多，但是大多數教材理論強而實踐內容相對薄弱。針對此問題，可以聘請具有豐富實踐經驗的行業專家，共同編寫食品化學教材。其中理論部分由在校教師編寫，而行業專家編寫企業真實發生的最新相關案例，使食品化學教材的理論內容與實踐案例兼顧。

3.2 食品化學課程建設中“事理”維度的影響因素

“事理”是運用運籌學和管理科學等方面的知識回答“怎樣去做”的問題，需要根據教學的任務指標，合理的配置教學過程所需的教學人員、教學材料、儀器設備，以及協調它們之間的關系等。食品化學課程教學的事理層面主要包括教學管理制度、反饋評價制度、考核方式、教學目標、教學大綱、教學方法與手段等方面。食品化學課程建設的“事理”層如圖6 所示。

圖6 食品化學課程建設的“事理”層

3.2.1 教學目標

教學目標是指通過相關課程的教學，教師向學生傳遞哪些專業信息、解決哪些專業問題，學生通過相關課程的學習，能掌握哪些專業技能等［8］。教師需要根據專業人才的培養方案、課程標準、學生的學習情況、學習需求等，制定課程教學目標，從而確定教學內容、教學方法和手段、教學媒體的選用等。食品化學的教學目標是培養學生有效利用食品化學基本理論和研究方法，解決食品企業實際生產中遇到問題的分析能力、動手能力和實踐能力，同時培養學生自主學習能力、創新能力及團隊協作精神，為學生今后從事食品加工、食品質量檢測、食品新產品開發、食品相關領域的科學研究打下一個較寬廣的理論基礎。

3.2.2 教學大綱

課程教學大綱是教師與學生達成的一份“合同”，直接對應專業培養目標，教師與學生均要嚴格按照課程教學大綱完成相應任務［26］。食品化學的課程教學大綱是針對食品類應用型專業人才培養的目標要求制定的，大綱規定了課程的總學分、理論學時和實驗學時分配、教學目標、基本要求、理論授課內容和實驗授課內容、知識點、教學重點和難點、思考題、作業內容、教學方法、考核方式及成績評定、育人案例、教材和教學參考書等相關內容。通過對課程教學大綱的閱讀，學生在學習食品化學這門課程時，可以預期自己的學習成果，了解學習成績評定的標準，思考采取何種學習方法等，便于主動安排學習。

3.2.3 教學方法和手段

教學方法和手段包括教學活動程序、方法、形式和媒體等因素，影響著教學目標的完成情況。教學方法和手段沒有具體的模式，但應保證實現當下的教學目標，滿足學生的學習需求和身心發展。主講教師應該有豐富的教學經驗和較強的課程教學掌控能力，根據食品化學的課程內容，可以選擇啟發式、案例式、互動式教學方法，便于學生理解食品化學的理論知識。

3.2.4 考核方式

考核目的是為了考查學生對知識和技能掌握的程度，重點考查學生運用理論和實踐的能力。為了滿足食品類應用型專業人才培養的要求，食品化學課程應采取多樣化的考核形式，理論知識考核和實踐能力考核并重，將閉卷理論考試、實驗理論考試、實驗技能操作、校外實訓基地考核等形式相結合，全面考核學生對食品化學理論和實踐內容掌握的程度。

食品化學理論考試成績中，閉卷考試成績占60%，重點考查學生對食品化學基本理論知識的掌握情況，如美拉德反應對食品品質的影響、脂類氧化的機理及影響脂類氧化的因素、酶促褐變的機理及其對食品品質的影響和褐變控制方法等內容；平時成績占30%，主要考查學生日常對食品化學理論知識的運用情況，通過課程作業、課堂小測驗、課程論文等形式體現；考勤占10%，主要考查學生的課堂表現、學習態度等。

食品化學實驗考試成績中，實驗操作成績占50%，主要是根據食品化學課程理論知識的內容，解決模擬生產過程中的問題，如采取什么方法抑制果蔬制汁過程中的酶促褐變？如何利用所學的食品化學理論知識鑒別真假葡萄酒？通過實驗操作考核，可以鍛煉學生運用理論知識解決實際問題的能力；實驗平日成績占40%，其中實驗過程考核和實驗報告考核分別占50%，實驗過程考核主要包括預習報告、儀器設備操作、遵守實驗室工作規章制度等考查；實驗報告考核主要考查實驗報告完成情況，包括實驗報告格式、內容、結果分析與討論等；考勤成績占10%，主要考查學生出勤情況和對待實驗的態度。

食品化學實習考核成績中，實習報告成績占50%，動手能力成績占40%，考勤成績占10%，動手能力和實習報告的評分主要有教師和校外實訓基地的行業專家共同評分，主要考查學生是否能運用食品化學的理論知識解決企業生產中遇到的真實問題，如如何解決梨汁濃縮過程中的褐變問題。

3.3 食品化學課程建設中“人理”維度的影響因素

人理是指處理問題的過程中，人與人之間的相互關系及其變化過程。食品化學課程教學中主要涉及教師和學生兩個“人”的因素，因此，食品化學課程建設的人理是指如何發揮教師的教授作用和學生的主體作用，既要重視教師的教法設計，又要考慮學生的學法設計，以便充分挖掘學生的潛力，實現食品化學教學的最優績效［9］。食品化學課程建設中的“人理”層面主要包括教師隊伍、教學質量評價、學生的學習需求、學生情況分析等。

3.3.1 教師隊伍

教師參與教學設計的全過程，制定教學設計方案，組織、協調和實施教學設計過程，控制教學設計的執行。因而，教師的設計能力直接影響著教學方案是否能取得預期的效果，是否能滿足實際需要，并影響學生的學習效果。要實現良好的教學設計，任課教師應具有豐富的教學經驗、良好的教學管理能力，熟悉教學設計方法和實際操作技能，還應具有扎實的教育學、心理學等基礎理論知識，因此，教學設計對任課教師提出了很高的要求。

提升食品化學任課教師的教學設計能力，①加強教師的培訓，包括教學理論培訓和教學實踐培訓，提升教師，尤其是青年教師的教學實踐能力；②加強雙師型教師隊伍的建設，通過“請進來”和“送出去”相結合的方式，鼓勵教師積極承擔或參與企業橫向課題、定期進駐校外教學實訓基地，使教師能更好地將食品化學的理論知識應用于食品企業的實際生產，增強教師的專業實踐能力；③聘請食品企業的行業專家或技術人員擔任食品化學課程實踐內容的兼職教師，以講座的形式介紹食品企業生產過程中出現的問題及解決方法，解答學生有關專業實踐方面的相關問題，指導學生規劃未來職業。

3.3.2 教學質量評價

課程教學質量評價是保證人才培養目標順利實現的重要手段，主要評價教學大綱的實施情況、課堂教學和實踐教學的教學質量、考核方式、試卷質量等方面。通過開學初、期中和期末教學檢查、日常教學秩序檢查、試卷評估、教學檔案材料評估、聽課（學院領導、督導、同行）、學生評教等方式，及時了解和掌握教學中的動態問題，促進教學質量的提高。

3.3.3 學習需求

學生在學習上的實際狀況（學生掌握的專業知識和能力）與期望目標（食品行業發展對學生提出的要求）之間的差距，即學習需求，影響著食品化學教學目標的制定。食品化學的任課教師可以通過問卷調查或者座談會的方式，了解食品企業的發展現狀，了解食品企業對學生專業知識和能力提出的具體要求，根據學生實際現狀，制定合理的食品化學教學目標，選擇恰當的食品化學教學內容，滿足學生的學習需求。

3.3.4 學生情況

教學設計的目的是促進學生的學習，而學生是學習活動的主體，因此教師在授課前，應通過調查、訪談、測試等手段了解學生的基本情況，如學生的知識和技能的儲備情況、學習風格、學習方式、學習態度、性別、年齡等因素，這些因素會直接或間接影響到學生的學習效果。針對學生的基本情況，選擇恰當的教學設計方案，增強學生對食品化學課程的學習效果，培養學生的動手能力、實踐能力和創新能力，實現應用型人才培養的目標。

4 結 語

在WSR方法論的指導下進行食品化學課程建設，既要考慮“物理”“事理”，還應該考慮“人理”的因素，更應重視“人理”因素的重要作用。如果只重視“物理”“事理”，而忽視“人理”，可能會導致構建的食品化學課程建設目標缺乏可行性；如果一味地強調“人理”，違背“物理”和“事理”，可能會使建立的目標缺乏科學性。“人理”是以“物理”與“事理”為基礎，是食品化學課程建設過程的不可或缺的決定性因素。食品化學課程教學過程中的各個環節需要依靠人來組織協調，要盡可能地利用“物”把“事”做好，建設符合高校應用型人才培養要求的食品化學課程。