食品保藏課程群雙螺旋教學模式創新與探索

羅自生，葉興乾，王 蕾，劉東紅，李 莉

（浙江大學生物系統工程與食品科學學院, 浙江杭州 310058）

食品保藏技術是食品科學與工程專業授課核心內容[1]，主要涵蓋了食品加工和食品保鮮兩個重要方面，涉及多學科、多專業的知識交叉互融，具有邏輯性、多元性和綜合性的特點[2]。浙江大學生物系統工程與食品科學學院下設的食品科學與工程本科教學中，食品保藏技術以課程群教學方式開展，課程群包含食品安全保藏導論、果蔬采后生理學、果蔬加工工藝學、食品貯藏與加工實習和食品生產設計和實踐勞動6門食品保藏相關課程，總計11.5學分，是食品科學與工程類專業本科教學的重要組成部分。

課程群的建設探索由于涉及課程數目較多、知識結構龐大，相比單門課程更有調整難度。目前，國內有一些學者在課程群的教學方法、教學規律等方面開展了不同程度的探索[3-4]。就食品保藏學而言，以往食品保藏課程群中課程之間是以“直線式”鏈接的，即將不同課程教學內容按照邏輯體系組織，前后不會有重復。“直線式”課程的優點在于可以有效避免不同課程間教學內容的重復，避免知識體系臃腫[5]。但也存在一些問題：課程群內不同課程之間銜接松散，彼此孤立；其次，課程教學不能與學生的認知發展有效結合；此外，不能充分調動學生學習積極性和主動性。就此，本文提出雙螺旋的教學模式來組織課程群教學，充分考慮學生認知發展規律，由淺入深、循序漸進，以提高教學質量。該方法在近年的教學實踐中已經取得較好的效果。

1 布魯納螺旋式教學

螺旋式教學是由美國著名心理學家、教育學家布魯納（J.S.Bruner）在著作《教育過程》中提出的一種突破傳統的新興教學方式[6]。螺旋式教學是指根據學生心理和認知能力的發展，將教學內容在不同學習階段以反復多層次方式呈現，由簡單到復雜，由具體到抽象，根據學生的認知發展，充分調動學生學習興趣，通過“螺旋式上升”推進教學進度，不斷鞏固和拓展教學內容。這種教學方式有助于促使教師和學生產生共鳴，使教學課堂更為生動活潑。

1.1 螺旋式教學的目標

教學是教師和學生之間通過課堂進行互動的一個過程，其主要目的在于幫助學生學習特定知識和技能，塑造學生人格。螺旋式教學的目標是將教學內容與學生認知發展相結合，加強師生共鳴，在循序漸進地引導學生掌握知識的同時，促進學生人格發展[5]。

1.2 螺旋式教學的特點

螺旋式教學具有循序漸進性、心理邏輯性、教學反復性和教學趣味性[5]。螺旋式教學遵循循序漸進推進教學，將學生的心理發展和學科邏輯相結合，能夠滿足該階段學生心理發展的訴求，在傳授知識的同時，能夠幫助學生樹立良好的世界觀、人生觀和價值觀。同時，由于教學內容在不同階段不斷重復，螺旋式教學具有鮮明反復性，幫助學生不斷鞏固舊知識和加深理解。此外，螺旋式教學最大程度地考慮到了學生的認知發展，從而容易使得學生與老師產生共鳴，提高學生積極主動性，增強學習趣味性。

1.3 螺旋式教學的應用

近年來，螺旋式教學不斷被應用于不同學科、不同階段的各個方面[7-10]，其應用成效也被不斷研討，主要涉及螺旋式教學方法、螺旋式教學課程、螺旋式教學模式。螺旋式教學方法是指由淺入深，不斷重復，來推進教學；螺旋式教學課程是指在學科的課程組織上，將學科邏輯與學生認知發展相結合，在不同學習階段重復；螺旋式教學模式根據學生認知發展規律，將原有的專業教學體系拆分重組。

2 雙螺旋教學模式創新

螺旋式教學有助于不斷鞏固舊知識，促進學生知識體系的構建和螺旋上升。但是對于由多門課程教學而言，不同課程間的單純重復往往會造成教學體系臃腫，課程教學重點不明。不同課程之間還需要有效的銜接。課程組在布魯納螺旋式教學理論的基礎上，創新性提出“雙螺旋教學模式”，并在近年來的教學實踐中，取得了良好的教學效果。

2.1 雙螺旋的雙鏈組成

為適應我國高等教學通識課程快速發展和食育課程的需要，課程組依據歐美發達國家食品學科的教學內容和教育體系，采用美國食品科學技術協會（Institute of Food Technologists，IFT）標準，同時根據前期對多屆畢業生食品保藏課程群跟蹤調查的基礎上，構建和實施了符合國際標準的食品保藏課程群。課程群組成和整體結構如下：《食品安全保藏導論》為全校性通識課程，《果蔬采后生理學》為個性化專業課程，《果蔬保鮮工程》和《果蔬加工工藝學》為專業必修課程，《食品貯藏與加工實習》和《食品工藝學綜合實驗》為實踐性必修課程，形成了由淺入深的“課程鏈”。

結合產業發展新科技和新業態，采用“獼猴桃減振包裝設計”、“精準蓄冷劑開發”、“草莓活性包裝”等探究主題，構建循序漸進的“主題鏈”。課堂研討主題分為“自定主題”和“規定主題”兩種方式，在課程進行當中有意識地給學生們設置一些思考題，教師在關鍵點設疑，倡導研究性學習，鼓勵學生提出問題，引導學生自主或者合作解決問題。學生可以在課堂上研討自己感興趣的“自定主題”；也可以選擇教師提出的“規定主題”，教師提前布置學生上講堂的“規定主題”課后作業，要求學生提前把PPT做好，發給老師，修改后發回學生本人。“規定主題”主要是根據食品保藏科技的最新進展和教學組獲得的國家和省部級課題，課程設計了“運輸振動”、“活性包裝”、“3D打印”、“生物保鮮”、“蓄冷劑”、“熱激處理”、“御冷技術”、“被膜技術”、“負壓保鮮”和“微型冷庫”等相對獨立又互相關聯的研討主題。

2.2 雙螺旋的銜接方式

課程鏈與主題鏈間通過知識點和實踐點鏈接形成“配對堿基”，實現了教學內容的有機銜接和螺旋上升。如圍繞“運輸振動”主題的新鮮楊梅水果物流銷售，在《果蔬采后生理學》課程給學生“果蔬運輸振動生物學應激生理”研討主題，每3～4人成立一個小組，讓學生從含羞草受到外力觸碰會閉合典型生理反應開始，自主收集植物受到外界機械力觸發的生物學反應資料，制作課題研討的PPT材料。在《果蔬保鮮工程》課程則設計了與之關聯的“楊梅運輸包裝設計”教學主題，學生要從楊梅果實質構的生物學特性、包裝材料的保溫和機械緩沖特性、包裝設計的美觀特性、商家的利潤空間和消費者接受性等生物學、美學和社會心理學等多角度在課堂上研討；并進一步延伸到《食品貯藏與加工教學實習》課程，讓部分學生到相關公司產業實習基地進行教學實習，課程實習主題圍繞“楊梅節能蓄冷物流包裝箱設計和制作”，學生要在之前課程專業知識的基礎上，進一步從食品包裝材料的安全性、機械力學特性、加工塑型特性和環保特性等著手設計和制作。

2.3 雙螺旋教學模式的效果

在雙螺旋教學組織模式中，以研討主題的形式打破了不同課程的邊界，極大地發揮了學生在課堂中的主動性，充分調動了學生的學習興趣和求知欲，有效培養了學生的創新能力、團隊協作和解決問題的能力。同時，課程間教學內容通過不同主題有機銜接實現螺旋上升，促進課程群內涵式微循環，有助于課程間及時反饋提升課程質量，從2017～2020年，學生對課程滿意度從91%上升至98%。近五年來，共計106人次通過課程群的自主探究主題上，進一步深入創新，最終獲得“全國大學生畜產品創新創業大賽”、“杜邦營養與健康兩岸學生創新競賽”、“李錦記杯學生創新大賽”、“康師傅食品安全科普創新大賽”等48項各類獎項。學生以第一作者身份發表食品保藏相關學術論文56篇，其中SCI收錄42篇，ESI高被引論文2篇。不僅學生留學深造率顯著提高，而且有6人進入哈佛大學、耶魯大學、康奈爾大學等國際頂尖大學深造。

3 改進后出現的問題和解決方式

3.1 教師工作量增加

雙螺旋教學模式改革需要將食品保藏課程群中6門課程的教學內容，整體打破，然后根據學生的認知規律進行重新組合設計，需要兼顧課程內容的整體性和連貫性。不同課程還需要考慮與其他課程之間的關系，體現課程群教學的縱橫聯系。因此，課程組在課程設計中需要多門課程的教師共同商討，打破原有教學體系重新制定，同時及時在各個環節更新科技前沿和產業發展新業態，加大了教師原本的工作量。此外，研討主題的進行將課程由課堂延伸到了課外，學生在課外時間也常常需要尋求教師幫助，需要教師答疑解惑，延長了教師的授課時間。這種工作投入的大幅度增加會造成教師工作壓力的增加，尤其是對于一些科研壓力較大的青年教師。為提高教師的教學積極性，首先需要加強教師隊伍的思想建設，激發教師的教育情懷和教育理想；其次需要學科建立健全相應的獎勵機制，促進教師在科研和教學上的投入平衡；然后可以通過一定津貼補助招募助教，分擔教學過程中的輔助工作，如儀器使用、結果匯總整理等任務，緩解教學壓力。

3.2 教學平臺需求緊迫

雙螺旋教學的主題鏈設計十分強調課程學習與實際應用的關系，在充分調動學生學習興趣的同時，促使學生在實踐中加深鞏固知識，了解本學科的發展潛力和應用范圍。在學生的自主調查、自主科研、自主實踐過程中，對于課程教學的信息檢索平臺、科研創新平臺和產業實踐平臺有著極大的需求。在信息檢索平臺方面，我校配備了大量的數據庫資源，為學生的信息檢索提供了有力支持。在科研創新平臺方面，所在學科積極搭建食品學科大型儀器共享平臺，供本科生創新科研使用[11]。在產業實踐平臺方面，教學團隊充分調動校友資源和社會資源，與多家食品產業公司簽訂了合作協議，搭建了本科生教學實踐平臺，為學生的產業實踐提供了有力支持。

3.3 教學物資消耗劇增

在雙螺旋推進中，知識點和實踐點的鏈接需要學生為主體，自主設計。不同組別由于研討主題不同，所需實驗材料各不相同，而且由于學生進行的是創新型探究，操作失誤或者設計不當造成的損失比較普遍，教學物資的消耗量大幅度增加[12]。目前，學校對于開設實驗的課程，尤其是具有探究性實驗的課程提供了經費支持，基本能保證課程的順利開展。

4 結語

在本科教育中課程群作為同類課程的集合體，其教學模式的改進一直備受關注。雙螺旋教學模式是在布魯納螺旋式教學基礎上創新的一種課程群教學開展模式，其在遵循學生認知發展的基礎上，以課程鏈和主題鏈構成雙螺旋，實現了課程群不同課程間的有機銜接和循序漸進，實現了教學內容和學生能力同步的“螺旋上升”。食品保藏課程群雙螺旋教學組織模式改革有效促進了教學過程中學生與老師的共鳴，激發了學生學習興趣和主動性，顯著提升了課程群的教學質量。同時，也讓學生逐步了解到本專業的應用范圍和潛力。食品保藏課程群雙螺旋教學模式創新，為我國食品科學與工程本科專業的課程群改革開辟了一條新途徑。