信息化技術在食品專業教學中的應用研究

柴晴晴，王 娜，趙 萌，盧艷敏，崔 波

（齊魯工業大學（山東省科學院）食品科學與工程學院，山東 濟南 250353）

0 引言

高等學校是為社會發展培養優秀人才的主要機構。為了更好地適應經濟發展的需要，近年來高校教學不斷改革，制度本身的進步是必然的，同時也是社會發展的大勢所趨。根據當代信息化技術構建高校課堂教學信息管理系統，進而提高課程管理的質量和效率，合理分析高校課程管理的不足，能夠更好地實現課堂教學的目的，服務高校教學，培養符合新時代發展要求的優秀人才。高校課程管理信息化管理是當代高校課程管理的主要方式。對提高教育水平，提升高效率運行具有舉足輕重的科研價值。

1 教育信息化的形勢與內涵

1.1 教育信息化的形勢

習近平主席在《致國際教育信息化大會的賀信》中談道：“當今世界，科技進步日新月異，互聯網、云計算、大數據等現代信息技術深刻改變著人類的思維、生產、生活、學習方式，深刻展示了世界發展的前景。”人類歷史上，沒有一項技術像信息技術一樣產生如此深刻的影響。信息時代，無論是社會環境、經濟環境還是我們個人對于信息以及信息化的需求，都在發生著深刻的變化。信息化對于教育的影響是全方位的，在基礎設施、教學方法、辦學模式等方面都對傳統教育教學方式產生了沖擊。云計算的應用實現了無基礎設施的信息化，讓我們可以像用水、用電一樣應用信息資源。大數據規模性、多樣性、高速性、真實性的特點，讓教育形成了差異化教、個性化學、精細化管的教學模式，用數據驅動教育的管理和決策。VR（虛擬現實）、AR（增強現實）技術的應用，催生了場景在線、情景模擬等教學方法。MOOC（Massive Open Online Courses，大規模開放性在線課程）、SPOC（Small Private Online Course，小規模限制性在線課程）等新型教學資源的普及，甚至對許多高校的辦學模式產生了影響。在這種環境下，世界各國不約而同地加強了對教育信息化的關注，從資金、人員等各個方面積極推動教育信息化建設并取得了長足進展。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確指出，“信息技術對教育發展具有革影響，必須予以高度重視”，并要求“把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略”“加快教育信息化進程”。因此，關注信息技術，推動教育信息化建設，是每一位教學工作者的“必修課”。

1.2 教育信息化的內涵

教育信息化的概念是在20世紀90年代伴隨著信息高速公路的興建而提出的。在我國自20世紀90年代末開始，隨著網絡技術的迅速普及，人們越來越關注信息技術對社會發展的影響，“社會信息化”的提法開始出現。聯系到教育改革和發展，“教育信息化”的理念應運而生，其內涵可以理解為“信息與信息技術在教育教學領域和教育教學部門的普遍應用及推廣”。由此可以看出，教育信息化不僅僅停留在技術層面，也不僅僅是教學領域的資金、設施設備的投入以及更新換代，而是涉及教育教學的各個領域、部門的全方位的整體工程。其基礎是實現教育信息化必需的硬件設施，在硬件設施基礎上設計包含信息發布、互動教學、資源管理等的教學平臺，然后依托教學平臺開發相應的教育教學資源，最后由教學主體──教師和學生利用信息化教學手段，實現從教學資源到學生知識技能的轉化，達到教育信息化的目標──因應信息技術的發展，推動教育變革和創新，構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會，培養大批創新人才。在整個教育信息化體系中，軟硬件設施建設以及教育教學資源的開發，都是為了營造良好的信息化教學環境。要實現從教學資源到學生知識技能轉化的教學目的，其核心就是教師要運用信息化教學手段對學生實施教學。

1.3 高等學校教育信息化建設的重要性

1.3.1 教育信息化進程促進教育資源更合理利用

教育信息化很大程度上整合了互聯網教育資源管理體系，除了課堂教學以外，引進各種優質教育資源，還能讓學生們學習一些其他課程，打造虛擬的實驗室和圖書館，從而建立一個靈活生動聯動的教育平臺。在線教學的發展趨勢是教學方法創新的體現，根據優質遠程教育的完成情況，非全日制學生可享受優質教學資源，并完善教學覆蓋面，從而提升自我學習能力。

1.3.2 高校信息化規劃可提高管理質量

隨著教育質量的不斷提高，師資隊伍素質和招生人數都有所提高。校園網絡基礎設施、信息化管理等信息化規劃在學校逐步推進。校園網絡要與各個管理系統建立相連相通，在此基礎上可以保證豐富教學資源的整合與利用。

2 食品專業的實踐教學現狀

2.1 實踐教學體系方向不明確，定位不準

食品安全問題日益復雜化，食品專業人才培養模式不可能一成不變。目前許多高校食品專業定位模糊，造成人才培養目標大同小異，實踐課程體系千篇一律。根據教育部《關于加強“質量工程”本科特色專業建設的指導性意見》中明確提出，高校可根據不同的專業背景及優勢學科，開設差異化的人才培養方案與課程體系。武漢商學院深入挖掘“商科特色”和“烹飪特長”，進一步準確定位食品專業實踐課程建設方向，構建與之相匹配的課程體系。

2.2 忽視實踐教學體系的構建

在專業人才培養方案的制定中，仍然存在重理論，輕實踐的現象，實驗、實訓和實習等實踐類課程所占學時、學分較少，甚至壓縮實習，或在學生實習安排中重視度不夠、缺乏制度化管理，學生實習崗位與專業關聯性不大，流于形式，忽視了對學生實踐能力的培養。專業實踐課程未能與理論課程相結合，導致學生對知識的理解只浮于表面，理論知識無法在實踐過程中得到應用，例如：食品化學、食品工藝學、食品生產管理及食品感官分析等課程都是單獨設立的，學生對這些課程知識的掌握只停留在基本的理論知識，缺乏應用與實踐，導致教學效果不明顯。

2.3 實踐教學體系未能適應行業的新發展

食品專業實踐教學內容大體可分為化學實驗模塊、生物實驗模塊、工藝實驗模塊、過程控制和預防管理模塊，但很多高校將重點放在化學、生物實驗模塊，并且主要以驗證型實驗為主，重實驗結果，忽略學生主體地位，缺乏對學生創新能力的培養，未能很好地適應食品行業的新發展，在實踐教學內容中欠缺綜合型、設計型的實驗。此外，新型檢測技術在食品行業中的運用未能及時在實踐教學中體現出來，例如：無損檢測技術、快速檢測技術等。

3 信息化技術在食品專業教學中的應用

3.1 微課與翻轉課堂

微課是指基于一個或幾個知識點，通過某種技術將教師講解錄制為短視頻并上傳到網絡平臺，可供學習者在沒有教師指導的情況下進行在線自主學習。微課的主要特點是在線、短小、環節集中、視頻講解，有講授式、錄屏式、手繪式等表現方式。微課可以視為對傳統授課中的某一重要知識點進行提煉，將備課和上課環節融合到一起的精煉講解。由于微課使用方便、制作快捷、受眾面廣，迅速發展成一種十分流行的教學方法，也是一種基礎的信息化教學手段。以微視頻為基礎構建的新型交互式網絡課程就是微課，可以視為MOOC和SPOC的雛形。翻轉課堂是一種以“學習知識主要在課外，內化知識、拓展能力主要在課堂”為基本結構的新型教學模式。翻轉課堂和微課結合比較緊密，翻轉課堂教學流程可以簡略地概括為“課前微課+課上交流+課后答疑”，課堂外學生自主學習并完成預習任務、整理收獲及提出困惑，課堂上進行展示交流、協作探究、科學實驗、完成作業以及預習后續內容。與傳統講授式教學模式相比，翻轉課堂對知識認知和內化流程進行了全新再造，塑造了新型師生關系，完成了教師由灌輸者到引導者、學生由被動接受者到主動學習者的轉變，使教學理念呈變化、發展、更新的趨勢。由于實施翻轉課堂需要應用多種信息化教學資源，如在線課程管理系統、適合課前學習的微課、課堂交互終端、反饋學習成效的在線評價系統等，所以我們將其視為一種新型信息化教學手段。

3.2 MOOC與SPOC

MOOC是在世界頂尖大學興起并得到迅速普及的免費的、全開放的網絡課程，每一門課程學習結束會有相應的學習證明。實質上，MOOC是采取互聯網經濟模式來運作教育，利用名牌大學的影響力并投入大量資金所形成的獨特教學手段，其流程可以概括為“免費開放的微課+無面授環節的翻轉課堂+學習證明”。MOOC具有工具資源多元化、易于使用、受眾面廣、參與高度自主性等特點，教師可以充分利用這些特點將慕課作為輔助教學工具，保證教學的豐富性、拓展性、深入性。因此，MOOC是可以在高校迅速普及推廣的信息化教學手段。相比MOOC，SPOC是一種課堂教學與在線教學相結合的混合教學模式，其流程為“需要注冊的學習+特定內容的微課+有面授環節的翻轉課堂+考試+學分”。在高校內部，教師可以利用SPOC實施翻轉課堂教學，根據學生的需求和學習進程調控課程的進度與評分標準。學生必須保證學習時間和進度，參與在線討論，完成規定的作業等，最終通過考試并獲得相應的學分或證書。相比MOOC，SPOC更具針對性，更強調個性化。

3.3 以智慧化教學手段，探索實驗課教學

使用“學習通”等平臺建課，教師通過網絡平臺發布實驗指導、參考資料、提前錄制或者下載實驗課相關視頻、習題等資料，要求學生在規定時間內完成自學，培養學生自主學習意識，這在應用型人才培養中是非常必要的。為防止部分學生不按照要求完成自學，可將上傳資料設置成任務點。利用網絡課堂還可在線布置作業、輔導答疑，教師通過網絡與學生進行各種有效互動，使學生的求知欲望和學習熱情得到激發，在輕松愉快的狀態下體驗到學習實驗課的樂趣，變被動為主動。實驗課上以操作為主，讓學生參與整個實驗過程，從準備實驗、正式實驗到實驗結束處理的全程由學生自己動手完成，并完成實驗儀器使用記錄的填寫，模擬實際工作過程。實驗課應增加多媒體應用，使抽象的知識講解更直觀地呈現，增強教學效果。例如，“食品分析與檢驗”實驗課中應用多媒體課件，將重點、難點內容以圖片、動畫等形式在課件中展示，方便學生分析理解知識點，再結合相關典型案例，使知識點更容易理解。又如，“測定食品中農藥殘留量”這節實驗課教學中，由于農藥的成分相對復雜，理論知識無法激發學生的學習興趣，利用多媒體為學生解答水果和蔬菜中殘留農藥對人體的危害、食用農藥殘留量超標的食物中毒等相關問題，學生更能意識到測定食品中農藥殘留量的重要性。通過多媒體還能觀看實驗過程視頻，便于學生掌握實驗操作過程。充分利用智慧教室，采用虛擬仿真軟件進行大型儀器的操作訓練。大型儀器一般價格昂貴、臺套少，不能實現人手一臺進行操作，虛擬仿真軟件可以起到很好的訓練作用.還有一些在實驗室里不能完成授課的實驗項目也可以利用虛擬仿真軟件進行模擬學習。

3.4 食品專業信息化教學應配備的軟硬件

信息化時代，教師只有在掌握傳統食品專業知識及教學方法的同時，了解與教學相關的軟硬件知識，具備相應的技術能力，才能開展微課制作、在線答疑、翻轉課堂、協同作業、會話交流等信息化教學。從硬件設施來講，以翻轉課堂教學所需硬件為例，要進行展示交流、協作探究等活動，必須具備能迅速完成學生集中、分散的開放式課堂，支持學生上傳作業、共同探討、協作交流的網絡終端和平板電腦，能提供課前學習、選課的在線課程管理系統，方便學生課后答疑、反饋學習成效的在線評價系統等。即使是制作微課，也需要記錄板書軌跡的手寫板、錄制翻拍的攝像設備、導入背景內容（如PPT）的簡易綠屏演播室等。而硬件設備性能的發揮離不開軟件的支持。就微課來講，如果只是簡單地利用硬件附帶的視頻合成等功能，無法做到在短時間內向學生展示豐富、深入的知識，這就需要教師提供更多背景資料，包括語音、動畫、視頻等。

3.4 食品專業的輔助教學手段

隨著技術的不斷發展，很多新穎的現代化技術可以應用于教學，對教學效果產生立竿見影的效果，大大提升教學質量。在某些食品專業課程實操教學中，比如食品加工機械課程教學中，可以通過運動體感控制器結合AR、VR技術使學生身臨其境，練習使用生產設備；在食品微生物課程教學中，可以應用全息攝像技術分別對整體、組成、細節、微觀進行精確細致的展示。

4 結語

新時代要站在世界強國前列就必須要依靠高層次人才和高精尖科學技術，而科技的發展首先要依托信息化的建設。人才的培養主要依托高校的建設，高校的信息化建設則成了發展科技和培養人才過程中不可或缺的重要手段。總之，為確保教學、科研和社會服務三大功能的有效發揮，就需要加強高校信息化的建設。