線上線下混合式教學(xué)在“食品生物技術(shù)”課程中的探索

周 曼，周存山

（江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013）

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的發(fā)展為教師打開新的教學(xué)空間，教師不斷優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)模式，充分利用信息資源，更加合理有效地在教學(xué)中融入新的內(nèi)容，提高課程教學(xué)效果。2020 年初，突如其來的疫情讓在線教學(xué)獲得了長足發(fā)展。在疫情常態(tài)化防控要求的背景下，各級各類學(xué)校開設(shè)積極探索線上線下教學(xué)的融合發(fā)展路徑，大幅推動了混合式教學(xué)的發(fā)展。“食品生物技術(shù)”是我國高校食品科學(xué)與工程專業(yè)的重要課程之一，課程內(nèi)容多、綜合性強。傳統(tǒng)的單一線下授課受到課時、場地所限，難以涵蓋課程的所有重難點，不能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，實際教學(xué)效果欠佳。此外，“雙一流”和“新工科”的建設(shè)對“食品生物技術(shù)”的課程教學(xué)提出了新的要求[1]。在保證理論基礎(chǔ)的前提下，與時俱進地根據(jù)食品生物技術(shù)的最新動態(tài)，廣泛吸收最新科研成果與前沿理論知識，及時反映實踐最新趨勢，革新、調(diào)整與動態(tài)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使其充分體現(xiàn)科學(xué)性、先進性、交叉融合性與前瞻性。在此背景下，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，合理結(jié)合線上自主學(xué)習(xí)與線下課堂活動開展教學(xué)，探索“食品生物技術(shù)”線上線下混合式教學(xué)。

1 “食品生物技術(shù)”課程概況及教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 “食品生物技術(shù)”課程概況

“食品生物技術(shù)”是指基于現(xiàn)代生命科學(xué)的研究成果，結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)手段和其他學(xué)科的研究成果，采用全新的方法和手段設(shè)計新型的食品和食品原料，以基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、生物工程下游技術(shù)、轉(zhuǎn)基因生物反應(yīng)器、現(xiàn)代分子檢測技術(shù)、組學(xué)技術(shù)和生物信息學(xué)等技術(shù)為主線的一門綜合性課程。食品生物技術(shù)具有多學(xué)科相互交叉融合的特點。

新時代背景下“食品生物技術(shù)課程”教學(xué)探索見圖1。

圖1 新時代背景下“食品生物技術(shù)課程”教學(xué)探索

食品生物技術(shù)與生物學(xué)科中的微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)，食品學(xué)科中的食品酶學(xué)、食品加工技術(shù)、食品發(fā)酵工程、食品分析、食品原料學(xué)，以及前沿學(xué)科中的計算生物學(xué)、生物信息學(xué)、智能制造等諸多領(lǐng)域交叉融合。食品生物技術(shù)貫穿于食品制造的全過程，是食品工業(yè)中最具發(fā)展前景的前沿核心技術(shù)之一，對促進我國傳統(tǒng)食品產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和實現(xiàn)食品綠色制造具有積極意義，是我國食品產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的新增長點，更是食品工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要支柱。

1.2 “食品生物技術(shù)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的“食品生物技術(shù)”教學(xué)過程中，主要采用單一的線下教學(xué)模式。由于課程理論性較強，包含較多的基本原理，牽連的知識面也較廣。為學(xué)習(xí)完課程內(nèi)容，教師普遍采用滿堂灌模式。而這種教學(xué)模式弱化了學(xué)生的主體地位，師生之間互動少，教師無法及時獲悉學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)模糊、參與度低、沒有時間思考，導(dǎo)致聽課動力缺乏，課后學(xué)習(xí)和回顧知識的途徑狹窄，學(xué)習(xí)自主性和主動性欠缺。此外，“食品生物技術(shù)”涉及內(nèi)容豐富、瑣碎抽象，且綜合性強，學(xué)習(xí)難度大。單靠線下教師講授、板書和課件難以讓學(xué)生透徹理解生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能、改造及其應(yīng)用。同時，生物技術(shù)知識更新快速，生物技術(shù)日新月異，只有緊跟前沿動態(tài)和熱點問題，與理論知識有機結(jié)合才能滿足教學(xué)要求。而現(xiàn)有課程的具體實例講解過程，常采用非常成熟陳舊的技術(shù)，但隨著時代的發(fā)展變遷，這些技術(shù)正逐步被新興的技術(shù)代替。例如，CRISPR/Ca9 在基因工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的食品生物技術(shù)考核方式一般是采用期末考試或者大作業(yè)的形式，缺乏平時學(xué)習(xí)過程的評價，考核形式及標(biāo)準(zhǔn)單一，致使學(xué)生往往臨陣磨槍以應(yīng)付考試，平時不會積極參與到課程學(xué)習(xí)過程中，影響課程學(xué)習(xí)的效果。

2 “食品生物技術(shù)”課程線上線下混合式教學(xué)

2.1 課程改革思路

根據(jù)“食品生物技術(shù)”課程特點及教學(xué)目標(biāo)，確定課程建設(shè)目標(biāo)如下：

采用線上網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)方式和傳統(tǒng)線下教學(xué)方式相融合的混合式教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，向尊重個性化知識訴求、實現(xiàn)自我價值和知識的多共享發(fā)展，實現(xiàn)課程知識點傳授與內(nèi)化的統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主體意識。除培養(yǎng)學(xué)生掌握食品生物技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識、基本操作能力外，著重訓(xùn)練學(xué)生的工程實踐能力，學(xué)會利用所學(xué)專業(yè)知識和工程方法獨立思考發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，強化學(xué)生工程素養(yǎng)，形成培養(yǎng)具有工程適應(yīng)性的應(yīng)用型人才的工程教育模式，為學(xué)生的專業(yè)發(fā)展提供有力保障。在教學(xué)過程中加強對知識的凝結(jié)過程、科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的探究，結(jié)合學(xué)生自學(xué)互學(xué)、學(xué)科競賽、前沿講座等多種教學(xué)方式，培養(yǎng)應(yīng)用研究型人才的創(chuàng)新能力。在“食品生物技術(shù)”課程教學(xué)中運用多樣化的教學(xué)資源、智慧化的教學(xué)工具、先進的教育理念、新型的教學(xué)模式和多元化的教學(xué)考核方式（見圖1），具體如下：

（1）多樣化的教學(xué)資源。依托中國大學(xué)MOOC平臺、智慧樹及自主構(gòu)建的SPOC 等線上教學(xué)平臺，篩選優(yōu)質(zhì)的教育資源引入實體課堂，突破傳統(tǒng)課程時間、空間的限制，擴大課堂知識容量，深化師生的交互性，從而提高教學(xué)質(zhì)量，帶動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。

（2）智慧化教學(xué)工具。充分利用雨課堂、課堂派、對分易、騰訊課堂、虛擬教學(xué)軟件等現(xiàn)代智慧教學(xué)工具的優(yōu)勢，有效提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果。借助智慧化教學(xué)軟件提供的交互渠道構(gòu)建智慧課堂學(xué)習(xí)空間架構(gòu)，有效管理班級資源，實現(xiàn)課堂實時測評，師生互動，借助仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)營造可輔助或替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，彌補因疫情防控需求無法開展的實驗教學(xué)的不足。

（3）先進的教育理念。OBE（Outcome-based Education，成果導(dǎo)向教育理念）、SCL（Student-Centred Learning，以學(xué)生為中心）、PBL（Problem-based Learning）、CBL（Case-based Learning）、PAL（Peer-Assisted Learning，同伴互助學(xué)習(xí)）等國際上廣泛認(rèn)可的教育基本理念引入到“食品生物技術(shù)”課程教學(xué)中，提高學(xué)生的創(chuàng)新和解決實際工程問題的能力。

（4）新型的教學(xué)模式。在線下課堂教學(xué)中可適度引入互動式翻轉(zhuǎn)課堂、時事式案例教學(xué)、小組協(xié)作式學(xué)習(xí)、研討式學(xué)習(xí)、體驗式學(xué)習(xí)等新型教學(xué)模式。這些新型的教學(xué)模式突破了“填鴨式”“滿堂灌”局限，實現(xiàn)了自主性、交互性、開放性和探究性[2]。例如，研討式教學(xué)模式以問題為導(dǎo)向，在教師的引導(dǎo)下，以科學(xué)前沿的難點、熱點或疑點問題，例如人造肉，與食品加工行業(yè)中的具體實例相結(jié)合，學(xué)生自主尋求或自主建構(gòu)答案、意義、獲取信息。

（5）多樣化的教學(xué)考核方式。采用過程式考核、多元和梯次的考核體系。充分利用MOOC、SPOC、網(wǎng)絡(luò)課程和在線考試及時、完整地記錄學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡的特點[3]，優(yōu)化課程考核評分體系；綜合學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂互動、論壇交流、團隊協(xié)作方面的表現(xiàn)和單元測試、期末考核成績，全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。

另外，將教學(xué)內(nèi)容與課程思政元素有機融合，提升學(xué)生的政治覺悟，重塑價值觀，培養(yǎng)道德情操和職業(yè)素養(yǎng)。通過以上多種手段和策略，提高“食品生物技術(shù)”課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，將知識傳授、能力培養(yǎng)、價值引領(lǐng)統(tǒng)一起來，實現(xiàn)知識、能力和素質(zhì)的融合。

2.2 課程設(shè)計方案

在線上線下混合式教學(xué)模式中，線上平臺、教師、學(xué)生和學(xué)習(xí)資源“四大元素”實現(xiàn)聯(lián)動：線上平臺是骨架，學(xué)習(xí)資源是血肉，教師是設(shè)計和引領(lǐng)者，學(xué)生是主體和中心。“食品生物技術(shù)”線上線下混合式翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式主要包括3 個階段，即課前線上預(yù)習(xí)、課堂線上線下混合教學(xué)和課后線下復(fù)習(xí)，依次實現(xiàn)知識的傳遞、內(nèi)化、鞏固與拓展。

“食品生物技術(shù)”線上線下混合式教學(xué)設(shè)計見圖2。

圖2 “食品生物技術(shù)”線上線下混合式教學(xué)設(shè)計

從圖2 可看出，在課前，教師根據(jù)“食品生物技術(shù)”課程的教學(xué)大綱和目標(biāo)要求，在線上教學(xué)平臺發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)，制作視頻，準(zhǔn)備閱讀案例、拓展閱讀資料，提供共享的立體化課程資源，上傳至在線教學(xué)平臺。學(xué)生在課前通過線上觀看視頻完成知識的預(yù)習(xí)，并參與教師發(fā)起的問題討論，反饋教學(xué)內(nèi)容難點和疑點，為翻轉(zhuǎn)課堂做好充分的準(zhǔn)備。在線下課堂教學(xué)時，學(xué)生帶著問題和教師溝通，針對學(xué)生的問題，教師給予重點和難點解析，引導(dǎo)學(xué)生進行案例分析、開展小組討論和個人匯報。同時，教師可針對學(xué)生的具體情況給予個性化指導(dǎo)和答疑，實現(xiàn)知識內(nèi)化。除了應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂實現(xiàn)互動教學(xué)外，教師還可以開展課程設(shè)計并創(chuàng)設(shè)相關(guān)的情境，如虛擬現(xiàn)實技術(shù)參觀恒順香醋生產(chǎn)流水線，提高互動性和創(chuàng)新性。在課后，教師根據(jù)課堂教學(xué)與討論，進一步對教學(xué)內(nèi)容進行鞏固與延伸，引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)科競賽、前沿講座，拓展閱讀相關(guān)學(xué)術(shù)論文、參考書目、互聯(lián)網(wǎng)資料，提高課程的深度和挑戰(zhàn)性。此外，課程考核應(yīng)遵循過程管理，注重對學(xué)生獲取前沿知識、邏輯思維能力、實踐創(chuàng)新能力、合作探究能力的考核，采用過程性、多維和梯度的考核體系。

3 結(jié)語

“食品生物技術(shù)”是一門綜合性很強的食品專業(yè)必修課程，采用線上線下混合式教學(xué)可使傳統(tǒng)線下教學(xué)模式與線上平臺教學(xué)模式的相輔相成、相得益彰，使得教學(xué)方式更為靈活多樣，教學(xué)內(nèi)容更為豐富全面，賦予課程以科學(xué)性、先進性、交叉融合性與前瞻性，契合當(dāng)今時代背景下對高級食品人才的需求。