PBL+CTTM在食品科學與工程專業實踐教學中的應用

吳漢東，黃云坡，張玉科，王會*

錦州醫科大學食品與健康學院（錦州 121001）

食品科學與工程專業是一門綜合性學科，包涵課程多、內容廣，具有一定的理論性和操作性，學生對知識和能力的掌握直接影響到我國食品工業發展。面對食品工業的挑戰，企業對人才需求標準越來越高，要求學生具備一定理論知識的同時，動手能力還要強，能夠現場解決實際問題。目前，國內大部分具有食品科學與工程專業的高校實踐教學通常采用傳統的教學模式，以理論和驗證性實踐為主，操作性不強，學生對實踐掌握不扎實，理論與實踐銜接不緊密。

基于問題教學法（problem-based learning，PBL）是以問題為導向的教學方法，是基于現實世界的以學生為中心的教育方式，是在教師的引導下，“以學生為中心，以問題為基礎”，采用小組討論的形式，學生圍繞問題獨立收集資料，發現問題、解決問題，培養學生自主學習能力和創新能力的教學模式[1]。案例式立體教學法（case three-dimensional teaching method，CTTM）是以學生為中心，根據學生的不同情況，結合具體教學內容，采用不同的案例式立體教學方法[2]。

根據食品工業發展的特點，培養具有創新能力和創新思維的學生是該專業的畢業要求之一，錦州醫科大學食品科學與工程專業培養方案采用的是“3+1”教學模式，即3年在校理論知識學習，1年校外實踐，其中1年校外實踐，首先要在校內集中實訓7周，然后再進入到企業。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取錦州醫科大學食品與健康學院2019級四年制食品科學與工程學專業的60名本科生為研究對象。

1.2 研究方法

隨機分為2組，分別為試驗組和對照組，每組30人。

1.3 教學組織

試驗組和對照組學生均參加7周的集中實踐，包括肉品科學與技術、乳品科學與技術等專業課程的實踐部分，一些驗證性、綜合性實驗在平時授課過程中已經完成，7周的實踐內容主要包括原輔材料采購、工藝設計、產品制作、性能評價等，累計280學時。采用的教材全部是中國農業出版社出版的最新版教材。

1.3.1 試驗組教學實施

采用PBL+CTTM的授課方式。

1.3.1.1 案例選取

試驗組學生建立微信群，用于學習信息的推送，選取的案例是北京東方信息公司制造的虛擬仿真軟件，如“熏雞生產工藝仿真軟件”“皮蛋生產工藝仿真軟件”“切達干酪生產工藝仿真軟件”等，將仿真軟件學習的網址、用戶登錄賬號和密碼及其他學習材料發給學生，讓學生以小組為單位進行學習。

1.3.1.2 設計問題

教師根據教學大綱，圍繞實踐教學的重點、難點，結合虛擬仿真軟件和7周實踐內容進行設計，如“切達干酪生產工藝仿真軟件”中設計問題，例如工藝流程、技術要點、產品性能評價等，要求學生認真學習仿真軟件及其他學習材料，在材料中尋找答案。

1.3.1.3 組織討論

授課教師根據實踐內容，將學生分5組，每組6人，以小組為單位指導學生對選取的案例進行討論，如“切達干酪生產工藝仿真軟件”，討論內容包括工藝流程、技術要點、技術參數、產品性能、評價標準、防產品缺陷方法等，學生進行系統的分析、討論、總結，使學生能夠熟練掌握切達干酪的操作。

1.3.1.4 實踐操作

教師根據學生的討論結果，帶領學生到實驗室，分組進行實踐項目的操作，如“切達干酪”的加工，由學生們自己負責原材料的采購、制作、加工、質量評價等，教師根據學生實踐過程中出現的問題給予啟發和引導，拓展學生們的思維，使學生們能夠獨立完成實踐項目。

1.3.1.5 點評總結

教師對授課內容、學生討論情況，特別是學生操作過程或完成的成品進行點評、總結，例如對學生們所做的“切達干酪”進行點評，根據色、香、味、型進行分析、查擺不足、指出缺點、糾正錯誤，形成標準化的流程，制作成圖文、視頻推送給學生。

1.3.2 對照組教學實施

對照組學生采用傳統的教學模式，以教師為主體，教師在前面講，學生在下面聽，教師在前面操作示范，學生在下面學習，實踐完全在教師的主導下進行。

1.4 成績分析

1.4.1 理論知識考試

從專業所屬課程的題庫中隨機抽取實踐技能考試試題，進行實踐技能的理論考試。考試包括單項選擇題、多項選擇題、名詞解釋、簡答題、論述題，滿分100分。

1.4.2 實踐技能考核

依據錦州醫科大學食品科學與工程專業教學大綱中實踐技能考核要求，由教師選取實驗項目，以小組為單位進行考核，對5組考核成績進行統計匯總。

1.4.3 調查問卷

學生結束7周校內實踐，由學校統一派到與學校簽到協議的企業進行為期10個月的集中實習，實習結束后，向5家企業發放問卷，調查學生的思維能力、創新能力、參與企業管理能力、操作能力、解決問題能力。每個問題20分，共計100分，其中分為4個等級，16～20分表示明顯提高，11～15分表示提高，6～10分表示一般，0～5分表示沒有提高。

1.5 統計學處理

采用SPSS 22.0統計軟件進行數據分析。

2 結果

2.1 學生資料

學生為2019級學生，資料包括學生人數、性別、年齡。

2.2 學生理論知識和實踐能力考核成績

7周集中實踐后，理論與實踐技能分別進行考試，結果見表1。

表1 學生性別、年齡、理論與技能成績比較

2.3 學生綜合能力反饋成績

學生經過10個月企業實習，通過向5家企業發放調查問卷，對學生綜合能力進行反饋，結果見表2。

表2 企業對兩組學生綜合能力反饋

3 討論

學生性別、年齡，其差異均無統計學意義，因此忽略不計。

3.1 PBL+CTTM教學模式有助于提高學生成績

通過表1可知，試驗組學生理論知識、實踐能力成績均優于對照組學生，因此在食品科學與工程專業實習教學中試驗組學生采用PBL+CTTM教學模式是非常必要的，對于培養學生操作技能，案例分析至關重要，通過使用仿真軟件將案例立體呈現，增加實習趣味性。教師圍繞重點和難點知識設計問題，對整個教學環節進行指導，從不同層面進行啟發，豐富了學生的理論知識，增強了學生創新思維、批判性思維和臨床思維，最后教師將完整、正確的圖文、視頻推送給學生，便于學生了解、掌握和理解[3]。

3.2 PBL+CTTM有助于提高學生思維能力

表2研究結果顯示，采用PBL+CTTM授課模式，學生的思維能力均高于對照組，表明該授課模式加大了學生獨立思考的空間，提高了學生學習興趣，使學生學習更加積極、主動，能夠真正融入其境，變被動為主動，通過企業實習，更加鍛煉了學生的思維能力，激發了思維的內在動力，不僅停留在教室里、課本上，學生還能夠主動思維、主動作為，解決了學生創新思維動機問題，提高了學生實習的質量。

3.3 PBL+CTTM有助于提高學生創新能力

采用PBL+CTTM授課模式，打破了學生實驗室里傳統的角色定位，由受體變為主體，讓學生體驗到成為實踐主體的喜悅，通過在拓展學習的空間上改進教學方法，利用仿真、討論、問答、實踐等手段，激發了創新的潛意識，激起了學生創新的浪花，啟迪了學生們的創造意識和求知欲望。通過采用PBL+CTTM授課及虛擬仿真，加大了學生自主實踐，角色地轉變，創新被釋放出來，能夠主動學習、主動參與，創新能力巨增。

3.4 PBL+CTTM有助于提高學生參與企業管理能力

表1顯示，試驗組學生參與企業管理的興趣明顯上升，愿意為企業管理獻計獻策，提出一些合理化建議，能夠真正融入到企業，以企業為家，干一行，愛一行，扎實肯干，這與學校開展的思政課程教育密不可分，開展的工匠精神緊密相連，與以學生為主體，發揮學生的主動性教育模式緊密相連，因此開展PBL+CTTM模式是切實可行的。

3.5 PBL+CTTM有助于提高學生操作能力

PBL+CTTM授課，營造了學生自主學習環境和氛圍，打破了學生的思維定式，在授課過程中，通過仿真軟件觀摩，7周實訓的具體操作，學生掌握解決問題的方法。通過表1可知，學生進入企業后，對于配方設計、工藝控制、儀器設備操作，與企業員工相比有一定差距，但是與對照組相比，操作能力明顯提高。

3.6 PBL+CTTM有助于提高學生解決問題能力

PBL+CTTM以學生為中心、以項目問題為導向，通過小組討論查閱文獻，培養了學生創造思維及發散性思維，激發學生想象力，提高了學生自信程度和參與水平，學生能夠較好地掌握知識。通過表1可知，學生進入企業實訓，對于儀器設備維修、工藝參數設定、產品質量分析、工藝流程設整，學生都能主動參與，協助解決，提高了學生分析問題和解決問題的能力。

4 結語

運用PBL+CTTM教學模式，增強了學生現場實踐操作能力和思維能力，彌補了傳統教學方法中學生死記硬背和簡單獲取知識的不足，有效地提高了學生的綜合能力，能夠與社會有效銜接，滿足企業的技術需求。因此，在食品科學與工程專業實踐中開展PBL+CTTM教學模式非常必要，能夠為社會培養更多優秀人才。