食品類專業視域下“儀器分析”課程混合式教學模式探索

祁闖 孫璇 潘志勇 陸繼來 張利民

摘要針對食品類專業學生培養過程中實踐能力弱、人才與社會需求不匹配等突出問題，文章針對創新型、技能型、應用型的復合型食品類專業人才培養，以“儀器分析”課程為例，構建了基于專業素養培養的線上線下混合式教學生態模式，教學設計分為課前、課中和課后三個模塊，并借助智能化工具和平臺，實現傳統教學模式中教師為“演員”、學生為“觀眾”的模式，向教師為“導演”、學生為“主演”的模式轉變，拓寬了對食品類專業混合式教學的認知半徑，可為工科院?；旌鲜浇虒W改革與創新建設提供參考。

關鍵詞 儀器分析；課程改革；混合式教學模式

中圖分類號：G642文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.13.021

食品行業轉型后，生產企業向自動化、規?；⒐こ袒较虬l展，食品安全風險范圍不斷擴大，這對食品行業高素質應用人才的專業技術、理論提出了更高的要求，亟須整合優質教育資源，以學生個性化創新創業發展為核心，構建“產、學、研、教、用”深度融合的食品專業高素質應用型協同育人培養模式。在現代信息技術飛速發展和網絡技術不斷變革的雙重影響下，教學資源不斷豐富，教學方式愈加多元，教學理念得以更新，結合網絡在線教學與線下教學眾多優勢的“混合式教學”模式成為教育領域新時代的產物。新工科背景下，為培養具有工科內涵的寬基礎、強能力、產教融合的食品專業領域應用型人才，拓寬對食品類專業混合式教學的認知半徑，尤其是技術類科目的教學探索與實踐已經刻不容緩。

“儀器分析”課程是典型的技術類科目，是一門具有多學科交叉性、發展性和前沿性的學科，已成為化學、藥學、環境、食品類專業及其相關專業的一門基礎性課程[1]。食品專業視域下，“儀器分析”課程涵蓋食品安全、食品發酵、食品分析、食品營養以及食品儲藏與加工等多個領域。針對我國食品源頭污染嚴重、過程控制能力薄弱等問題，開展食品安全危害識別與毒性控制、食品原料中危害物遷移轉化規律與安全控制機理等基礎研究，以及過程控制、檢驗監測、監測評估關鍵共性技術研究的背后，儀器分析已成為食品類專業現代分析和測試手段的重要支柱。基于以上背景，掌握儀器分析的基本原理和相關實驗技術，是食品行業人員所必須具備的基本技能，開展食品專業視域下“儀器分析”課程混合式教學模式的探索與實踐至關重要。

1儀器分析課程現狀分析

1.1課程內容多，涉及范圍廣，更新速度快

“儀器分析”的主要內容是借助現代化的分析儀器來測量某些物質的物理或化學參數，進而確定物質的化學組成、含量及其結構[2-3]。課程內容涵蓋色譜、光譜、質譜、核磁等幾十種檢測方法，涉及數學、生命科學、化學等多學科的知識，專業術語多且較為抽象，部分學生因基礎薄弱，知識掌握不全面，進而影響對儀器分析相關知識的運用。此外，隨著分析技術的迅速發展，新方法、新技術、新儀器不斷出現，分析儀器更新迭替周期短，儀器分析方法日新月異。因此，在課程教學改革過程中，教師要把最新的知識引入教學，不斷更新教學內容。借助信息化手段，教師通過線上教學對新知識的補充，拓展學生知識面，讓學生了解儀器分析的前沿，既加深學生對課程重要性的認識，又可以調動學生興趣，培養創新能力。

1.2理論學時多，實踐訓練少，教學效果差

目前，“儀器分析”課程普遍存在“重理論、輕實踐”的現象，主要以多媒體講授法為主，在教室進行檢測方法和抽象理論的說教[4]。盡管運用了部分現代化教學手段，補充了視頻、動畫等素材，但在限的課堂學時內，絕大部分學生對重要知識點的理解、消化、吸收仍十分困難。而實踐教學則主要表現為講解演示為主，主要是驗證性實驗，學生參與度和積極性低，忽視了學生獨立分析、創新思維和解決問題能力的培養[5]。此外，由于大型儀器數量較少、學生人數相對較多等實驗條件的限制，部分學生在有限學時內仍然很難掌握儀器的原理、結構及其操作[6]。因此，亟須探索新的實驗教學模式，加強校企合作，把實驗課堂轉移到企業的工廠、車間，讓學生了解車間實際，建立實習和實訓基地，實現“產、學、研”一體化，提升教學質量。南京財經大學與中糧集團、中儲糧、雨潤食品集團、江蘇省糧食集團、江蘇農墾集團等企業建立了長期的人才培養和科研合作關系，為推動課程改革奠定了良好的基礎。

1.3師生互動少，課堂氛圍差，信息化能力弱

師生互動對于提高教學質量具有非常重要的價值，也是高校培養高素質創新人才的重要途徑之一[7]。在教學活動中，師生互動的程度、效果等直接影響課堂的效果。在傳統教學模式下，課后師生信息溝通不及時，缺少課前、課后輔導環節，課中互動少，易導致部分學生被忽視，產生“破罐子破摔”的心理，不愿意與教師互動，課堂氛圍較為沉悶。新工科背景下，學校應鼓勵構建師生互教互學的“學習共同體”，實現本科生導師制，讓學生融入教師科研團隊，開展科學研究，把課上實驗與課下實驗進行結合，拓展實驗教學的延續性，全面培養學生的專業知識遷移能力、創新能力及綜合應用能力[8]。此外，為適應現代信息化教育要求，“儀器分析”課程亟須信息化重構，為學生搭建學習平臺，逐步培養學生解決問題的能力和探究精神。

綜上，現階段食品類專業的“儀器分析”課程教學改革亟待開展。在“互聯網+”的大背景下，將線上MOOC、微課等教學方式和手段與線下實踐教學相融合，同時挖掘課程中的思政元素并將其進行有機融合，調動學生學習“儀器分析”課程的興趣，培養其實踐能力、創新能力，以培養出滿足未來新經濟和新興產業需求的高素質、復合型人才。

2儀器分析課程混合式教學過程構建

基于以上背景和現狀分析，并結合“儀器分析”課程特點和學生需求，通過不同教學組織形式的有機結合，將課程知識劃分為線上和線下兩個模塊，把儀器分析方法的概念、分類、特點等放入線上的MOOC模塊，而較為抽象和難懂的儀器分析方法的原理，如定性、定量分析的依據等則在課堂上做詳細講解。教學設計分為課前、課中和課后三個模塊，課前學習，先學后教，課中導學，以學定教，課后拓展，以教導學。并借助智能化工具和平臺，最終實現傳統教學模式中老師為“演員”、學生為“觀眾”的模式，向老師為“導演”、學生為“主演”的模式轉變。儀器分析課程線上線下混合式教學生態構建過程如圖1所示。

開展混合式教學模式與育人模式，保障線上線下混合式課程的構建。線上，將職業化理念融入課程，圍繞檢驗分析職業崗位所需能力、知識和素養，將職業標準融入課程標準中；線下，搭建實驗實訓場所和面對面課堂教學，開展以學生為主體的實訓、研討、交流等環節，克服傳統教學的圍觀、看不見、聽不清等難題。此外，開展課程思政教育，引導學生學以致用，注重發揮課程思政的育人作用。深挖儀器分析課程蘊含的思政教育資源，以實現全程、全員、全方位育人的課程思政目標，引導和激勵學生努力學好儀器分析相關知識，并服務于國家和社會。最后，基于數字化和智能化課程平臺，構建多元化、過程化的考核評價體系。課程考核主要由過程考核和期末考核兩部分組成，過程考核主要包括線上成績（25%）和線下成績（25%），期末考核主要包括理論成績（25%）和實操成績（25%），并將各個部分成績進一步細分并設定不同權重計算總成績，從不同維度對學生進行綜合評價。

3儀器分析課程混合式教學模式探索

以南京財經大學建設“糧食特色”“工科亮色”工程為重要契機，以培養創新型、技能型、應用型的復合型食品類專業人才為重要使命，以項目引導、任務驅動為主的啟發式、混合式教學模式為主要路徑，促進學生創新能力、實踐能力和應用能力的全面提升。圍繞在線開放課程建設、信息化教學工具應用以及儀器設備共享服務平臺構建等方面開展研究。

3.1基于專業素養培養的在線開放課程建設

教育信息化的新形勢下，立足食品類專業人才職業素養的培養，構建課程目標圍繞專業學習和職業崗位所需的能力和素養，借助網絡教學平臺開展在線開放課程的建設和運行，從而給師生深度交流搭建橋梁。一方面，充分開展調研并重新整合相關教學資源，使學生較快地掌握相關專業檢測技術；另一方面，將重點理論化整為零、化難為易，結合食品安全熱點進行案例教學，引領學生關注食品安全新聞，并將其引入教學環節中，做到學以致用。

3.2基于信息化教學工具的混合式教學模式探索

為打破傳統的以多媒體教學為主的固化模式，運用線上導學和線下探究性學習相交叉的混合式教學方式，適當運用電子產品輔助，借助多媒體、微課、慕課堂、雨課堂等現代化在線教學資源，打造信息化的教學內容體系。圍繞“課前”“課中”和“課后”核心三階段，進行信息化和現代化教學手段運用的實踐探索，凝練總結出三階段現代化教學模式，應用于食品專業“儀器分析”課程的教學過程中，并將“翻轉課堂”運用到實踐教學中，更好地實現教育信息化目標。

3.3基于儀器設備共享服務平臺的實踐模式

傳統的教學方法根據教材內容組織教學，以理論教學為主，實驗操作為輔，導致學生對課程興趣不高，儀器操作技能水平較低，難以達到新工科背景下食品類專業人才培養目標。因此，以實踐教學改革為切入點，依托南京財經大學食品科學與工程學院國家工程實驗室、實驗教學示范中心、虛擬仿真實訓平臺等條件，開展基礎綜合性實驗、交叉融合性實驗及創新型實驗等，增強“儀器分析”課程的挑戰性和趣味性。

4儀器分析混合式教學的特色

4.1將課程與專業實際應用相結合

實施開放性探究性綜合實驗教學，學生提出探究內容后由教師審核，分組收集資料、討論交流，制訂具體實施方案，撰寫實驗報告。其中實驗條件優化、定性定量分析以及實驗數據的處理等環節都由學生自主完成，教師負責指導輔助，進而提高學生的積極性，培養其解決問題和探究問題的綜合能力。在實現傳統教學模式中，教師為“演員”、學生為“觀眾”的模式，向教師為“導演”、學生為“主演”的模式轉變，拓寬學生對食品類專業混合式教學的認知半徑。

4.2校企和科研結合促進教學改革

為激發學生興趣，以項目引導、任務驅動為主的啟發式、混合式教學模式為主要路徑，構建師生互教互學的“學習共同體”，把課上實驗與課下實驗進行結合，拓展實驗教學的延續性。同時，有效利用實驗室的現有儀器，與周邊的食品企業聯系，依托儀器分析的相關實踐活動，使學生領悟到學習該課程在生產生活中的重要意義。

4.3注重過程并采用多元評價的方式

考核是實驗教學的一部分，以成績高低來考核學習效果的傳統方式已經過時，無法滿足新工科背景下對新型人才培養的需求。優化儀器分析課程考核，提高課題討論和實驗操作所占比例，注重過程評價，不局限于考試成績，以提高學生解決問題的能力、思辨能力以及綜合能力。

4.4面向可推廣可借鑒的課改經驗

儀器分析是藥學類、食品類、化學類、環境類專業及其相關專業的公共基礎課之一。近年來，高校購置的儀器設備數量不斷增加，尤其是大型儀器設備，亟須開展依托儀器設備資源的相關課程建設，以滿足應用型及創新型工程技術人才培養等方面的需求。本項目成果的應用面廣，能使各高校和許多企業受益，具有廣泛的應用前景。

5結語

本研究以問題為導向，圍繞“儀器分析”課程，從課程現狀分析、混合式教學過程構建及教學模式探索等方面展開，圍繞“課前”“課中”和“課后”核心三階段，進行信息化和現代化教學手段運用的實踐探索，凝練總結出三階段的現代化教學模式，并結合食品安全熱點進行案例教學，引領學生關注食品安全新聞，并將其引入教學環節中，將課程與專業實際應用相結合，注重過程并采用多元評價方式，以培養新形勢下食品產業和未來產業發展所需的新工科創新型工程技術人才，構建的混合式教學生態模式具有廣泛的應用前景。

*通訊作者：祁闖

基金項目：南京財經大學校級教學改革課題“食品類專業視域下《儀器分析》課程混合式教學模式探索與實踐”（JG21497）；江蘇省青年基金項目“湖濱帶藻沉降對沉積物惰性有機碳激發效應的影響及其作用機制”（BK20210676）；江蘇省農業科技自主創新項目“基于能源化和無害化利用的藻草聯合厭氧發酵關鍵技術研究與應用”（CX213069）；江蘇省第二批產學研合作項目“多效耦合催化氧化裝備在再生紙廢水處理中的應用”（BY2022987）。

參考文獻

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