“新工科”背景下翻轉課堂教學模式在“食品生物技術”教學中應用的探索

邱益彬，雷 鵬，李 莎

（南京工業大學食品與輕工學院，江蘇南京 211816）

在教育改革發展大背景下，傳統的教學模式已逐漸顯現出諸多不足，不再滿足多元化教學的要求。傳統教學模式以傳送知識為主要目標，教師在組織教學活動過程中以權威的方式對課堂進行機械式的掌控，只將講授知識作為重心，實則這一過程大大忽略了學生的內在體驗度和參與度[1]。在傳統教學模式下，學生只是被動式的裝填知識，在處理實際問題的時候并不具備靈活運用知識的能力。近年來，MOOC 慕課、微課等一大批優質課程資源的互聯網教學模式的出現，對傳統的教學模式產生了巨大的影響。這些網上課程雖然趣味性有很大的提高，并沒有從根本上擺脫傳統講授式的教學模式[2]。翻轉課堂起源于美國，是一種基于現代信息技術而發展起來的新興教學模式。翻轉課堂是一種將技術的使用與實踐活動相結合的教學環境，在翻轉課堂中，典型的課堂講授時間被勞動實踐和課堂活動所取代。在課外時間，學生專注于觀看每周3～6 h 的課程或講座，課外時間則用來完成學習活動，學生可花更多的時間積極參與學習活動[3]。結合互聯網豐富的課程資源和名師講座等線上資源，這種新的教學模式不僅可激發學生參與課程的主動性和積極性，同時可培養學生自主學習、鍛煉學生思維和實踐應用能力[4]。這樣的培養模式符合工程教育認證主要倡導的學生中心理念。因此，翻轉課堂這一新型教學模式的引入，對于探索新工科創新人才培養改革具有一定借鑒意義。

1 “食品生物技術”課程特點與教學方法現存弊端分析

“食品生物技術”是食品科學技術和現代生物技術相互滲透而形成的一門交叉學科，該課程系統講述了基因工程、酶工程、蛋白質工程、細胞工程、發酵工程、食品生物工程下游技術等現代生物技術基本理論知識及其在現代食品工業中的應用[5]。該課程具有較高的前沿性、綜合性強、知識性和實踐性高度結合等特點，通過該課程的教學能夠使學生掌握幾種在食品生產中應用的重要生物技術原理，并運用所學的基本知識和方法針對食品加工、貯藏保鮮、分析檢測、質量控制及設計生產新型食品、食品配料或輔料的關鍵問題進行解決，充分認識食品生物技術在食品工業發展史中的地位及其對食品工業發展的推動作用。當前針對“食品生物技術”課程的教學主要存在以下的問題：①課程內容抽象復雜，學習難度大。“食品生物技術”主要以“填鴨式”的講授法為主，傳統教學形式單調。因課程知識點較抽象，重理論輕實踐的傳統授課模式很難使學生保持較高的學習興趣。②教學內容無法及時更正改進。隨著現代生物技術的快速發展，食品生物技術領域正不斷涌現新方法和新成果。傳統食品生物技術的教學模式注重教師以傳授書本上理論知識為主，課堂上很少有足夠的課時給學生普及學科發展前沿動向，因此整個教學活動難免枯燥乏味。③整個教學活動缺少相關實踐性。因缺少相關實驗課的開展，學生在學習過程對于涉及一些抽象的原理和復雜的實驗流程的知識點往往不能掌握課程內容，學習效果差，更談不上學以致用。

2 翻轉課堂在“食品生物技術”課程中的設計與實施

針對“食品生物技術”教學過程中現存的問題，者提出將課堂翻轉理念應用于該課程包括課前準備階段、課中實施階段和課后評價階段3 個部分的教學設計來進一步提高該課程教學質量。

基于翻轉課堂的食品生物技術課程教學設計見圖1。

2.1 課前準備階段

在課程開始前，教師在課程群中安排學生以4～5 人/組自由分組、每組推選一位組長，建立針對食品生物技術的課程討論小組。在課前教師發布學習任務清單，主要包括網絡上微課慕課線上資源、教學大綱與PPT 課件及針對視頻設置相對應的課前習題。在自主學習過程中，學生可在課程群中進行互動、分享進度和進行提問交流。教師結合課程網站后臺對學生學習情況進行追蹤，并將學生課前章節答題情況計入到學生平時成績中。

2.2 課中實施階段

在課堂中，教師主要對教學目的、要求及重難點對學生自主學習的內容進行快速總結和梳理，重點對學生自主預習較難理解部分和容易忽視的知識點進行點撥。對課程內容的講解主要以隨機提問的方式進行，以便掌握學生的課前學習情況。利用“雨課堂”在線輔助工具，教師在課堂上針對每章節知識點設置練習題，通過學生實時答題的情況來反映學生對所學知識的掌握情況。由于翻轉課堂教學模式下節約很多課堂上講授知識內容的時間，教師可通過分享優質的線上資源。例如，基于教學內容的專家前沿講座匯報、基因工程、酶工程等前沿生物技術在食品領域中的應用及具體的原理和操作步驟等動畫展示，讓學生對這些技術的了解不僅僅局限在對書本上知識的認識。與此同時，在課堂上師生通過情景展示對“食品生物技術”教學內容、基本操作、話題進行更深層次的互動交流；對學生的課堂表現、雨課堂簽到數據、習題測試情況和標記“不理解”的課件內容進行統計匯總，及時跟蹤反饋，最終提升學生的實際應用能力。

2.3 課后評價階段

為激發學生自主學習能力和提高學生參與課程的積極性，對于課后的評價與反饋主要采用學生討論小組自主命題的課后作業形式。具體主要包括學生自主命題、小組合作完成答題和建立食品生物技術課程題庫3 個階段。根據課程內容教師指定出題類型與數量等具體要求，如根據基因工程及其在食品領域中的內容，命題涵蓋填空題、選擇題、判斷題、簡答題、問答題等。學生以組為單位進行符合教學要求的試題進行商量討論、擇優選取。選題結束后，各小組之間按照題目互換進行答題挑戰。學生對于課后或單元學習結束后，能夠進行邊復習、邊思考，對于重難點知識在弄懂的基礎上出相應考題，通過這種自主命題的方式，能夠使學生充分發揮主觀能動性、創建性和批評性，能夠更加深思熟慮，積累投入到課程復習和鞏固中去。最后教師做好把關工作，根據各個小組學生課后答題作業中，評估學生對基礎知識的理解與掌握程度，對于相應知識學習領會較為薄弱的學生進行輔導；根據每章單元學習的好題+妙題進行精心挑選，建立針對食品生物技術的課程試題庫，對提高學生的翻轉課堂學習效率有良好補充。

3 翻轉課堂在“食品生物技術”課程中的應用評價

在應用翻轉課堂模式應用于“食品生物技術”教學過程中時，教師需進一步合理選用網絡、視頻資料，通過講述基因工程、蛋白質工程、發酵工程等食品生物技術基礎理論知識與專業技能，闡述食品生物技術對現代人類生產方式和生活方式的影響，引導學生要開拓思維，善于利用現代生物技術，為中國食品工業及生物技術工業，尤其是功能食品工業的長足發展貢獻自己的一份力。在改善食品品質，提高食品產量，開發新型食品和食品新資源中的前景與應用的描述中，引導學生廣泛涉獵相關學科知識，提高自己的專業領域核心競爭力。鼓勵學生針對食品生物技術的原理、方法和手段，對現有食品工業生產工藝進行優化或設計新型食品、食品配料或輔料，借以提高民眾的經濟收益和產品附加值，在研發過程中踐行黨中央提出的科技興國、人才強國戰略。對食品生物技術行業相關發展的典型案例進行分析，使學生懂得科技創新的重要意義，提高學生的創新意識，培養學生工匠精神和家國情懷等正確的價值觀。同樣，食品生物技術代表著未來食品發展的方向，但仍存在一定的潛在風險，引導學生自覺維護食品安全的職業道德原則。這些建議對于翻轉課堂在食品生物技術課程中的實施能夠發揮一定的作用。此外，與傳統教學理念不同，翻轉課堂的設計需要教師對于課堂內容進行重設計，這給教師尤其是青年教師帶來了新的挑戰[6]。教師需要考慮學生的風格和需求來挑選教學材料，注意對翻轉課堂討論的問題、深度及做好及時的總結。

總之，基于翻轉課堂的教學活動是復雜的，也是對于傳統學習方式的改動，教學課堂、教學主體、教學素材、教學環境等多種因素都會影響教學的整體效果。雖然對當前翻轉課堂的設計和構建做了一些有意的探索，而不斷優化完善更科學、合理的翻轉課堂教學體系在今后的食品生物技術教學與實踐中仍值得進行不斷的探索。

4 結語

作為一種新型教學模式，翻轉課堂對于學生和教師而言，意義重大。翻轉課堂更加注重學生對學生自主能力的培養，學生可以利用互聯網優質資源進行自主多元化探討學習；同時，這種學習方式也是對固有書本知識里對食品生物技術前沿科研進展缺乏的良好補充。對于教師而言，教師轉變為學習的督促指揮者，由于旋轉課堂極大地減輕了教師的課堂負重，教師可以一定程度上更有利于形成自身的教學特點和教學風格。另外，教師可與學生之間更多方位的交流，更進一步了解學生對知識的掌握情況，提供更及時的幫助。采用翻轉課堂教學模式，既有利于對于整個教學過程的監控，保障高校教育的質量，同時對學生的學習關和全方位能力的培養也起到重要作用。以“食品生物技術”課程為例，對這種新教學模式實施路徑和關鍵問題進行了應用探索評價，為更多課程的教學研究提供參考。