基于BOPPPS與多模態教學相融合的“食品化學”課程思政研究

王存芳，張曉寧，孫華，邵秀芝，姜華

齊魯工業大學（山東省科學院）食品科學與工程學部（濟南 250353）

“食品化學”自2002年開設為齊魯工業大學食品科學與工程類專業的專業必修課，是專業課程中的重要基礎課程。經過近20年的發展，于2021年入選了山東省一流本科課程建設，2022年獲批為校級普通本科教育課程思政示范課程，同年，食品化學創新教學團隊入選了校級優秀建設團隊建設計劃。課程團隊在教學上不斷進行改革和創新，課程歷經多次教學大綱修訂和教學改革活動，教學形式經歷了由板書講授、多媒體講授、網絡輔助教學到線上線下的混合教學，將傳統教學與現代信息技術相結合。目前采用SPOC+翻轉課堂的線上線下混合式教學模式，開展案例式、啟發式、問題式、探究式教學方式，激發學生學習興趣，強化師生多元互動教學，拓展教學資源，堅持以學生為中心，立德樹人的教學理念，培養學生自主學習能力、分析問題和解決復雜問題的能力，引發創新思維，提高創新能力。

在全球步入信息化時代的大背景下，順應教育信息化的發展潮流，智慧教育逐漸融入了傳統的教育方式中，智慧教學模式如雨后春筍般地處在蓬勃發展期，在教育教學過程中運用現代信息技術，將教師的教學信息和學生的學習信息深度融合，靈活運用教學資源，增強學生在學習過程中的參與感與角色感。依托智慧教學環境開展的多模態教學模式更加彰顯了智慧教學的沉浸式、互動性、時效性、多元化等優勢特色。多模態教學來源于20世紀90年代西方研究者提出的“多模態話語”這一概念，目前較多地應用于語言類教學領域，在其他學科領域涉及較少。伴隨著國內外多模態理論體系的跨學科發展趨勢，多模態教學模式正逐漸滲入到工程背景的食品科學領域的教學中。近年來，齊魯工業大學食品科學與工程專業和食品質量與安全專業先后入選了國家級一流本科專業建設點，進入了工程教育專業認證體系，實現了人才培養質量的國際實質等效，進入全球工程教育的“第一方陣”。以此為契機，“食品化學”發揮“引大道，啟大智”的核心課程作用，將價值塑造、知識傳授和能力培養緊密融合，進一步加強課程的思政示范課程建設。課程團隊在目前線上線下混合教學模式的基礎上，依托于齊魯工業大學最新升級的智慧教室，在“食品化學”思政課堂中運用BOPPPS聯合多模態的智慧教學模式，優化設計思政教學內容，探索合適的多模態教學手段，將教學方法進行模態化，創制教學情境，實現教學的環境化、多元性、時效性和生活化，從而在教學中潛移默化地融入思政元素，達到潤物無聲的效果。

1 食品化學課程思政教學設計

“食品化學”課程蘊藏著豐富的思政教育元素，在課程教學目標和教學理念的指引下，深入挖掘思政內容，進行具有思政教育內涵的教學設計，革新教學方法和形式，實現思政教育的創新性和多元化。如圖1所示，通過知識點和思政元素的巧妙設計和自然融合，達到情感素養、創新意識、實踐能力、道德修養4個思政目標的培養。（1）中國傳統食品與專業知識點的結合，可將抽象知識形象具體化，依據食品化學原理，揭示科學內涵，使學生領會食品文化的博大精深，培養學生的民族自豪感，樹立愛國主義情懷，增強文化自信。（2）科研熱點與專業知識點的融合，讓學生感知時代前沿成果，開闊學生的專業視野和思維模式，不斷更新知識儲備，樹立終身學習觀念，探索科學永無止境，培養學生勇于創新意識，激發學生科技強國的熱情和動力。（3）設計靶向式討論主題，引入現代食品案例，實施精準互動，引導學生務必夯實基礎，運用學科知識指導生產實踐、服務社會的意識，加強學生自主溝通和團隊協作能力，培養學生的專業使命感和工匠精神。（4）深化學生對飲食健康、食品安全的認識，幫助學生樹立科學飲食觀，樹立“每個人都是自己健康的第一責任人”理念，提升健康素養、法律意識和道德修養，引導學生心存感恩，學有所成莫忘回饋社會，勇敢肩負起新時代的責任與使命。

圖1 “食品化學”課程思政教學設計圖

“食品化學”課程共有8章教學內容，根據教學內容和思政目標，每章節都設計一個魚骨思維導圖。如圖2所示，魚骨主線以上為教學內容，每個知識點脈絡在思維導圖中都能夠清晰地表示出來。魚骨主線以下為思政元素點，有目的、有計劃、自然地融入到教學內容的知識點中，以思維導圖的形式傳遞給學生本節內容的總體概貌。在教學中潛移默化地融入社會主義價值觀、食品傳統文化、科學創新思想、飲食健康等思政元素，將價值塑造、知識傳授和能力培養緊密結合為一體，增強學生對于家國情懷、創新實踐、職業素養以及社會責任感的認知。

圖2 教學內容融合思政目標的思維導圖

2 BOPPPS與多模態相融合的智慧教學模式在思政教學中的實施策略

2022年暑期，我校對126間多媒體教室進行了智慧升級，包括多屏研討互動、手機互動、網絡互動等各類智慧教室，可根據教學需要靈活布局，開展討論式、啟發式、參與式教學。教學團隊對“食品化學”教學內容進行思政元素挖掘進而優化調整后，利用智慧教室的錄播、直播、互動、分組研討等功能開展了BOPPPS與多模態智慧教學相融合的教學模式。多模態教學模式是利用視頻、音頻、圖像等多手段設置多方位的教學情境，以調動學生的各種感官體驗，從而對學生的認知進行內行的一種現代教育方式。隨著大數據、移動互聯網、人工智能等信息技術和教育教學的深度融合，多模態教學理念依托智慧教學平臺，利用聲音、圖片、動畫、模具等多渠道、多方位地調動學生的多感官反應，使得學生在學習的動態過程中有一種沉浸式的參與感。在“食品化學”課程中以8個章節內容為支撐，課堂講授為主線，智慧樹平臺為主要的網絡輔助教學平臺，貫穿融合以“視覺、聽覺、觸覺”為主、“嗅覺、味覺”為輔的教學模態。在課程目前采用的SPOC+翻轉課堂的基礎上，利用智慧教室的新媒體技術融入課程思政元素，同時充分融合BOPPPS和多模態智慧教學模式，借助當下比較崇尚的抖音、微視、APP等平臺，以視頻演示、模具演示、案例分析、科研小故事、小實驗的形式燃起學生的注意力，從聲、光、影、像多方面與學生達成共鳴，刺激多感官，潤物無聲式地將愛國情懷、創新精神融入學生的價值觀（圖3）。同時將研討主題與思政教育素材相結合，以情景分析式主觀題型為主，在學生運用知識解決實際問題的過程中關注思政素養方面的認知水平，循序漸進地強化實踐能力，樹立科學飲食觀，構筑職業道德修養。另外，通過實例導入、模具演示、啟發式、問題式、翻轉課堂、小組團隊合作學習、探究學習等各種教學路徑，將思政教育融入教學內容，讓學生“抬起頭來”，“動起手來”，激發學生的學習興趣，調動學生的主動性，以提高課堂教學效率和教學質量。

圖3 BOPPPS與多模態相融合的智慧教學模式

3 基于BOPPPS與多模態智慧教學相融合的思政課堂實踐——以蛋白質教學為例

以“蛋白質的界面性質和凝膠化作用”為例，該節教學內容知識點思維導圖如圖4所示，圖中魚骨主線以下為教學內容，每個知識點脈絡在思維導圖中有著清晰的表達。圖中魚骨主線以上為思政元素點，有目的、有計劃、自然地融入到教學內容的知識點中，以思維導圖的形式傳遞給學生該節內容的總體概貌。學生根據導圖去學習，目標更明確。在學生學完后，要求學生自己能夠總結歸納，創作自己的知識點思維導圖。

圖4 蛋白質教學知識點和思政元素的思維導圖

首先是教學前的準備與備課，根據教學大綱及該節課的教學目標——蛋白質的界面性質和凝膠化作用，確定該節課的教學重點是蛋白質具備界面特性、凝膠化作用的概念、化學本質和影響因素，教學難點是蛋白質的變化、作用，搜集、整理相關材料，形成思政建設案例庫。教師需要明確學生要掌握、熟悉、了解的內容，明確學生接受學習后能獲得的知識架構及能力，激發學生的家國情懷、勇于創新、實踐敬業精神以及時代責任心和歷史使命感。下邊根據圖5介紹思政課堂BOPPPS教學實施流程。

圖5 BOPPPS課堂實施流程

1) 課堂導入：以視頻演示“鹵水點豆腐”“蛋糕”引入蛋白質的凝膠化作用、起泡特性（圖4），引導學生觀察過程，思考蛋白質發生的變化，涉及的科學內涵，利用抖音、微視等平臺小視頻吸引學生的注意力，通過情感交流、師生互動，與學生引起共鳴。利用小試驗即“水、植物油、蛋黃蛋白充分混合，靜置后觀察液體狀態”（圖6），引入蛋白質的乳化特性，引導學生觀察變化，思考小試驗中設計到的知識點。這個環節運用了問題先導、創設情境、案例分析、視頻演示等方式來開始課堂教學，根據食品化學原理，融入思政點，揭示傳統食品中的科學內涵，領會食品文化的博大精深，培養學生的家國情懷、文化自信和民族自豪感。

圖6 課堂導入實例（視頻、小試驗）

2) 學習目標：簡明扼要地告知學生該節課的學習目標是掌握蛋白質的乳化性、起泡性和凝膠化作用原理，并能利用原理解釋實際生產中的問題。在建立學習目標時要注意指向性、明確性，明確學生在掌握的知識點，以及如何運用知識服務于實際生產，注重學生在食品生產及品質控制中分析問題、解決問題的能力和綜合素質的培養。

3) 課堂前測：此環節是對學情的一個摸底，可以準確地掌握學生的自學情況，及時優化調整教學活動。在實際實施時，可以通過提問、討論和課堂小測驗等方式來進行，針對該節內容，可以通過提問，了解學生對食品蛋白質的界面特性、凝膠化作用的認知程度，從而及時調整授課內容的深度和進度。

4) 參與式學習：根據思維導圖講解該節重點內容，采用問題式、案例式、團隊式等多元化的混合教學模式，促進學生主動學習，激發學生真正“把頭抬起來”，讓學生成為教學過程的主導，實現師生互動。

根據案例解釋蛋白質凝膠化的發生過程，其中的作用力，形成的網絡結構，根據科研工作中獲得的電鏡圖解釋網絡結構，制作模具，用模具演示分子之間的相互作用，加深學生對網絡結構的認識（圖7）。

圖7 科研成果與知識點的結合（視頻、模具）

利用中國非遺傳統乳制品乳扇工藝，導入討論主題“利用該節理論知識比較分析中國非遺傳統乳制品乳扇和現代乳品奶酪的加工工藝”。介紹中國工程院院士任發政帶領團隊在實現我國奶酪工業化方面獲得的重要突破，繼而引入乳蛋白對身體的作用。讓學生感受傳統食品中的東方智慧、中國非遺文化的精深，感知傳統食品中的科學內涵，潛移默化地將傳統飲食文化的巨大魅力傳輸給學生，培養學生的家國情懷、善于思考的品質，增強學生的創新意識、創新精神和團隊協助能力，引導學生疫情常態化下健康飲食的意識。

5) 課堂后測：對應學習目標，結合該節教學內容選擇簡述的方式進行測評，用以考核學生此次課堂的學習效果是否達到既定目標。引導學生對課堂內容進行及時復習及思考。

6) 總結：回顧該節課的學習目標和知識點，根據思維導圖簡明扼要地對該節課進行總結，幫助學生厘清不同知識點間的聯系與關系，引出下一節課的內容，并進行課后拓展活動。閱讀：疫情期科學飲食——蛋白質的作用及實驗室操作——奶酪加工。引導學生課外積極追蹤當前食品科學領域的研究熱點，鼓勵學生參與科學研究、科技競賽、實驗室實踐、專業社會實踐等活動，激發學生愛科學、愛健康的熱情，培養學生的創新精神、實踐能力和社會責任感。

4 結語

基于新工科背景，堅持“三全育人”“立德樹人”的中心思想，以工程教育專業認證和國家級一流專業建設為契機，“食品化學”立足于專業核心課的定位，設計構建了“BOPPPS與多模態”相融合的智慧教學模式，并以“蛋白質”教學內容為例，進行了具體的教學設計與實施。在該教學模式下，利用智慧教室的新媒體技術融入課程思政元素，多渠道、多方位地調動學生的多感官反應，使得學生在學習的動態過程中有一種沉浸式的參與感。食品科學與工程專業“食品化學”課程思政的學習通過教師思政素養理論化和深度化、教學設計層次化和模塊化、教學模式多樣化和智慧化、思政案例具體化和科學化等助力措施，增強學生的自主學習能力和動手能力，培養創新能力，按照新工科的內涵和工程教育認證的標準不斷提升人才培養質量。