融智教育理念下高校食品實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程的教學(xué)改革與實踐

科技的飛速發(fā)展和食品行業(yè)的不斷變革，無疑對高等教育食品科學(xué)專業(yè)的教學(xué)提出了更高的要求。在當今這個日新月異的時代，高校作為培養(yǎng)未來食品科學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的重要搖籃，其責(zé)任之重大不言而喻。為了跟上時代的步伐并滿足行業(yè)需求，高等教育必須持續(xù)更新教育理念，并積極探索創(chuàng)新教學(xué)方法。這一變革的核心目標，是培育出更多既具備創(chuàng)新精神，又擁有強大實踐能力的高素質(zhì)人才。特別是在食品科學(xué)領(lǐng)域，這種需求顯得尤為迫切。

食品實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程作為食品科學(xué)專業(yè)的核心組成部分，其實踐性和應(yīng)用性特點顯著，對于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能至關(guān)重要。該課程的根本目的是使學(xué)生深入理解和掌握科學(xué)實驗設(shè)計的基本原則與方法，同時培養(yǎng)他們數(shù)據(jù)處理與分析的專業(yè)技能。這些技能不僅為學(xué)生后續(xù)的科研工作奠定堅實基礎(chǔ)，更是他們未來職業(yè)生涯中不可或缺的重要能力。然而，隨著科技的進步和教育理念的更新，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已逐漸顯露出其局限性，難以滿足當代學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和食品科學(xué)行業(yè)的快速發(fā)展。面對日益復(fù)雜多變的食品科學(xué)領(lǐng)域，如何有效地提升學(xué)生的實踐能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，并加強其解決實際問題的能力，已成為該課程亟需應(yīng)對的重要教學(xué)挑戰(zhàn)。這不僅關(guān)系到學(xué)生個人的職業(yè)發(fā)展，更關(guān)乎整個食品科學(xué)行業(yè)的未來進步。

近年來，融智教育理念在高等教育改革中嶄露頭角，為這一挑戰(zhàn)提供了新的應(yīng)對思路。融智教育理念強調(diào)知識的融合性、智力的多元性以及教育的創(chuàng)新性，這一理念的出現(xiàn)，為高等教育注入了新的活力。在融智教育理念的引領(lǐng)下，教學(xué)活動的范疇得到了極大的拓展，不再局限于傳統(tǒng)的單一學(xué)科知識的傳授。相反，它更加注重跨學(xué)科的知識整合，力求在更廣闊的視野下培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。融智教育理念的實踐，不僅要求學(xué)生對本專業(yè)知識有深入的理解，還鼓勵他們積極探索其他學(xué)科領(lǐng)域，從而實現(xiàn)知識的全面融合。這種教育模式有助于學(xué)生構(gòu)建更加完整和系統(tǒng)的知識體系，提升他們解決復(fù)雜問題的能力。同時，融智教育還倡導(dǎo)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作探究等方式深化對知識的理解和掌握。這種學(xué)習(xí)方式不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，還能夠培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作精神和溝通技巧，從而更好地適應(yīng)未來社會的多元化需求。

在當今高等教育日益重視能力培養(yǎng)和創(chuàng)新精神的背景下，融智教育理念的實施顯得尤為重要。特別是在食品科學(xué)等應(yīng)用類學(xué)科領(lǐng)域，面對不斷變化的市場需求和行業(yè)挑戰(zhàn)，具備跨學(xué)科知識和創(chuàng)新能力的人才將更具競爭力。因此，將融智教育理念應(yīng)用于食品實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理等核心課程的教學(xué)改革中，不僅能夠提升教學(xué)質(zhì)量，更有助于培養(yǎng)出符合時代需求的高素質(zhì)人才。本文旨在通過深入探討融智教育理念在食品實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程中的應(yīng)用與實踐，分析其在提升學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的積極作用。結(jié)合當前流行的AI技術(shù)輔助手段和課堂思政元素，將進一步探索如何將這些現(xiàn)代教學(xué)方法和教育理念有效地融入傳統(tǒng)的教學(xué)過程，從而提高教學(xué)質(zhì)量，促進學(xué)生的全面發(fā)展。通過詳細的教學(xué)案例分析與實踐效果評估，期望為食品專業(yè)課程的教學(xué)改革提供有益的參考，同時也為其他專業(yè)課程的教學(xué)創(chuàng)新提供借鑒。

1.融智教育理念在課程中的深度應(yīng)用

在課程教學(xué)過程中，融智教育理念的深度應(yīng)用顯著地重塑了教學(xué)模式和內(nèi)容。為了更全面地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，課程內(nèi)容設(shè)計方面進行了大膽的創(chuàng)新。具體而言，打破了傳統(tǒng)的以單一學(xué)科知識為核心的教學(xué)框架，積極引入了統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)據(jù)分析等多個學(xué)科的知識和方法。例如，在課程中，不僅講解了傳統(tǒng)的實驗設(shè)計方法，還結(jié)合了統(tǒng)計學(xué)中的多元統(tǒng)計分析技術(shù)，以教會學(xué)生如何運用這些高級統(tǒng)計工具來優(yōu)化實驗設(shè)計和提高數(shù)據(jù)處理的準確性。

教學(xué)方法上，啟發(fā)式教學(xué)理念的運用為課堂注入了新的活力。教師不再只是知識的傳授者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者和促進者。通過提問和討論的方式，教師引導(dǎo)學(xué)生主動思考，鼓勵他們提出問題、分析問題并嘗試解決問題。精心設(shè)計的案例教學(xué)環(huán)節(jié)，如新產(chǎn)品開發(fā)中的配方優(yōu)化案例、食品加工過程中的質(zhì)量控制案例等，為學(xué)生提供了將理論知識應(yīng)用于實際問題的機會。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，以小組形式對案例進行深入剖析，通過查閱資料、討論交流、提出解決方案并進行課堂匯報的流程展開，這一系列過程不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，還有效提升了他們的問題解決能力、團隊協(xié)作能力和溝通表達能力。

2.AI技術(shù)輔助教學(xué)的創(chuàng)新實踐

隨著人工智能技術(shù)的不斷進步，AI技術(shù)輔助教學(xué)在高等教育中的應(yīng)用日益廣泛。在課程中，AI技術(shù)的引入為傳統(tǒng)教學(xué)注入了新的活力，顯著提升了教學(xué)效果和學(xué)習(xí)體驗。

在AI輔助教學(xué)的實踐中，一系列具有智能化功能的應(yīng)用為教學(xué)管理帶來了革命性的變化。課堂點名作為教學(xué)管理中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，以往常因人數(shù)眾多、點名過程煩瑣而耗費大量時間。然而，通過AI技術(shù)進行課堂點名，不僅極大地提高了點名的效率，還確保了課堂出勤記錄的準確性。AI系統(tǒng)能夠?qū)崟r統(tǒng)計學(xué)生的出勤情況，為教師提供即時的教學(xué)反饋，使教師能夠迅速掌握學(xué)生的出勤動態(tài)，及時調(diào)整教學(xué)策略。

在線作業(yè)分析功能是AI輔助教學(xué)中的又一亮點。傳統(tǒng)的作業(yè)批改方式往往需要教師花費大量時間和精力，且難以做到對每個學(xué)生的作業(yè)進行細致入微的分析。而AI算法的應(yīng)用，則實現(xiàn)了對學(xué)生作業(yè)的自動批改和評分。這一功能不僅為教師節(jié)省了大量時間，使他們能夠更專注于教學(xué)內(nèi)容的研究和優(yōu)化，還提供了學(xué)生作業(yè)完成情況的詳細數(shù)據(jù)。在課程內(nèi)容的輔助教學(xué)方面，自動化數(shù)據(jù)分析工具的引入更是為學(xué)生帶來了前所未有的便利。在傳統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)處理過程中，學(xué)生需要手動進行大量煩瑣的計算和圖表繪制，這不僅耗時耗力，而且容易因為人為因素導(dǎo)致錯誤。而自動化數(shù)據(jù)分析工具的應(yīng)用，則徹底改變了這一狀況。學(xué)生只需通過簡單的操作，即可快速準確地完成數(shù)據(jù)處理和可視化呈現(xiàn)。

以食品營養(yǎng)成分分析的實驗項目為例，學(xué)生利用自動化數(shù)據(jù)分析工具，能夠輕松地對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，生成直觀的數(shù)據(jù)圖表。這不僅極大地提升了學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，還使他們能夠更加專注于實驗結(jié)果的解讀和科學(xué)討論。同時，這些工具還具備強大的錯誤檢測和預(yù)警功能，能夠幫助學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)并糾正數(shù)據(jù)處理中的錯誤，確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。

AI技術(shù)輔助教學(xué)在課程中的應(yīng)用，不僅優(yōu)化了教學(xué)流程，提高了教學(xué)效率，還極大地促進了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和發(fā)展。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進度和需求，靈活地選擇學(xué)習(xí)資源和方式，實現(xiàn)自我驅(qū)動的學(xué)習(xí)。這種創(chuàng)新的教學(xué)實踐為學(xué)生提供了更加豐富、高效的學(xué)習(xí)體驗，有助于培養(yǎng)他們在食品科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新思維。可以預(yù)見，隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在高等教育中的應(yīng)用前景將更加廣闊，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才提供有力支持。

3.課堂思政元素的巧妙融入

在高等教育體系中，課堂思政作為塑造學(xué)生世界觀、人生觀和價值觀的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。對于食品實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理這樣一門既具有深厚理論基礎(chǔ)又強調(diào)實踐應(yīng)用的課程而言，巧妙地將思政元素融入其中，不僅能夠增強學(xué)生的社會責(zé)任感，還能促進他們形成科學(xué)、嚴謹?shù)难芯繎B(tài)度，為培養(yǎng)具有高尚品德和卓越能力的食品科學(xué)人才奠定堅實基礎(chǔ)。

為了實現(xiàn)這一教育目標，課程內(nèi)容的設(shè)計進行了精心的構(gòu)思與創(chuàng)新。特別引入了與食品科學(xué)緊密相關(guān)的社會熱點問題和實際案例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，能夠深入思考科學(xué)研究與社會日常生活的緊密聯(lián)系。例如，通過探討食品添加劑的安全性問題，學(xué)生不僅了解了食品添加劑的種類、作用及使用規(guī)范，還進一步思考了如何在保障食品口感、色澤和保質(zhì)期的同時，確保食品的安全性和健康性，以及科研人員在研發(fā)新型食品添加劑時應(yīng)遵循的倫理原則。轉(zhuǎn)基因食品的爭議也是課程中的一個重要議題，學(xué)生通過分析轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理、應(yīng)用及潛在風(fēng)險，討論了科研進步與公眾接受度之間的平衡，以及科研人員在推動科技進步的同時，應(yīng)如何尊重消費者的知情權(quán)和選擇權(quán)。

除了理論探討，課程還注重通過實踐活動來加強思政教育，將理論知識與實踐操作緊密結(jié)合。團隊合作項目的設(shè)計成為一個重要的切入點。在這些項目中，學(xué)生被分成若干小組，每個小組需要針對一個具體的食品科學(xué)問題展開研究，從選題、設(shè)計實驗方案、收集數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)到最終形成研究報告，整個過程都需要小組成員密切合作、共同努力。這一過程不僅鍛煉了學(xué)生的科研能力，如實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和分析等，更培養(yǎng)了他們的團隊協(xié)作精神和集體榮譽感，使他們學(xué)會了如何在團隊中發(fā)揮自己的優(yōu)勢，尊重他人的意見，共同解決問題。

這種課堂思政的巧妙融入，不僅豐富了課程的教學(xué)內(nèi)容，使課程更加貼近實際、貼近生活，更重要的是，它在潛移默化中影響了學(xué)生的價值觀念和行為模式。學(xué)生開始更加關(guān)注科學(xué)研究的社會價值，明確自身作為未來科學(xué)家的道德責(zé)任和社會使命。他們意識到，科學(xué)研究不僅僅是為了追求知識的真理和技術(shù)的進步，更是為了服務(wù)人類、造福社會。同時，通過實踐活動，他們也學(xué)會了如何將個人發(fā)展與國家需求、社會進步相結(jié)合，將個人的理想追求融入國家和民族的發(fā)展大業(yè)之中，這無疑是高等教育所追求的目標之一，也是培養(yǎng)具有高尚品德和卓越能力的食品科學(xué)人才的重要途徑。

4.教學(xué)改革實踐的全面評估

在教學(xué)改革實踐完成后，為了科學(xué)地衡量其成效與影響，本研究采用了多元化的評估方法，進行了全面的考量。通過精心設(shè)計的問卷調(diào)查，系統(tǒng)地收集了學(xué)生對新教學(xué)模式的反饋。問卷內(nèi)容涵蓋了學(xué)習(xí)體驗、知識掌握程度、學(xué)習(xí)動力變化等多個維度，旨在從不同角度揭示教學(xué)改革的實際效果。此外，還通過深入的學(xué)生訪談，進一步了解了學(xué)生對融智教育理念、AI技術(shù)輔助教學(xué)以及課堂思政元素融入的真實感受和建議。同時，對比了教學(xué)改革前后的學(xué)生成績，以量化的方式直觀展現(xiàn)了教學(xué)改革對學(xué)生學(xué)業(yè)水平的影響。

評估結(jié)果顯示，新的教學(xué)模式在多個層面均取得了積極成效。通過融智教育理念的引入，學(xué)生不再局限于單一學(xué)科的知識學(xué)習(xí)，而是能夠在跨學(xué)科的知識整合中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而極大地激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和實踐能力。學(xué)生對于AI技術(shù)輔助教學(xué)的接受度也呈現(xiàn)出積極的態(tài)勢，盡管初始階段存在部分學(xué)生對新技術(shù)的陌生感，但隨著時間的推移，他們逐漸認識到了AI技術(shù)在提升學(xué)習(xí)效率和分析準確性方面的巨大潛力。

5.存在問題與挑戰(zhàn)

在教學(xué)過程中，新方法與新理念的應(yīng)用也會產(chǎn)生一些問題和挑戰(zhàn)。其中，部分學(xué)生對新技術(shù)的接受度不高是一個較為突出的問題。新技術(shù)的引入，如AI輔助教學(xué)系統(tǒng)、在線學(xué)習(xí)平臺等，雖然為教學(xué)帶來了諸多便利，但也對學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力提出了一定的要求。部分學(xué)生由于長期習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，對于新技術(shù)的使用存在一定的抵觸心理。新技術(shù)的發(fā)展日新月異，學(xué)生可能需要不斷適應(yīng)新的學(xué)習(xí)工具和平臺，這也增加了他們的學(xué)習(xí)負擔(dān)和心理壓力。

思政內(nèi)容與課程融合度不足也是當前面臨的一個問題。雖然我們已經(jīng)嘗試將思政元素融入課程中，但在實際操作中，仍然存在融合不夠緊密、內(nèi)容不夠深入的情況。這可能是由于課程內(nèi)容和思政元素的契合點不夠明確，或者教師在融合過程中缺乏足夠的經(jīng)驗和技巧。為了改進這一現(xiàn)狀，需要深入挖掘課程內(nèi)容和思政元素的內(nèi)在聯(lián)系，找到更加合適的融合點和方式。

6.總結(jié)與展望

本文通過深入探討融智教育理念在食品實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程中的應(yīng)用，結(jié)合AI技術(shù)輔助教學(xué)與課堂思政元素的融入，全面評估了教學(xué)改革實踐的成效。新的教學(xué)模式不僅提升了學(xué)生對相關(guān)知識的理解能力與學(xué)習(xí)成績，更在學(xué)習(xí)動力、創(chuàng)新能力及社會責(zé)任感方面取得了顯著成果。AI技術(shù)的引入優(yōu)化了教學(xué)管理和學(xué)習(xí)體驗，而思政元素的巧妙融入則增強了學(xué)生的社會責(zé)任感和科學(xué)態(tài)度。然而，實踐中也暴露出部分學(xué)生對新技術(shù)的接受度不高，以及思政內(nèi)容與課程內(nèi)容的融合度有待提升等問題。

未來將持續(xù)優(yōu)化教學(xué)改革策略，加強學(xué)生對新技術(shù)的培訓(xùn)和引導(dǎo)，進一步完善思政內(nèi)容與專業(yè)課程的有機結(jié)合。同時，積極探索更多創(chuàng)新的教學(xué)方法，以適應(yīng)食品科學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展和行業(yè)對人才的新要求。通過不斷深化教學(xué)改革，期望能夠培養(yǎng)出更多既具備專業(yè)素養(yǎng)，又富有創(chuàng)新精神和社會責(zé)任感的優(yōu)秀食品科學(xué)人才，為推動行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和社會的全面進步貢獻力量。

基金項目

東莞理工學(xué)院2022年校級質(zhì)量工程項目“《實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程思政建設(shè)實踐”（202202015）。

作者簡介

劉宇佳（1987-），男，漢族，河南新鄉(xiāng)人，博士，副教授；研究方向：食品化學(xué)與分析。

*通訊作者

蔡燕雪（1987-），女，漢族，廣東陸豐人，博士，副研究員；研究方向：食品發(fā)酵技術(shù)與工程。