基于慕課視角的高校食品化學(xué)實驗課程教學(xué)研究

李 鋒，王永麗，李大鵬

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安 271018)

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基于慕課視角的高校食品化學(xué)實驗課程教學(xué)研究

李 鋒，王永麗*，李大鵬

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安 271018)

摘要慕課是云計算和大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的具體應(yīng)用和重要體現(xiàn)，它的出現(xiàn)對傳統(tǒng)的高等教育產(chǎn)生了巨大挑戰(zhàn)和深遠影響。食品化學(xué)實驗課程是加強學(xué)生內(nèi)化理論知識，提高實驗素養(yǎng)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑。筆者針對當(dāng)前食品化學(xué)實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題，從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、網(wǎng)上教學(xué)資源建設(shè)、課堂互動教學(xué)及課后反饋評價等方面，探討了如何利用慕課這一新興教學(xué)方式更好地改進食品化學(xué)實驗課程教學(xué)的措施。

關(guān)鍵詞慕課；食品化學(xué)；實驗課程；教學(xué)

隨著經(jīng)濟全球化及信息化技術(shù)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”正在對傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式產(chǎn)生深遠的影響。慕課作為一種極具代表性的新興教學(xué)方式，是云計算及大數(shù)據(jù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用和深入滲透的重要體現(xiàn)[1]。在開放共享知識核心理念的指導(dǎo)下，它革新了傳統(tǒng)實體課堂教學(xué)的方式和局限，迎合了當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)及終身學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)時代的浪潮，最大程度地實現(xiàn)了教育資源的最優(yōu)化配置及最大化效益[2]。因此，自2013年慕課引入我國以來，國內(nèi)掀起了慕課建設(shè)及研究的熱潮，很多高校的視頻公開精品課如雨后春筍般涌現(xiàn)[3-4]。借力于高速發(fā)展的信息技術(shù)，慕課的建設(shè)一方面改變和豐富了高校傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，突破了學(xué)習(xí)者時間空間等外部因素的限制；另一方面也可為社會人員自主學(xué)習(xí)感興趣的知識提供了優(yōu)秀的教育教學(xué)資源，能更好地發(fā)揮高校服務(wù)社會的職能。

食品化學(xué)實驗課是食品化學(xué)課程的重要組成部分，是加強學(xué)生內(nèi)化理論知識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高實踐操作能力以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的重要途徑。據(jù)統(tǒng)計，截至2015年，全國開設(shè)食品科學(xué)與工程專業(yè)的普通高校有248所，且大多都開設(shè)了食品化學(xué)實驗課程，食品化學(xué)實驗課程受到了普遍的重視[5]。然而，目前關(guān)于如何利用慕課這一新興教學(xué)方式更好地改進食品化學(xué)實驗課程教學(xué)的研究相對較少。在慕課發(fā)展的新形勢下，食品化學(xué)實驗課程的改革是值得每一個高校食品專業(yè)教學(xué)人員探索的課題。筆者以山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，基于慕課視角，探討了當(dāng)前高校在食品化學(xué)實驗課程教學(xué)過程中存在的問題及教學(xué)改革方法，以期更好地利用慕課提高高校食品化學(xué)實驗教學(xué)和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

1食品化學(xué)實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

大部分開設(shè)食品科學(xué)專業(yè)的高校均設(shè)置了食品化學(xué)實驗課程，但是受經(jīng)費、場地、師資及教學(xué)方式、實驗內(nèi)容等多方面的限制，雖然近年來很多高校強化了食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)地位，如獨立設(shè)課，增加實驗學(xué)時，改革實驗內(nèi)容等[6]，但是總體來看，食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)效果還不理想，與社會需要的“基礎(chǔ)理論扎實、應(yīng)用技能強、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力高”的高素質(zhì)食品專業(yè)人才標(biāo)準(zhǔn)還有差距。以山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)為例，該課程共設(shè)置36學(xué)時，課時相對較少。實驗內(nèi)容主要包括食品中主要組成成分(六大營養(yǎng)素)基本理化性質(zhì)的測定、酸度的測定以及氣相色譜法測定牛乳中苯甲酸含量等8個實驗，實驗內(nèi)容多以驗證性實驗為主，缺乏探索性、綜合設(shè)計性實驗內(nèi)容。在幫助學(xué)生鞏固理論知識，提高基本實踐操作能力外，缺乏對學(xué)生獨立思考、獨立操作和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外，從教學(xué)模式上來看，大多遵循“實驗員準(zhǔn)備試劑及儀器—教師講授原理及示范—學(xué)生操作完成實驗—撰寫實驗報告”的傳統(tǒng)模式。這種模式形式單一，受時間限制，往往造成學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性下降，不利于其實驗思維能力的開發(fā)。而且，從實驗報告內(nèi)容來看，還存在個別抄襲、數(shù)據(jù)分析雷同等問題。這也導(dǎo)致通過實驗報告難以準(zhǔn)確、科學(xué)地對學(xué)生成績進行考核，助長了學(xué)生的惰性，極大地影響了食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)效果。

2慕課視角下食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)平臺設(shè)計

上述食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)現(xiàn)狀要求實驗教學(xué)的改革要有新方法和新思路，而慕課的興起為食品化學(xué)實驗教學(xué)改革提供了新的發(fā)展機遇，它開放、共享和在線學(xué)習(xí)的特點徹底改變了實驗課程的傳統(tǒng)教學(xué)模型。而且，它與教育部提出的“重視高質(zhì)量的教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)信息資源的使用，運用現(xiàn)代信息技術(shù)提高教學(xué)質(zhì)量，推動教學(xué)資源的共建共享”的要求不謀而合[7]。與傳統(tǒng)的實驗教學(xué)流程不同，慕課主要是通過“學(xué)生課前網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)及討論—課堂實驗操作及師生互動—課后反饋及完成作業(yè)”的流程幫助學(xué)生實現(xiàn)知識內(nèi)化。結(jié)合食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)過程和教學(xué)特點，筆者認為在食品化學(xué)實驗課程教學(xué)改革過程中應(yīng)注意以下問題。

2.1精選實驗教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系教師應(yīng)在課前根據(jù)食品化學(xué)實驗課程教學(xué)大綱的要求，同時考慮分層次培養(yǎng)和個性化教學(xué)的要求，精選實驗教學(xué)內(nèi)容。將食品化學(xué)實驗項目分為理論驗證性、探索性及綜合設(shè)計性3個層次，可按5∶3∶2的比例設(shè)置實驗項目，如理論驗證性實驗設(shè)置食品中水分活度的測定、還原糖及脂肪含量的測定、總酸度及有效酸度的測定等，旨在進一步加深學(xué)生對理論教學(xué)內(nèi)容的認識，訓(xùn)練基本的實驗技能和科學(xué)嚴(yán)謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。探索性實驗包括不同淀粉的α-淀粉酶水解適性分析、油炸對油脂品質(zhì)的影響等，主要訓(xùn)練學(xué)生在單一指標(biāo)測定的基礎(chǔ)上，從更深層面掌握指標(biāo)與食品加工過程的動態(tài)聯(lián)系。綜合設(shè)計實驗為第3層次，旨在提高學(xué)生理論知識整合、團隊協(xié)作及主動創(chuàng)新探索的能力。

2.2結(jié)合仿真實驗技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)上教學(xué)資源在慕課背景下研究實驗課程教學(xué)的改革，仿真實驗技術(shù)的應(yīng)用必不可少。它通過計算機仿真軟件創(chuàng)建虛擬化、可視化的實驗環(huán)境，將抽象的理論知識或者不具備條件的實驗項目，通過動畫等形式展現(xiàn)給學(xué)生，并且通過人機在線互動，讓學(xué)生完成實驗準(zhǔn)備、儀器組裝、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)處理及分析的全過程[8]。因此，在食品化學(xué)實驗課程建設(shè)中，應(yīng)充分利用化學(xué)仿真實驗室教學(xué)。如氣相色譜法測定大米中的農(nóng)殘含量實驗，由于氣相色譜儀對操作者要求較高、設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，且在分析過程中，學(xué)生無法感性地觀察到樣品的分離原理和過程。借助于仿真實驗技術(shù)，可有效提高學(xué)生的主觀能動性，強化知識的內(nèi)化效果；同時也有利于克服時間、空間、實驗儀器、操作安全性等限制，豐富學(xué)生實驗課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)的靈活性。

在線課程視頻資源是慕課的主要載體，是將教師從傳統(tǒng)教學(xué)中的自導(dǎo)自演角色向引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的導(dǎo)演角色轉(zhuǎn)變的最重要的媒介[9]。因此，在精選實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)充分搜集相關(guān)資料、圖片或者錄像等教學(xué)資源。由于慕課視頻每小節(jié)為10 min左右，打破了傳統(tǒng)課堂40～45 min的授課節(jié)奏，因而對于教師的課程設(shè)計和組織能力提出了更高的要求。雖然每個實驗項目是完整和系統(tǒng)的，但是在制作教學(xué)視頻時，應(yīng)根據(jù)知識塊之間的邏輯關(guān)系，采用動態(tài)、片段、分立的方式，錄制短而精的教學(xué)視頻。如凱氏定氮法測定食品中蛋白質(zhì)含量，可依據(jù)“消化-蒸餾-吸收-滴定”的實驗過程分為4小節(jié)錄制。借助于仿真實驗技術(shù)，模擬演示每個實驗階段的操作步驟及難點。另外，在每小節(jié)之間可以適當(dāng)插入分組互動討論、在線測驗、趣味性測試游戲等欄目，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成線上評測，以增強教學(xué)效果。同時，也有助于教師掌握個體間的知識水平差異，對學(xué)生形成科學(xué)的診斷性評價，從而更好地制訂因材施教的教學(xué)計劃。

2.3課堂師生角色轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)教學(xué)方式改革的核心是將傳統(tǒng)教學(xué)中的“教師主導(dǎo)”變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”[10]。課堂教學(xué)是學(xué)生親自動手完成實驗操作，將感性知識內(nèi)化、升華的過程。在完成課前網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)后，學(xué)生基本了解了實驗?zāi)康?、原理、試劑及儀器、操作步驟等。這些準(zhǔn)備工作大大節(jié)省了教師課上講授時間，為課堂上師生角色轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)準(zhǔn)備了條件。教師應(yīng)轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的主導(dǎo)角色，在學(xué)生動手操作的過程中，可以選擇性地講解實驗重點、難點及注意事項，更多地充當(dāng)“旁觀者”和“引導(dǎo)者”。根據(jù)實驗進度，不斷與學(xué)生互動，提出問題。如在“斐林試劑法測定食品中還原糖試驗”中擬定以下問題：為什么斐林試劑甲液和乙液分開貯存，可溶性糖類澄清的目的是什么，樣品預(yù)測的目的是什么，為什么滴定需要沸騰條件下進行。通過讓學(xué)生回答問題等互動形式，在幫助其掌握基本操作技能的同時，在更高層次上培養(yǎng)學(xué)生獨立實驗、科學(xué)思考及創(chuàng)新能力。

2.4課后檢驗評論，鞏固學(xué)習(xí)效果在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，學(xué)生實驗報告和考勤往往成為評價學(xué)生成績的主要依據(jù)，忽略了對學(xué)生基本實驗技能和創(chuàng)新能力的考察，難以客觀、公正地對學(xué)生進行形成性評價。在慕課模式下，實驗結(jié)束后，還要求學(xué)生課后積極在網(wǎng)上互動，教師除了可以依據(jù)實驗報告和課后作業(yè)完成情況對學(xué)生進行評價外，還可結(jié)合線上小組討論、同伴互評等方式，指導(dǎo)學(xué)生建立學(xué)習(xí)小組，形成課程的綜述性報告。結(jié)合學(xué)生上課前預(yù)習(xí)效果及在線測評、實驗過程的操作技能及實驗課后學(xué)生的檢測評價的表現(xiàn)，共同完成對實驗考核的過程性評價。同時，也可依據(jù)學(xué)生反饋結(jié)果，及時對課程進行調(diào)整和安排。

3結(jié)語

近年來，我國食品工業(yè)的快速發(fā)展為食品科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展提供了廣闊空間，如何在我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、教育跨躍式發(fā)展的形勢下，更好地培養(yǎng)適應(yīng)時代需求的高素質(zhì)食品科學(xué)專業(yè)人才是每一個高校食品專業(yè)教育者需要研究的課題。慕課是基于網(wǎng)絡(luò)交互，實現(xiàn)知識更新創(chuàng)造的教學(xué)模式。借助網(wǎng)絡(luò)的無限延展，它具備了很多傳統(tǒng)課堂教學(xué)沒有的開放性、共享性等特點。我國慕課的建設(shè)還處于起步和發(fā)展階段，還有很多問題需要研究，例如，慕課教學(xué)模式也為學(xué)校網(wǎng)絡(luò)軟硬件建設(shè)及信息化、教師的教學(xué)技能等提出了更高的要求等。只有將慕課的優(yōu)勢與高校食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)特點有機融合起來，才能真正使其成為提升學(xué)生素質(zhì)，推進食品學(xué)科的整體建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，為高等學(xué)校培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用創(chuàng)新人才提供幫助。

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作者簡介李鋒(1983- )，男，山東濟南人，講師，博士，從事食品營養(yǎng)化學(xué)研究。*通訊作者，講師，博士，從事食品科學(xué)研究。

收稿日期2016-04-04

中圖分類號S-01

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)13-306-02

Study on the Teaching of Food Chemistry Experiment from the Perspective of MOOC

LI Feng, WANG Yong-li*, LI Da-peng

(College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018)

AbstractMOOC phenomena is a concrete application and embodiment of cloud computing and mass data in the education field. It has brought great challenges and profound influences on traditional higher education. Food chemistry experiment is a vital pathway for the undergraduates to internalize their theoretical knowledge, improve experimental competence and train innovative ability. Aiming at the current situations and problems in teaching of food chemistry experiment, some reforming measures are put forward with the aim of improving the teaching quality of food chemistry experiment, including optimizing the content of courses, constructing online teaching materials, classroom interactive teaching and feedback evaluation after class.

Key wordsMOOC; Food chemistry; Experiment course; Teaching