“雙萬計劃”背景下“食品生物化學”課程的建設(shè)與探索

汪 薇，任文彬，白衛(wèi)東，于 輝，高蘇娟，劉功良

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學院 輕工食品學院，廣東 廣州510225）

0 引言

根據(jù)國家級一流課程“雙萬計劃”建設(shè)要求，聚焦新工科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)，做好一流本科課程建設(shè)規(guī)劃，構(gòu)建知識、能力、素質(zhì)有機融合的課程體系，示范帶動課程建設(shè)質(zhì)量水平的整體提升，形成具有學校品牌特色的一流本科課程體系[1-3]。一流本科課程要求教學理念先進，強化課程思政，體現(xiàn)以學生發(fā)展為中心，致力于開啟學生內(nèi)在潛力和學習動力，注重學生德智體美勞全面發(fā)展；課程目標符合學校辦學定位和人才培養(yǎng)目標，注重對學生的知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)；課程教學設(shè)計科學合理；課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)符合學生成長規(guī)律，依據(jù)學科前沿動態(tài)與社會發(fā)展需求動態(tài)更新知識體系，契合課程目標；教學組織與實施突出學生中心地位；采用多元化考核評價、過程可回溯等。

“食品生物化學”屬于學校輕工食品學院的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，于1996年被評為校級合格課程，2003年被評為校級優(yōu)秀課程，2014年被評為校級精品課程，2015年被評為省級精品資源共享課，并于2018年順利結(jié)題，2017年起開始借助學習通等網(wǎng)絡(luò)平臺，輔助教學，探索混合教學的新模式。

然而，“食品生物化學”的內(nèi)容繁多，抽象難懂，分子結(jié)構(gòu)式和化學反應方程式多、代謝途徑復雜，如何幫助學生克服畏難心理，提高學生的學習興趣？如何利用網(wǎng)絡(luò)教育和人工智能優(yōu)勢，以學生為中心，創(chuàng)新課堂教學和學習的方式？教學內(nèi)容如何結(jié)合思政教育、結(jié)合產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和科研動向，結(jié)合學生學情，不斷創(chuàng)新？實踐環(huán)節(jié)如何設(shè)置和實施，才能更好地提高學生的實驗操作能力、創(chuàng)新應用能力，以及培養(yǎng)科學創(chuàng)新的思維？評價方式如何設(shè)置更加全面有效？基于這些思考和問題，對“食品生物化學”課程的建設(shè)進行了如下探究和實踐。

1 教學內(nèi)容的四次重構(gòu)

課程內(nèi)容采用“四次重構(gòu)”，使教學內(nèi)容不斷創(chuàng)新。第一，課前教師通過網(wǎng)絡(luò)學習平臺發(fā)布學習任務(wù)，并進行課前測驗，根據(jù)學生的學習反饋情況，提取教學重點，實現(xiàn)第1次教學內(nèi)容的重構(gòu)；第二，根據(jù)課中的學習反饋情況，結(jié)合產(chǎn)業(yè)行業(yè)熱點，設(shè)計討論主題、拓展任務(wù)等內(nèi)容，鞏固難點，實現(xiàn)第2次教學內(nèi)容的重構(gòu)；第三，根據(jù)課后的學習反饋情況，結(jié)合科研前沿熱點，設(shè)計實踐環(huán)節(jié)的訓練內(nèi)容和重點，應用創(chuàng)新，實現(xiàn)第3次教學內(nèi)容的重構(gòu)；第四，根據(jù)實踐環(huán)節(jié)的學習反饋情況，調(diào)整下一個教學周期中該知識點的教學內(nèi)容，提升創(chuàng)新，實現(xiàn)第4次教學內(nèi)容的重構(gòu)。如此進行，不僅根據(jù)不同專業(yè)不同學生的學習情況，對教學內(nèi)容進行及時調(diào)整，進行特色教學，還能將當前的行業(yè)動態(tài)和科研熱點融入理論教學中，不斷更新和重構(gòu)教學內(nèi)容，使教學內(nèi)容具有先進性、前瞻性和創(chuàng)新性。

2 基于能力提升為導向的全過程教學設(shè)計

根據(jù)專業(yè)認證的核心指導思想，課程實施以學生為中心、能力提升為導向的全過程教學設(shè)計。

課前借助學習通等網(wǎng)絡(luò)平臺，以微課和資源推薦的方式，讓學生自主學習概念性的知識，并對理解和分析性的內(nèi)容搭建初級知識系統(tǒng)，夯實基礎(chǔ)。這樣既可以促進學生自主的主動學習和思考，也可以讓教師在課堂上集中時間和精力關(guān)注于重難點知識，如生物大分子的概念、分類、結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)等內(nèi)容，學生進行自主學習能夠理解大部分的內(nèi)容。而一些不太容易理解的內(nèi)容，可以結(jié)合課前推薦的資源進行思考，并且期待課堂上教師的講解，不僅能給學生帶來聽課的驅(qū)動力，還能促進學生自主學習與思維能力提升，有助于提高學習效果。

課中教師可根據(jù)教學內(nèi)容靈活采用不同的教學方法，如引領(lǐng)式自主學習、主題探究式協(xié)作學習、情景教學等方式，落實重難點。重難點內(nèi)容根據(jù)性質(zhì)的不同可分為理解型、分析型和應用型，針對不同類型的知識點，可選取案例教學、小組協(xié)作、主題匯報、課堂點評等不同的教學方法使學生深入理解重難點知識。

課后主要借助網(wǎng)絡(luò)學習平臺，通過布置拓展任務(wù)和開展主題討論，對所學內(nèi)容進行鞏固和提升。此外，拓展任務(wù)可由學生根據(jù)個人能力和興趣靈活選取，達到個性化教學的目的，可培養(yǎng)學生獨立思考、探索、學習、研究等能力。

通過培養(yǎng)學生的設(shè)計思維、批判性思維、發(fā)散性思維，最終培養(yǎng)大學生快速學習、有效學習、終身學習的意識和能力。

基于能力提升為導向的全過程教學設(shè)計見表1。

表1 基于能力提升為導向的全過程教學設(shè)計

實踐環(huán)節(jié)采取三維一體的訓練模式，以興趣小組為載體，以科研項目為依托，以學科競賽為契機，提高學生的創(chuàng)新實踐能力。有機整合了教師的啟發(fā)引導與學生的主動體驗過程，凸顯了學生創(chuàng)新興趣、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，把綜合創(chuàng)新能力訓練融入實踐訓練全過程[4-6]。

學院自2004年陸續(xù)成立了食品添加劑興趣小組、食品感官評價興趣小組、食品發(fā)酵興趣小組、果蔬加工興趣小組、食品焙烤興趣小組等5個不同方向的興趣小組。興趣小組經(jīng)常邀請校內(nèi)外專家開展各種專題講座，并開展豐富多彩的科學實驗和研究。以興趣為導向，激發(fā)學生將理論應用于實踐并進行拓展，有利于提升學生的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新應用能力。

積極引導學生參與大創(chuàng)項目、企業(yè)項目、科研項目、自選項目等科研項目，在教師的指導下，運用所學習的專業(yè)理論知識和活泛的思維，通過查閱資料、小組討論、教師指導等為企業(yè)解決技術(shù)難題或進行創(chuàng)新研究，有利于培養(yǎng)學生的科學思維模式和科研實踐能力。

鼓勵學生參與各種生化技能競賽、挑戰(zhàn)杯比賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，不僅能培養(yǎng)學生堅持不懈、吃苦耐勞、團隊協(xié)作等品質(zhì)，同時訓練提高學生的實驗操作、PPT制作、邏輯分析、報告撰寫、口頭表達、時間管理等綜合能力[7]。

由此可見，在課前、課中、課后及實踐4個環(huán)節(jié)，進行基于能力提升為導向的全過程教學設(shè)計可達到夯實基礎(chǔ)、落實重難點、鞏固提升、應用創(chuàng)新等4個層次的能力提升。

3 課程思政

課程注重融合思政教育，培養(yǎng)學生誠實守信的作風，謙虛謹慎、規(guī)范務(wù)實的科學態(tài)度，加強對學生的社會責任感，對事物本質(zhì)規(guī)律的敬畏感和實事求是的精神，以及民族產(chǎn)業(yè)和鄉(xiāng)村振興的使命感等思想道德建設(shè)和愛國情懷的培育[8-11]。

3.1 思政育人在物質(zhì)板塊教學中的挖掘

針對低聚糖的功能、必需氨基酸、不飽和脂肪酸、油脂選購的科學依據(jù)、蛋白質(zhì)和核酸變性對人體的影響等理論知識，可結(jié)合幾大類營養(yǎng)物質(zhì)保障國民健康及體質(zhì)的意義進行拓展和探討。

而基因編輯操作、氨基酸與核酸測序、制糖行業(yè)、氨基酸口服液行業(yè)、酶制劑行業(yè)等國內(nèi)外最新動態(tài)，民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鄉(xiāng)村振興工作的具體落實等內(nèi)容，可促進學生了解幾大類營養(yǎng)物質(zhì)的科研進展及生產(chǎn)實踐現(xiàn)狀。

3.2 思政育人在代謝板塊教學中的挖掘

針對丙酮酸代謝去路與乙醇發(fā)酵、乳酸發(fā)酵的關(guān)聯(lián)，拓展聯(lián)系到釀酒產(chǎn)業(yè)、發(fā)酵乳制品產(chǎn)業(yè)、泡菜產(chǎn)業(yè)等；尿素循環(huán)的代謝過程及其對發(fā)酵食品中氨基甲酸乙酯調(diào)控的意義；食品制造過程中生物胺的代謝及調(diào)控措施等內(nèi)容，可使學生了解幾大類營養(yǎng)物質(zhì)代謝過程及其在食品制造中的應用。

生糖氨基酸和生酮氨基酸的關(guān)聯(lián)及作用、人體尿酸過高的原因及調(diào)控措施、人體為什么自身不能合成必需脂肪酸-亞油酸和亞麻酸、甘油三酯的降解與人體血脂調(diào)控的關(guān)聯(lián)等內(nèi)容，可使學生了解幾大類營養(yǎng)物質(zhì)對人體健康調(diào)控的影響及意義。

3.3 思政育人在實驗課中的挖掘

實驗課嚴格執(zhí)行規(guī)章制度，培養(yǎng)學生的自律意識和能力。分小組進行實驗內(nèi)容授課，鍛煉學生協(xié)調(diào)溝通、時間觀念及多向交流的團隊合作技能。實驗課安排課后打掃，幫助學生培養(yǎng)良好的衛(wèi)生習慣和責任心?！笆称飞锘瘜W”的實驗課與食品產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)實際密切相關(guān)，結(jié)合安全教育、蛋白質(zhì)的分離制備與純度鑒定、卵磷脂的分離與鑒定、精油的制備、色素的制備與鑒定質(zhì)含量、糖酵解中間產(chǎn)物的鑒定、脂肪酸的β-氧化——酮體測定法等與食品產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的過程環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生誠實守信的作風，謙虛謹慎、規(guī)范務(wù)實的科學態(tài)度，與培養(yǎng)學生以人為本、團隊協(xié)作相結(jié)合，培養(yǎng)學生的安全意識和安全質(zhì)量監(jiān)控意識，增強學生“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的實操能力。

4 全面的學習追蹤評價體系

評價體系不再局限于只包含考勤和課堂表現(xiàn)的平時成績及期末考試成績，充分利用學習通、雨課堂等網(wǎng)絡(luò)學習平臺，獲得即時性、形成性的教學全周期數(shù)據(jù)反饋。評價內(nèi)容全面，包括觀看視頻時長、文獻閱讀進度、章節(jié)測試結(jié)果、簽到考勤情況、課堂互動表現(xiàn)、小組討論情況、拓展任務(wù)完成情況、訪問次數(shù)、實驗成績、期末成績等10多個方面。評價主體多樣化，除了教師，還包括網(wǎng)絡(luò)學習平臺、助教、學生等。評價可追溯、更全面、更客觀，更能反映出學生的學習狀況和學習水平。

全面的學習追蹤評價體系見表2。

表2 全面的學習追蹤評價體系

5 改革成效

學生的學習積極性顯著提高，綜合成績明顯提升，由課程改革之前的平均分60分左右，提升至70分以上。

學生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新應用能力明顯提高。獲得國家級、省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目近20項，且項目數(shù)逐年上升。近3年，本科生發(fā)表SCI論文1篇，EI論文2篇，在中文核心期刊上發(fā)表近100篇科技論文，獲得授權(quán)發(fā)明專利近10項。競賽成果豐碩，獲得廣東省生物化學技能競賽一等獎1次、三等獎2次，獲得“眾創(chuàng)杯”大學生啟航賽金獎、全國第一屆“百頤年杯”大學生代餐粉設(shè)計創(chuàng)新大賽三等獎、廣東大學生科技創(chuàng)新培育專項資金、第一屆粵港澳大灣區(qū)大學城創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目及廣東大學生創(chuàng)業(yè)大賽銀獎2項。

教師的教學能力明顯提升。團隊教師前后獲得“廣東省優(yōu)秀青年教師”、校級“十佳教師”、校級“優(yōu)秀教師”、校級“千百十培養(yǎng)對象”等榮譽稱號。學生評教均在90分以上，督導評教的成績均在95分以上。