基于BOPPPS與多模態(tài)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(yè)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(yè)大學食品科學與工程類專業(yè)的專業(yè)必修課，是專業(yè)課程中的重要基礎課程。經過近20年的發(fā)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(chuàng)新教學團隊入選了校級優(yōu)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(chuàng)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(tǒng)教學與現(xiàn)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(fā)式、問題式、探究式教學方式，激發(fā)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(yǎng)學生自主學習能力、分析問題和解決復雜問題的能力，引發(fā)創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)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(fā)展潮流，智慧教育逐漸融入了傳統(tǒng)的教育方式中，智慧教學模式如雨后春筍般地處在蓬勃發(fā)展期，在教育教學過程中運用現(xiàn)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(huán)境開展的多模態(tài)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(yōu)勢特色。多模態(tài)教學來源于20世紀90年代西方研究者提出的“多模態(tài)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(tài)理論體系的跨學科發(fā)展趨勢，多模態(tài)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(yè)大學食品科學與工程專業(yè)和食品質量與安全專業(yè)先后入選了國家級一流本科專業(yè)建設點，進入了工程教育專業(yè)認證體系，實現(xiàn)了人才培養(yǎng)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(fā)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(yǎng)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(yè)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(lián)合多模態(tài)的智慧教學模式，優(yōu)化設計思政教學內容，探索合適的多模態(tài)教學手段，將教學方法進行模態(tài)化，創(chuàng)制教學情境，實現(xiàn)教學的環(huán)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(xiàn)思政教育的創(chuàng)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(yǎng)、創(chuàng)新意識、實踐能力、道德修養(yǎng)4個思政目標的培養(yǎng)。（1）中國傳統(tǒng)食品與專業(yè)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(yǎng)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(yè)知識點的融合，讓學生感知時代前沿成果，開闊學生的專業(yè)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(yǎng)學生勇于創(chuàng)新意識，激發(fā)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(xiàn)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(xié)作能力，培養(yǎng)學生的專業(yè)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(yǎng)、法律意識和道德修養(yǎng)，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(jié)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(jié)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(tǒng)文化、科學創(chuàng)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(yǎng)緊密結合為一體，增強學生對于家國情懷、創(chuàng)新實踐、職業(yè)素養(yǎng)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(tài)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(fā)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(yōu)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(tài)智慧教學相融合的教學模式。多模態(tài)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(xiàn)代教育方式。隨著大數據、移動互聯(lián)網、人工智能等信息技術和教育教學的深度融合，多模態(tài)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(tài)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(jié)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(tài)。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(tài)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(chuàng)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(yǎng)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(yè)道德修養(yǎng)。另外，通過實例導入、模具演示、啟發(fā)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(fā)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(tài)相融合的智慧教學模式

3 基于BOPPPS與多模態(tài)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(jié)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(jié)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(chuàng)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(jié)課的教學目標——蛋白質的界面性質和凝膠化作用，確定該節(jié)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(fā)學生的家國情懷、勇于創(chuàng)新、實踐敬業(yè)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(fā)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(tài)”（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(huán)節(jié)運用了問題先導、創(chuàng)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(tǒng)食品中的科學內涵，領會食品文化的博大精深，培養(yǎng)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(jié)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(yǎng)。

3) 課堂前測：此環(huán)節(jié)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(yōu)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(jié)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(jié)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(fā)學生真正“把頭抬起來”，讓學生成為教學過程的主導，實現(xiàn)師生互動。

根據案例解釋蛋白質凝膠化的發(fā)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(tǒng)乳制品乳扇工藝，導入討論主題“利用該節(jié)理論知識比較分析中國非遺傳統(tǒng)乳制品乳扇和現(xiàn)代乳品奶酪的加工工藝”。介紹中國工程院院士任發(fā)政帶領團隊在實現(xiàn)我國奶酪工業(yè)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(tǒng)食品中的東方智慧、中國非遺文化的精深，感知傳統(tǒng)食品中的科學內涵，潛移默化地將傳統(tǒng)飲食文化的巨大魅力傳輸給學生，培養(yǎng)學生的家國情懷、善于思考的品質，增強學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和團隊協(xié)助能力，引導學生疫情常態(tài)化下健康飲食的意識。

5) 課堂后測：對應學習目標，結合該節(jié)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(jié)課的學習目標和知識點，根據思維導圖簡明扼要地對該節(jié)課進行總結，幫助學生厘清不同知識點間的聯(lián)系與關系，引出下一節(jié)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(yè)社會實踐等活動，激發(fā)學生愛科學、愛健康的熱情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)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(yè)認證和國家級一流專業(yè)建設為契機，“食品化學”立足于專業(yè)核心課的定位，設計構建了“BOPPPS與多模態(tài)”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(tài)過程中有一種沉浸式的參與感。食品科學與工程專業(yè)“食品化學”課程思政的學習通過教師思政素養(yǎng)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(yǎng)創(chuàng)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(yǎng)質量。