基于慕课背景下的应用型本科院校“食品化学实验”教学改革与探索

韩 卓，马 龙，许 晖

（蚌埠学院食品与生物工程学院，安徽蚌埠 233000）

慕课，即大规模开放在线课程，是“互联网+教育”的产物，正在对传统的教育教学模式产生深远的影响[1]。在开放共享知识核心理念的指导下，它革新了传统实体课堂教学的方式和局限，迎合了当今互联网学习、终身学习、碎片化学习的时代浪潮，最大程度地实现了教育资源的最优化配置及最大化效益[2]。2018年，教育部正式推出490门“国家精品在线开放课程”，这是国内首批、国际首次推出的国家精品慕课，助力高等教育教学质量“变轨超车”[3]。慕课通过互联网将学生所学课程、学生学习体验、学习效果、学习进度、师生互动等多个环节紧密结合起来，与传统意义上“填鸭式”的实验教学模式相冲击[4]。

“食品化学实验”是“食品化学”课程的重要组成部分，是强化和加深理解食品化学的理论知识，培养学生的创新能力和实践操作能力，以及解决实际问题能力的重要途径[5]。目前，国内高校食品相关的专业都开设有“食品化学实验”课程，高校教育工作者也在不断对“食品化学实验”教学进行探索，以适应新形势下创新人才培养的需求。但如何利用慕课对传统实验教学进行改革的研究还比较少。因此以蚌埠学院为例，探讨应用型本科院校如何借助慕课浪潮进行“食品化学实验”教学改革，以期培养出适应我国食品工业需求的应用型人才。

1 “食品化学实验”课程现状分析

“食品化学实验”作为一门食品科学与工程类专业的专业基础实验课程，是学生学习后续实验课程的基础，不仅能巩固学生已学的专业基础知识，而且能让学生学到基本的实验方法、原料性质、仪器使用、结果分析等整套科研工作知识和技巧[6]。但是受资金投入、实验场地、实验教学方式、实验内容设置等因素影响，“食品化学实验”教学效果还不理想，与应用型人才培养的目标尚有差距。以蚌埠学院“食品化学实验”课程的教学为例，传统实验内容主要包括水分活度的测定、果胶的提取和果酱的制备、食品的褐变、蛋白质的功能性质测定等，且以验证性实验为主，缺乏设计性、探索性实验；从教学模式上看，实验课上主要以课前由实验员准备试剂和仪器、课堂教师先讲授实验原理、实验内容等，学生依据实验步骤按部就班做实验、课后学生撰写实验报告。这种模式下往往会固化学生的思维、无法调动学生的积极性和探索新知识的动力；而且从实验报告内容来看，虽然要求学生分组进行实验，但组内甚至组间还存在个别的抄袭情况。这也最终导致学生独立进行科研能力无法提升，更谈不上创新能力的培养，不利于实现应用型人才培养的目标。

2 慕课背景下的应用型本科院校“食品化学实验”课程教学设计

传统的“食品化学实验”课程教学方法已无法满足新形势下对于应用型人才的需求，如何借助慕课的浪潮对“食品化学实验”课程教学进行改革和探索，是当前各类本科院校关注的一个话题。在慕课大背景下，突破传统实验教学的时间和地域限制，通过课前学生在线网络预习及讨论、课堂自主操作及师生互动、课后完成报告及反馈的模式，引导学生自主学习，培养学生的能动性和思考性。下面结合自身教学实践，提出几点建议。

2.1 创新实验教学内容，优化课程体系

在满足基础性和验证性实验的前提下，教师应改变传统的实验教学模式，依据目前人才培养方案的要求，加大设计性实验比例，来带动学生探索和创新的能力。将食品化学实验项目设置为基础性实验、探索性实验和设计性实验为3个梯度，可按5∶3∶2的比例来细化实验内容[7]。可将果胶的提取、不同食品中水分活度测定、还原糖及蛋白质含量测定、维C含量测定等实验设置为验证性实验，同时参照国家标准对实验结果进行分析讨论，巩固学生对食品化学理论知识的掌握，培养学生基本的实验操作能力；将食品的褐变、蛋白质的功能性质等列入探索性实验，目的在于调动学生学习的积极性和独立思考的能力，让学生更深入了解和掌握食品加工过程中的动态变化；设计性实验可结合当前人们比较关注的食品安全问题，如市售蔬菜农药残留、重金属残留量分析、食品中不同的营养成分及功能性成分检测等，以此来调动学生的科研兴趣和创新思维能力。

2.2 结合仿真实验技术、构建虚拟仿真实验教学平台

目前学校已建立虚拟仿真实验室，拥有54台高配置电脑并全面向学生开放。在慕课背景下，应用仿真实验技术构建系统的食品化学实验虚拟仿真实验教学平台，可以让学生充分利用网络资源，将抽象的理论知识或者无法满足条件的实验项目，以动画等形式呈现给学生，引导学生课前自主预习实验内容、了解基本操作过程，充分调动学生的积极性和趣味性。例如，气相色谱仪、高效液相色谱仪、原子吸收分光光度计等大型精密仪器本身价格昂贵，对操作者素质要求极高，操作步骤相对复杂繁琐，在传统教师讲课的过程中几乎都是教师进行示范操作，而学生仅能作为“旁观者”，很难掌握操作细节，严重影响实验教学预期效果。因此，通过仿真软件，创建可视化的实验环节，将大型精密仪器的使用整合到网络教学平台当中，对“食品化学实验”教学效果将有很大的促进作用。

在线课程视频共享资源是慕课的核心之一，其特点是“微视频”，即慕课视频每小节为10 min左右，虽然实验项目是连续和系统的，但在视频的制作过程中可以根据知识模块之间的关系，采用分段式视频录制。例如，市售蔬菜中农药残留量分析，可依据“前处理-进样-分离-检测”分步骤录制4个小节视频，借助于仿真软件技术、Flash动画模拟样品中的有机物在氢火焰的作用下化学电离而形成离子流，并在毛细管色谱柱中进行分离这一抽象过程直观地展示出来。此外，还可以在每小节之间设定互动讨论、在线问题测试、学习反馈等环节，有助于教师更好地与学生互动交流、把握学生的特点，更好地制定合适的教学计划。

2.3 引导师生角色互变，实现翻转课堂教学

在慕课教学模式中，是以“学生为主导”的教学；这就要求教师由“主演”变为“导演”，在实验前，预先告知实验项目，明确实验目的和要求，以及实验预期目标，让学生有的放矢，自行预习实验内容，对不解之处先行查阅资料，待实验过程中分析验证，使学生充分参与到实验过程中，成为实验的主演者。这就要求学生充分利用互联网资源课前网上自主学习，了解实验目的及原理、涉及到的仪器设备使用、注意事项等。这些原本由教师灌输的知识已转变为学生的自主学习，大大节约了课堂上教师的讲授时间，为实现翻转课堂提供了条件。教师可在实验进行过程中，依据学生实验进展情况，选择性地讲解一些重点难点问题，逐渐成为“旁观者”“引导者”。例如，在食品的褐变实验中，可以提出以下问题：酶促褐变可以从几个方面进行控制，焦糖具有什么特性，使用时应注意什么问题，不同糖类、不同氨基酸对美拉德反应速度和香味产生有何影响等。通过与学生的互动交流，掌握学生对于实验过程和现象的思考，更深层次上培养学生独立思考问题、独立实验的能力。

2.4 建立合理的成绩评定组成，巩固学习效果

在传统的“食品化学实验”教学模式中，主要依据学生提交的实验报告和出勤情况，这种考核形式很难客观地对学生进行综合评价。实验课程的评定组成应包括预习报告、实验操作、实验结果分析、思考题、出勤率、课后的在线测评及学习反馈，依此对学生实验课程进行综合性考评。而慕课在为教师提供实时查看学生网上学习动态、学生课后反馈情况的同时，也可以让学生随时查阅教师评价结果，实现考核结果的公正、透明。不仅能促进学生端正学习态度，教师也可根据学生反馈情况，及时调整实验课程教学与安排。

3 结语

在慕课背景下，实施“食品化学实验”教学改革，不仅仅是顺应当今时代的发展形式，更是全面培养应用型人才的必由之路。慕课从真正意义上打破传统的实验教学模式，借助网络的开放式、互动式学习环境，实现以学生为主导的实验教学，给实验课堂注入新的活力，激发学生学习的热情，加强了师生之间的无缝交流。目前，慕课在“食品化学实验”中的应用还处于起步阶段，教师仍需不断提高自身的能力，为慕课更好地形成一个完整的学生自主学习资源，除基本的视频开发外，还需配套的慕课教学资源[7]。因此，只有将慕课与“食品化学实验”课程教学有机融合起来，才能全面提升学生素质，为应用型本科院校应用型人才的输出提供帮助。