“互联网+TBL”模式在食品化学实验教学中的应用

郭磊，阚欢

西南林业大学生命科学学院（昆明 650224）

李克强总理在2015年第十二届全国人大第三次会议上的政府工作报告中首次提出了“互联网+”行动计划，旨在推进以互联网为主的一整套信息技术在社会各领域的扩散与应用[1]。2017年国务院印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确指出“互联网+教育”是国家教育事业的重要抓手[2]，随着各行业“互联网+”应用的不断深入，食品行业也在不断地挖掘现代信息技术、移动通信技术等在行业中的应用[3]。食品化学实验是培养学生掌握理论知识和提高动手能力的良好平台，通过开设实验课程，既强化了学生的动手操作能力，又提升了学生分析与解决问题等方面的综合能力[4-5]。将互联网技术应用于高校食品化学实验课程的教学，培养出适应现代食品行业发展需求的专业人才是一种必然的发展趋势，如何将互联网技术和传统教育相结合以适应现代教育的发展却是当今高校教师需要认真思考和探索的重要问题[6]。

受“互联网+”的影响，高校的食品化学实验教学模式也悄然发生着变化，逐步呈现出一种新型的教学模式——混合式教学[7]。TBL（Target-based Learning）是以美国教育家布卢姆“掌握学习”的教育理论为依据，以“目标制定、目标导学、目标任务驱动、目标修正与目标达标”为路径的目标教学模式[8-9]。通过多年的教学实践发现采用TBL教学后，学生掌握知识和实践动手的能力都有大幅的提高。如何迎合“互联网+”发展趋势，利用互联网思维结合TBL教学模式对食品化学实验课程的教学进行改革和实践，以提升学生在食品安全与分析检测的专业技能，从而培养高校食品安全专业领域的实用型及创新型人才，是“互联网+”时代下教师的重要任务与目标。以食品化学综合实验中的苹果褐变机制与预防为例，阐述“互联网+TBL教学”模式下食品化学实验教学改革与实践的实施途径。

1 “互联网+TBL”模式的实施

“互联网+”模式将移动互联网技术应用于食品化学实验教学可为学生提供丰富的信息资源，使学生相互交流解决问题更加方便快捷。而TBL教学使学生在目标激励与任务驱动的教学机制下自主学习达成目标，学习效果会大大提高。以日常生活中常见的苹果褐变为例，阐述“互联网+TBL”模式在苹果褐变机制与预防实验教学的具体实施与应用。

1.1 制定目标

酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程，它会影响食品的颜色、风味及营养价值。苹果的酶促褐变在生活中非常常见，以此为例可以让学生更容易理解和掌握这个重要的化学变化。以西南林业大学2016级食品科学与工程专业40名学生为教学对象，将其分为两个班，每班均20人，每5人为一组。两个班的授课均由同一名专业教师完成，都采用“互联网+TBL”模式，1班的实验目标是掌握苹果酶促褐变的反应机制，2班的实验目标是提出苹果酶促褐变的控制措施，实验学时均为6学时。

在实验课前，教师将实验的目的要求、实验内容提要、实验时间安排及实验室开放管理制度上传到两个班的微信群或QQ群等社交软件，实验所需的原料及试剂由实验员提前准备好，学生可以自主安排时间在规定的时间内完成该实验的目标要求，具体内容见表1。

表1 “互联网+TBL”教学模式的实施内容

1.2 实施目标

学生根据互联网平台发布的实验信息，各班各组自行到校园图书馆、CNKI等网站查阅关于苹果褐变的相关资料，讨论分析后制定可行性实验方案，并查阅色差仪的使用说明与操作方法。教师要全程参与其中，一方面可以掌握学生的实施过程，另一方面可以避免学生在制定试验方案中出现大的偏差，影响实验进度和教学任务。

1.3 教学与答疑

针对学生在实验过程中遇到的问题，随时在网络平台上进行答疑，为更好体现互联网的作用，师生的互动交流主要就在QQ群或微信群，教师参与每个组的讨论并在线解答，及时发现并纠正学生的试验设计方向，充分肯定学生的创新思维。

1.4 教学评价

总分100分，其中实验报告40分，考察学生实验报告的完整性、实验方案的可行性、实验结果的可靠性及结果分析的合理性等，每项各10分。TBL过程表现60分，主要有网络平台互动（40分）和实验室操作（20分）两方面，网络平台互动包括资料搜集、制定实验方案、讨论交流、学生提问等，每项各10分；实验操作考察学生在实验过程中的动手能力和问题解决能力，每项各10分。

综合实验报告与TBL过程表现进行评价，运用SPSS 22.0软件做方差分析，以期获得较为客观的实验成绩，分析成绩并提出“互联网+TBL”模式下提升学生实践能力和创新能力的教学措施。

2 结果与分析

2.1 实验报告成绩

由于两个班的实验目标不同，实验报告的侧重点也有所不同。1班主要分析苹果酶促褐变的机理，得出酶促褐变的影响因素及褐变程度的关系；2班主要是提出苹果酶促褐变的控制措施，并评价抑制褐变措施的效果。两个班的实验报告都很完整，包括了实验目的、材料与设备、实验方案及结果分析，还有多数同学对结果分析后提出了较为合理的建议，平均分都在37分以上，其中，1班的实验报告的完整性9.7分，实验方案的可行性9.6分，实验结果的可靠性9.2分，结果分析的合理性9.3分，总计37.8分；2班的相应考核指标分别为9.8，9.5，9.4和9.2分，总计37.9分。

两个班的实验报告成绩没有多大差异，但由于实验目标不同，实验结果和数据分析也会由于学生在实验中出现的偶然误差和知识储备的不足造成不同的差异，但差异也不明显，从学生对实验的掌握程度和理解能力来看，达到了预期目标。经归纳，两个班的主要实验方案、结果分析及结论如表2所示。

表2 “互联网+TBL”教学的实验方案与结果分析

通过两个班的实验方案及结果分析可以得出学生能够很好利用互联网平台搜集资料、制定实验方案，学生的学习主动性和创造性得到了明显提升，教学效果显著提高。

2.2 TBL教学过程表现

尽管两个班的实验目标及内容有所不同，学生在平台上互动非常积极热烈，对实验仪器的使用也很熟练，并且在实验过程中能够自行解决遇到的问题，平均分都在57分以上，其中，1班学生的资料搜集、制定实验方案、讨论交流、学生提问、动手表现和解决问题表现分别为9.6，9.6，9.8，9.7，9.0分和9.6分，总分57.8分；2班相应的考察指标分别为9.7，9.8，9.7，9.6，9.7和9.8分，总分58.3分。另外，学生在互联网平台的交流情况反映出学生学习的主动性和创新性，特别是学生提出通过了解酶促褐变的机理与控制措施，可以为苹果、土豆等果蔬的加工、保藏及运输提供合理的措施，能够保证食品的品质和营养价值，这点非常值得肯定。

TBL教学过程表现能够反映学生对于互联网平台的使用、知识的积累、实践动手能力和创新思维的发挥，能够反映“互联网+TBL”教学模式在食品化学实验中的应用效果，通过成绩不难得出，“互联网+TBL”教学模式对于食品化学实验的教学效果有很大的提升。

3 提升“互联网+TBL”教学效果的措施

3.1 充分挖掘“互联网+”教学模式

除了使用制定实验教材外，深度挖掘互联网的使用是提升教学效果的重要途径，包括微信、QQ、微博等新兴网络媒体及微课、慕课、翻转课堂等数字资源，构建食品成分分析资料库等，促进互联网信息技术与课程的融合，促进师生在网络平台的互动交流，激发学生自主学习兴趣，提高教学质量[2,10]。

通过创建“食品化学实验”课程网络平台和手机APP客户端，按照TBL教学任务建立适合学生实践能力及创新能力的培养模式，学生可随时浏览食品化学实验的教学大纲、教学内容及实验安排，合理制定适合本组学生开展实验的计划。西南林业大学食品化学实验课程共8个实验，包括验证实验、演示实验和综合实验，验证实验和演示实验主要考察学生的主观能动性和实践动手能力，而综合实验还考察了学生的实践创新能力。每次的食品化学实验至少开设两个综合实验，学生根据实验目标及内容自行安排时间，在网络平台和手机APP客户端查阅资料、制定实验方案，这将极大地调动学生学习的主动性，随时和学生在网络平台交流与答疑，既能够发挥互联网的优势通过课外学习提高学生的学习兴趣，又可以通过网络平台监控学生的学习情况，极大地提高食品化学实验的教学效果。

3.2 推动开放实验室的智能化建设

开放式实验室具有很多优势，如实验人员多、仪器利用率高、资源丰富、功能强大等。如何把人工智能技术和开放式实验室的优势结合起来为教学科研服务，是当前很多高校实验室积极努力建设的方向[11]。

食品化学实验室的试剂和仪器设备有不同的属性，一些药品如硫酸、盐酸、高锰酸钾等腐蚀性极强，会对人体健康造成伤害。大型设备如冷冻干燥机、喷雾干燥机、液相色谱等都有严格的操作说明，学生随意使用会损坏设备。另外，实验时间的冲突、设备使用的冲突及教学科研的冲突也会削弱实验室功能，建立智能化实验室就显得非常重要。西南林业大学食品专业的学生进入实验室之前，由实验室管理人员对学生进行培训，包括实验室规章制度、实验室安全规范、实验室大型仪器的使用等，这些内容也同时在手机APP客户端发布，学生可以在APP上预约时间和操作台，也可以熟悉相关仪器的操作说明。这样就能极大地发挥实验室的使用功能，又可以减少实验管理人员的工作量。

4 结论

“互联网+TBL”模式是在“互联网+”时代背景下对高校食品化学实验教学模式的一种探索，是传统食品成分检验和互联网技术融合的新模式，也是以培养学生的实践动手能力和创新创业能力为目标的教学模式。经过多年来食品专业实验实践教学经验的积累，利用互联网平台和目标式教学方法实现了“互联网+TBL”模式在食品化学实验教学中的应用，重点考察学生在网络平台的互动情况、实验动手能力、问题分析及解决能力及创新创业能力，成绩能够客观反映学生掌握知识、运用知识、拓展知识的能力，也能很好地反映“互联网+TBL”模式的教学效果。通过实践进一步提出挖掘“互联网+”教学模式和建设智能化开放实验室是能够提高“互联网+TBL”教学效果和培养实用型创新性专业人才的重要措施。