食品保藏课程群双螺旋教学模式创新与探索

罗自生，叶兴乾，王 蕾，刘东红，李 莉

（浙江大学生物系统工程与食品科学学院, 浙江杭州 310058）

食品保藏技术是食品科学与工程专业授课核心内容[1]，主要涵盖了食品加工和食品保鲜两个重要方面，涉及多学科、多专业的知识交叉互融，具有逻辑性、多元性和综合性的特点[2]。浙江大学生物系统工程与食品科学学院下设的食品科学与工程本科教学中，食品保藏技术以课程群教学方式开展，课程群包含食品安全保藏导论、果蔬采后生理学、果蔬加工工艺学、食品贮藏与加工实习和食品生产设计和实践劳动6门食品保藏相关课程，总计11.5学分，是食品科学与工程类专业本科教学的重要组成部分。

课程群的建设探索由于涉及课程数目较多、知识结构庞大，相比单门课程更有调整难度。目前，国内有一些学者在课程群的教学方法、教学规律等方面开展了不同程度的探索[3-4]。就食品保藏学而言，以往食品保藏课程群中课程之间是以“直线式”链接的，即将不同课程教学内容按照逻辑体系组织，前后不会有重复。“直线式”课程的优点在于可以有效避免不同课程间教学内容的重复，避免知识体系臃肿[5]。但也存在一些问题：课程群内不同课程之间衔接松散，彼此孤立；其次，课程教学不能与学生的认知发展有效结合；此外，不能充分调动学生学习积极性和主动性。就此，本文提出双螺旋的教学模式来组织课程群教学，充分考虑学生认知发展规律，由浅入深、循序渐进，以提高教学质量。该方法在近年的教学实践中已经取得较好的效果。

1 布鲁纳螺旋式教学

螺旋式教学是由美国著名心理学家、教育学家布鲁纳（J.S.Bruner）在著作《教育过程》中提出的一种突破传统的新兴教学方式[6]。螺旋式教学是指根据学生心理和认知能力的发展，将教学内容在不同学习阶段以反复多层次方式呈现，由简单到复杂，由具体到抽象，根据学生的认知发展，充分调动学生学习兴趣，通过“螺旋式上升”推进教学进度，不断巩固和拓展教学内容。这种教学方式有助于促使教师和学生产生共鸣，使教学课堂更为生动活泼。

1.1 螺旋式教学的目标

教学是教师和学生之间通过课堂进行互动的一个过程，其主要目的在于帮助学生学习特定知识和技能，塑造学生人格。螺旋式教学的目标是将教学内容与学生认知发展相结合，加强师生共鸣，在循序渐进地引导学生掌握知识的同时，促进学生人格发展[5]。

1.2 螺旋式教学的特点

螺旋式教学具有循序渐进性、心理逻辑性、教学反复性和教学趣味性[5]。螺旋式教学遵循循序渐进推进教学，将学生的心理发展和学科逻辑相结合，能够满足该阶段学生心理发展的诉求，在传授知识的同时，能够帮助学生树立良好的世界观、人生观和价值观。同时，由于教学内容在不同阶段不断重复，螺旋式教学具有鲜明反复性，帮助学生不断巩固旧知识和加深理解。此外，螺旋式教学最大程度地考虑到了学生的认知发展，从而容易使得学生与老师产生共鸣，提高学生积极主动性，增强学习趣味性。

1.3 螺旋式教学的应用

近年来，螺旋式教学不断被应用于不同学科、不同阶段的各个方面[7-10]，其应用成效也被不断研讨，主要涉及螺旋式教学方法、螺旋式教学课程、螺旋式教学模式。螺旋式教学方法是指由浅入深，不断重复，来推进教学；螺旋式教学课程是指在学科的课程组织上，将学科逻辑与学生认知发展相结合，在不同学习阶段重复；螺旋式教学模式根据学生认知发展规律，将原有的专业教学体系拆分重组。

2 双螺旋教学模式创新

螺旋式教学有助于不断巩固旧知识，促进学生知识体系的构建和螺旋上升。但是对于由多门课程教学而言，不同课程间的单纯重复往往会造成教学体系臃肿，课程教学重点不明。不同课程之间还需要有效的衔接。课程组在布鲁纳螺旋式教学理论的基础上，创新性提出“双螺旋教学模式”，并在近年来的教学实践中，取得了良好的教学效果。

2.1 双螺旋的双链组成

为适应我国高等教学通识课程快速发展和食育课程的需要，课程组依据欧美发达国家食品学科的教学内容和教育体系，采用美国食品科学技术协会（Institute of Food Technologists，IFT）标准，同时根据前期对多届毕业生食品保藏课程群跟踪调查的基础上，构建和实施了符合国际标准的食品保藏课程群。课程群组成和整体结构如下：《食品安全保藏导论》为全校性通识课程，《果蔬采后生理学》为个性化专业课程，《果蔬保鲜工程》和《果蔬加工工艺学》为专业必修课程，《食品贮藏与加工实习》和《食品工艺学综合实验》为实践性必修课程，形成了由浅入深的“课程链”。

结合产业发展新科技和新业态，采用“猕猴桃减振包装设计”、“精准蓄冷剂开发”、“草莓活性包装”等探究主题，构建循序渐进的“主题链”。课堂研讨主题分为“自定主题”和“规定主题”两种方式，在课程进行当中有意识地给学生们设置一些思考题，教师在关键点设疑，倡导研究性学习，鼓励学生提出问题，引导学生自主或者合作解决问题。学生可以在课堂上研讨自己感兴趣的“自定主题”；也可以选择教师提出的“规定主题”，教师提前布置学生上讲堂的“规定主题”课后作业，要求学生提前把PPT做好，发给老师，修改后发回学生本人。“规定主题”主要是根据食品保藏科技的最新进展和教学组获得的国家和省部级课题，课程设计了“运输振动”、“活性包装”、“3D打印”、“生物保鲜”、“蓄冷剂”、“热激处理”、“御冷技术”、“被膜技术”、“负压保鲜”和“微型冷库”等相对独立又互相关联的研讨主题。

2.2 双螺旋的衔接方式

课程链与主题链间通过知识点和实践点链接形成“配对碱基”，实现了教学内容的有机衔接和螺旋上升。如围绕“运输振动”主题的新鲜杨梅水果物流销售，在《果蔬采后生理学》课程给学生“果蔬运输振动生物学应激生理”研讨主题，每3～4人成立一个小组，让学生从含羞草受到外力触碰会闭合典型生理反应开始，自主收集植物受到外界机械力触发的生物学反应资料，制作课题研讨的PPT材料。在《果蔬保鲜工程》课程则设计了与之关联的“杨梅运输包装设计”教学主题，学生要从杨梅果实质构的生物学特性、包装材料的保温和机械缓冲特性、包装设计的美观特性、商家的利润空间和消费者接受性等生物学、美学和社会心理学等多角度在课堂上研讨；并进一步延伸到《食品贮藏与加工教学实习》课程，让部分学生到相关公司产业实习基地进行教学实习，课程实习主题围绕“杨梅节能蓄冷物流包装箱设计和制作”，学生要在之前课程专业知识的基础上，进一步从食品包装材料的安全性、机械力学特性、加工塑型特性和环保特性等着手设计和制作。

2.3 双螺旋教学模式的效果

在双螺旋教学组织模式中，以研讨主题的形式打破了不同课程的边界，极大地发挥了学生在课堂中的主动性，充分调动了学生的学习兴趣和求知欲，有效培养了学生的创新能力、团队协作和解决问题的能力。同时，课程间教学内容通过不同主题有机衔接实现螺旋上升，促进课程群内涵式微循环，有助于课程间及时反馈提升课程质量，从2017～2020年，学生对课程满意度从91%上升至98%。近五年来，共计106人次通过课程群的自主探究主题上，进一步深入创新，最终获得“全国大学生畜产品创新创业大赛”、“杜邦营养与健康两岸学生创新竞赛”、“李锦记杯学生创新大赛”、“康师傅食品安全科普创新大赛”等48项各类奖项。学生以第一作者身份发表食品保藏相关学术论文56篇，其中SCI收录42篇，ESI高被引论文2篇。不仅学生留学深造率显著提高，而且有6人进入哈佛大学、耶鲁大学、康奈尔大学等国际顶尖大学深造。

3 改进后出现的问题和解决方式

3.1 教师工作量增加

双螺旋教学模式改革需要将食品保藏课程群中6门课程的教学内容，整体打破，然后根据学生的认知规律进行重新组合设计，需要兼顾课程内容的整体性和连贯性。不同课程还需要考虑与其他课程之间的关系，体现课程群教学的纵横联系。因此，课程组在课程设计中需要多门课程的教师共同商讨，打破原有教学体系重新制定，同时及时在各个环节更新科技前沿和产业发展新业态，加大了教师原本的工作量。此外，研讨主题的进行将课程由课堂延伸到了课外，学生在课外时间也常常需要寻求教师帮助，需要教师答疑解惑，延长了教师的授课时间。这种工作投入的大幅度增加会造成教师工作压力的增加，尤其是对于一些科研压力较大的青年教师。为提高教师的教学积极性，首先需要加强教师队伍的思想建设，激发教师的教育情怀和教育理想；其次需要学科建立健全相应的奖励机制，促进教师在科研和教学上的投入平衡；然后可以通过一定津贴补助招募助教，分担教学过程中的辅助工作，如仪器使用、结果汇总整理等任务，缓解教学压力。

3.2 教学平台需求紧迫

双螺旋教学的主题链设计十分强调课程学习与实际应用的关系，在充分调动学生学习兴趣的同时，促使学生在实践中加深巩固知识，了解本学科的发展潜力和应用范围。在学生的自主调查、自主科研、自主实践过程中，对于课程教学的信息检索平台、科研创新平台和产业实践平台有着极大的需求。在信息检索平台方面，我校配备了大量的数据库资源，为学生的信息检索提供了有力支持。在科研创新平台方面，所在学科积极搭建食品学科大型仪器共享平台，供本科生创新科研使用[11]。在产业实践平台方面，教学团队充分调动校友资源和社会资源，与多家食品产业公司签订了合作协议，搭建了本科生教学实践平台，为学生的产业实践提供了有力支持。

3.3 教学物资消耗剧增

在双螺旋推进中，知识点和实践点的链接需要学生为主体，自主设计。不同组别由于研讨主题不同，所需实验材料各不相同，而且由于学生进行的是创新型探究，操作失误或者设计不当造成的损失比较普遍，教学物资的消耗量大幅度增加[12]。目前，学校对于开设实验的课程，尤其是具有探究性实验的课程提供了经费支持，基本能保证课程的顺利开展。

4 结语

在本科教育中课程群作为同类课程的集合体，其教学模式的改进一直备受关注。双螺旋教学模式是在布鲁纳螺旋式教学基础上创新的一种课程群教学开展模式，其在遵循学生认知发展的基础上，以课程链和主题链构成双螺旋，实现了课程群不同课程间的有机衔接和循序渐进，实现了教学内容和学生能力同步的“螺旋上升”。食品保藏课程群双螺旋教学组织模式改革有效促进了教学过程中学生与老师的共鸣，激发了学生学习兴趣和主动性，显著提升了课程群的教学质量。同时，也让学生逐步了解到本专业的应用范围和潜力。食品保藏课程群双螺旋教学模式创新，为我国食品科学与工程本科专业的课程群改革开辟了一条新途径。