新时代工科课堂教学模式改进的探索与意义——以有机酸工艺学为例

唐彤彤，孙 星，张微微，周梦月，向玉勇，柴新义*

（滁州学院生物与食品工程学院，安徽 滁州 239000）

当前理工科的内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新性卓越人才，具有战略型、创新性、系统化、开放式的特征。在日益激烈的社会形势下，如何培养出具有一定创新能力、能够适应现代社会发展的人才是高等院校人才培养面临的挑战。习近平总书记在全国教育大会上强调的着重培养复合型、创新型、应用型人才，是高等教育服务社会职能的核心任务，也是当前“双一流”建设中各大高校思考与实践的关键点。高等学校两项重要的核心职能就是教学与科研，如何正确处理两者关系，一直是国内外教育研究者和实践者共同关注的话题[1]。本文结合有机酸工艺学课程的教学现状，探讨在教学过程中培养本科生科研兴趣的探索与实践，可以为新形势下创新型人才培养提供一定的参考。

1 课堂教学现状

有机酸工艺学是生物科学专业的一门专业课，是在掌握了微生物学、细胞生理学、发酵工程原理等基础理论之后，侧重于研究有机酸的生产原理、工艺流程、产物分析以及发酵工厂生产链末端废物资源化利用的一门应用性学科。通过本门课程的学习，使学生加深对前期知识的理解，并可以熟练运用具备的理论知识分析和解决有机酸生产过程中存在的问题，为毕业设计及今后从事有机酸生产等相关工作打下坚实基础。

有机酸工艺学的课程内容复杂，涉及的专业课内容多样，部分知识点甚至涉及工程概念和相关实践。目前采用传统的教学方式，教师在课堂上讲授相关理论知识，不仅与学生已经掌握的知识重复，降低了学生对本门课程的学习兴趣，注意力就难以集中，学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力培养也就无从谈起，最后导致学生在求职过程中缺乏竞争力，不能满足相关企业单位的用人需求。同时，有机酸工艺学这门课程的开课时间为第六学期，学情分析显示，大部分学生也已经对相关知识有了一定的储备，在这样的情况下教师如果仍然一味地按照教材进行讲解，不对教学内容进行重新设计与规划，十分容易造成“熟悉的知识重复讲，有用的知识没时间讲”这样的尴尬局面。

另外，传统教材往往更加注重经典知识的介绍，教材内容的更新相对滞后，前沿的科研成果难以呈现，如果教师仍以教材内容进行按部就班的讲解，学生很容易失去学习兴趣和动力，导致学生对本门课程的学习主动性和积极性变差，教学效果不佳[2]。随着知识获取途径日益开源化，仅仅依赖传统教材已经无法满足新时期的教学需求。因此，对教学内容及教学方法进行改进不仅是有机酸工艺学这门课程需要，更是培养有科研热情和创新精神的当代大学生的需要，也是提升教师与高等学校教学水平的需要。

2 课堂教学增加学科前沿的实践

教学活动作为高等学校教育工作的基本动作，教学为科研提供研究对象、划定研究范围，科研是教学的发展与延伸，科研成果可以为教学提供资源，科研经历可以提升教师的教学水平和教学能力，教学又是检验科研有效性的重要手段[3-4]。教学与科研的结合既是大学教师工作必须兼顾的两个方面，也是高素质、创新型人才培养的需要。以此为出发点，设计从教学内容、方法及考核方式上对有机酸工艺学进行教学改进。

2.1 转变教学思维，更新教学内容

有机酸工艺学是我校生物科学专业本科生的专业课程，课程内容涵盖多门先修课程的基础理论，如发酵工程原理、微生物学、生物化学、活性物质分离提取等等。在本门课程的课堂教学过程中，教师应根据学生对先修知识的掌握情况，在梳理课程理论知识点的基础上进行教学内容的重塑。

例如，开课前期可以通过测验考查学生对知识的理解程度，在后续课堂授课过程中将正确率高的知识点进行简要介绍，将正确率低的知识点作为本门课程的重点、难点。同时在教学内容上适当引入相关的科研前沿进展，启发学生去探索未知的知识，也可以穿插科学研究故事，引导学生去了解科研人员的研究过程，不仅能够提高学生听课的注意力，加深对知识点的理解，提升教学效果，还能调动学生的科研兴趣，树立起热爱科学、崇尚科研的情怀，提高学生科研素质[5]。

2.2 善用教育资源，改革教学方法

随着信息时代的到来，教师应紧跟时代发展潮流，应充分发挥多媒体教学的优势，利用好线上网络教学资源，开展线上线下混合式教学模式，将教学过程分为课前预习归纳阶段、课中转化吸收阶段和课后巩固提升阶段。在这种全新的教学模式下，教师角色、学生角色和课堂管理模式都将发生改变，知识传授和知识内化环节同样也产生变化。教师发挥着引导、启发、监控的作用；学生在教师的帮助和协作下实现自主学习[6]。

学生依靠课余时间预习课程内容，课堂上针对重难点的互动是线上线下混合式翻转教学模式的核心。比如，在有机酸工艺学这门课的教学过程中，教师可以利用网络资源搜集苹果酸、柠檬酸、醋酸等的工艺制备流程的视频，相关的生产单元的动画过程，把教材上复杂原理以三维的现实情境的形式呈现出来，将这些教学资料上传至线上模块，让学生完成自学，课中针对重点、难点设计问题讨论，课后做出总结，这种教学过程全程及时有效反馈的教学形式，不仅使得教学内容更加生动，学生更容易接受，也能够提升学生的参与度和创新性批判思维[7]。

2.3 强化学习目标，完善考核方式

传统教学模式下学生的学习效果和教师教学效果的评价方式往往仅凭期末考试成绩，考核指标单一，偏重结果，忽略了对创新能力、操作技能和思维方式等培养效果的评价过程，这也是学生课上抬头率低、学习情绪不高涨的原因之一，课后找授课教师索要课件，考试前突击准备，这样的考试成绩并不能真实评价学习效果。

有机酸工艺学是含有课程实验的一门专业课，实验内容陈旧，学生很难真正掌握相关的实践技能，局限于实验室内摇瓶发酵，与工厂生产有较大差距，学生操作技能的培养严重滞后于实际应用的要求。为全面、充分的考察教学效果，有机酸工艺学这门课程采用线上考核、实验报告和最终答辩相结合的三段式考核。线上考核成绩根据线上学习情况，发布在线自测，所得成绩按比例折算入期末成绩；实验报告根据学生实验过程中认真记录、整理、收集的资料和数据，分析、讨论问题的实际情况，以及实验报告撰写质量等方面进行评价；最终答辩采取针对学生对本门课程的学习心得进行全面汇报，依据汇报全面性、流畅度和个人进步情况进行全面评价。多元化的考核方式激发了学生们的学习热情，教学效果也得到了提升。

3 教学改进的实践意义

3.1 有利于提升教师教学与科研水平

转变教学思维更新教学方法的实践特别是在课堂教学中穿插科研进展，要求教师本人能够及时更新自己的知识结构，完善知识体系，提高自身综合素质，有助于加强教师对专业课知识的更深层次的思考，有助于教师及时掌握本学科的发展动态，更好地把握研究热点及与其他学科之间的交叉关系特点，增加教学过程的趣味性，提升课堂教学知识点的深度及广度，为进一步提高教育教学质量打下坚实的基础。

3.2 有利于提高大学生的科学素养

通过改进教学方式方法能够使学生对教材理论知识的理解更加深入，从而更准确地把握课程教学内容的同时，通过对前沿知识的学习，能够拓宽眼界，提升学习的广度，激发科研兴趣。教师通过对前沿热点的讲解，让学生感受到课堂理论知识的学习可以与前沿的研究热点密切相关，从而调动学生主动探索知识的积极性和主动性，使学生在课堂外的时间利用各类学习资源去获取更多与专业相关的前沿知识，将被动接收变为主动探索，逐步提高自身的创新思维能力与自主科研能力。

3.3 有利于培养大学生的人文修养

随着科学技术的日新月异，社会对人才的需求也发生了转变，只注重知识与能力的科技型人才培养模式早已被兼具科学与人文素养的综合型人才培养模式所取代[8]。因此，培养大学生踏实、严谨的科研作风和甘于奉献的科研精神，这也是当前高等学校人才培养的重要方面。除了传授理论知识，还要更加重视以下两方面的培养：一是让学生体会到研究人员在提出一个新理论时，是如何采用科学的方法攻克难关、解决问题的；二是引导学生树立并逐渐培养起研究人员所应具备的刻苦钻研和吃苦耐劳的道德品质。

综上所述，教师结合科研进展发布学习内容，将知识多角度、多层面的呈现，拓宽了学生的工程视野，为学生提供随时可以学习的途径，较为全面地展示有机酸发酵工程涉及的知识信息，培养学生的大局观和全局意识，从而具备分析解决问题的能力。通过将科研前沿引入课堂教学过程，激发了学生主动式学习兴趣，明确了学习的目的和针对性。

4 结语

随着我国教育事业的发展、国家教育政策的不断更新及教育水平的逐步提高，高等院校不仅需要教学水平高的教师、科研能力强的师资团队，还需要一批具备创新意识和自主科研能力的学生队伍。所以在教学过程增加科研前沿教育，不仅能够促进教师完善知识体系，提高教学水平，也能够让学生掌握与该门专业课程相关理论知识的前沿发展动态，启迪学生的科研创新思维、激发学生的专业学习兴趣，实现高等教育教学与科研的协同发展以及新时代背景下人才培养的良性循环。