发酵食品工艺学实验教学创新探索

文 严红光 周敏 袁玮 陈壁 凯里学院大健康学院

发酵食品工艺学实验是食品科学与工程专业一门重要的专业课。针对教学过程中存在学生预习复习效果不理想、学生被动学习现状、实验课动手操作机会少的问题，课程组采用优化实验课内容设置为突破点，构建以学生为中心，教师加强在线资源建设两个工作面，采用“项目导向，任务驱动”、“同伴辅助教学法”教学方式，创设情境自然融入全体系实施和评价课程思政教学为三结合的“一点二面三结合”的教学创新内容。该内容有利于发酵食品工艺学课程教学目标和实施效果更加匹配工程认证及增强学生知识、能力、素质要求。

《发酵食品工艺学实验》是食品科学与工程本科专业的一门专业方向必修课，也是我校食品科学与工程专业一门在建的专业特色课。前期受到实验教学条件的限制以及教学实践经验不丰富，发酵食品工艺学实验内容较传统，验证性实验多。经过课程组为期2年的实践和改革，《发酵食品工艺学实验》在教学内容、教学资源、教学方式、教学效果评价等方面取得一定的创新探索成绩。

1.课程教学改革问题导向明确

1.1 存在问题

课程组针对发酵食品工艺学实验教学过程中可能存在的问题，对2017级毕业生进行了教学问卷调查。问卷调查内容包括教学内容设置、学生学习行为、学习效果反馈三大方面。本次问卷调查共发放问卷调查表44份，收回有效问卷44份。在教学内容设置方面，本次问卷调查了实验教学数量、自主设计实验教学、实验课课前课后预习复习环节、以及线上线下混合式教学资源四个问题。其中学生对自主设计实验感受不丰富，线上线下混合式教学资源感觉不充分。这是由于课程组第一次开展发酵食品工艺学实验教学，教学积累较少导致。在学生学习行为方面，本次问卷调查了课前预习、课间团队合作、课后拓展性训练及课间操作机会四个问题。其中学生对课后拓展性训练感到匮乏，课堂动手操作机会不足，部分同学课前预习行为尚未建立。这是由于实验室建设累积较少，实验设备不丰富。在学生学习效果反馈方面，本次问卷调查了实验项目是否有趣、是否促进理论课知识理解、是否促进动手操作能力三个问题。实验课的开设显著提升了学生对专业知识学习的兴趣，增强学生能力，说明发酵食品工艺学实验课开设的必要性，同时也促进课程组教师加强教学研究，提升实验课教学水平的压力。

《发酵食品工艺学实验》课程容易存在学生课外学习不认真，达不到预习和复习效果的问题。实验预习是掌握实验内容的基础，是保证实验效果的必要前提，如果课前没有认真准备和提出问题，那么上课时就达不到理想的实验效果，科研能力就得不到提高。如在“生物发酵罐的认识和使用”实验中，记不住发酵罐的主要结构名称，直接称罐子、电机等，更谈不上使用这些配件的原理。还有一部分学生偶尔问教师下一步应该进行什么操作等，这些问题的产生都是由于没有认真完成实验预习而导致的。此外，学生除了撰写实验报告，几乎没有实验课复习活动。

《发酵食品工艺学实验》课程容易存在学生被动学习，缺乏系统构思实验的创新思维能力。教学过程容易存在：一部分学生缺乏学习主动性，每节课只是等着教师讲理论知识、实验原理、方法和操作过程，依赖性强，导致“教师课上讲，学生课上听，提出问题，无人回答”的现象。

《发酵食品工艺学实验》课程容易存在实验仪器操作机会少。前期由于实验室建设经费有限，各个专业各个班级的学生人数都在 25人左右，小型仪器只能保证4-5人一台，如果学生在使用时操作不规范，导致仪器损坏，接下来的实验就要更多的学生共用一台，影响实验进度。比较贵重的实验仪器只有一台，需要轮流使用，而且还不能保证每名学生都能够亲自动手进行操作。这样一来，喜欢做实验的学生经常动手操作，其余的学生有的写实验报告，有的聊天等待实验结果。长此以往，一部分学生对做实验的兴趣明显降低，失去了上课的主动性。仪器操作机会少，也导致学生对实验仪器的使用不规范，如在可调式微量移液器的使用过程中，有一部分学生不能准确量取液体体积，严重时会导致实验失败。在实验“水豆豉的制作”中，可调式微量移液器使用非常重要，如果不能准确量取菌种母液体积，那么实验成功和科研创新就无从谈起。

1.2 改进创新措施

课程组通过加强在线课程资源建设，课堂在线提问检查预习效果，增设实验改进思考题一道，提高课后复习效果，并形成课前、课中、课后闭环教学模式。学生通过扫描超星学习通课程邀请码进入本门实验课程，课前阅读视频资源，完成习题。教师在实验课讲授环节，对学生在线提问。可以清楚了解学生的预习效果和知识盲点。根据答题效果，教师调整理论讲授重点，提高实验课教学效果。课中根据学生实验效果，在2017版实验大纲中规定的实验报告课后理论思考题基础上，增设实验改进思考题一道。学生需要回答具体的改进措施，措施对应的预期改善实验效果和达到预期改善实验效果的理论依据。显著提高了学生的课后复习效果。

课程组通过研究教学目标和教学内容，学习前人研究成果，精简基础验证性实验，增加创新性、设计性实验比例，将学生实验过程从被动变为主动学习。根据食品科学与工程专业应用型人才培养目标和学科特点，调整本门实验课设置内容。实验安排由浅入深，由简单到综合、创新再升华到设计开发实验。相对2017版课程大纲，2021版将酸奶的制作，水豆豉的制作、纳豆的制作、白酸汤的制作列为备选实验项目，只保留了1个豆腐乳的制作实验。本门课8次实验中，基础验证性实验数量从6个减少到2个，综合性实验依然为2个，创新性实验和设计性实验分别增加了2个。为了培养出适宜黔东南地区民族特色食品产业需求的应用型人才，在原来白酸汤的制作实验基础上，增设了红酸汤的制作实验，并分为2次实验进行，改变原料处理实验环节，缩短发酵周期，并纳入理化分析检测环节，构成创新性实验。2017版人才培养方案中，甜酒酿实验只有1次，学生只是了解实验基本操作过程和产品特征。2021版调整从1次实验调整为2次，增设了原料选择、发酵管理、品质综合评判三个项目，构成设计性实验。各组学生可以运用品质综合评判结果来评价自主设计的不同原料组合、发酵条件参数对产品品质影响。

课程组积极申报各类实验项目，提高学生实验仪器操作机会。课程组经过认真调研，撰写项目书，获得了1个省财政和2个中央财政专项项目共200万元分别用于本门课程虚拟仿真实验教学和食品加工实验教学中。显著增加了各类型大小仪器设备数量，学生动手机会大大增加。对于大型仪器设备，进一步结合虚拟仿真教学，实现人人动手操作的教学目标，解决了学生操作机会少的现象。同时，将实验课课时由每学分16课时增设为24课时，每次实验课时长从2课时调整为3课时。实验条件的改善及实验课时长的增加，较好地满足了学生动手操作实验仪器设备的需求。

1.3 教学创新改革效果

发酵食品工艺学实验课程组以学生为中心，认真调研分析学生实验过程中存在的各种问题，经过多方面努力，详细制定问题解决方案，目前已经取得良好的教学改进效果。通过课前在线资源预习——课堂提问和检查——课后2道深度思考题方式，已经形成课前、课中、课后闭环教学模式。通过精简基础验证性实验，增加创新性、设计性实验比例，学生实验过程已经从被动学习改变为主动学习。通过增购实验设备，建设虚拟仿真教学实验室，已经实现人人动手，提高学生动手能力的效果。前后两级学生的实验课成绩从平均分86.66分提高到87.96分，优秀率从13.6%提高到29.6%。学生参加全省大学生农产品大赛获奖等级从三等奖提高到二等奖，各类校级创新创业比赛获奖数量从5项提高到8项。学生评教分数从86.927提高到90.159分，被学生评为优秀课程。教学质量得到显著提升。

2.课程教学创新特色明确

2021版课程教学大纲相对2017版，在教学目标、教学内容、教学方法、教学活动、教学评价等各环节进行全面改革，课程教学创新特色明确。

教学目标更加明确。2017版仅基于知识点进行设置。调研论证后的2021版课程目标有3个方面，分别契合知识、能力、素质三个方面：1发酵食品加工的配方、工艺、设备应用方法；2掌握通过改进工艺条件，提高产品品质的原理和方法；3团队合作意识。优化后的2021版课程教学目标也同时对应工科认证问题分析、设计/开发解决方案、个人和团队三个毕业要求点。2021版教学目标符合更加明确。

教学内容更加优化。调研论证后，2021版大纲中本门课8次优先开设实验中，基础验证性实验数量从6个减少到2个，综合性实验依然为2个，创新性实验和设计性实验分别增加了2个。综合性、创新性、设计性教学内容占比达75%。

教学方法更加有效。2017版采用教师讲解，学生按规定配方和程序操作，创新性、主动性均较差。2021版采用“项目导向，任务驱动”式进行教学。“项目导向”指教师将传统学科体系中的知识内容设计转化为若干教学项目，指导学生团队协作完成教学项目的各个环节，达到直接体验知识获得全过程的设计。“任务驱动”是教师设计各类学习任务，驱动学生团队通过自主探究，并发挥积极性和创造性，寻找解决问题的方法，并在解决问题和完成任务的过程中掌握新知识，提高主动学习能力。“项目导向，任务驱动”式教学能够将知识目标、课程理论及实践内容、课程作品融于一体，并贯穿于课程“教、学、做”之中。课程思政教学采用“同伴辅助教学法”，围绕教学目标，创设情境，在互动中达成实验课课程思政教学目的。教学创新改革效果说明教学方法的有效性。

教学活动更加丰富。课程组在丰富超星学习通线上资源后，能够运用线上线下多元化的教学方法与观看视频、课堂问答、课前自主设计实验、课后深度思考题等丰富的教学活动激发和调动学生学习的兴趣和积极性。

教学评价更加合理。2017版和2021版均采用期末考核和平时成绩组合的方法进行。但2021版在平时考核方面进行显著的改革。2017版平时成绩包括：课堂考勤、课堂表现、实验报告三部分。2021版平时成绩由课堂表现、课堂提问、课堂考勤、实验报告四部分组成，且细化每一项的评价标准易于操作和提高辨识度见2021版课程教学大纲。

3.课程思政有亮点、易推广

发酵食品工艺学实验在教学过程中，精心设计课程思政教学目标，主要包括：涵养爱国精神，食品从业人员职业道德和学术道德，形成工程创造需要的科学精神、探索精神及工匠精神等。在课前——课中——课后的教学环节中，充分利用文字、图片、案例、视频、课后调研及思考题资料，构建自然情境，采用“同伴辅助教学法”，在互动中达成实验课课程思政教学目的。教学评价体系包含思政教学评价，课前线上预习资料及习题，课堂表现考核、课后思考题中均融入课程思政元素，以考查课程思政教学目标达成效果。

4.实验教学结合现代教学技术

课程组教师认真学习和应用现代教学技术并取得良好效果。首先，发酵食品工艺学实验在教学过程中，充分利用学校网络教学资源、慕课、学习通、雨课堂等线上资源丰富课前预习、课后作业教学内容。其次，利用线上平台进行教学活动管理：学生课前阅读线上视频资源，完成习题。课中，教师在线对学生提问，了解学生知识、技能盲区。最后，利用线上学习统计数据，进行教学质量分析和反思，用于教学持续改进。

5.教学创新成果可辐射

发酵食品工艺学实验课课程组教师充分汲取前人优秀教学成果，实事求是应用在涉及较少但难度较大的实验课教学中，形成了优化实验课内容设置为突破点，构建以学生为中心，教师加强在线资源建设两个工作面，采用“项目导向，任务驱动”、“同伴辅助教学法”教学方式，创设情境自然融入全体系实施和评价课程思政教学为三结合的“一点二面三结合”的教学创新成果。本课程教学创新成果简单易用，并具有良好的普适性，运用后学生学习成绩、参加学科竞赛效果、学生评教成绩明显改善。“一点二面三结合”的教学创新成果具有良好的辐射应用价值，今年已在食品科学与工程专业《食品分析》《酿酒工艺学实验》等实验课教学中进行推广应用，并取得良好反馈。