基于工程教育理念的食品生物化学课程教学改革与实践*

佀胜利，吴超群，彭 舒，胡秀虹，周 敏

(凯里学院大健康学院，贵州 凯里 556011)

“新工科”是我国高等教育主动应对新一轮科技革命和产业变革挑战，持续深化工程教育改革的重大举措[1]。“新工科”概念的提出和“复旦共识”“天大行动”“北京指南”的发布，为我国开展新工科建设和工程教育改革探索提供了基本范式和行动遵循[2]。2016年6月，我国正式加入《华盛顿协议》，实现了我国工程教育专业认证和工程技术人员职业资格认证的国际互认[3]。工程教育认证是对工科专业质量达标的合格性评价体系，认证标准以人才培养质量为核心，以培养目标和毕业要求为导向，以师资队伍和支持条件为基本保障，以课程体系的有效实施实现途径，形成了以学生为中心、以成果为导向、持续改进的三大理念[4]。这一工程教育理念不仅适用于指导工程类专业人才培养目标凝练、毕业要求修订和课程体系建设，同时也是课程建设与教学改革的首要原则与出发点。

食品生物化学具有理论性强、内容范围广泛、内容逻辑严谨、应用领域广泛的特点，是食品专业课程体系的重要组成部分[5]。与工程类课程不同，食品生物化学课程强调生物分子的结构、性质、功能与相互转化过程，在教学过程中，运用新工科教育理念从课程目标、教学内容、教学模式、考核方式上对课程教学进行优化完善，有力支撑食品科学与工程专业进行工程教育认证，提高人才培养质量。

1 明确教学目标，突出育人导向

根据食品科学与工程专业人才培养方案中毕业要求指标点与食品生物化学课程的对应关系，结合课程内容体系调整[6]、课程特色提炼和教学规律认知，将课程目标设置为知识认知目标、能力方法目标与情感价值目标，从知识传授、能力培养与情感价值培育三个维度塑造学生的综合素质。其中，知识认知目标主要从课程内容体系出发，明确对各章节基本知识点的掌握程度，形成食品生物化学课程内容体系的知识认知，并将各知识点的逻辑关系梳理成知识网络；能力方法目标主要从科学思维、工程思维和方法论的角度，将理论知识学习与实验实践相结合，通过食品专业实践案例在课程中的应用，提升理解、分析和解决复杂工程问题的能力；情感价值目标主要从科学精神与职业素养层面，强化科学态度与职业道德意识培养，体现人才培养过程中课程育人的理念。同时，在制定课程教学目标的基础上，进一步将目标分解到各章节和课次。以课程目标为锚点，通过课程设计、课程教学、课程考核来确保课程成果的形成和课程目标的达成，推动食品专业人才培养质量的不断提高，提升课程育人功能。

2 实施模块化教学，突出教学内容体系完整性

根据食品生物化学课程内容结构及其逻辑关系，将食品生物化学划分为四个模块：结构生物化学、代谢生物化学、分子生物学基础、食品中的生物化学。根据不同模块的内容特点，选择不同的教学策略：结构生物化学模块突出生物分子所具有官能团与理化性质的关系、结构与功能的关系、不同分子结构性质差异与分离纯化方法的关系；代谢生物化学模块强调物质的相互转化途径及重要中间物质、能量代谢及代谢调控等内容；分子生物学基础模块重点讲授遗传信息转化的基本概念与过程，从基本原理和在食品领域的应用角度进行分子生物学技术的介绍与拓展；食品中的生物化学模块将前三个模块内容与食品工业相结合，融合食品工业相关案例，对食品的生物化学本质、食品加工中的生物化学变化和生物化学技术在食品中的应用进行讲授，将生物化学的知识性与食品工业的应用性相结合。课程模块化设置既体现了课程体系的内部关系，也将工程思维的模块化概念融入教学理念，实现科学思维与工程思维的同步培养。

3 改革教学模式，实现“教”“学”互促

3.1 依托网络手段，打造云学习平台

食品生物化学课程开设以来，不断完善网络学习平台的建设，经过4轮教学累积，依托凯里学院THEOL网络教学综合平台，初步建成课程云学习平台。学习平台既有课程介绍、课程教学大纲、教学进度计划、教案等教学基本材料，也包括自建教学资源与教学材料。目前，云平台共提供各节次教学的预习材料、往年教学课件和学习要点，并设置一定的课下作业、在线测试题、配套复习题等进行教学效果检测，结合课程学习需要提供一定的扩展学习内容。学生可以登录校内教育教学平台或手机下载优慕课APP参与教学活动和自主学习，通过查看教学课件和扩展学习资料实现课程复习、拓展学习，通过参与学习讨论进行课程预习和知识答疑，通过课程复习题和在线测试进行知识学习巩固。云学习平台的建成，使学生自由安排时间参与课前教学环节，提升学习效率和课堂教学效果。

3.2 以课程目标为导向，实施线上线下混合式教学

食品生物化学课程需以生物化学课程体系为主线，同时兼顾食品专业特色，在课程课时压缩背景下，仅利用课堂教学时间完成各知识点的讲授，往往需要删减教学内容或压缩各知识点的时间配额，这两种方式都会影响课程知识体系的完整性和教学效果。云学习平台的建成，为开展线上线下混合式教学、进一步丰富教学形式提供了可能。

以云学习平台为线上学习平台，以课程目标和各课次的教学目标达成为出发点，做好课程设计：课前，将学习内容提前推送给学生，明确学习目标和学习任务，并设置练习题来检验学生的学习效果；课中，通过收集学生学习情况反馈，制定课堂教学策略，包括针对性进行集中答疑、组织学习讨论、结合案例分析进行知识融入和拓展等；课后，以教学重难点为主要考查内容，安排巩固练习与作业，落实好教学目标的最终达成。线上线下混合式教学的开展，既有效缓解了课时不足带来的压力，也能够培养和锻炼学生的自我学习与总结归纳能力，使线下课堂有充足的时间进行教学改革和学生综合能力的培养与提升。

3.3 运用信息化教学工具，提升课堂教学质量

疫情发生以来，在线教学得到了前所未有的广泛应用，智慧化、信息化教学工具相继推出，革新了课堂互动模式。信息化教学手段在课堂教学中的运用为复盘教学过程、提高教学质量提供了有效工具。学校教务系统与雨课堂平台实现了课程及师生信息的实时更新，食品生物化学采取雨课堂(+微信)进行课堂辅助教学也已完成2轮课程教学。在使用雨课堂进行课堂教学过程中，通过课堂签到、随堂答题实时记录课堂教学过程，根据学生在线答题情况能够及时发现教学中薄弱点并及时答疑和巩固；通过随机点名、发送弹幕功能活跃课堂气氛，调动学生参与课堂教学的积极性。雨课堂的使用，使教学互动形式更加灵活多样，学习效果的实时反馈渠道更加顺畅，学生参与课堂活动的积极性进一步提高。同时，雨课堂辅助教学起到了网络留痕的作用，教师还可以通过课程后台查看预习或拓展学习内容的学习进度、学生课堂参与情况、课堂练习完成质量等数据信息，通过数据统计结果，对教学内容掌握程度进行评价和分析，为下一步课程教学设计提供参考和依据。同时，教学过程中在雨课堂产生的学生学习数据也是进行过程性考核和计算课程目标达成情况的重要数据来源。

3.4 实施案例教学，强化综合素质培养

在实施线上线下混合式教学的过程中，在线上自学、线上预习和课堂教学等环节引入案例进行分析讨论和教学，强化学生综合素质的培养。在绪论部分，通过介绍我国首次人工合成牛胰岛素和吴宪教授的案例，激发学生的爱国热情和对科学精神的追求，将课程思政元素融入课程教学，且在蛋白质一级结构测定和蛋白质生物合成时仍可以继续作为教学案例；在蛋白质变性内容预习时，设置“熟鸡蛋可以变生吗”的案例分析，通过引发学生的好奇心，加深对蛋白质变性和复性知识的理解，并通过查阅“熟鸡蛋变生”实验内容了解科技前沿内容，引导学生养成用科学思维理解、思考和解决问题的习惯；在脂类物质部分，组织学生查找关于地沟油的资料，从地沟油处理过程、作为食用油的危害和地沟油的应用领域进行归纳总结，加强职业道德教育和环境保护意识；在学习生物大分子的分离提取时，安排学生查阅资料对不同生物分子的分离提取方法并用流程图的方式进行总结归纳，同时要求对其基本原理进行解释，达到工程思维和科学思维培养的有效结合；在物质代谢学习时，结合动植物原料制作食品过程中的物质变化过程进行知识融合，突出教学内容的食品特色。学生通过课程自学、课程预习、资料查找与整理、课堂演示与陈述，自我学习能力、资料整合能力、文字与口头表达能力都能够得到一定地锻炼，综合素质有效增强。

3.5 更新教学理念，突出学生中心地位

通过构建云学习平台和使用信息化教学手段，让学生能够自由选择学习时间、地点和进度，根据个人情况自主安排学习过程，为学生自主化、个性化学习创设条件。教学过程中改变以教师讲授为主的教学方式，结合教学模块特点，科学设置课堂教学环节，通过探究式教学、项目式教学、讨论式教学等教学方式的开展，由老师提出问题或主题，学生结合课程知识点进行知识的学习和运用，充分调动学生参与课程教学的积极性，由师生共同完成知识学习过程，以学生为中心开展知识学习与强化，将课堂教学真正变成教师的“教”和学生的“学”的有效融合和互相促进[7]。

4 完善考核方式，推动课程持续改进

根据食品生物化学课程对毕业要求指标点的支撑程度，对课程考核进行完善和改进。通过调整过程性考核的权重，突出对教学全过程的考核，综合评定学生的课程表现。结合教学改进、丰富过程性考核形式，将网络平台使用情况、雨课堂学习数据、学习讨论参与情况作为重要的评价依据，强化对学习能力、课程参与的考察。期末考试题型上，通过多种题型考查学生的知识掌握水平，同时增加简答、论述、分析等主观题的数量和种类，考察学生对相关知识点的掌握和运用能力；期末考试内容上，既有理论知识学习检验的基础性考核内容，也设置一定的基于课程理论的应用分析等能力提升型考核内容。课程结束后，通过对期末考试试卷得分和总评成绩分布情况进行课程质量分析和达成度分析，找出课程目标达成中的不足，进一步总结课程教学中的短板，分析和探讨下一步改善、提高的方法途径，从课程设计、教学安排、课程考核等方面加强完善。以课程目标达成情况为评价指标，强调教学成果导向作用，以学生为中心，推动课程持续改进，逐步提升课程质量。

5 结语

食品生物化学课程是是食品科学与工程专业学生最早接触的专业基础课之一。我们从课程目标、教学内容、教学模式、考核方式等方面加强食品生物化学课程建设，按照以学生为中心、以目标为导向、持续改进的工程教育理念，运用网络教学平台、信息化教学工具，开展线上线下混合式教学，将科学思维、工程思维、职业教育、课程思政等融合于教学过程，通过课程设计与教学实践探索工程教育理念在课程教学中的应用途径，培养学生结合课程内容对复杂食品工程问题进行合理分析并形成基本的工程概念，为后续工程类课程的学习夯实理论知识和实践基础。