线上线下混合式教学在“食品生物技术”课程中的探索

周 曼，周存山

（江苏大学食品与生物工程学院，江苏镇江 212013）

“互联网+”时代的发展为教师打开新的教学空间，教师不断优化教学方法和教学模式，充分利用信息资源，更加合理有效地在教学中融入新的内容，提高课程教学效果。2020 年初，突如其来的疫情让在线教学获得了长足发展。在疫情常态化防控要求的背景下，各级各类学校开设积极探索线上线下教学的融合发展路径，大幅推动了混合式教学的发展。“食品生物技术”是我国高校食品科学与工程专业的重要课程之一，课程内容多、综合性强。传统的单一线下授课受到课时、场地所限，难以涵盖课程的所有重难点，不能充分调动学生学习的积极性，实际教学效果欠佳。此外，“双一流”和“新工科”的建设对“食品生物技术”的课程教学提出了新的要求[1]。在保证理论基础的前提下，与时俱进地根据食品生物技术的最新动态，广泛吸收最新科研成果与前沿理论知识，及时反映实践最新趋势，革新、调整与动态优化教学内容，使其充分体现科学性、先进性、交叉融合性与前瞻性。在此背景下，根据课程教学内容，合理结合线上自主学习与线下课堂活动开展教学，探索“食品生物技术”线上线下混合式教学。

1 “食品生物技术”课程概况及教学现状

1.1 “食品生物技术”课程概况

“食品生物技术”是指基于现代生命科学的研究成果，结合现代工程技术手段和其他学科的研究成果，采用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、生物工程下游技术、转基因生物反应器、现代分子检测技术、组学技术和生物信息学等技术为主线的一门综合性课程。食品生物技术具有多学科相互交叉融合的特点。

新时代背景下“食品生物技术课程”教学探索见图1。

图1 新时代背景下“食品生物技术课程”教学探索

食品生物技术与生物学科中的微生物学、分子生物学、生物化学、细胞生物学、结构生物学，食品学科中的食品酶学、食品加工技术、食品发酵工程、食品分析、食品原料学，以及前沿学科中的计算生物学、生物信息学、智能制造等诸多领域交叉融合。食品生物技术贯穿于食品制造的全过程，是食品工业中最具发展前景的前沿核心技术之一，对促进我国传统食品产业转型升级和实现食品绿色制造具有积极意义，是我国食品产业经济的新增长点，更是食品工业可持续发展的重要支柱。

1.2 “食品生物技术”课程教学现状

传统的“食品生物技术”教学过程中，主要采用单一的线下教学模式。由于课程理论性较强，包含较多的基本原理，牵连的知识面也较广。为学习完课程内容，教师普遍采用满堂灌模式。而这种教学模式弱化了学生的主体地位，师生之间互动少，教师无法及时获悉学生的学习情况。学生学习目标模糊、参与度低、没有时间思考，导致听课动力缺乏，课后学习和回顾知识的途径狭窄，学习自主性和主动性欠缺。此外，“食品生物技术”涉及内容丰富、琐碎抽象，且综合性强，学习难度大。单靠线下教师讲授、板书和课件难以让学生透彻理解生物大分子的结构、功能、改造及其应用。同时，生物技术知识更新快速，生物技术日新月异，只有紧跟前沿动态和热点问题，与理论知识有机结合才能满足教学要求。而现有课程的具体实例讲解过程，常采用非常成熟陈旧的技术，但随着时代的发展变迁，这些技术正逐步被新兴的技术代替。例如，CRISPR/Ca9 在基因工程领域的广泛应用。传统的食品生物技术考核方式一般是采用期末考试或者大作业的形式，缺乏平时学习过程的评价，考核形式及标准单一，致使学生往往临阵磨枪以应付考试，平时不会积极参与到课程学习过程中，影响课程学习的效果。

2 “食品生物技术”课程线上线下混合式教学

2.1 课程改革思路

根据“食品生物技术”课程特点及教学目标，确定课程建设目标如下：

采用线上网络平台教学方式和传统线下教学方式相融合的混合式教学模式，以学生为主体，向尊重个性化知识诉求、实现自我价值和知识的多共享发展，实现课程知识点传授与内化的统一，培养学生学习主体意识。除培养学生掌握食品生物技术的基础理论知识、基本操作能力外，着重训练学生的工程实践能力，学会利用所学专业知识和工程方法独立思考发现问题、解决问题的能力，强化学生工程素养，形成培养具有工程适应性的应用型人才的工程教育模式，为学生的专业发展提供有力保障。在教学过程中加强对知识的凝结过程、科学发现过程的探究，结合学生自学互学、学科竞赛、前沿讲座等多种教学方式，培养应用研究型人才的创新能力。在“食品生物技术”课程教学中运用多样化的教学资源、智慧化的教学工具、先进的教育理念、新型的教学模式和多元化的教学考核方式（见图1），具体如下：

（1）多样化的教学资源。依托中国大学MOOC平台、智慧树及自主构建的SPOC 等线上教学平台，筛选优质的教育资源引入实体课堂，突破传统课程时间、空间的限制，扩大课堂知识容量，深化师生的交互性，从而提高教学质量，带动学生的积极性和创造性。

（2）智慧化教学工具。充分利用雨课堂、课堂派、对分易、腾讯课堂、虚拟教学软件等现代智慧教学工具的优势，有效提高教学质量与教学效果。借助智慧化教学软件提供的交互渠道构建智慧课堂学习空间架构，有效管理班级资源，实现课堂实时测评，师生互动，借助仿真和虚拟现实等技术营造可辅助或替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，弥补因疫情防控需求无法开展的实验教学的不足。

（3）先进的教育理念。OBE（Outcome-based Education，成果导向教育理念）、SCL（Student-Centred Learning，以学生为中心）、PBL（Problem-based Learning）、CBL（Case-based Learning）、PAL（Peer-Assisted Learning，同伴互助学习）等国际上广泛认可的教育基本理念引入到“食品生物技术”课程教学中，提高学生的创新和解决实际工程问题的能力。

（4）新型的教学模式。在线下课堂教学中可适度引入互动式翻转课堂、时事式案例教学、小组协作式学习、研讨式学习、体验式学习等新型教学模式。这些新型的教学模式突破了“填鸭式”“满堂灌”局限，实现了自主性、交互性、开放性和探究性[2]。例如，研讨式教学模式以问题为导向，在教师的引导下，以科学前沿的难点、热点或疑点问题，例如人造肉，与食品加工行业中的具体实例相结合，学生自主寻求或自主建构答案、意义、获取信息。

（5）多样化的教学考核方式。采用过程式考核、多元和梯次的考核体系。充分利用MOOC、SPOC、网络课程和在线考试及时、完整地记录学生学习轨迹的特点[3]，优化课程考核评分体系；综合学生课前预习、课堂互动、论坛交流、团队协作方面的表现和单元测试、期末考核成绩，全面反映学生的学习结果。

另外，将教学内容与课程思政元素有机融合，提升学生的政治觉悟，重塑价值观，培养道德情操和职业素养。通过以上多种手段和策略，提高“食品生物技术”课程的高阶性、创新性和挑战度，将知识传授、能力培养、价值引领统一起来，实现知识、能力和素质的融合。

2.2 课程设计方案

在线上线下混合式教学模式中，线上平台、教师、学生和学习资源“四大元素”实现联动：线上平台是骨架，学习资源是血肉，教师是设计和引领者，学生是主体和中心。“食品生物技术”线上线下混合式翻转教学模式主要包括3 个阶段，即课前线上预习、课堂线上线下混合教学和课后线下复习，依次实现知识的传递、内化、巩固与拓展。

“食品生物技术”线上线下混合式教学设计见图2。

图2 “食品生物技术”线上线下混合式教学设计

从图2 可看出，在课前，教师根据“食品生物技术”课程的教学大纲和目标要求，在线上教学平台发布课前学习任务，制作视频，准备阅读案例、拓展阅读资料，提供共享的立体化课程资源，上传至在线教学平台。学生在课前通过线上观看视频完成知识的预习，并参与教师发起的问题讨论，反馈教学内容难点和疑点，为翻转课堂做好充分的准备。在线下课堂教学时，学生带着问题和教师沟通，针对学生的问题，教师给予重点和难点解析，引导学生进行案例分析、开展小组讨论和个人汇报。同时，教师可针对学生的具体情况给予个性化指导和答疑，实现知识内化。除了应用翻转课堂实现互动教学外，教师还可以开展课程设计并创设相关的情境，如虚拟现实技术参观恒顺香醋生产流水线，提高互动性和创新性。在课后，教师根据课堂教学与讨论，进一步对教学内容进行巩固与延伸，引导学生参与学科竞赛、前沿讲座，拓展阅读相关学术论文、参考书目、互联网资料，提高课程的深度和挑战性。此外，课程考核应遵循过程管理，注重对学生获取前沿知识、逻辑思维能力、实践创新能力、合作探究能力的考核，采用过程性、多维和梯度的考核体系。

3 结语

“食品生物技术”是一门综合性很强的食品专业必修课程，采用线上线下混合式教学可使传统线下教学模式与线上平台教学模式的相辅相成、相得益彰，使得教学方式更为灵活多样，教学内容更为丰富全面，赋予课程以科学性、先进性、交叉融合性与前瞻性，契合当今时代背景下对高级食品人才的需求。