新工科背景下UbD 理论在“蛋品工艺学”教学改革中的应用探索

刘 冰，赵宁宁，张晓娜，苏玖玲

（新乡工程学院食品工程学院，河南新乡 453700）

教育部高等教育司[2017]6 号《关于开展新工科研究与实践的通知》中指明：地方高校新工科建设要“推动传统工科专业改造升级”[1]。教育部首轮“新工科”专业改革建设中，食品和农林类被列为19个项目群之一，表明食品类专业要以高质量的工程教育服务国家新一轮科技革命与产业变革。新乡工程学院作为刚刚通过教育部办学条件考核、实现转型的地方民办高校，现阶段的发展目标是建设成为特色鲜明、省内一流、国内知名的应用型本科高校。食品科学与工程专业作为学校的老牌工科专业，需要进行教学模式改革的探索。以“蛋品工艺学”课程为例，探讨UbD 理论指导下课程改革的方向。

1 课程教学现状

1.1 课程基本情况

禽蛋是我国的大宗农产品，是我国城乡居民“菜篮子”和“餐桌子”中必不可少的日常食品，自从1985 年以来，我国一直是世界上第一产蛋大国。近年来，随着人们对禽蛋营养价值和营养成分认识的深入，禽蛋加工规模越来越大，加工比例不断提升，但我国蛋品加工技术相对落后。在产业科技和规模快速发展、蛋品加工企业快速发展的形势下，在食品科学与工程专业设置“蛋品工艺学”课程势在必行[2]。

蛋品工艺学是一门研究蛋及其副产品特性，以及贮藏加工过程中的变化和蛋制品加工原理的应用学科。目前，新乡工程学院食品工程学院将“蛋品工艺学”课程作为食品科学与工程专业本科生的一门专业课程，开设在大学三年级第一学期，共32 学时，其中课堂讲授24 学时，实验8 学时。通过该课程的学习，使学生初步具备从事蛋品研究开发、生产及质量与安全管理的能力。

1.2 课程存在问题

现行“蛋品工艺学”课程教材一般是按照禽蛋的特性及禽蛋制品加工工艺种类进行章节的划分，每个章节包含加工原理及工艺方法等内容。按照该体系进行教学虽然条理清晰，有利于学生掌握各类禽蛋制品的加工工艺，但综合性不强，难以形成连贯的知识网络，不利于培养学生在面对具体问题时解决问题的能力。

传统的授课方式重视知识的讲授，但由于实验实践学时较少，实验经费有限，实验以演示性和验证性实验为主，设计和综合性实验项目占比较低。实验考核方式多为实验报告的撰写，难以体现学生真实的实践能力[3]。长此以往，学生难以将知识转化为能力，培养出的学生缺乏综合应用和创造能力。

传统的教学一般是先进行学习活动，再进行评价，评价方式多为教师单方面评价，评价体系主要包含期末考试、平时出勤、课堂互动、实验报告得分等指标。此评价方式缺乏学生的参与，对学生学习的激励作用很有限，难以体现学生在课堂的主体作用，无法充分调动学生的积极性。评价体系中的指标相对单一，难以对学生进行全方位评价，受此评价体系影响，学生难以提升综合素质。

一堂好课应该是学生和教师共同完成的，甚至应该将学生而非教师作为课堂的主体，教师仅仅起到引导作用。但传统课堂往往变成为教师的独角戏，无论是讲授还是提问、组织活动都以教师为主，学生参与度低，师生互动少。这也会在无形中降低学生的学业挑战度，使学生的学习行为减少。

大多数高校的课程，对课中的45 min 利用较为充分，将教师讲课、学生听课、记忆甚至组织活动和互动研讨的过程都集中在课中，但容易忽视课前和课后的作用，学生既缺乏课前的预习，又缺乏课后对知识的巩固和应用。课中时间有限，这样的授课方式不能将学生在校时间得到充分利用，学生的学习效果大打折扣。

蛋与蛋制品加工行业迅速发展，新技术与新工艺不断被应用于蛋品加工中，但不能被及时编进教材。一些课堂教学过于依赖教材，没有适当地对教材内容进行扩展和更新，导致课堂教学内容与行业发展脱节，学生不能准确地将所学理论知识与实际生产结合，也会极大地影响教学和人才培养效果[4]。

2 基于UbD 理论的教学改革探索

针对传统课堂存在的一系列问题，课题组以UbD 理论为导向，对“蛋品工艺学”课程进行教学改革的探索，用真实的问题情境，借助丰富的课程资源，依靠先行的评价标准，组织丰富的教学活动，将课前、课中、课后相结合，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解，提高课堂教学的有效性，提升学生解决问题的能力，从而推动新工科背景下应用型人才培养目标的完成。

2.1 UbD 理论概述

UbD 理论指的是Understanding by Design 的缩写，即基于理解的设计，是由美国格兰特·威金斯和杰伊·麦克泰格开发出来的一种教学设计理论，即以明确的学习目标为起点，以促进学生有意义学习为宗旨、强调评价设计先于课程设计和教学活动开展的创新型教学设计模式[5]。它强调教学的最终目的不是为了让学生掌握某种知识或技能，而是运用所学的知识和技能有效地解决生活中的实际问题[6]。

UbD 理论多被应用于中学课程的单元设计中，在高等教育的课程设计中使用较少，但也具有十分重要的借鉴价值。UbD 教学设计的“目标、评价、活动”三阶段理论也为解决“蛋品工艺学”课堂存在的问题提供了有力的支撑和指导作用。

2.2 设置问题导向的学习目标

根据UbD 理论及新工科培养目标，学习的最终目的是有效地解决生产生活中的实际问题，应以此为标准来设置明确的学习目标。在“蛋品工艺学”课程中，以“皮蛋加工”章节为例，原有的学习目标重点是掌握皮蛋加工中的蛋白和蛋黄的凝固机理与凝固过程调控、蛋白与蛋黄的呈色、代铅物质应用机理、松枝花纹形成及风味形成的基本原理。经课题组研究后，以“怎样加工出无毒优质皮蛋”为目标问题，引导学生确定学习目标。为了解决目标问题，学生需要去了解优质皮蛋的评价标准（包括色香味形、无毒无害），进而研究蛋黄和蛋白的呈色机理、皮蛋特殊风味的来源及呈味机理、蛋黄和蛋白的凝固机理、松枝花纹形成的原理，以及传统皮蛋多食有毒的原因及解决办法。以问题为导向的学习目标，不仅能让学生知道“是什么”，还能激发学生去了解“为什么”“怎么做”，帮助学生提升解决问题的能力。

“皮蛋加工”章节问题导向的学习目标见图1。

图1 “皮蛋加工”章节问题导向的学习目标

2.3 建立前沿丰富的课程资源库

为了使学生在掌握基础知识原理的同时，能够紧跟时代发展，了解和掌握蛋品加工新技术与新工艺，课题组在授课过程中，除了使用课程教材外，还为学生提供了更多文字及影音课程资源，如蛋品行业发展动向相关文章、蛋品或畜产品相关的论坛和网站、前沿的蛋品加工技术文献、蛋品加工新技术新设备视频资料等。将这些资源整理成库，借助线上平台（如超星学习通） 进行共享，并且由课题组教师与学生一起逐年进行更新，不断扩大资源库容量，以这些课程资源为脚手架，让学生带着自己的问题，在探索中解决问题，从而提升综合素质。

2.4 先于学习活动建立评价标准

在UbD 课程设计中，评价标准应先于学习活动，且评价标准应是师生共同参与制定的，评价应由教师评价、学生自评、组内互评、组间互评等项目组成。学生和教师都能了解实际情况和评价标准之间的差距，使教学活动和学习活动具有指向性。同时，教师能够根据学生的学习情况调整教学活动，从而实现预期的学习目标[7]。据此，课题组利用课前时间，根据学习活动的安排，与学生共同制定全面可行的评价标准，以评价推动师生共同前进的课堂教学。表1 展示了某次分组任务的评价标准，利用超星学习通等线上平台能够很容易实现快速的评分与统计。评分标准中的教师评价及组间互评针对整个小组，而学生自评和组内互评针对学生个人，这样就能督促学生在合作完成小组任务的同时，也注重个人的表现，提升学生学习积极性。

表1 “禽蛋功能性成分提取及副产物加工利用”任务评分表

“禽蛋功能性成分提取及副产物加工利用”任务评分表见表1。

2.5 多样化教学活动促进主动学习

根据学习金字塔理论，主动学习（如讨论、实践、教授给他人等） 的学习内容留存率比被动学习（如听讲、阅读、视听等） 多出数倍。为了加强学习效果，应设计多样化的教学活动，将传统教师讲、学生听的被动学习转变为形式多样的主动学习。在“蛋品工艺学”课程中，课题组根据学生的学习表现，进行分层分组，除教师讲授外，还设计话题进行小组讨论，设置任务进行翻转课堂，让学生以问题为导向，自主进行实验设计，并提供实验条件，让学生在实验实践中巩固知识。将课前、课中、课后的时间进行合理的分配，提前布置任务，让学生在课前进行预习，课中主要用来进行研讨、互动，课后设计项目化任务或实验，使学生能够对所学知识进行应用。多样化的教学活动充分调动了学生的积极性，让学生成为了课堂的主角，提升了学生学习效率。

3 结语

在UbD 理论的指导下，“蛋品工艺学”教学过程充分调动了课堂师生的积极主动性，相比于传统课堂，主要有以下优点：①以问题为导向，设置明确具体的学习目标，使学生对知识掌握较为扎实，提升学生解决实际问题的能力；②丰富的课程资源库能够培养学生自主学习的能力、阅读和查阅文献的能力，扩展学生的知识面，使学生紧跟行业发展，能够将所学知识与实际生产相结合；③设置小组任务，培养学生团队合作能力，通过主动学习方式，提升学习效果；④突出学生的课堂主体地位，有效提升学生学业挑战度，增加学生学习行为，提升师生互动水平。这些优点有效解决了传统课堂存在的问题。

UbD 理论在“蛋品工艺学”教学改革中的应用，有效地促成了课程教学的三大目标，即知识传递→融通应用→拓展创造，避免了以往教师向学生单向输出教学的弊端，学生在整个过程中从被动变主动，不断进行思考，在课堂有效的时间内提高学习效率，掌握更多的知识。这种教学方式能够激发学生学习的兴趣和热情，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，符合地方高校服务地方的定位，对于培养应用型人才具有重要意义。