“新工科”背景下翻转课堂教学模式在“食品生物技术”教学中应用的探索

邱益彬，雷 鹏，李 莎

（南京工业大学食品与轻工学院，江苏南京 211816）

在教育改革发展大背景下，传统的教学模式已逐渐显现出诸多不足，不再满足多元化教学的要求。传统教学模式以传送知识为主要目标，教师在组织教学活动过程中以权威的方式对课堂进行机械式的掌控，只将讲授知识作为重心，实则这一过程大大忽略了学生的内在体验度和参与度[1]。在传统教学模式下，学生只是被动式的装填知识，在处理实际问题的时候并不具备灵活运用知识的能力。近年来，MOOC 慕课、微课等一大批优质课程资源的互联网教学模式的出现，对传统的教学模式产生了巨大的影响。这些网上课程虽然趣味性有很大的提高，并没有从根本上摆脱传统讲授式的教学模式[2]。翻转课堂起源于美国，是一种基于现代信息技术而发展起来的新兴教学模式。翻转课堂是一种将技术的使用与实践活动相结合的教学环境，在翻转课堂中，典型的课堂讲授时间被劳动实践和课堂活动所取代。在课外时间，学生专注于观看每周3～6 h 的课程或讲座，课外时间则用来完成学习活动，学生可花更多的时间积极参与学习活动[3]。结合互联网丰富的课程资源和名师讲座等线上资源，这种新的教学模式不仅可激发学生参与课程的主动性和积极性，同时可培养学生自主学习、锻炼学生思维和实践应用能力[4]。这样的培养模式符合工程教育认证主要倡导的学生中心理念。因此，翻转课堂这一新型教学模式的引入，对于探索新工科创新人才培养改革具有一定借鉴意义。

1 “食品生物技术”课程特点与教学方法现存弊端分析

“食品生物技术”是食品科学技术和现代生物技术相互渗透而形成的一门交叉学科，该课程系统讲述了基因工程、酶工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、食品生物工程下游技术等现代生物技术基本理论知识及其在现代食品工业中的应用[5]。该课程具有较高的前沿性、综合性强、知识性和实践性高度结合等特点，通过该课程的教学能够使学生掌握几种在食品生产中应用的重要生物技术原理，并运用所学的基本知识和方法针对食品加工、贮藏保鲜、分析检测、质量控制及设计生产新型食品、食品配料或辅料的关键问题进行解决，充分认识食品生物技术在食品工业发展史中的地位及其对食品工业发展的推动作用。当前针对“食品生物技术”课程的教学主要存在以下的问题：①课程内容抽象复杂，学习难度大。“食品生物技术”主要以“填鸭式”的讲授法为主，传统教学形式单调。因课程知识点较抽象，重理论轻实践的传统授课模式很难使学生保持较高的学习兴趣。②教学内容无法及时更正改进。随着现代生物技术的快速发展，食品生物技术领域正不断涌现新方法和新成果。传统食品生物技术的教学模式注重教师以传授书本上理论知识为主，课堂上很少有足够的课时给学生普及学科发展前沿动向，因此整个教学活动难免枯燥乏味。③整个教学活动缺少相关实践性。因缺少相关实验课的开展，学生在学习过程对于涉及一些抽象的原理和复杂的实验流程的知识点往往不能掌握课程内容，学习效果差，更谈不上学以致用。

2 翻转课堂在“食品生物技术”课程中的设计与实施

针对“食品生物技术”教学过程中现存的问题，者提出将课堂翻转理念应用于该课程包括课前准备阶段、课中实施阶段和课后评价阶段3 个部分的教学设计来进一步提高该课程教学质量。

基于翻转课堂的食品生物技术课程教学设计见图1。

2.1 课前准备阶段

在课程开始前，教师在课程群中安排学生以4～5 人/组自由分组、每组推选一位组长，建立针对食品生物技术的课程讨论小组。在课前教师发布学习任务清单，主要包括网络上微课慕课线上资源、教学大纲与PPT 课件及针对视频设置相对应的课前习题。在自主学习过程中，学生可在课程群中进行互动、分享进度和进行提问交流。教师结合课程网站后台对学生学习情况进行追踪，并将学生课前章节答题情况计入到学生平时成绩中。

2.2 课中实施阶段

在课堂中，教师主要对教学目的、要求及重难点对学生自主学习的内容进行快速总结和梳理，重点对学生自主预习较难理解部分和容易忽视的知识点进行点拨。对课程内容的讲解主要以随机提问的方式进行，以便掌握学生的课前学习情况。利用“雨课堂”在线辅助工具，教师在课堂上针对每章节知识点设置练习题，通过学生实时答题的情况来反映学生对所学知识的掌握情况。由于翻转课堂教学模式下节约很多课堂上讲授知识内容的时间，教师可通过分享优质的线上资源。例如，基于教学内容的专家前沿讲座汇报、基因工程、酶工程等前沿生物技术在食品领域中的应用及具体的原理和操作步骤等动画展示，让学生对这些技术的了解不仅仅局限在对书本上知识的认识。与此同时，在课堂上师生通过情景展示对“食品生物技术”教学内容、基本操作、话题进行更深层次的互动交流；对学生的课堂表现、雨课堂签到数据、习题测试情况和标记“不理解”的课件内容进行统计汇总，及时跟踪反馈，最终提升学生的实际应用能力。

2.3 课后评价阶段

为激发学生自主学习能力和提高学生参与课程的积极性，对于课后的评价与反馈主要采用学生讨论小组自主命题的课后作业形式。具体主要包括学生自主命题、小组合作完成答题和建立食品生物技术课程题库3 个阶段。根据课程内容教师指定出题类型与数量等具体要求，如根据基因工程及其在食品领域中的内容，命题涵盖填空题、选择题、判断题、简答题、问答题等。学生以组为单位进行符合教学要求的试题进行商量讨论、择优选取。选题结束后，各小组之间按照题目互换进行答题挑战。学生对于课后或单元学习结束后，能够进行边复习、边思考，对于重难点知识在弄懂的基础上出相应考题，通过这种自主命题的方式，能够使学生充分发挥主观能动性、创建性和批评性，能够更加深思熟虑，积累投入到课程复习和巩固中去。最后教师做好把关工作，根据各个小组学生课后答题作业中，评估学生对基础知识的理解与掌握程度，对于相应知识学习领会较为薄弱的学生进行辅导；根据每章单元学习的好题+妙题进行精心挑选，建立针对食品生物技术的课程试题库，对提高学生的翻转课堂学习效率有良好补充。

3 翻转课堂在“食品生物技术”课程中的应用评价

在应用翻转课堂模式应用于“食品生物技术”教学过程中时，教师需进一步合理选用网络、视频资料，通过讲述基因工程、蛋白质工程、发酵工程等食品生物技术基础理论知识与专业技能，阐述食品生物技术对现代人类生产方式和生活方式的影响，引导学生要开拓思维，善于利用现代生物技术，为中国食品工业及生物技术工业，尤其是功能食品工业的长足发展贡献自己的一份力。在改善食品品质，提高食品产量，开发新型食品和食品新资源中的前景与应用的描述中，引导学生广泛涉猎相关学科知识，提高自己的专业领域核心竞争力。鼓励学生针对食品生物技术的原理、方法和手段，对现有食品工业生产工艺进行优化或设计新型食品、食品配料或辅料，借以提高民众的经济收益和产品附加值，在研发过程中践行党中央提出的科技兴国、人才强国战略。对食品生物技术行业相关发展的典型案例进行分析，使学生懂得科技创新的重要意义，提高学生的创新意识，培养学生工匠精神和家国情怀等正确的价值观。同样，食品生物技术代表着未来食品发展的方向，但仍存在一定的潜在风险，引导学生自觉维护食品安全的职业道德原则。这些建议对于翻转课堂在食品生物技术课程中的实施能够发挥一定的作用。此外，与传统教学理念不同，翻转课堂的设计需要教师对于课堂内容进行重设计，这给教师尤其是青年教师带来了新的挑战[6]。教师需要考虑学生的风格和需求来挑选教学材料，注意对翻转课堂讨论的问题、深度及做好及时的总结。

总之，基于翻转课堂的教学活动是复杂的，也是对于传统学习方式的改动，教学课堂、教学主体、教学素材、教学环境等多种因素都会影响教学的整体效果。虽然对当前翻转课堂的设计和构建做了一些有意的探索，而不断优化完善更科学、合理的翻转课堂教学体系在今后的食品生物技术教学与实践中仍值得进行不断的探索。

4 结语

作为一种新型教学模式，翻转课堂对于学生和教师而言，意义重大。翻转课堂更加注重学生对学生自主能力的培养，学生可以利用互联网优质资源进行自主多元化探讨学习；同时，这种学习方式也是对固有书本知识里对食品生物技术前沿科研进展缺乏的良好补充。对于教师而言，教师转变为学习的督促指挥者，由于旋转课堂极大地减轻了教师的课堂负重，教师可以一定程度上更有利于形成自身的教学特点和教学风格。另外，教师可与学生之间更多方位的交流，更进一步了解学生对知识的掌握情况，提供更及时的帮助。采用翻转课堂教学模式，既有利于对于整个教学过程的监控，保障高校教育的质量，同时对学生的学习关和全方位能力的培养也起到重要作用。以“食品生物技术”课程为例，对这种新教学模式实施路径和关键问题进行了应用探索评价，为更多课程的教学研究提供参考。