陆乃彦 唐雪 蒋将 孔祥珍 王淼

[摘 要] 数字化教学不仅便捷，而且能够为学生提供多样的学习方法，在灵活性、连续性和可选择性等方面有非常突出的优点，能够极大地扩展教育和受教育的方式和内容。以江南大学食品学院“生物化学”专业核心课程为例，介绍了该课程在数字化建设方面取得的进展和成果，包括数字化教材建设、在线课程建设和实验课程数字化建设等，为食品学科相关课程的数字化建设提供了思路和参考。

[关键词] 食品学科;生物化学;数字化建设;在线课程;教学改革

[基金项目] 2019年度江南大学本科教育教学改革研究项目“基于OBE理念的生物化学教学改革实践与探索”（JG2019070）;2015年度江苏高校品牌专业建设工程资助项目“食品科学与工程”（PPZY2015A052）

[作者简介] 陆乃彦（1985—），男，江苏无锡人，博士，江南大学食品学院副教授，主要从事食品科学与工程研究;孔祥珍（1980—），女，山西晋中人，博士，江南大学食品学院教授（通信作者），主要从事植物蛋白科学与技术研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）52-0060-04    [收稿日期] 2021-08-19

随着网络的普及和信息技术的发展，在线教育得到极大的普及和发展[1]。数字化教学不仅便捷，而且能够为学生提供多样的学习方法，在灵活性、连续性和可选择性等方面有非常突出的优点，能够极大地扩展教育与受教育的方式和内容。

江南大学食品学院“生物化学”课程是面向本校大食品专业学生的专业基础必修课，是开设此专业以来每年必开的课程，主要面向食品学院本科大二上学期的学生，每年全课程组授课人数300余人。通过本课程的学习，学生在掌握生物化学的基础理论和常用技术的基础上，还需要学会将生物化学知识用于推演、分析和解决食品制造中的复杂实际工程问题并提出解决方案。依托食品科学与工程“双一流”重点建设学科，江南大学食品学院生物化学课程组从2000年开始进行了近20年的努力探索，致力于本课程的改革与实践，逐步完成了精品课程建设、双语课程建设和卓越课程建设，并出版了配套的“十一五”国家级规划教材。近年来，为了适应新形势下的课程教学，我们在多年积累的基础上，对本课程进行了更进一步的数字化建设和应用，取得了丰硕的实践成果。

一、在数字化教材建设方面实现重大突破

“生物化学”是食品类专业最重要的专业基础课之一。自20世纪80年代后期我国食品专业的教学体系逐步与国际接轨以来，本科院校大食品专业开设的“食品生物化学”逐步被普通“生物化学”和“食品化学”两门课替代，使学生的专业基础更加扎实。但是，在教学过程中缺乏一本适合食品科学与工程、食品质量与安全及农产品加工等大食品本科专业使用的普通生物化学教材。对于从事食品生产和加工的专业技术人员来讲，他们所面对的工作对象和产品的消费对象均为生物体，需要全面了解生物体的化学特征。现有的食品生物化学教材侧重于食品加工过程中的生化变化，而普通生物化学教材对于食品生产和加工的专业技术人员来讲针对性不强。随着社会对食品营养与安全专业人才需求的大量增加，这些专业人员既需要懂得食品加工过程中食品材料的生化变化，也需要懂得食品与人体健康和疾病的关系。

在中国轻工业联合会“十三五”数字化教材建设项目的支持下，我们在原编教材的基础上，以食物和食物的消费者——人为中心，全面和系统地介绍生物化学的基础理论和知识，重新编写了一本适合大食品专业学生的教材《生物化学》（供食品及相关专业用）。书中基本概念论述力求准确，深度适中，既紧紧扣住生物化学的基本内容，又力求反映生物化学研究的新成果、新进展、新的研究手段和方法，以达到拓宽基础、开阔视野、加强对学生的科学素养和能力培养之目的，可供大食品专业（食品科学与工程、食品質量与安全及农产品加工等专业）的专科、本科及研究生使用。该教材于2017年出版，并入选江苏省“十三五”重点建设教材、中国轻工业“十三五”规划教材。

二、建设在线课程，实现优质资源共享

随着互联网、云计算等现代信息技术的蓬勃发展，精品网络课程的建设和完善在技术层面得到了强有力的支撑。在线课程能够解决学习者在时间、空间、学习门槛等方面受到的制约，对公平享有教学资源具有促进作用，也对教学团队和学校的影响力有一定的提升作用。利用互联网技术与信息化课程的融合，能够制定全新的课程体系，改变传统教学方式，并利用在线课程平台建立一套合理有效的沟通机制，及时解决学生在学习过程中遇到的问题，从单向输出的教学形式向双向互动形式转变。

另外，在信息大爆炸的当下，对于经验相对不够丰富、专业知识相对薄弱的学习者来说，在众多网络资源中科学有效地寻找、筛选和辨别出优质教学资源有一定难度，通过教学资源库的构建，能够有效整合课程相关素材，使学习者能够方便快捷地获取有效知识，促进优质资源共享，提高自我学习、自我提升的质量[2]。为了辅助课堂理论教学，方便教师与助教在线答疑、学生在线预复习、重修生协调学习，也为了实现优质资源共享、扩大教育范围，在江南大学在线课程建设项目的支持下，课程组共同努力，完成了“生物化学”在线课程的建设工作，供校内外学生和相关专业人士使用。在线课程的主体由课件、课程视频、题库、考核和在线讨论互动等部分组成，其中课程视频是核心，是教师将教材上的知识凝练后的直接体现。通过对知识点进行重新梳理和解析，特别是运用了经验丰富、讲解生动的课程视频，能够激发学习者对枯燥理论知识的学习兴趣，降低认知难度，使学习者更容易捕捉到课程中的核心信息和重点内容，提高学习成效。因此，完成一门制作精良、内涵丰富、逻辑清晰的在线课程，需要长期的积累和优化[3]。在2012—2014年江南大学“生物化学”卓越课程建设过程中，江南大学食品学院“生物化学”课程组在实际教学过程中进行了全程录像，并通过简单剪辑制作了教学视频。然而，由于当时技术、条件、经费等方面的限制，视频在画质、效果、背景噪音等方面存在一定的不足，并且经过了几年的时间，本课程在教材、课件和内容等方面都有了较大的变化和发展，因此，我们对该视频及其内容进行了重新梳理和扩充，并运用全息拍摄技术，重新拍摄制作了“生物化学”全套教学视频。

同时，为了进一步丰富本课程的国际化元素，我们邀请了美国康奈尔大学食品科学系Regenstein教授录制了三个专题讲座视频，以拓宽学习者的国际化视野。另外，为了进一步扩展学习者的知识面，让他们了解现代表征技术在生物化学中的应用方法和优势，我们邀请了食品学院测试平台经验丰富的工程师拍摄了“激光共聚焦荧光显微镜在生物化学中的应用”等专题视频，进一步扩充了在线课程的优质资源，为学习者在未来的学习、研究中根据实际需要选择和运用先进表征技术装备奠定了基础。该教学视频总时长超30小时，通过适当的教学情境和视频单元，序化教学过程，将教师讲解、示范、讨论等内容有效融入其中，可产生较好的教学效果。我们以江南大学慕课平台为核心，建设完成了“生物化学”在线课程，目前已运行超过一年，拥有较为完善的教学视频、教学课件、习题库等软件资源，成为学生预复习、自测、自主协调学习时间等方面的利器，一个教学周期内点击量超11万次。在后续的实践中，我们将不断补充优质资源，增加前沿专题讲座，进一步对其进行优化。

三、建设配套数字化实验课程，辅助理论教学

食品科学是一门应用型学科，“生物化学”更是一门实验性课程。理论离不开实验的支持，其配套的“生物化学实验”课程是理论课程的有力补充。通过实验课程的学习，学生能够掌握生物化学的相关技术，将理论与实践相结合，加深对生物化学基本理论的理解，从而提高学生的创新能力、实验设计能力、动手能力和统筹能力。我们在对理论课程进行数字化建设的同时，也没有忽视对应实验课程的数字化建设。为通过理论与实验相结合，更好地进行教学活動，提高学生的综合能力，我们拍摄了“生物化学实验”课程视频以辅助教学，一方面帮助学生预习，另一方面也能够将教师在实验准备工作中的要点更好地展示给学生。

另外，我们与江南大学网络与继续教育学院、数字媒体学院共同完成了《生物化学虚拟仿真实验》的建设工作，经过多次试行和优化，目前已经在江南大学虚拟实验室上线。该虚拟仿真实验从实践教学的角度出发，以学生操作为主体，将食品生物化学实验的方法、技术与仿真软件相结合，采用3D虚拟仿真技术指导学生进行在线学习及模拟操作。通过该虚拟仿真实验教学项目，一方面，能够解决传统实验教学存在的问题，比如因区域、疫情等客观条件限制导致无法开展实验，因实验毒性强、难度大、耗时长而导致不易在传统教学中实现，因人数多、设备紧张导致实际参与程度较低等;另一方面，能够高效管理实验教学资源，有效实施网上实践教学，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校食品学科专业的虚拟仿真实验教学需求，进一步扩大教育范围[4]。

四、针对食品学科实践性需求，建设案例库及题库

食品学科是一门实践性极强的学科，食品行业对食品本科专业人才的综合素质要求不断增强，迫切需要创新型、实践型人才。另外，伴随现代科学的迅速发展，“生物化学”课程已经从以物质代谢为中心的传统教学模式转移到了以基因信息传递为中心的新型知识框架。现代生物化学学科跨度大、更新迅捷，知识体系日新月异。“生物化学”是医药、农业、发酵、食品等众多领域的重要基础课程，对其他相关专业课程知识体系和技能的学习具有先导性、基础性和支撑性的作用。基于本课程的重要性和实践性，国内外众多专家编写了不同版本的教材，并附有配套的习题。其中，国内配套习题或题库主要以记忆型、概念型题目为主，与实际生化现象特别是食品学科中实际生化现象相关的内容较少;而以Lehninger编写的《生物化学原理》为代表的国外教材，则在内容上增加了许多知识性的扩展阅读，并在习题中举了大量实际应用的例子，引导学生进行知识迁移和思考，来解释相关的生化现象。

“生物化学”是医药、生物、食品等多个学科领域共同的基础课程，而现有题库中大多是一般性题目，适用于多个学科，缺乏食品学科的针对性，并且使用时间较长，题目相对老旧;另外，作为一门实践性学科，在食品的开发、加工、生产、储存过程中有大量的生化现象和案例，非常适合也很有必要作为食品学科的学生在学习本课程的过程中了解甚至掌握的内容。在理论课程讲授过程中，我们已经尽可能地与食品学科相联系，以相关典型案例作为切入点，加深学生的理解和联想，但是在作业和考试中的体现依然有限。作为“双一流”重点建设学科，对本科生的培养不能局限于知识点的记忆，需要进一步提高学生的阅读能力、理解能力、知识贯通能力、举一反三能力等综合素养。案例分析是培养学生综合素质的手段之一，为了优化本课程，更好更快地协助我校提升食品学科的本科教育质量，培养创新实践型人才，我们积极学习国内外优秀经验，结合我校食品学科的特色、成果和优势，立足于我校食品学科特色及优质教育资源，以具体的实际食品体系为背景，对学生进行启发式、探索式培养，努力完善针对食品学科需求的“生物化学”课程的数字化案例库及题库。

我们针对生化理论课程中涉及的知识和原理，结合食品学科，参考国内外教材、文献和研究成果，搜集、整理或撰写相关食品体系的背景、原理、应用、现象等成体系材料，建立数字化生化案例库，并分享给学生，供其自学使用;再以该数字化案例库中的知识点为对象建立题库，每个案例都有对应的题目，以分析型题目为主，学生通过对案例的学习自主理解题目，并运用学到的生化原理和知识进行作答，培养学习者的阅读能力、理解能力、知识贯通能力、举一反三能力等，提升教学效果。对于有志于在食品学科领域进一步深造学习的学生，以及在相关领域工作的专业人员，这种学习方式能够帮助他们将所学知识与实际应用融会贯通，更快更好地适应身份的转变。

在取得一系列教学改革实验成果的同时，本课程组通过传帮带逐步建立了一支中青结合、交叉互补、力量雄厚、具有优良教学传承的教师梯队。课程组教师富有教学热情和教学感染力，并致力于教学的改革与实践。课程组共同出版的新教材《生物化学》（供食品及相关专业用），内容丰富而全面，尤其适合食品专业人员使用，出版三年以来，已成为国内许多高校食品专业使用的教材，也成为众多相关从业人员和技术人员的重要参考资料。课程组的一系列成果对于校内乃至国内食品科学领域相关课程的数字化建设和应用，具有一定的借鉴意义。

数字化教学是教育现代化的核心内容，是课程改革的新目标，将数字化教学应用到课堂教学中，能够改变学习的时空观念，虚实结合，迅速反馈和检验教学效果，从而及时解决问题，提升课堂效率，也是实现资源共享、扩大教育范围的有效方法。在新冠肺炎疫情期间，在线课程更是成为一种重要的教学手段。我们将在后续的探索实践中进一步优化和完善“生物化学”课程的数字化建设，通过“爱课程”等公共平台推广到校外开放使用，扩大教育范围，实现资源共享，发挥其应用价值[5]。

参考文献

[1]杨平.“生物化学”数字化教材的建设探讨[J].职业教育研究，2014（4）：155-157.

[2]薛华，汪晓峰.“生物化学实验”课程数字化教学初探

——以北京林业大学为例[J].中国林业教育，2017，35

（S1）：55-57.

[3]刘晓彦.浅析教学信息化背景下高校数字化教学资源建设[J].中国管理信息化，2020，23（7）：228-229.

[4]熊宏齊.虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新[J].实验技术与管理，2020，37（5）：1-4+16.

[5]顾晓薇，胥孝川，王青.国家精品在线开放课程建设研究[J].现代教育管理，2020（6）：77-83.

Digital Construction of the Core Course of Biochemistry in Food Science

LU Nai-yan， TANG Xue， JIANG Jiang， KONG Xiang-zhen， WANG Miao

（School of Food Science and Technology， Jiangnan University， Wuxi， Jiangsu 214122， China）

Abstract： Digital teaching is not only convenient， but also can provide students with a variety of learning methods. It has outstanding advantages in flexibility， continuity and selectivity， and can greatly expand and facilitate the methods and content of teaching and learning. This paper takes the core course of Biochemistry as an example， which is offered by the School of Food Science and Technology of Jiangnan University， and introduces the progress and achievements of Biochemistry in digital construction， including the construction of digital textbooks， online course construction， and the digital construction of experimental courses， etc. The paper also provides ideas and references for the digital construction of the related courses in food science.

Key words： food science; Biochemistry; digital construction; online courses; teaching reform