黄桂颖，汪 薇，任文彬，高苏娟，刘功良，于 辉，白卫东

（仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广东 广州 510225）

“食品生物化学”实验实践教学是高等食品科学教育的一个重要基础部分，是培养食品科学专业工作者和研究者的必备训练[1-2]。然而，目前的“食品生物化学”实验实践教学被视为理论教学的辅助部分，课程以教师设计和测试过的实验实践方法为授课方案，学生通过模仿和重复结果明显的实验实践方案完成课程。这类实验实践无法培养学生创新学习的能力，以及分析、解决问题的能力。为此，最大限度地利用实验实践课堂时间激发学生思考与提出问题的兴趣，提高解决问题和实践能力，是“食品生物化学”实验实践教学教学研究的首要问题。可见，引入适合的新型教学模式，有利于提高“食品生物化学”实验实践教学的效果，达到培养强创新应用型人才的目标。PBL和TBL教学模式较多地应用于“食品生物化学”理论课程教学中，但未见2种教学模式结合并应用于“食品生物化学”实验实践教学的研究报道[3-4]。分析了2种教学模式的结合在“食品生物化学”实验实践实践教学中的优势，以促进该课程实验实践教学的改革与发展。

1 PBL结合TBL的教学模式的优势

基于问题的教学模式（Problem-based Learning，PBL）是以激发学生的自主学习为目标，授课教师在教学过程中，引导学生自己发现与解决问题的教学方法。利用精心设计的真实性问题，引导学生通过发现现有学科问题，自主学习解决问题，并主动解决问题的过程。在此过程中，学生较好地提高了学习主动性、独立性和创新性。然而，随着科技的发展，食品生物化学学科的理论和实验实践研究较丰富和深入。熟悉“食品生物化学”实验实践方法，发现其方法在一些学科实验实践中的问题，并用创新思维去解决问题，对于单独的本科生来说，将需要面对较大的困难。以团队为基础的学习模式（Team-based Learning，TBL）是以学生组建的团队为基础，授课教师调动学生的积极性和创造性一起学习和探究的教学方法[5]。该模式可以通过组员合作的方式，较好地降低本科生单独实验实践的难度。PBL与TBL相结合的教学模式，教师提供实验实践背景知识、研究方法和注意事项等资料，让学生提出问题，并组成团队进行学习。小组成员以小组成员分析、讨论为主，共同完成实验实践和撰写实验实践报告。PBL与TBL相结合的教学模式，可以在激发学生兴趣与自主能动性的同时，以问题为导向，借助团队成员互助互补的力量较好地解决问题。

2 基于PBL-TBL的“食品生物化学”实验实践教学模式的构建

基于PBL-TBL的“食品生物化学”实验实践教学模式的应用需要有效解决三大问题。首先，随着计算机与网络技术的发展，教学资源多元化，信息化、智能化、数字化，学生如何通过正确途径掌握核心技术，并提出关键问题。其次，如何判断学生提出的问题难度是否合适，选择解决问题的方法是否有效。再次，在学生合作的团队中，是否每位成员的实验实践能力，提出和解决问题的能力，以及创新的能力都能得到相应的提高。为此，通过对教学目标和对象的分析，结合学科特点提出合适的实验实践教学方案，管理与优化实施过程，设置相应的保障措施与评价体系，以及收集反馈信息与完善教学方案，以达到较好的教学效果。

2.1 教学目标和对象的分析

“食品生物化学”实验实践课程教学目标一般包含3个阶段：熟悉知识与操作方法、方法的应用与实际问题的解决、方法的优化。传统教学模式在学生实验实践应用能力上培养不足，很难帮助学生实现从“实验室实验操作”到“解决学科问题”的转变。通过PBL的应用，将学科知识转化到特定的学科应用的问题上，得到符合本科生水平复杂度和难度的现实情境。该情境问题与对应知识点密切关联。面对情景中，注重引导学生提出问题与自主学习解决问题。通过TBL组队和指导的方式，帮助学生掌握自主学习、合作交流、有效沟通和解决实际问题等多种能力。以蛋白质电泳的实验课程为例，其教学目标是培养学生在熟悉掌握SDS-PAGE电泳法分离蛋白质的实验内容基础上，能以与学生合作的方式，提出现有食品产业遇到的一些问题，并使用SDS-PAGE电泳法分离蛋白质的实验方法给予解决。

2.2 实验实践教学方案的提出

基于PBL-TBL的“食品生物化学”实验实践教学方案应包括3个阶段内容。①教师选取合适的实验项目。综合考虑学生的实验实践操作水平和基础知识结构，选取操作难度较大的综合性基础实验作为该模式的实验实践课程。②学生自行组建5人学习小组。在课堂前，教师利用课程交互网络教学平台，将依据教学目标、实验实践原理、方法和操作的重点讲解，以及相关案例和最新进展等资料上传到教学平台，供学生学习。学生与小组内其他学生一起学习，并进行讨论与协作，提出该实验可解决的食品产业问题。教师对问题进行调整并实施。③制定实施过程中的阶段性要求，以及小组与成员的评价方案。④实验实践教学保障措施与评价体系的建立。教学效果反馈信息的分析与教学方案的改善。

2.3 实施过程中的管理

PBL教学模式的核心是问题的提出，学生提出问题的科学性、实战性、可行性和合理性是PBL模式是否能进行的关键[6-7]。TBL教学模式的重点在于学生组队并合作解决单个学生处理较困难的问题。根据应用型高校培养方案，基于企业需求和社会产业发展需要的问题提出，可行性高和实用性强，专业实验实践教学特色突出[8]。

PBL-TBL教学模式对教师与学生的要求高于传统教学模式：①对教师的产业问题识别能力、课程设计能力、过程控制能力和课程评价能力要求较高，建议以一个教学团队的形式多教师共同实施。②整个课程耗时较长，需要充足的教学课时分配。③参与“食品生物化学”实验实践课程学习的本科生大多数为二年级学生，其水平和精力有限，教师给学生提供的学习资源需要精心筛选，尽可能详尽，以缓解学生的学习压力。④由于后续的实验实践过程要紧紧围绕问题展开，在以“问题”为导向的教学中，问题的设计要符合行业发展的需要。增强学生的自主思考能力，提出相关问题，形成良好互动。⑤教师需要培养每位学生的团队合作精神与团队间竞争精神。对于部分不太会融入团队的学生，教师需要提前与该团队所有成员沟通交流，帮助每一位成员融入团队。鼓励小组成员积极讨论交流，提高学生的沟通能力和团队合作能力。因此，PBL-TBL教学模式在“食品生物化学”实验实践课程教学过程中尤为重要。

以SDS-PAGE电泳法分离蛋白质的实验课程为例、对教师在PBL结合TBL模式在“食品生物化学”实验实践课程教学中的实施过程管理。每个实验班级人数为30人，课前让学生分为6组，每组5人。组员观看SDS-PAGE电泳法分离蛋白质的相关书籍与网络教学视频，以及查看教师提供的关于鱼肉保鲜的综述。组员讨论分析鱼肉保鲜过程中是否存在变化；如果蛋白质有发现变化，提出变化的原因及影响；使用论坛或者留言共享等功能让学生进行留言；教师通过学生的留言、消息等进行筛选和整理，总结出学生在此过程中出现的技术问题，分析学生团队共同探讨学习的程度。在课堂实施阶段，SDSPAGE电泳法分离蛋白质的实验作为综合实验，用3次课完成，授课时间为9学时，共计360 min。由于该实验有脱色步骤，耗时较长，该可分2 d完成。该课程分为以下阶段进行：①各学习小组以PPT形式汇报各组的实验实践设计，包括了SDS-PAGE电泳法分离蛋白质的实验的原理与步骤、操作难点与注意事项和预期的结果等。教师引导学生通过观看其他组的讲解与分析，讨论与解决一部分各小组课前提出的问题。同时，尝试引导组与组之间相互回答对方的问题。经过讨论仍无法解决的问题，教师给予回答。②教师设置场景并引导学生提出问题。教师设置场景为鱼肉保鲜企业的技术分析部门，引导各小组通过讨论提出企业鱼肉保鲜中遇到的蛋白质变化问题。并分析鱼肉保鲜中蛋白质是否存在变化，该变化是好还是不好，如果不好，如何使用SDSPAGE电泳法分离蛋白质的测试方法进行判断。③各学习小组根据实验实践设计，对现有的3种不同保鲜方式的鱼肉进行分离。自己动手操作配试剂和准备设备，包括凝胶贮备液、分离胶缓冲液、浓缩胶缓冲液、电极缓冲液和上样缓冲液等试剂的配置，以及垂直板电泳槽、电泳仪、长滴管及微量加样器、烧杯、量筒、培养皿和枪头等设施的准备。教师在实验过程中是引导者，在必要的时候，引导学生对SDS-PAGE电泳法分离蛋白质实验基本操作进行实验。④实验结果的分析和总结，学习小组分别分析不同保鲜技术下的鱼肉蛋白的分解情况与原因，指出不同保鲜技术的优劣。组员分别撰写实验报告。

PBL-TBL教学模式下SDS-PAGE电泳法分离蛋白质实验课程各环节的时间分配见表1，PBL教学模式在SDS-PAGE电泳法分离蛋白质实验课程中的问题设计见表2，TBL教学模式在SDS-PAGE电泳法分离蛋白质实验课程中的应用见表3。

表1 PBL-TBL教学模式下SDS-PAGE电泳法分离蛋白质实验课程各环节的时间分配

表2 PBL教学模式在SDS-PAGE电泳法分离蛋白质实验课程中的问题设计

表3 TBL教学模式在SDS-PAGE电泳法分离蛋白质实验课程中的应用

2.4 保障措施与评价体系的设置

（1）保障措施。保障措施包括3个方面。首先，熟悉实验方法，记录与分析每次教学时学习遇到的问题，为下次教学积累需要提出的“问题”，确保学生主动顺利完成实验，能灵活运用实验，并有效提升实验能力。其次，与企业保持密切的联系。对于企业提出的技术问题进行记录与分析，作为课堂场景设计的素材，以及引导学生提出与企业共鸣的技术问题。最后，教师通过分析教学平台学生的讨论和留言，学生实验实践设计和实验实践操作过程，学生对实验结果的分析与理解，学生在整个实验实践环节中回答问题和提出问题的情况，学生单独学习与小组学习效果差异的观测，以及教学效果评价的方式，修正教学方案和方法。

（2）评价体系。“食品生物化学”实验实践课程评价以综合评价的方式进行，分为课前预习（20%）、实验实践过程（60%）、实验实践结果与分析（20%）3个部分。其中，学习小组成绩（小组PPT汇报得分+回答问题得分+实验实践结果汇报得分）和个人成绩（实验实践操作得分+提出与回答问题+实验实践报告得分），占比分别为60%和40%。

2.5 教学效果评价

采用综合评测、匿名问卷调查、企业实习效果追踪和就业后用人单位反馈4种方式来评价PBL与TBL相结合的教学模式在“食品生物化学”实验实践课程中的应用效果。①综合评测。对学生课前预习、实验实践过程、实验实践结果与分析的成绩的每一项成绩，以及小组成绩与个人成绩的每项成绩进行分析，查看高分段与低分段的情况，并进行统计学分析。②匿名问卷调查。对实验实践班进行无记名问卷调查，包括了学生对PBL-TBL教学模式的认可度、课堂气氛，增强学习的兴趣、自主学习能力、个人的创新能力，培养团队合作精神，降低个人单独学习的难度，加深对实验机理与操作的理解和掌握，熟悉各项实验服务产业的位点。

3 结语

“食品生物化学”实验实践课程是培养食品科学研究与应用人才的重要基础课程。因此，“食品生物化学”实验实践的教学是食品学科中不可替代的环节，也是培养创新型人才不可缺少的途径。PBL结合TBL的教学模式提高了教学资源的利用率，较好地促进学生自主发现食品产业中的问题和主动解决问题的能力。通过团队合作，较好地解决难度较高的问题，达到传统教育模式下难以达到的教学效果。