孙建安　江晓　姜宏　胡阳　黄文灿　张竞竞　毛相朝

摘  要：以学生为中心的教学方式是引导学生全面发展、培养顺应时代需求的新工科人才的重要教學改革方向。该文针对食品酶学课程传统教学中存在的问题与教学要求，从知识构筑维度、课堂教学维度、课后提升维度和创新突破维度进行教学模式的探索与应用，实现对学生基础理论知识与创新实践能力的引导与培养，从课程教学方面为培养食品领域新工科人才提供助力。

关键词：以学生为中心；食品酶学；教学模式；教学改革；新工科

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）14-0059-04

Abstract： The student-centered teaching method is an important teaching reform direction to guide students' all-round development and cultivate new engineering talents in order to meet the requirements of the times. In view of the problems and teaching requirements in the traditional teaching of Food Enzymology， this paper explores and applies the teaching mode from the dimensions of knowledge construction， classroom teaching， after-school improvement and innovation breakthrough， realizes the guidance and training of students' basic theoretical knowledge and innovative practical ability， and provides assistance for the training of new engineering talents in the field of food from the aspect of curriculum teaching.

Keywords： student-centered; Food Enzymology; teaching pattern; teaching reform; new engineering

教育部发布的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》（教高〔2018〕2号）指出，教育要坚持学生中心，全面发展，以学生全面发展为中心，既注重“教得好”，更注重“学得好”；积极引导学生自我管理、主动学习，激发求知欲望，提高学习效率，提升自主学习能力；增强学生的社会责任感、创新精神和实践能力。“以学生为中心”的教育改革是全球教育发展的必然趋势，是对传统的“以教师为中心”教育理念的全面提升和超越，通过创造多维度、多层次的学习环境，激发学生的求知欲、探求欲，将被动学习引导为主动学习，全面提升学生的学习积极性和学习效果，将全面提升高等教育的人才培养质量[1-2]。践行以学生为中心的教学理念，需要对课程内容编排、教学方式设计、人才培养模式和学生服务方式等方面进行系统性的重构与提升[3-4]。

食品酶学是食品专业学生的一门重要的前沿和专业基础课，也是一门食品领域应用性较强的课程。随着我国食品工业与生物技术的迅猛发展，酶学技术在食品加工中的应用占据着越来越重要的地位，食品酶学课程的建设对于提升学生的前沿知识与能力，推进新工科实施具有重要意义[5]。食品酶学的突出特点是基础理论兼顾实践应用，是一门综合应用型课程，涉及化学、生物化学、微生物学、食品分析检测、食品工艺学和分子生物学等领域，因此在教学过程中需要理论联系实际，注重知识的系统性和实用性[6]。但食品酶学课程教学具有内容繁杂、知识琐碎、原理抽象等问题，使用传统的教师全程讲授方式时，往往会出现学生被动听讲、课堂沉默、活力不够和参与积极性不足的问题，同时学生学习过程中对知识掌握深度不够，对能力培养的支撑不足，严重影响课程的教学效果[7]。同时，新工科的建设要求也需要课程注重学生个人素质和团队合作，以及实践能力、创新能力和工程能力等的培养[8]。针对这些教学问题与教学需求，课程组对食品酶学的课程内容进行了系统性的整理和重构，并就解决学习效率低下、学习效果偏差的课程教学痛点，进行了一系列多维度教学过程的设计和探索（图1），以期为食品专业相关课程教学与改革提供新的研究思路和方向。

一  知识构筑维度，套餐式学习强化

线上线下相结合的混合教学模式，能够突破传统课堂教学模式在时间和空间上的局限性，增强学生的自主学习和探索能力[9]。因此，为了加强学习效果，在基于常见的混合教学模式基础上，课程组深入开展线上线下、课上课下的复合式课堂资源库建设，依托BB教学平台与雨课堂教学平台，整理上传支撑不同内容方向的学习资料。通过学习任务单使学生明确每次课程的学习任务与流程，通过预习资料使学生对课堂内容有初步了解、并为重点难点内容学习提供铺垫；通过课程教案与课程PPT使学生课后复习抓住重点、有的放矢，提升学习效率；通过知识点思维导图使学生对课程内容的脉络与逻辑关系理解更加清晰，搭建知识框架、整体把握内容；通过课下测试使学生针对性地对未掌握好的知识点进行精准复习，达到以测促学查漏补缺的效果；通过拓展资料对课程内容进行前沿技术、先进理念、高水平论文和产业发展趋势等方面的前拓、纵挖和外延，拓展视野、提升素养；通过课后作业让学生依托课程内容进行探索式学习，增加课程深度；通过讨论与交流提出困惑、解答疑难，为学生的知识体系构建进行完善补全。以上“学习任务-预习资料-课程教案-思维导图-课下测试-拓展资料-课后作业-讨论答疑”的“学习套餐”使用，引导学生养成自主学习习惯，筑牢课程知识基础，有效提升课程学习效果，对学生能力也起到了有力的强化作用。

二  课堂教学维度

（一）  模块化知识重构

为保障教學学时，课堂时长被设计为50分钟一节，且为两节连上。虽然大学生学习自控力已达到成人水平，但在单项教学活动中，学生也只能将注意力保持15～20分钟，因此传统的连续讲授式课堂教学方式难以保障整堂课的学习效率[10]。为提升学生在整个学习过程中的注意力，课程组对课程的教学内容进行了模块化重构，并对每一模块内容进行了精细化教学活动设计。使授课过程中的每一个教学模块控制在20分钟左右，并在其中设计一次互动讨论、一次案例分析和一次实时测验，通过讨论深化内容理解，通过案例内化知识应用，通过测验监测学习效果。模块化的课堂教学设计，基于成人的注意力规律，在学生注意力即将分散的时候，通过互动讨论和实时测验，使学生从听课状态转为思考与讨论状态，在学习模式的转换过程中进行思维模式的调整，进而重新进入注意力集中的学习状态[11]。其中互动讨论的小组得分和实时测验的个人成绩已向学生说明计入平时成绩，无形中也给予学生一定的学习压力，使学生把压力转变为集中注意力学习的动力。“学习-思考-学习-思考”循环式的学思型模块化教学设计使教学从重学轻思到学思结合转变，同时对学习内容进行阶段化的总结与回顾，有效保障学习效率与学习效果，并能够根据学生的实时学习效果反馈情况对未掌握的内容进一步加强。

（二）  积分制小组协作

积分制形式可以用来激励参与人的积极性、衡量人的自我价值、反映和考核人的综合表现，可在课堂中对学生参与课堂的积极性与参与度进行评价，对传统课堂教学活动进行有效补充[12]。食品酶学是以理论教学为主的专业课程，采用全程讲授的教学方式效果欠佳。在讲授过程中穿插课堂点名提问，虽可起到一定的互动效果，但依然是学生被动参与的状态，教学效果仍不理想。针对这一问题，课程按照每组5～6人划分学习小组，小组成员的课堂互动表现计入小组积分并换算为平时分。这种情况下学生参与互动是为了小组积分和荣誉，而不仅仅是为了个人得分，这一措施有效增强了学生参与课堂的责任感和积极性。

小组积分制互动用于以下几个教学场景：①重点内容回顾。采用抢答方式，参与者都有小组积分奖励。此项活动可督促学生及时复习和巩固重点内容，抢答过程也可以充分集中学生注意力，使其迅速进入上课状态。②课堂启发交流。某些可以使用启发式教学的内容，让学生自主思考后主动抢答，给予小组积分奖励。③课堂分组讨论。某些需要讨论交流的问题，给学生2～3分钟的组内讨论时间，组员轮流担任小组长主持讨论，保障讨论效果的同时充分锻炼学生的组织能力和责任意识。讨论后进行抢答，其他小组可以进行补充，同样可以获得积分。④思政元素挖掘。对于有挖掘深度的课程思政案例，引导学生课堂发言讨论体会，从不同的角度挖掘出多样的课程思政元素。

小组积分可作为平时成绩的一部分，但更重要的是激发学生课堂参与积极性。每次课前通报各组积分，表扬领先的小组，鼓励暂时落后的小组。若出现积分过低的小组，提问讨论时适当倾斜参与机会，使其赶上大部队，避免造成失去追赶积极性的情况。黑板上实时展示每组的积分和每次的加分，同时“想方设法”给分，肯定学生参与，形成“你追我赶”的态势，达到鼓励式教育的效果。课上学生始终处于主动学习的活跃状态，使课堂由灌输课堂向对话课堂、讨论课堂转变，有效保障了学生主动参与课堂的积极性。

三  课后提升维度

（一）  阶段式课程设计

专业理论知识掌握不牢固、实践应用能力差、创新思维不足等问题是当前我国食品科学与工程专业学生所存在的典型问题，导致所培养学生的相关能力与食品行业的需求难以匹配。因此，加强学生的专业能力，提升食品专业毕业生的创新思维能力和工程设计能力，是当前我国高校教育所面临的重要课题[13]。食品酶学作为食品专业的一门基础课程，担负的教学任务不仅仅是知识的传授，还有学生工程设计能力的培养和工程思维方式素养的提升。为了达成这一教学目标，课程组在教学过程中采用了全程引导式课程设计作业的方式对学生进行训练，引导学生基于课堂理论查阅相关文献，完成针对某一种酶在食品加工中的应用过程进行课程设计，锻炼学生建立工科逻辑思维方式，分层次分阶段进行问题的分析与解决。为保障课程设计的质量，采用分阶段设计与实时检查反馈方式进行，将课程设计根据不同阶段内容划分为问题背景分析、解决方案思路、酶的来源与菌株筛选、酶的发酵与分离纯化、酶的性质评价、酶的应用工艺流程、产品的分离制备与预期效益分析等部分。要求学生完成每一部分后即上传BB平台课程设计讨论区，对各部分设计进行检查后及时给予修改反馈，对于方向偏离或原理错误的设计，也能及时提醒修正。阶段性的课程设计任务可有效避免学生对整体工作量较大的设计作业产生畏难与抵触情绪，在每个阶段不断地执行和进步中，不知不觉整个大设计就已完成，有效保障了知识内化与课程设计的完成质量。学生的信息查阅能力、材料组织能力、系统思维能力和工程设计能力都有了显著的提升。

（二）  研究式项目交流

项目式教学强调学生的主动性和参与性，学生在主动参与、解决问题、完成成果的各个阶段可有效实现理论知识与实践能力的互动，在听讲、交流、观察、检索、研究、合作和实践中推进项目的顺利完成，最终能展示成果并分享在这一过程中的收获。学生不仅会在知识层面得到极大提升，在综合素养方面也会受益匪浅，提升学生的学习成就感及获得感[14]。具备自主学习能力、信息整合能力、沟通交流能力，并养成终身学习的习惯，也是培养新工科人才的重要素质目标。为使学生具备坚实的知识和扎实的能力同时，提升其自主学习、信息整合、沟通交流等方面的素质，满足新工科对复合型人才的培养要求。因此课程在不同种类食品加工中酶的应用部分，采用了基于小组协作的研究式项目交流教学方式。在前面课堂教学部分，已就专利技术检索、中英文文献搜索的方法、酶的相关数据库的特点与使用进行了穿插介绍，为学生自主查找信息打下了基础。在项目交流准备阶段，给每个小组分别布置酶在不同种类食品加工中的应用题目，在资料和交流PPT准备过程中，每个小组建一个讨论群，并将课程组教师也拉进讨论群。有任何问题在群里随时讨论交流，并且在每一版的PPT整理好后，教师组都会查阅并提出修改意见，帮助学生进一步细化和完善内容，同时引导学生整理思政案例内容与课堂测试内容，使学生在准备思政案例与测试内容的时候，自主内化相关的素质提升内容。在PPT交流后，引导学生就PPT内容进行提问交流，提问次数同样计入平时分，并鼓励有深度的问题，给予额外加分。对于某些问题，PPT汇报小组解释不全面的，教师会进一步进行补充，以使学生充分理解消化相关知识。通过项目交流与讨论，有效提升了学生的信息检索能力、内容整合能力、问题分析能力、团队协作能力和沟通交流能力，并在完成的过程中将知识与能力充分内化为综合素质的提升。

四  创新突破维度，挑战性任务激励

高阶性、创新性及挑战度是一流课程建设设定的属性要求。在课程教学中，有价值的挑战性问题可激发学生的志趣，培养学生主动研究和学习的能力，形成面对困难时不断研究与创新的习惯和能力[15]。因此，为了增强育人效果，在研究式项目之外，课程还增加了挑战性任务激励。此任务主要针对学有余力，想进一步深化学习的学生，学生不参与挑战性任务不扣分，但任务完成质量高的学生可以进行额外的加分。如给学生介绍国际上流行的、曾辅助发表《Nature》期刊论文的经典蛋白质折叠游戏——Foldit，完成不同闯关任务可以给予不同的加分；又如引导学生结合项目内容或实验过程中涉及的酶的生产、分离纯化、反应器等设备，提出改进或设计思路，并绘制出草图，在此过程中发掘与激发学生的创新潜力。在课程的新教学方法引导下，2021—2022年课上已有3名学生以第一发明人授权了食品酶学相关实用新型专利。同时，课上在案例介绍的过程中，鼓励学生基于实验室技术，拟写创业计划，参加大学生创新创业大赛。学生依托课程支持主持与参与的创新创业项目分别获得全国大学生生命科学竞赛二等奖与山东省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖（表1）。课程挑战性任务的引导和支持，为一流本科人才的培养提供了有效助力。

五  结束语

在以学生为中心的教育思想指导下，食品酶学课程分别从知识构筑维度、课堂教学维度、课后提升维度和创新突破维度四个维度对课程内容、教学资料、教学方式与教学过程进行了重构。通过多维度教学模式的探索与实施，与传统的教学模式相比，新的教学模式可有效提升学生参与课程的积极性，同时对学生的责任意识、创新意识、工程能力和综合素质提升有着显著的促进作用。通过课程的系统学习与训练，使学生具备了扎实的理论知识和较强的应用能力，为培养具有实践能力、创新能力和工程能力的食品领域新工科人才提供了有效助力。

参考文献：

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基金项目：教育部产学合作协同育人项目“食品酶工程虚拟仿真实验”（202102072021）；国家级新工科研究与实践项目“海洋特色食品科学与工程专业政校企协同育人模式与实践平台建设”（2018105）；山东省高等教育研究项目“应用型本科高校医学检验技术专业创新创业教育与专业教育融合的探索与实践”（22HER042）；青岛滨海学院教学改革研究项目“医学检验技术专业产学研一体化人才培养模式的探索与实践”（2022JY24）

第一作者简介：孙建安（1984-），男，汉族，山东淄博人，博士，教授，博士研究生导师。研究方向为食品酶学与酶工程。

*通信作者：毛相朝（1981-），男，汉族，山东青岛人，博士，教授，院长。研究方向为海洋食品生物加工。