基于慕课基础的“食品化学”实验课教学方法探索

2019-05-08张洪微崔素萍张丽媛

黑龙江教育·高校研究与评估 2019年4期

张洪微　崔素萍　张丽媛

摘要：“慕课”是适应互联网时代发展的新的教学模式，它具有“开放、共享”的特点，基于“慕课”基础的“食品化学”实验课教学方法改善了传统教学模式中存在的弊端，符合我国对创新型人才培养的要求。通过对教学内容的优化、网上教学资源平台的构建、翻转课堂的实验及考核方法等方面的论述，探讨了基于慕课基础的“食品化学”实验课教学方法的构建及探索，希望为“食品化学”实验课教学改革提供参考依据。

关键词：“慕课”;食品化学实验;教学方法

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2019）04-0030-03

“慕课”（MOOCs）一词源于美国，是由Downes和Siemens依据同伴学习模式中的“连通性”，在2008年正式提出的，意为大规模网络开放课程[1-2]。早在2001年，美国麻省理工学院完成了校内所有课程资料的开放工作，正式开始课件开放项目。随后联合国教科文组织首次提出“开放教育资源（OER）”概念，将课程、项目和经验等内容作为教育资源进行开放，并以免费共享的形式进行传播，这些工作为“慕课”平台的建立打下了良好的基础[3]。随着互联网技术的快速发展，Udacity、edX、Coursera等三大“慕课”资源平台相继成立，开始进入“慕课”时代。2013 年“慕课”引入我国，各个高校开始积极进行慕课建设[4]。

“慕课”借助互联网信息技术，改变和丰富了高校传统课堂教学模式，突破了学习者时间空间等外部因素的限制;为学习者自主学习提供了优秀的教育教学资源，最大程度地实现了教育资源的最优化配置及最大化效益。但如何将“慕课”应用于高校的教学中，使其发挥最大的作用，需要教学和科研工作者进一步探索和实践。

“食品化学”是食品学科重要的专业基础课，课程内容理论性和学科交叉性较强，涉及的内容繁杂、范围较广，是学习食品学科专业课和进行相关科学研究、从事食品相关行业工作的重要基础[5]。“食品化学”实验课是食品化学课程不可或缺的组成部分，可帮助学生理解理论知识、提高学习兴趣、锻炼学生的实验技能。传统的“食品化学”实验课教学方法是教师先详细讲解及部分示范，学生再按照实验指导书中的步骤操作完成，课后完成实验报告。这种教学模式不利于激发学生学习的主动性和兴趣，也不利于培养学生的探究精神、创新精神和相互协作的能力，降低了实验课的教学效果，因此亟须对“食品化学”实验课教学方法进行改革与尝试。近年来许多高校的“食品化学”课程开展了改革与创新，取得了良好的效果[6-8]。但这些改革多集中在实验内容、实验设备、教学管理等方面，对于“慕課”的教学方式在“食品化学”实验教学中的利用鲜少有研究。黑龙江八一农垦大学食品学院食品化学课程组在“食品化学”实验课的教学中进行了“慕课”的探索与尝试，以期为高校利用“慕课”教学提供有价值的参考。

一、基于“慕课”基础的实验教学设计与建设

黑龙江八一农垦大学“食品化学”实验课自开设以来，一直遵循“实验员准备试剂及仪器—教师讲授原理及示范—学生操作完成实验—撰写实验报告”的传统模式，学生在学习过程中处于被动的状态，缺乏学习主动性和积极性，实验报告也常出现雷同现象，使教学效果无法达到最佳状态。“慕课”的教学方式则与这种传统的教学模式完全不同，“开放、共享、在线学习”的特点提高了学生自主学习的要求，通过“学生课前网络在线学习及讨论—课堂实验操作及师生互动—课后反馈及完成作业”的流程，使学生在学习过程中处于主体地位，提高学生的学习兴趣。根据“食品化学”实验课教学实际情况，课程组教师总结经验，结合“慕课”教学要求，对食品化学实验课教学平台进行了设计与初步的建设。

（一）实验内容的完善及优化

在“食品化学”实验课开设之初，实验内容多以验证性实验为主，如水分活度相对平衡室法的测定、淀粉还原糖的测定、蛋白质含量测定等，实验内容单调且实用性不强，有些实验内容也与“食品分析”课程的内容有重复[9]。自2010年之后，教师根据实际情况开始对实验内容进行改进和补充，逐渐减少这些验证性实验，相应地增加了综合性和设计性实验内容。把原有的验证性实验融入到综合性实验中，使实验体系更加完整[10]。例如，验证性实验“美拉德初始反应速度的测定”加入到综合性实验“美拉德反应对食品的影响”体系中，使学生对美拉德反应有了更全面的理解和认识，并能掌握如何控制美拉德反应进而控制食品品质的方法。近几年，课程组教师带领几届学生完成了多项实验项目的设计与实践，如天然色素的分离及其稳定性测定、果胶分离及其在果酱制作中的应用等，极大丰富了实验内容，使实验体系更加完善。

除综合性实验外，又增加了设计性实验内容。设计性实验方向的设定是根据理论课授课内容，结合现实食品生产实际或相关的社会热点问题等设置。如对油炸油及地沟油品质变化规律的研究，学生根据理论课所学油脂氧化和油脂品质检测的内容，设计不同油炸条件下，油脂的过氧化值、酸价，二烯值等指标来评价油脂的品质。设计性实验由于具有开放性、主动性和研究性的特点，培养了学生的创新思维、研究能力、动手能力及团队合作精神。

（二）网上教学资源平台的构建

网上教学资源平台建设的内容主要包括在线课程视频、在线讨论、在线测验、在线答疑等部分。其中在线课程是“慕课”的核心，在精选实验内容的基础上，录制实验教学视频，再结合相关资料、图片等教学资源，最终制作成完整而短小精悍的在线课程视频，视频时长一般为15 min左右。实验教学视频中除对实验目的和原理的讲解外，最重要的是对实验重点和难点步骤的操作示范，这也可以借助仿真实验软件来完成。

为督促和检验学生对视频课的学习效果，在教学平台上还要完成在线讨论、测验和答疑等系统的建设。在线讨论区是针对学生和教师在实验课前后全部开放的区域，学生可在此区域自由讨论与实验相关的内容，由实验教师作为管理员统一管理。在线测验分为课前测验和课后测验两部分，要求每名学生在规定时间内完成自己的测验内容，测验试题是由试题库中随机抽取，可避免学生之间的抄袭现象发生，测验的成绩将记录到学生实验课总成绩中。在线答疑由实验教师管理和完成，学生可随时查看。

网上教学资源除实验课内容外，还包括一些实验仪器使用方法、实验室注意事项等相关内容，因此网上教学资源平台的建设不仅能满足实验课需求，对学生后续的专业课的学习和科研工作也有一定的辅助作用。

（三）翻转课堂的实现

传统的实验课教学模式是把教师讲授、学生实验操作、教师答疑在一堂课上完成，而“慕课”的教学方式是将几部分在不同的时间和地点来完成[11]。在线视频课程的观看和在线讨论、测验等内容完成了学生学习实验理论的过程，课堂上主要完成的是学生实验操作过程，是将理论付之于实践的过程。在完成在线学习后，学生对实验目的、原理、操作步骤等有了基本的认识和了解，为实现翻转课堂做好了充分的准备。

虽然在翻转课堂中是以学生为主导，由学生自主来完成实验操作，但教师在整个实验过程中依然负有组织和管理的责任，把握整体实验进程的节奏与时间。同时教师作为“引导者”，对实验的难点、重点进行适当的指导，对在课前测验中发现的普遍问题以提问的方式作以讲解，通过与学生的互动，帮助其掌握实验技能，引导学生进行思考，对实验没得到预期效果及出现问题的要鼓励学生寻找原因及改进方法。在实验过程中，教师要注意对学生实验操作基本技能的考查。

设计性实验在翻转课堂实施中更注重对实验内容的指导和实验结果的考查。设计性实验需要学生团队独立地完成从查阅资料、制定实验方案、配试剂、实施实验方案、进行数据处理到撰写实验报告的全部过程，看似教师的工作量较少，但在实验方案的指导及实验报告的批复中，教师的工作是十分重要和必要的。在实验实施过程中，教师也要考查团队中各成员的合作能力和实验技能。

（四）课后任务及成绩评定

传统的教学模式中实验课后学生只完成实验报告上交就算完成了课程任务，对实验结果及成绩没有反馈、没有思考，这就不能达到全面的实验课目的，因此在实验课课后还要利用网络教学平台完成课后的讨论与测验。讨论区是随时开放状态，教师可随时进行答疑，学生也可随时讨论。课后的测验是限时开放区域，学生要在课后48 h内完成课后测验，同样，测验试题由试题库随机抽取。最后学生要完成数据处理和撰写实验报告，上交给教师批阅。批阅意见和成绩教师要在网上反馈给学生，学生可在网上查阅。

由于教学模式的改变，实验成绩的评定也由单一的实验报告成绩决定实验课总成绩变为综合评定。综合成绩的内容包括多个部分，从实验预习开始，每个步骤都有相应的评定标准。网络平台的建立极大方便了成绩评定的操作，学生在网上的操作，如“慕课”视频的观看，讨论区的参与，测验题的回答都可在网上实现成绩评定。学生实验操作技能、实验课堂表现及实验报告成绩则由教师评定。

二、“慕课”基础的教学实践与探索

自2009年开始，黑龙江八一农垦大学食品学院食品化学课程组开始着手“食品化学”实验课教学改革的尝试，为提高学生学习兴趣、培养具有创新能力与实践能力的应用型人才，根据本校的教学实际与学生情况，对实验教学方法进行了有益的改革与创新，经过几年的教学实践，取得了初步的成绩与良好的效果。2016年，随着我国各高校“慕课”工作的逐渐推广与应用，食品化学课程组开始探索“食品化学”实验课的“慕课”教学。

近几年，课程组对“食品化学”实验内容进行了大量的补充和更新，并将原来的验证性实验补充设计到综合性实验中，增加了设计性实验的内容。由于课时有限，每届学生会根据实际情况，挑选2项综合性实验和1项设计性实验开设。而设计性实验在学生完成后，再经教师改进完善后，作为综合性实验内容补充成为综合性实验，再给后续的学生开设。这样的方式可以不断增加新的实验项目，形成良性循环，使实验项目不断增加。经过几届学生和教师的共同努力，目前为止，已增加新的实验项目4项，并已在实验课中开设。

2014年，黑龙江八一农垦大学完成了食品质量与安全实验中心的建设，建立了实验室网上预约系统，2015年课程组顺利完成黑龙江省教改项目《食品质量与安全实验教学示范中心的建设与实践》，这为“食品化学”实验课“慕课”教学方法的实施提供了良好的基础和开端[12-14]。2016年完成食品化学理论课的视频共享课建设，2017年陆续完成食品化学实验课课件及视频的制作工作。“食品化学”实验课网络平台建设所需的其他资料，如试题库、相关图片、视频等内容也已相继整理完成。

在“食品化学”实验课教学方法改革中，考核方法的改革是必不可少的内容，经过几年的实施，“食品化学”实验课的考核方法更接近公平合理。如从最初的单一以实验报告为主要考核指标，变成了现在由课堂表现、实验报告和设计性实验3个部分组成的考核方式，成绩评定也更加细化。但在“慕课”基础下的教学中，成绩的考核又增加了网络操作评定部分，可以更好地考查学生对实验的预习、对实验操作的掌握和理解等，使成绩评定更趋于合理。

“慕课”的开展对全球高等教育模式产生了巨大的冲击和深远的影响，它“开放、共享”的特点适应当今互联网学习的时代背景，也可在最大程度上实现教育资源的最优化配置及最大化效益[15]。“食品化学”实验课在这一时代背景下遇到了新的发展机遇，但如何利用好“慕课”的教学模式也正是现在急需探索的课题。网络教学平台的建设和翻转课堂的实施都需要教师投入大量的时间和精力，这也对教师的工作能力提出了更高的要求。同时，“慕课”的建设也要求学校的网络软硬件建设及信息化更加完善，以确保“慕课”的实施。基于“慕课”基础的“食品化学”实验课教学方法还处于起步准备阶段，还需要教师进行大量的工作，并为此付出不懈的努力。

参考文献：

[1]张君.高校中推广“慕课+翻转课堂”的优势和挑战[J].教育教学论坛，2018，（10）.

[2]孟亮，梁莹莹，段立君.高校学生对微（慕）课教学接受度的调查分析[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2018，（1）.

[3]艾咪娜.浅析美国高校慕课教学发展现状[J].现代交际，2017，（5）.

[4]李志民.“慕课”的兴起应引起中国大学的觉醒[J].中国高等教育，2014，（7）.

[5]阚建全. 食品化学[M].北京：中国农业大学出版社，2008：4-9.

[6]黄昌怿.基于创新能力培养的食品化学实验教学模式改革与实践[J].现代食品，2017，（11）.

[7]唐华丽，陈林，吴应梅.基于创新能力培养的食品化学实验考试改革[J].實验科学与技术，2016，（5）.

[8]李楠，杨春杰，王芮东，等.应用型本科院校《食品化学实验》教学改革与探索[J].食品工程，2016，（2）.

[9]张洪微，崔素萍，王琴.食品化学实验课教学改革措施初探[J].高等教育与学术研究，2009，（5）.

[10]张洪微，王琴，崔素萍.“食品化学”实验课教学改革与创新[J].农产品加工，2016，（17）.

[11]余飞.“案例载体—活动导向”的翻转课堂模式研究[J].现代教育技术，2016，（8）.