应用型本科人才培养模式下PBL法在“食品酶学原理”教学中的应用*

2020-02-25谢三都刘蒙佳谭属琼周强陈惠卿

福建轻纺 2020年9期

谢三都，刘蒙佳，谭属琼，周强，陈惠卿

（闽南科技学院，福建泉州 362332）

1999 年，我国开始以新机制、新模式举办本科普通高校——独立学院，这被称为中国高等教育“第三种模式”[1]，是我国高等教育发展的重要组成部分。截止至2019年，全国经教育部批准的独立学院有257所。福建师范大学闽南科技学院是福建省最早设立的独立学院之一，于2018年11月经教育部批准转为普通本科高校。闽南科技学院坚持“高层次、应用型、复合型”专门人才的培养目标，强化“政企校侨”办学特色，努力建设一所立足闽南，面向海西，服务于区域经济发展和现代产业体系建设，具有侨乡特色、在海峡两岸有影响力的高水平应用型本科高校。

本文以闽南科技学院为例，在介绍PBL法定义、应用现状及应用型本科食品科学与工程专业人才培养方向的基础上，重点阐述PBL教学法在应用型本科高校的食品科学与工程专业的专业核心课程“食品酶学原理”教学中的应用，对应用型本科的食品科学与工程专业人才的培养具有参考作用。

1 PBL 法简介

问题导向式教学法（Problem-Based-Learning，简称PBL法）是将知识点通过问题或者任务的方式发布给学习者，学习者在自主探究或学习者之间相互协作基础上，通过解答问题或者完成任务达到学习并掌握知识点的一种教学方法。该方法改变学生被动学习为学生主动学习，教师在教学过程中占主导地位转变为引导角色，从而激发学生对学习的兴趣与激情，在问题与任务中实现知识的获取与掌握，避免了由于死记硬背导致记忆不深、遗忘快的难题，对提升学生自主学习能力和实际解决问题能力均有明显帮助[2]。

PBL 法最早始于20世纪50年代的美国，西余大学医学院将PBL法应用于其综合课程教育，并推广到其它学院的教学中，最终，它成为国际上各学校一种流行的教学方法并应用于各类课程教育[3]。食品科学与工程专业作为工科专业，采用PBL法对学生自主学习以及学生对知识点的掌握十分有益。食品科学与工程各专业课程教学改革中采用PBL教学法已有文献报道，在“食品化学”[4,5]、“食品生物化学”[6]、“食品工艺学”[2]、“食品分析与检测”[7]、“食品工程原理”[8]、“营养与食品卫生学”[9]、“食品试验设计与数理统计”[10]等专业核心课程的教学中均有见到采用PBL法进行教学改革的案例。到目前为止，未见有在食品科学与工程专业核心课程“食品酶学原理”中采用PBL教学法的研究性报道。

2 应用型本科食品科学与工程专业人才培养方向

“民以食为天”，食品是人类赖以生存最主要的生活资料[11]，一个国家或地区食品工业现代化和人民的饮食水平是反映其文明程度和人民生活质量的重要标志。食品工业已经被人们称为“生命工业”，是国民经济中最具潜力的“朝阳工业”。前总理温家宝指出：食品工业是人类的生命产业，是国民经济第一大产业[11]。中国人口众多，发展食品工业使我国成为一个食品工业大国是我们国家经济社会发展的一大战略[12]。近些年，相继爆发的食品质量、安全危机，将食品工业推到了风口浪尖，培养具有基础理论、专业素质、懂生产应用及具备创新能力的食品专业人才已经成为高等院校食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的重要任务。

食品科学与工程专业是一门实践性和应用性均很强的专业，据中国食品工业协会专家预测，到2020年左右，我国农业产值与食品工业产值之比将达到1∶1，食品工业势必展成为全国第一大产业[13]。基于这一发展趋势，食品行业需要大量的具备高技能的应用型的专业人才[13,14]，食品专业人才就要从基础理论、专业素质、科技应用及理论创新等方面进行培养，要求教师在授课过程中避免“填鸭式”教学，应该着重激发学生的学习热情与兴趣，将培养学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力作为应用型本科专业人才培养的方向。

3 PBL 法在“食品酶学原理”中的应用

3.1 食品酶学原理简介

“食品酶学原理”是食品科学与工程专业的一门主要专业基础核心课程，是一门理论性与应用性均很强的学科。它是在生物化学、细胞工程、食品化学、蛋白质工程和酶工程等最新研究成果的基础之上形成的，与国民经济发展紧密，具有很强应用背景[15]，具有将专业基础理论与应用实践知识连接起来的作用。将酶的相关理论及其应用融入食品科学各领域中，是现代食品工业发展的主流[16]。然而，多年来“食品酶学原理”的授课只注重课程体系理论的教学，缺乏实际应用分析，课程枯燥、乏味，学生在纯理论学习中失去学习兴趣，导致“食品酶学等于食品没学”的现象普遍存在，教学效果长期较差[17]。因此，如何使学生能够更好地理解课程的内容，提高学习积极性，培养学生的自主学习及实践能力，是一个亟待解决的问题。

现以郑宝东主编《食品酶学》为教材，以第八章“酶在食品科学与工程中的应用”之第三节“酶在果蔬类食品生产中的应用”为例，对PBL教学法的过程及效果进行介绍。

3.2 PBL 法在食品酶学原理中的尝试

3.2.1 课前准备

课前准备主要包括2大部分，即学生分组和问题设置。通常情况下，以5名学生设置为一个小组，5名学生采取有效分组方式并随机产生小组长1名，小组长负责组织组员学习。小组成员形成团队协作关系而各小组之间存在竞争关系，在协作与竞争中达到学习的目的。

问题设置是课前准备的核心步骤。“食品酶学原理”第八章“酶在食品科学与工程中的应用”的第三节“酶在果蔬类食品生产中的应用”主要告诉学生如何将食品生产过程中遇到的问题采用酶科学来加以解决。为达到既能广泛性地复习蛋白酶、淀粉酶、氧化还原酶等各类酶的基础知识，又能贴近生产实践，提炼解决问题的办法，同时让不同小组之间存在一定的竞争的目的，为此，学生通过教材、网络资料、影音视频等途径来事先学习相关知识，并围绕“我省主要的特色果蔬加工原料有哪些？其加工产品有哪些？生产过程会遇到哪些问题？这些问题都有哪些解决办法？采用酶的方法有哪些优势和劣势？”进行讨论。作为教师，则尽可能收集相关材料，同时选取几个较为典型的案例进行实验操作，并制作视频，在学生提到相关案例的时候，播放给学生观看，强化学生认识。在有条件下的情况下，可以将学生提出的疑问通过实验室动手操作给予解决。

3.2.2 问题导向式教学设计

⑴ 已有知识的激活

“食品酶学原理”一般于第6学期开始授课，在此之前，学生已经完成了食品科学与工程相关基础课程的学习。例如，关于我省主要的特色果蔬加工原料在第4学期的“食品原料学”课程中基本已经涉及，此时为了能让学生一开始就进入状态，可以搬出福建省地图，然后填写各地区的特色果蔬或者事先准备好选项，让学生将各个选项填入地图中，在每填一个原料时，唤起学生对该原料的品质特性的认知，为后续加工生产埋下伏笔。以此，教师与学生在轻松的游戏中进入课程学习。

典型案例：福建三明建宁特产——莲子，其品质特性是富含淀粉，因此有关淀粉的基本知识包括直链淀粉与支链淀粉、淀粉的糊化与老化就是在“食品原料学”重点讲授的基础知识，在“食品化学”课程中也有涉及。

⑵ 问题的提出和探究

提出问题和解决问题是PBL法的核心。其中，提出问题既是探究活动的起点，也是教学设计的要点。在本章节中，核心问题是以某原料生产某产品的过程中，由于原料的某些品质特性导致生产遇到问题，而遇到的问题即为关键点，解决这个问题是另一个关键点。本次课程，要求各小组针对某一类果蔬加工的相关问题进行分析与讨论，并形成报告。在小组同学作完报告后，接受其它小组的提问并回答。教师注意掌控时间点，适时回答学生无法回答的问题。最后，各小组进行点评。然后教师讲解一个典型案例作为对学生在提出问题、分析问题和解决问题逻辑思维上的补充。

例如，建宁莲子富含淀粉的品质特性，使其在制作莲子汁时容易存在淀粉回生导致液体出现分层现象，以致产品品质劣变。学生通过对以往所学知识点的回顾知道，应事先分析淀粉的种类，然后分析淀粉类产品均有可能出现老化问题导致品质劣变的原因，这是提出问题和分析问题的过程。而采用酶学方法很容易就联想起前面所学到的有关淀粉酶的基础知识，运用淀粉酶将易沉淀的淀粉大分子进行酶解成不易沉淀的小分子，此时询问学生此问题得到解决了还应注意什么问题？没错，还存在着酶解过度而导致淀粉饮料特性的改变，酶解的最终结果是糖，因此应采用有限的酶解技术，方能既保证淀粉不会分层又能防止酶解过度变成糖饮料。这样既解决了问题，介绍了思路，同时还培养学生在对待问题时的全面性思维，避免顾头不顾尾的现象。最后，由学生对所有学习到的知识点与其运用作总结与归纳，形成学习心得报告。

⑶ 学习迁移，形成认知结构

采用汇报和提问的形式，既深化和巩固了学习本章节知识的前置课程知识，又能使学生在问题基础上激活学生自主学习、深入探究的动力。因此，教师应将相关知识相互串联，形成有效的酶在淀粉类食品生产中应用的知识体系，并实现知识点迁移，详解相关食品生产中酶应用的案例，形成良好的认知结构。例如，香蕉、大米等同样含有丰富淀粉的原料，制作饮料的时候，也可能遇到相似问题，帮助学生形成一套有效地解决问题的思维模式。

⑷ 归纳总结，升华教学效果

为了更好了地解决实际工作中遇到各式各样的问题，学生既需要通过学习已有经验的总结，通过现有解决方案处理已知问题；又需要学会问题分析的能力，将所学知识进一步融会贯通，在思考基础上寻找符合实际需求的、独特的解决未知问题的方法，并解决问题[2]。因此，使学生理解、掌握并构建有效的淀粉类饮料生产的知识体系，是形成解决实际问题能力的基础。