WSR方法论在食品化学课程建设中的实践

陈海华

（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109）

0 引 言

教育质量是高等教育发展的头等大事，课程建设的合理性则直接关系到教育质量［1］。食品化学是一门应用型很强的交叉学科［2］，是化学知识在食品专业技能中应用的桥梁和纽带［3］，也是食品类专业学生的重要专业基础课程之一［4］。但是，食品化学课程偏重理论，知识点较多，且内容比较抽象，因而增加了课程教学的难度，并导致部分学生的学习效果不佳。为了提高食品化学课程的教学效果，本文借鉴管理学科的“WSR系统方法论”，将食品化学课程作为一个系统，从“物理、事理和人理”的多维视角，构建食品化学课程建设的WSR三维分析模型，使学生更容易理解食品化学的理论知识，掌握食品化学的实验操作，增强学生的基础理论知识和动手实践能力。

1 WSR方法论概述

1994 年，著名系统科学专家顾基发［5］提出了WSR（“物理（Wuli）-事理（Shili）-人理（Renli）”的简称）方法论，是解决复杂系统问题的有效方法［6］。在实践中，坚持“懂物理、明事理、通人理”［7］，将复杂系统条理化、层次化、化繁为简，这是WSR 方法论的基本原则［8］。WSR方法论的工作过程包括7 个步骤［7-8］（见图1），其中，协调关系贯穿于WSR方法论的整个工作过程。

图1 WSR方法论的工作步骤

随着研究的不断深入，WSR方法论的应用范围也日益广泛。以“WSR方法论”为关键词，搜索百度学术数据库的1994 ～2018 年的文献资料，共有883 条相关信息（见图2）。经过统计分析发现，研究者已将WSR方法论应用于高校体育文化的构建［6，9-10］、体育教学设计［11-12］、高校体育教学质量评价［12］、食品质量安全治理［13］、本科应用型创新人才培养［14］、物流管理与工程类专业建设［15］、教育技术学专业建设［16］、科技创新人才开发系统［17］、高校教师教学能力提升［1］、大学生创业团队建设［18］、大学生素质教育全面质量管理［19］、高校实验室管理［20］、高校管理信息系统审计及风险控制［21］、环境安全分析［22］、城市发展［23］等领域。但是，还没有WSR方法论用于食品化学课程建设的相关文献资料。结合多年的食品化学教学实践及农业院校食品类专业学生的学习情况，以WSR系统分析方法为指导，从“物理、事理、人理”3 个方面进行分析，探索食品化学课程建设的对策。

图2 1992 ～2018年关于WSR方法论文献统计数据

2 食品化学课程建设中“物理、事理、人理”之间的联系

课程建设是高校教学基本建设的重要内容之一［24］，是一项整体性的教学改革工作［25］，涉及教师、学生、教学管理等方面的工作，对提高学校整体教学水平和人才培养质量有十分重要的影响。从WSR 方法论的角度看，“物理”是指物质运动的机理，主要是解决“做什么”的问题［15］；食品化学课程建设中的“物理”主要包括课程教学内容、教学条件、教学经费、教材等，是食品化学课程建设的基础。“事理”是“物理”实现的具体方法、手段和途径，主要是解决“怎么做”的问题［13］，即通过科学合理的配置各种资源，实现以最少的投入获得最优的教学效果。食品化学课程建设的“事理”包括课程教学目标、教学大纲、教学方法和手段、考核方式等，是食品化学课程建设的手段。“人理”是指做人的道理，主要是解决“应当怎么做”和“最好怎么做”的问题［19，22］；食品化学课程建设的“人理”主要包括教师队伍、教学质量评价、学习需求、学生情况等，是食品化学课程建设的核心。

3 WSR方法论在食品化学课程建设中的实践

基于WSR方法论的食品化学课程建设系统模型如图3、4 所示，影响食品化学课程建设的因素如表1所示。

图3 基于WSR方法论的食品化学课程建设的三维模型

3.1 食品化学课程建设中“物理”维度的影响因素

“物理”是课程建设中的客观问题，主要包括设备、资金、技术等硬件条件。食品化学课程建设中的物理因素主要包括食品化学课程教学内容（理论教学内容和实验教学内容）、食品化学课程教学条件（教室、实验室、实训基地、仪器设备）、教学资源（网络教学资源平台、在线开放课程、多媒体课件、图书资源）、教学经费（实验教学经费、教研项目经费、科研项目经费等）、教材等。食品化学课程建设的“物理”层如图5所示。

图4 基于WSR方法论的食品化学课程建设的全过程

表1 WSR方法论中食品化学课程建设的影响因素

图5 食品化学课程建设的“物理”层

3.1.1 课程教学内容

食品化学课程的教学内容主要介绍食品中的主要或重要的成分，在食品的贮藏、流通和加工过程中发生的化学变化、对食品品质和食品安全性影响等的相关基础理论知识和实验实践训练内容，是以食品化学课程的教学目标为依据，以培养学生的分析问题和解决问题的能力为标准，兼顾教学内容的广度和深度，将一些既能体现食品化学理论知识、又经常接触到的日常生活现象引入到食品化学的课堂。如为什么新米比陈米容易煮熟？为什么巧克力贮藏过程中会出现起霜现象？根据食品中的主要或重要成分（水、碳水化合物、脂类、蛋白质、食品中的内源酶、维生素、矿物质、色素等），对食品化学课程教学内容进行分类，在食品化学的教学中，合理安排课堂讲授、课后练习、和动手实践的内容，使食品化学的教学有的放矢。

3.1.2 课程教学条件

教学条件是影响食品化学教学过程中“教”和“学”的条件的总和，主要包括教室、实验室、实训基地、仪器设备、网络教学资源平台、在线开放课程、多媒体课件、图书资源等。食品化学是一门理论与实践并重的课程。从理论教学方面来看，不再是以幻灯为基础设施，而是加强了多媒体教室的基础建设，加大了食品化学多媒体课件、在线开放课程、网络教学资源等软件资源建设，为学生提供了丰富的线下学习资源，打破了传统的“三尺讲台”式的黑板粉笔教学方式，拓展了教师传授的渠道和学生学习的途径。从实践教学方面来看，学校重视食品化学实验室的建设，及时更新食品化学实验教学仪器和设备，原来仅用于科研方面的高端精密仪器和设备，如物性分析仪、红外光谱仪、核磁共振仪、流变仪、动态热机械、差示扫描量热仪、热重分析仪等，目前也已用于食品化学的本科实验教学，提升了本科生的实验技能。同时，学校重视食品化学实训基地建设，积极与科研院所、大中型企业建立教学实习基地，让学生能充分运用食品化学理论知识，解决食品生产过程中的实际问题，提高学生的动手能力，突出学生的基本素质、学科基础理论、专业基本技能、终身学习能力、创新精神和实践能力的综合培养，达到应用型人才培养的基本目标。从教学资源来看，学校图书馆购买了大量的食品化学方面相关图书资源，包括纸质图书和中外文数据库，保证了学生在学习了课本理论知识的前提下，能够通过图书资源，扩展学生的知识视野。教师在进行教学设计时，必须从食品化学的实际出发，对食品化学的教学环境进行必要的优化，以发挥食品化学教学环境正面效能，让学生明确知道自己已经会干什么，并提前近距离接触社会，进一步了解社会的实际需求。

3.1.3 教学经费

教学经费是教学工作顺利进行的物质保证。教学经费的来源主要有两个渠道，一是来自学校拨款，主要用于食品化学理论教学、实验教学和实践教学。二是来自教研项目和科研项目。学校设立了相关的专业技能大赛、挑战杯、创青春等与食品化学相关的竞赛项目，并给予经费资助，这有助于培养学生的创新思维和动手能力；任课教师通过教学研讨会及所承担的教学研究项目等形式，在一定范围内试点改革食品化学课程教学内容、教学方法、考核手段等，有助于提升食品化学课程的教学质量；此外，任课教师科研水平的高低、承担的科研项目的级别和数量、发表的科研论文的数量与质量、参加学术会议的级别和次数，都影响着食品化学课程教学的质量。

3.1.4 教材

食品化学的教材很多，但是大多数教材理论强而实践内容相对薄弱。针对此问题，可以聘请具有丰富实践经验的行业专家，共同编写食品化学教材。其中理论部分由在校教师编写，而行业专家编写企业真实发生的最新相关案例，使食品化学教材的理论内容与实践案例兼顾。

3.2 食品化学课程建设中“事理”维度的影响因素

“事理”是运用运筹学和管理科学等方面的知识回答“怎样去做”的问题，需要根据教学的任务指标，合理的配置教学过程所需的教学人员、教学材料、仪器设备，以及协调它们之间的关系等。食品化学课程教学的事理层面主要包括教学管理制度、反馈评价制度、考核方式、教学目标、教学大纲、教学方法与手段等方面。食品化学课程建设的“事理”层如图6 所示。

图6 食品化学课程建设的“事理”层

3.2.1 教学目标

教学目标是指通过相关课程的教学，教师向学生传递哪些专业信息、解决哪些专业问题，学生通过相关课程的学习，能掌握哪些专业技能等［8］。教师需要根据专业人才的培养方案、课程标准、学生的学习情况、学习需求等，制定课程教学目标，从而确定教学内容、教学方法和手段、教学媒体的选用等。食品化学的教学目标是培养学生有效利用食品化学基本理论和研究方法，解决食品企业实际生产中遇到问题的分析能力、动手能力和实践能力，同时培养学生自主学习能力、创新能力及团队协作精神，为学生今后从事食品加工、食品质量检测、食品新产品开发、食品相关领域的科学研究打下一个较宽广的理论基础。

3.2.2 教学大纲

课程教学大纲是教师与学生达成的一份“合同”，直接对应专业培养目标，教师与学生均要严格按照课程教学大纲完成相应任务［26］。食品化学的课程教学大纲是针对食品类应用型专业人才培养的目标要求制定的，大纲规定了课程的总学分、理论学时和实验学时分配、教学目标、基本要求、理论授课内容和实验授课内容、知识点、教学重点和难点、思考题、作业内容、教学方法、考核方式及成绩评定、育人案例、教材和教学参考书等相关内容。通过对课程教学大纲的阅读，学生在学习食品化学这门课程时，可以预期自己的学习成果，了解学习成绩评定的标准，思考采取何种学习方法等，便于主动安排学习。

3.2.3 教学方法和手段

教学方法和手段包括教学活动程序、方法、形式和媒体等因素，影响着教学目标的完成情况。教学方法和手段没有具体的模式，但应保证实现当下的教学目标，满足学生的学习需求和身心发展。主讲教师应该有丰富的教学经验和较强的课程教学掌控能力，根据食品化学的课程内容，可以选择启发式、案例式、互动式教学方法，便于学生理解食品化学的理论知识。

3.2.4 考核方式

考核目的是为了考查学生对知识和技能掌握的程度，重点考查学生运用理论和实践的能力。为了满足食品类应用型专业人才培养的要求，食品化学课程应采取多样化的考核形式，理论知识考核和实践能力考核并重，将闭卷理论考试、实验理论考试、实验技能操作、校外实训基地考核等形式相结合，全面考核学生对食品化学理论和实践内容掌握的程度。

食品化学理论考试成绩中，闭卷考试成绩占60%，重点考查学生对食品化学基本理论知识的掌握情况，如美拉德反应对食品品质的影响、脂类氧化的机理及影响脂类氧化的因素、酶促褐变的机理及其对食品品质的影响和褐变控制方法等内容；平时成绩占30%，主要考查学生日常对食品化学理论知识的运用情况，通过课程作业、课堂小测验、课程论文等形式体现；考勤占10%，主要考查学生的课堂表现、学习态度等。

食品化学实验考试成绩中，实验操作成绩占50%，主要是根据食品化学课程理论知识的内容，解决模拟生产过程中的问题，如采取什么方法抑制果蔬制汁过程中的酶促褐变？如何利用所学的食品化学理论知识鉴别真假葡萄酒？通过实验操作考核，可以锻炼学生运用理论知识解决实际问题的能力；实验平日成绩占40%，其中实验过程考核和实验报告考核分别占50%，实验过程考核主要包括预习报告、仪器设备操作、遵守实验室工作规章制度等考查；实验报告考核主要考查实验报告完成情况，包括实验报告格式、内容、结果分析与讨论等；考勤成绩占10%，主要考查学生出勤情况和对待实验的态度。

食品化学实习考核成绩中，实习报告成绩占50%，动手能力成绩占40%，考勤成绩占10%，动手能力和实习报告的评分主要有教师和校外实训基地的行业专家共同评分，主要考查学生是否能运用食品化学的理论知识解决企业生产中遇到的真实问题，如如何解决梨汁浓缩过程中的褐变问题。

3.3 食品化学课程建设中“人理”维度的影响因素

人理是指处理问题的过程中，人与人之间的相互关系及其变化过程。食品化学课程教学中主要涉及教师和学生两个“人”的因素，因此，食品化学课程建设的人理是指如何发挥教师的教授作用和学生的主体作用，既要重视教师的教法设计，又要考虑学生的学法设计，以便充分挖掘学生的潜力，实现食品化学教学的最优绩效［9］。食品化学课程建设中的“人理”层面主要包括教师队伍、教学质量评价、学生的学习需求、学生情况分析等。

3.3.1 教师队伍

教师参与教学设计的全过程，制定教学设计方案，组织、协调和实施教学设计过程，控制教学设计的执行。因而，教师的设计能力直接影响着教学方案是否能取得预期的效果，是否能满足实际需要，并影响学生的学习效果。要实现良好的教学设计，任课教师应具有丰富的教学经验、良好的教学管理能力，熟悉教学设计方法和实际操作技能，还应具有扎实的教育学、心理学等基础理论知识，因此，教学设计对任课教师提出了很高的要求。

提升食品化学任课教师的教学设计能力，①加强教师的培训，包括教学理论培训和教学实践培训，提升教师，尤其是青年教师的教学实践能力；②加强双师型教师队伍的建设，通过“请进来”和“送出去”相结合的方式，鼓励教师积极承担或参与企业横向课题、定期进驻校外教学实训基地，使教师能更好地将食品化学的理论知识应用于食品企业的实际生产，增强教师的专业实践能力；③聘请食品企业的行业专家或技术人员担任食品化学课程实践内容的兼职教师，以讲座的形式介绍食品企业生产过程中出现的问题及解决方法，解答学生有关专业实践方面的相关问题，指导学生规划未来职业。

3.3.2 教学质量评价

课程教学质量评价是保证人才培养目标顺利实现的重要手段，主要评价教学大纲的实施情况、课堂教学和实践教学的教学质量、考核方式、试卷质量等方面。通过开学初、期中和期末教学检查、日常教学秩序检查、试卷评估、教学档案材料评估、听课（学院领导、督导、同行）、学生评教等方式，及时了解和掌握教学中的动态问题，促进教学质量的提高。

3.3.3 学习需求

学生在学习上的实际状况（学生掌握的专业知识和能力）与期望目标（食品行业发展对学生提出的要求）之间的差距，即学习需求，影响着食品化学教学目标的制定。食品化学的任课教师可以通过问卷调查或者座谈会的方式，了解食品企业的发展现状，了解食品企业对学生专业知识和能力提出的具体要求，根据学生实际现状，制定合理的食品化学教学目标，选择恰当的食品化学教学内容，满足学生的学习需求。

3.3.4 学生情况

教学设计的目的是促进学生的学习，而学生是学习活动的主体，因此教师在授课前，应通过调查、访谈、测试等手段了解学生的基本情况，如学生的知识和技能的储备情况、学习风格、学习方式、学习态度、性别、年龄等因素，这些因素会直接或间接影响到学生的学习效果。针对学生的基本情况，选择恰当的教学设计方案，增强学生对食品化学课程的学习效果，培养学生的动手能力、实践能力和创新能力，实现应用型人才培养的目标。

4 结 语

在WSR方法论的指导下进行食品化学课程建设，既要考虑“物理”“事理”，还应该考虑“人理”的因素，更应重视“人理”因素的重要作用。如果只重视“物理”“事理”，而忽视“人理”，可能会导致构建的食品化学课程建设目标缺乏可行性；如果一味地强调“人理”，违背“物理”和“事理”，可能会使建立的目标缺乏科学性。“人理”是以“物理”与“事理”为基础，是食品化学课程建设过程的不可或缺的决定性因素。食品化学课程教学过程中的各个环节需要依靠人来组织协调，要尽可能地利用“物”把“事”做好，建设符合高校应用型人才培养要求的食品化学课程。