基于知识关联策略的PBL 教学在“食品营养学” 中的探索与实践

2020-09-08范方宇张雪春

农产品加工 2020年15期

范方宇，阚欢，郭磊，刘云，张雪春

（西南林业大学生命科学学院，云南昆明 650224）

0 引言

随着经济发展，食品科学已成为我国重要产业之一。数据显示，2018 年我国食品工业全年实现主营业务收入9.02 万亿元，同比增长5.29%。高速持续增长的食品工业需要大量高素质食品类优秀人才，为食品行业的长期发展保驾护航。目前，全国已有200 多所高校开设了食品科学类相关专业[1]，大批的食品专业优秀人才进入食品行业各部门，为食品的多样化提供了基础，为人民的饮食安全提供了保障，为食品的精深加工奠定了基础。

“食品营养学” 是食品科学的重要基础学科，是一门研究食物、营养与食品加工、食品分析、饮食健康关系的一门学科，具有很强的科学性、社会性、时效性、应用性。目前，因国民营养健康基础知识和营养意识的匮乏[2]，我国面临着营养缺乏与营养结构不平衡的双重挑战。通过对食品营养学知识、食品营养价值、人们对食品的营养需求的了解和学习，可提高我国国民健康意识。对食品专业学生而言，还可更好地掌握食品贮藏加工和新食品开发中相关的营养科学问题。因此，“食品营养学” 是一门具有重要理论价值和实用价值的课程。

我国传统教学模式以教师上课为主，课堂教学为主，教材为主的教学模式，忽略了学生学习的主动性和能动性。基于问题的学习模式（Problembased learning，PBL）在课堂中被教师积极使用，同时结合互联网教学模式（雨课堂、慕课）为课堂教学效果的提升起到了积极推动作用[3]。但学生能力参差不齐，学习主动性欠缺，导致学习困难，效率降低。基于此，需要教师帮助学生建立一定的知识构架，引导学生对知识的灵活运用。“食品营养学”是一门知识内容繁多的课程。课程内容不难理解，但易混淆；实际与理论的结合是学习的重点，知识点之间的相关性理解是教师引导学生学习的重要途径。基于知识关联策略的教学法可解决目前PBL 教学法中遇到的难题，为学生对知识点的融会贯通提供保障[4-5]。

目前，对于知识关联策略的教学方法在一些高校已开始相关的探索研究、示范运用[5-7]。这些研究以学习内容为核心，通过内容间的相关性建立关联拓扑图。关联拓扑图的建立可基于知识的理论性，也可建立在实际运用的基础上，将繁杂的内容以拓扑图的形式向学生展示，提高学生对基础内容的掌握程度。将知识关联策略与PBL 教学模式融合运用，不仅可提高学生对基础知识的掌握，还能提高对重要知识点的实际运用程度，提高教学质量。目前，基于知识关联策略的教学[4-7]和PBL 教学[2，8]在很多高等院校都开展了相关的探索工作。但基于知识关联策略与PBL 教学模式融为一体的教学模式较少，目前仅见少量相关探索与实践[4]。“食品营养学” 是一门理论和实践紧密结合的课程，采用PBL 教学模式的课程在授课中发现，学生对理论知识的运用有积极的提高效果，但学生基础知识掌握欠缺，理论知识不够扎实。课题组在学校食品科学与工程专业学生中开展了 “食品营养学” 课程的基于知识关联策略的PBL 教学模式探索与实践，将 “食品营养学”的理论知识、学科前沿与食品营养、食品安全、食品加工等内容传授给学生，帮助学生建立营养学的知识理论与实践运用的体系，培养学生理论与实践结合的综合运用能力。

基于此，研究以 “食品营养学” 课程为例，探索并实践了基于知识关联策略的PBL 教学模式。

1 知识关联策略的PBL 教学的建立

知识关联策略的教学法，可让学生在课堂学习中抓住重点，把握核心，熟悉理论知识[4，6]。基于知识关联策略的PBL 教学法，可提高学生用理论知识去分析问题、解决问题的能力，避免学生在回答问题候出现 “可能”“好像”“大概” 这些不确定词汇，还可培养学生归纳问题，从多方位解决问题的能力。

知识关联策略以拓扑图形式呈现，拓扑图囊括学生所需要掌握的关键知识点、核心内容，强调内容之间的相关性，问题解决的全面性。授课过程中，将知识点以关联图逐步形成的形式展示出来，引导学生推理拓扑图，培养学生发现、归纳知识点的能力。

例如，在讲授绪论章节时，为使学生更好地学习课程，将课程内容以关联图形式展示，帮助学生对整个课程进行总体把握。比如，将课程的七大营养元素列出，帮助学生掌握课程核心要点；指明营养素的消化与吸收、种类、功能、来源、加工变化、缺乏症（过量）等相关内容。指明每一个营养素学习所需掌握的知识要点，更容易让学生对内容进行归纳；将营养与疾病关联的互动教学以案例讨论形式开展，提高学生的学习兴趣，加深对理论知识的掌握程度。同时，引导学生把握营养性疾病一般为某一个营养缺乏或者过量，但其余营养素的营养疾病也是必须考虑在内的，个体身体机能的消化与吸收也是必须考虑的重点。

“食品营养学” 课程知识点关联图见图1。

在讲授蛋白质一章时，内容知识点多，通过知识关联拓扑图，可向学生直观展示该章所需掌握的知识点和相互之间的逻辑关系。蛋白质是一种营养物质，其具体功能是什么，授课中直接讲授四大功能。生命基础功能中，对蛋白质的种类以问题呈现给学生；催化作用时，可以联想、复习酶的功能特性；酶作用人体摄食蛋白质的特点，可讲授蛋白质的质与量、氨基酸相关内容。在讲授蛋白质加工变化时，以PBL 教学模式对加工变化时的功能特性进行讨论分析，并总结影响加工变化的因素，分析影响功能特性变化的原因；结合消化与吸收，复习消化与吸收相关内容，并将与蛋白质功能相结合分析。拓扑图中，设置各类问题点，以PBL 教学模式进行授课。课程授课中将PBL 教学延伸到课后，鼓励学生利用课余时间进行文献或案例搜集、小组讨论等，提升课堂教学质量。

蛋白质营养知识关联图见图2。

2 基于知识关联策略的PBL 教学实践与评价

2.1 学生评价

在学生的反馈中，基于知识关联策略的PBL 教学的引入，取得了积极的教学效果。相比于传统“填鸭式” 教学，基于知识关联策略的PBL 教学中的PBL 教学环节，问题设置、问题解决、讨论分析等环节可以提高学生的学习主动性和积极性，即使部分 “懒惰” 学生，也可被带动起来，进行一定程度的学习，提高思维活力。在学习方式上，学生学习习惯发生了根本性的转变，可自觉利用课余时间进行学习和知识点运用的探讨，解决生活中相关的营养知识。知识关联策略环节的设置，可解决PBL 教学中存在的一些弊端。比如，部分学生不适应新型教学方法，学习主动性差的学生学习效果较差[2]，部分基础知识较差的学生对理论知识点难以把握的问题。知识关联策略教学环节，可让学生中更易抓住重点，更易将各类知识融会贯通，提高对知识点的把握。

2.2 成绩评价

考试成绩评价是判断教学效果好坏的标准之一。成绩评定采用课题组之前使用的LBL，PBL 教学法结果为参考[2]，在蛋白质章节采用基于知识关联策略的PBL 教学模式进行教学，评价教学效果，考试试题不变。结果发现，采用基于知识关联策略的PBL教学模式的教学法，学生客观题和主观题平均成绩上都有了一定的提高，尤其是客观题的平均分数增长明显。学生反馈分析，PBL 教学提高了学生的学习积极性，增强分析问题能力；知识关联策略的教学法为学生掌握知识点提供了便利，培养了学生归纳知识的综合能力。当然，结果还有可能是班级学风、学生素质等原因影响教学的效果。课题组将据此在以后的实践中继续深入探索、分析。

3 种教学方法比较见表1。

表1 3 种教学方法比较/ 分

3 知识关联策略的PBL 教学的探索与思考

课题组认为，PBL 教学是提高学生学习积极性、综合能力的手段；知识关联策略教学是基础理论知识把握的关键，二者缺一不可。在教学过程中，学生由知识信息的 “填鸭式” 接受者，变为实践理论与案例的分析梳理者，理论知识点的分析和归纳者。将死记硬背变为分析理解掌握，更能把握知识点的重要性，更易将理论与实践结合起来进行综合分析。基于知识关联策略的PBL 教学法，课题组认为要做好以下几个方面。

3.1 问题（事件）设置

基于课题组前期PBL 教学实践与探索分析成果可知，课前准备和问题（事件）设置是教学的关键。问题（事件）可提高学生的积极性，扩展学生的知识面。在蛋白质章节，课题组设置了2019 年 “人造肉” 和2003 年安徽阜阳 “大头娃娃” 2 个问题（事件）。将2 个问题（事件）以作业形式给学生，学生进行分组讨论，形成小组调查报告，并在课上进行发言。人造肉（前沿科技） ——可让学生认知蛋白质结构、蛋白质功能、蛋白质的组分等基础知识，以及蛋白质的加工和营养来源等问题；安徽阜阳“大头娃娃” 事件（食品安全）可认知蛋白质的营养缺乏症，引申扩展蛋白质的功能内容。通过这2 个问题（事件）可将章节所有内容进行串联。

3.2 课堂发言

学生将问题内容以报告形式呈现在课堂上时，教师要做好导师作用。因学生知识面狭窄，学生的报告和发言环节涉及的知识点少，教师引导把课堂讨论、课堂发言做到生动且有内容。如在 “人造肉”的知识点上，大多数学生只考虑了蛋白质的补充作用，很少涉猎蛋白质营养上的均衡，即知识点的“质与量” 的考虑层面。事实上，以大豆蛋白为主的“人造肉”，其氨基酸组成合理，但是属于植物蛋白；以动物干细胞制造出的人造肉，在一定程度上可以说是“动物肉”，二者在蛋白质组成营养上是有一定区别。通过对两者的分析和探讨，引领学生进入科学前沿，提高学生学习兴趣。通过安徽阜阳 “大头娃娃” 事件，引导学生熟悉掌握蛋白质功能特性，比如供能、修补和更新组织、调节生理功能、提高智力发育和生长等功能。循序渐进地以生活为例，分析现象，寻根究底，培养学生发现问题、分析问题的能力。

此外，对个别学生理解问题的偏激或误解要进行合理有效的引导，不能打压学生的学习激情。学生发言环节中，教师要把握大局，不能让学生洋洋洒洒、长篇大论无主旨的演讲；也要关心个别学生因内敛、害羞导致的演讲失败。

3.3 知识归纳

知识关联策略，需要将知识点融会贯通，是教学的落脚点。在此落脚点上，需要教师的积极引导，培养学生的归纳能力。知识关联策略的教学，以教师引导为主，学生形成自己的认知网络，构建个人的知识关联拓扑图。据此，学生才可充分把握知识点，在这个过程中不断培养和锻炼学生个人的知识关联体系，培养总结和归纳的能力。教学过程中，需要教师循序渐进的引导，在每一章节的知识关联体系中，不断引入其余章节的相关知识，带领学生尝试建立跨章节、跨学科的知识关联体系。

3.4 实践运用

为提升学生运用知识点能力，采用调研实践环节强化知识点的运用。此环节中，以5 人为1 小组，通过课后小组讨论将相关任务进行分配或协作完成相关内容。内容包括资料搜集、PPT 制作、限时演讲、知识关联拓扑图建立、报告提交。为提高实践教学质量，对资料搜集要求时效性、数量控制；PPT要求图文并茂、文字简洁；演讲要求控制时间、演讲准确和问答环节的准确；知识关联拓扑图的建立要求内容全面、相关性充足；提交的报告要求具有自己小组的观点。授课中将文献资料的收集、利用讲授给学生，如CNKI、万方、维普、Elsevier 等中外文文献检索方法，以及百度学术等互联网资源。这个过程中，可提高学生对知识点的搜集探索能力、对知识点的学习能力；提升学术水平能力，培养合作团队精神。演讲中，对每一个环节的要求进行互评，提高学生的竞赛精神，督促学生花更多时间完成相关的教学环节。

4 知识关联策略的PBL 教学分析与建议

我国传统教学方法是教师教、学生学，学生已养成课堂、教材、教师三位一体的定势思维。学习是灌输模式，限制了学生的创新思维能力。教学过程中，教师是学生的偶像，教师说到一切都是对的，不利于学生思维能力的培养和提高。大学阶段，学生自主学习能力不断提高和培养，但因习惯 “填鸭式” 的教学方法，使其发现问题、分析问题、解决问题的能力没有显著提高。就业后，学生在工作岗位中发现自己什么都不会。如何通过改变传统教学方法改进学生的学习习惯，提高学生学习积极性，有计划、有目的完成大学学业，是大学教师需思考的问题，也是项目实施过程中需要解决的问题。

实践表明，基于知识关联策略的PBL 教学是一种行之有效的教学方法，可明显提高学生的学习积极性，以及分析问题、解决问题的能力。PBL 教学的核心是学生为中心，以学生为主体；结合知识关联策略的教学法有助于提高学生对知识的理解和掌握，更易将理论与实践相结合分析问题。基于知识关联策略的PBL 教学法重点在课堂，关键在学生，落脚点是知识拓扑图，核心是知识点，目的是培养学生的学习创新能力。学习中，教师是引导者，是学生答疑解惑者，帮助学生对知识的掌握和运用。这种模式有助于激发学生的学习动力和潜能，是一项对教学具有积极推动作用的教学方法。

基于知识关联策略的PBL 教学法，是一项优秀的教学方法，但仍需关注影响教学效果的因素。①教师知识能力和教学态度的提高。只有知识面广的教师，才能解答学生上课中各种 “千奇八怪” 的问题；教学方法的实施需要教师紧跟前沿，紧跟社会热点，需要教师花更多时间备课，因此教学态度必须积极。②教学大纲的调整。基于知识关联策略的PBL 教学法必需增加课时，才能有更多时间开展讨论课堂，但此又势必影响其余课程的时间，需要对教学大纲进行调整，对所有课程进行统筹考虑才能顺利实施。③学生成绩的评价，必需增加平时成绩的比例，促进学生利用课余时间完成相关教学环节。④教师对知识关联策略图，必修要有充足的把握，以确保学生对知识点的学习和掌握。