“三信法”在食品工程原理教学中的应用

汪立君，葛克山，张博雅，张 昊，洪 惠，殷丽君

(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083)

0 引言

教学涉及教师与学生两个主体，二者是影响教学质量的主要因素，教师的“教”与学生的“学”之间的矛盾构成了教学过程中的主要矛盾。在传统教学模式中，学生作为知识的被动接受者，其学习主动性很难被调动起来；学生不能有效地参与课堂交流并进行独立思考，其创新思维能力也不能被很好地培养出来。处理好师生关系是处理“教”与“学”关系的重要内容，特别是在新冠肺炎疫情防控期间的大规模在线教学中，教师与学生不能见面，如何采取科学有效的教学方法来提升高等院校教学质量成为重要的研究课题[1]。

工科院校教学内容多为工程技术类课程，系统性强，具有一定深度，教师的教学难度大，学生理解课程也存在较多困难。以食品工程原理课程为例，随着我国食品工业的快速发展，部分工科院校开设了食品工程原理课程。该课程是食品科学与工程专业的主要专业基础课，也是生物工程、化学工程等专业的必修课程，主要内容包括动量传递、热量传递和质量传递理论，以及食品加工各个单元操作及主要设备工作原理及计算[2]。动量传递、热量传递、质量传递“三传理论”和各单元操作几乎各成体系，但又有一定的联系，如干燥单元操作涉及3个传递过程。此外，该课程对学生的数学计算、工程制图及物理化学掌握能力要求较高。因此，该门课程具有理论性强、涉及领域宽、设备多样和不易理解等特点，容易造成课堂教学氛围沉闷、师生互动性较差、学生积极性不强等现象，极大地限制了学生的自主学习与师生的互动交流，进而影响学生的学习成长，也影响教师的教学质量，导致教学陷入困境[3-4]。建立创新的教学方法对食品工程原理课程教学水平的提升具有深远的意义。

近年来，“互联网+”已经深入到理论课程的教学之中，出现大量教学方法与模式的改革，如将心理学、数学和信息学等学科知识融入所教授的课程中；在教育教学中引入“促进人的全面发展”的思想；设计创新教学模式，吸引学生自主学习，改善课堂中教师与学生的关系等[5]。基于食品工程原理，也产生一系列新教学方法的探索与尝试，如微课、翻转课堂、CDIO理念教学、案例法教学和虚拟仿真教学等，但是这些改革方法均聚焦于上课方式的改变，缺少教学过程中最主要的主体“教师-学生”的关系。针对目前工科院校食品工程原理教学中存在的问题，本文以“教师-学生”为切入点，提出全新的“三信法”教学方法，阐释其具体含义，并探讨与论证了“三信法”对于教学质量提升的重要作用，为工科院校教学方法改革提供参考。

1 “三信法”的定义

“三信法”是指通过一系列教学措施，使教学过程中教师与学生之间的关系逐渐拉近、紧密，使教师变得亲信，达到师生互信，进而激发学生内心获取知识的自信。

师生关系是指教师与学生在教学过程中形成的联系，是人际关系在教学中最基本的反映。“三信法”聚焦提升的着力点是师生关系，通过递进式方法，以建立亲密和谐的师生关系为切入点，实现提升教学质量的目标。基于“三信法”，利用信息化资源，建设具有挑战度的翻转课堂，改善教学氛围、增强师生互动、提高学生自主学习积极性，最终提升课程教学质量。“三信法”教学示意如图1所示。

图1 “三信法”教学示意Fig.1 Teaching diagram of multiple mutual trust and confidence method

2 具体应用

2.1 亲信：拉近师生距离

亲信是在课程初期，通过针对性的办法，使学生感受到教师的亲和力，从而拉近教师与学生的距离。亲信效果的达成关键在于课程的开始，上课前，教师主动与学生建立微信群，通过微信群指导学生安装和使用线上教学平台，如雨课堂、腾讯会议等，并进行试讲，与学生互动。如2020年春季学期，面对突如其来的新冠肺炎疫情，全部进行线上授课，教师与学生在课前、课中、课后全过程都进行了及时有效的沟通，保证了线上教学的顺利进行。

新学期课程的第一堂课至关重要，第一堂课的良好呈现更容易得到学生的认可，从而使教师与学生产生亲近感。第一堂课的教学内容可不受教材限制，充分发挥教师的优势与专长，以期给学生留下深刻的良好印象，消除师生之间的陌生感，为教学创造良好的开端。采用“三信”教学法后，2020年春季《食品工程原理》开播第一节课结束，学生的积极反馈便纷至沓来，如图2所示。学生的反馈证明，“三信法”的第一步“开课前的亲信”达到了非常好的教学效果。

图2 《食品工程原理》线上第一节课后的学生反馈Fig.2 Feedback of student after first class of“Food Engineering Principles”online

2.2 互信：紧密师生关系

师生关系是教学中最基础的人际关系，良好的师生关系是良好教学质量的重要保证。师生互信是指在教学过程中，教师与学生在相互评判的基础上，对彼此讲述、许诺及行为可靠性的期望而形成的相互关系[6]。它表现为双方认为彼此诚实可靠，相信对方的能力与责任心，从而建立密切的情感关系，并在行动上相信彼此行为不会伤害自己。师生互信有助于营造良好的教学氛围，激发教师教学与学生学习的热情。

从教师的角度讲，尊重学生的学习态度，从细节处考虑学生的感受，可以增强教学的亲和力，从而达到教师-学生互信的目的。教师在教学过程中应注意两点：一是尊重学生的意见与看法，尽量避免直接批评学生，以免伤害学生的自尊心；二是多了解学生的需求，引导学生正确思考，避免他们走弯路。如针对食品工程原理实验数据处理困难，可单独进行数据处理的Excel讲解；针对食品工程原理课程设计中作图的困难，可单独进行AutoCAD的辅导等。总之，从细节入手，满足学生的学习需求，拉近师生的距离。在教学过程中，教师还需注重与学生的互动交流，及时了解学生的思想动态、行为习惯及价值取向，充分相信学生具有自我约束、自我管理、自我提升的能力[7]。其中，最重要的是要相信学生具有可教性，MAELE DV等[8]的研究表明，教师对学生具备学习的能力，以及能满足教学的预期越高，则其对学生的信赖就会越高。因此，教师要信任学生，给予他们真诚的期望。从学生的角度讲，通过课堂学习、课后辅导等多方面与教师的接触，熟悉教师的教学能力、知识水平、品德等，从而相信教师能够教好学生，对教师产生足够的信任。

应用雨课堂的课堂测试功能，可以达到方便、及时掌握学生学习情况的目的。实际教学中，将每节课的难点、重点列出一个或几个测试题让学生回答。雨课堂客观题判阅起来简明直观，数据分析清晰明了，教师可以当时获得学情信息，并给予学生及时的反馈，易于建立师生的互信。学生在“弹幕”和“课堂测试”中若表现良好，也会提升自信。

对于线上远程直播课来说，教师和学生的互信和互动显得尤为重要[9]。在2020年春季《食品工程原理》雨课堂的直播课中，为达成师生互信，全程开启弹幕，教师不定时向学生提出问题，学生用“弹幕”进行回答，教师及时给予反馈。这种方式活跃了课堂气氛，提高了学生学习的积极性。“弹幕”和“板书”的有效结合，让学生有了在教室上课身临其境的感觉。为达到师生互信的目的，在课堂上还采用了以下几种方法。

(1)育人教学。在教学过程贯穿立德树人的育人理念，强化学生正确的人生观、价值观。通过教学实例的形式，结合食品工程原理热点问题，引导学生在爱国、奉献等大背景下，分析问题背后的启示。引导学生树立实事求是、科学求真、独立思考的能力，培养工程素养和职业道德，为走上工作岗位奠定基础。

(2)启发式教学。在教学过程中，利用启发式教学激发和培养学生的学习兴趣。食品工程原理的理论比较枯燥、抽象，运用启发式教学可活跃课堂气氛，激发学生独立思考的能力，并提高学生发现问题、分析问题的能力。以伯努利方程为例，教师提出“乒乓球放在水龙头下为什么不能被冲走”“日常生活中哪些现象可以用伯努利方程来解释”等问题，引导学生自己得出结论，并对伯努利方程的应用有较好的理解和运用，调动学生学习的主动性和积极性，进而提高学生自主思考的能力。

(3)实例教学。讲解具有工程背景的实例、习题和思考题，启发学生的思维，增强学生的工程观念和创新意识。如在讲解“过滤操作”时，选择讲解与实际操作非常相近的例题，让学生对先恒速过滤、再恒压过滤的操作过程，以及基本方程都有比较深刻的理解和运用。

(4)双语教学。教学内容中的关键概念和定义进行中英对照，并在教学PPT上给出，强调学生掌握食品工程原理知识的基础上，认识常用专业英语词汇，提高对专业英语表达和理解的能力。

(5)类比式教学。学生只有在基本知识掌握的前提下，才有可能进行深度思考。食品工程原理课程有大量的符号和公式需要学生记忆和理解，针对这些难题，在课上不断采用类比的方式，将前后的符号进行归纳和总结，学生均认为这种教学方式更容易掌握基本知识。类比式教学能显著提升教学质量。

(6)课堂讲授与引导自学相结合，充分发挥学生主观能动性，强调理论联系实际。学生对知识的积累重要，而培养学生掌握解决工程问题的方法和思路更重要。在教学过程中，教师应将知识点进行拓展，启发学生思考如何将理论知识与实际相结合。如在讲解干燥曲线时，让学生讨论如何在实际操作中应用干燥曲线，达到高效、节能的目的。每讲解完一道例题，都归纳总结题中的知识点，以及这些知识点在实际生产中如何应用，培养学生“从学到用”的能力。

上述教学方法的灵活使用，活跃了食品工程原理的教学课程气氛，降低了课程难度，也达成了“三信法”的第2步“师生互信”，同时开启了第3步“学生自信”。

2.3 自信：提升学习主动性

自信是现代人才应具备的重要素质之一，是影响学生自我能力实现的重要因素，它能激发学生产生足够的勇气、智慧及能力，从而促进学生的未来发展。学生自信心的建立受多种因素的影响，如课上概念是否理解、计算方法是否掌握、设备结构是否了解等。在实际教学中，从课程教学、实验教学和生产实践教学3个环节帮助学生建立自信，以达到提升学生学习效果的目标。

(1)教学过程对学生自信心的提升具有重要的作用。如图3所示，在教学过程中，教师可通过课堂答疑、实验操作、教学实践等方法增加学生的自信心。在食品工程原理授课过程中，教师在每节课结束后延长30 min作为课程答疑时间，有问题的学生可以在腾讯会议上继续和教师连线，及时解决课上的疑问，起到事半功倍的效果。课堂答疑环节不仅有效解决学生的困惑，减少学习的挫败感，而且为其自信心的提升奠定基础。该环节也为学生提供与教师深入探讨各种知识和科研想法的机会，帮助教师更好地掌握学生的学习进度和困难，在促进师生关系方面取得良好的效果。

图3 教学过程中增强学生自信心的方法示意Fig.3 Method diagram of enhancing students′self-confidence in teaching process

(2)实验教学是实现从理论向生产实践过渡的重要途径，可以培养学生的实际动手能力。成功的实验操作能有效激发学生学习的动力与自信心。在实验教学过程中，教师通过设计多个难易程度不同的实验，结合课程进度，按照由简到难的顺序组织学生进行实验操作，循序渐进地培养学生学习的成就感。如将学生分组，3人一小组、6人一大组，每组学生采用不同物料、不同参数进行实验，不同组之间的学生可以交流协作、数据共享。通过师生互动、生生互动，学生的自信心和成就感得以大幅提高。

(3)生产实践是指利用工厂实践与实习机会，开展食品工程原理的认知性教学。一般来说，食品工程原理课程多安排在大学二年级或三年级，在新学年开始前，多数工科院校会组织学生进行生产实习，利用生产实习的机会提前布置食品工程原理课程的认知、认识任务。在生产实习的过程中，教师带队深入食品工厂，为学生针对性地讲解与食品工程原理相关的设备。学生通过各个岗位的实习，学会操作使用设备，有利于对理论知识的认识，增强学习自信心。

2.4 “三信”融合提升教学质量

“三信”融合是指在教学过程中，师生关系由亲信转化为互信，并推动学生自信心建立的良性循环过程。“三信”融合不是简单地将促进亲信、互信及自信的方法进行迭加，而是利用“三信”之间的递进关系，采取合适的教学策略，逐步加强师生关系，从而达到教学相长的效果。如在食品工程原理实验课程上，可设置教师现场讲解与演示、学生实际操作等多个环节，既可提高学生对教师的信任程度，又能提升学生的自我效能感和信心。

“三信”融合不是一蹴而就的，需要一个过程，“三信”教学方法效果的显现需要长达一学期甚至一个学年，这与STES A等[10]的研究结果一致，即一种新的教学方法的应用效果，并不会立竿见影，需要较长时间才能显现。因此，要合理制定教学计划，以食品工程原理为例，要科学地根据动量传递、热量传递和质量传递等章节的特点，将其划分为多个学习单元，通过课后测试等方式跟进教学中各阶段的学习效果。当课堂教学真正实现了“三信”融合，教师与学生的关系便进入了最佳阶段。教师与学生的良好互动，不仅增加教学中信息的交流与反馈，同时也为提高教学质量打下良好基础。

3 结束语

“三信法”聚焦教师与学生之间亲信、互信、自信关系的建立，加强三者之间的相互促进与融合，使教学效果最优化。以食品工程原理课程为例，提出“三信法”教学方法并应用于教学实践，结果表明，该方法教学成果显著，对于促进学生自主学习、提升教学质量和培养优秀专业人才具有重要意义；同时也有利于打造高阶性、创新性、挑战度的品牌课程。