信息化技术在食品专业教学中的应用研究

2022-03-13柴晴晴卢艳敏

科教导刊·电子版 2022年35期

柴晴晴，王娜，赵萌，卢艳敏，崔波

（齐鲁工业大学（山东省科学院）食品科学与工程学院，山东济南 250353）

0 引言

高等学校是为社会发展培养优秀人才的主要机构。为了更好地适应经济发展的需要，近年来高校教学不断改革，制度本身的进步是必然的，同时也是社会发展的大势所趋。根据当代信息化技术构建高校课堂教学信息管理系统，进而提高课程管理的质量和效率，合理分析高校课程管理的不足，能够更好地实现课堂教学的目的，服务高校教学，培养符合新时代发展要求的优秀人才。高校课程管理信息化管理是当代高校课程管理的主要方式。对提高教育水平，提升高效率运行具有举足轻重的科研价值。

1 教育信息化的形势与内涵

1.1 教育信息化的形势

习近平主席在《致国际教育信息化大会的贺信》中谈道：“当今世界，科技进步日新月异，互联网、云计算、大数据等现代信息技术深刻改变着人类的思维、生产、生活、学习方式，深刻展示了世界发展的前景。”人类历史上，没有一项技术像信息技术一样产生如此深刻的影响。信息时代，无论是社会环境、经济环境还是我们个人对于信息以及信息化的需求，都在发生着深刻的变化。信息化对于教育的影响是全方位的，在基础设施、教学方法、办学模式等方面都对传统教育教学方式产生了冲击。云计算的应用实现了无基础设施的信息化，让我们可以像用水、用电一样应用信息资源。大数据规模性、多样性、高速性、真实性的特点，让教育形成了差异化教、个性化学、精细化管的教学模式，用数据驱动教育的管理和决策。VR（虚拟现实）、AR（增强现实）技术的应用，催生了场景在线、情景模拟等教学方法。MOOC（Massive Open Online Courses，大规模开放性在线课程）、SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）等新型教学资源的普及，甚至对许多高校的办学模式产生了影响。在这种环境下，世界各国不约而同地加强了对教育信息化的关注，从资金、人员等各个方面积极推动教育信息化建设并取得了长足进展。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确指出，“信息技术对教育发展具有革影响，必须予以高度重视”，并要求“把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略”“加快教育信息化进程”。因此，关注信息技术，推动教育信息化建设，是每一位教学工作者的“必修课”。

1.2 教育信息化的内涵

教育信息化的概念是在20世纪90年代伴随着信息高速公路的兴建而提出的。在我国自20世纪90年代末开始，随着网络技术的迅速普及，人们越来越关注信息技术对社会发展的影响，“社会信息化”的提法开始出现。联系到教育改革和发展，“教育信息化”的理念应运而生，其内涵可以理解为“信息与信息技术在教育教学领域和教育教学部门的普遍应用及推广”。由此可以看出，教育信息化不仅仅停留在技术层面，也不仅仅是教学领域的资金、设施设备的投入以及更新换代，而是涉及教育教学的各个领域、部门的全方位的整体工程。其基础是实现教育信息化必需的硬件设施，在硬件设施基础上设计包含信息发布、互动教学、资源管理等的教学平台，然后依托教学平台开发相应的教育教学资源，最后由教学主体──教师和学生利用信息化教学手段，实现从教学资源到学生知识技能的转化，达到教育信息化的目标──因应信息技术的发展，推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会，培养大批创新人才。在整个教育信息化体系中，软硬件设施建设以及教育教学资源的开发，都是为了营造良好的信息化教学环境。要实现从教学资源到学生知识技能转化的教学目的，其核心就是教师要运用信息化教学手段对学生实施教学。

1.3 高等学校教育信息化建设的重要性

1.3.1 教育信息化进程促进教育资源更合理利用

教育信息化很大程度上整合了互联网教育资源管理体系，除了课堂教学以外，引进各种优质教育资源，还能让学生们学习一些其他课程，打造虚拟的实验室和图书馆，从而建立一个灵活生动联动的教育平台。在线教学的发展趋势是教学方法创新的体现，根据优质远程教育的完成情况，非全日制学生可享受优质教学资源，并完善教学覆盖面，从而提升自我学习能力。

1.3.2 高校信息化规划可提高管理质量

随着教育质量的不断提高，师资队伍素质和招生人数都有所提高。校园网络基础设施、信息化管理等信息化规划在学校逐步推进。校园网络要与各个管理系统建立相连相通，在此基础上可以保证丰富教学资源的整合与利用。

2 食品专业的实践教学现状

2.1 实践教学体系方向不明确，定位不准

食品安全问题日益复杂化，食品专业人才培养模式不可能一成不变。目前许多高校食品专业定位模糊，造成人才培养目标大同小异，实践课程体系千篇一律。根据教育部《关于加强“质量工程”本科特色专业建设的指导性意见》中明确提出，高校可根据不同的专业背景及优势学科，开设差异化的人才培养方案与课程体系。武汉商学院深入挖掘“商科特色”和“烹饪特长”，进一步准确定位食品专业实践课程建设方向，构建与之相匹配的课程体系。

2.2 忽视实践教学体系的构建

在专业人才培养方案的制定中，仍然存在重理论，轻实践的现象，实验、实训和实习等实践类课程所占学时、学分较少，甚至压缩实习，或在学生实习安排中重视度不够、缺乏制度化管理，学生实习岗位与专业关联性不大，流于形式，忽视了对学生实践能力的培养。专业实践课程未能与理论课程相结合，导致学生对知识的理解只浮于表面，理论知识无法在实践过程中得到应用，例如：食品化学、食品工艺学、食品生产管理及食品感官分析等课程都是单独设立的，学生对这些课程知识的掌握只停留在基本的理论知识，缺乏应用与实践，导致教学效果不明显。

2.3 实践教学体系未能适应行业的新发展

食品专业实践教学内容大体可分为化学实验模块、生物实验模块、工艺实验模块、过程控制和预防管理模块，但很多高校将重点放在化学、生物实验模块，并且主要以验证型实验为主，重实验结果，忽略学生主体地位，缺乏对学生创新能力的培养，未能很好地适应食品行业的新发展，在实践教学内容中欠缺综合型、设计型的实验。此外，新型检测技术在食品行业中的运用未能及时在实践教学中体现出来，例如：无损检测技术、快速检测技术等。

3 信息化技术在食品专业教学中的应用

3.1 微课与翻转课堂

微课是指基于一个或几个知识点，通过某种技术将教师讲解录制为短视频并上传到网络平台，可供学习者在没有教师指导的情况下进行在线自主学习。微课的主要特点是在线、短小、环节集中、视频讲解，有讲授式、录屏式、手绘式等表现方式。微课可以视为对传统授课中的某一重要知识点进行提炼，将备课和上课环节融合到一起的精炼讲解。由于微课使用方便、制作快捷、受众面广，迅速发展成一种十分流行的教学方法，也是一种基础的信息化教学手段。以微视频为基础构建的新型交互式网络课程就是微课，可以视为MOOC和SPOC的雏形。翻转课堂是一种以“学习知识主要在课外，内化知识、拓展能力主要在课堂”为基本结构的新型教学模式。翻转课堂和微课结合比较紧密，翻转课堂教学流程可以简略地概括为“课前微课+课上交流+课后答疑”，课堂外学生自主学习并完成预习任务、整理收获及提出困惑，课堂上进行展示交流、协作探究、科学实验、完成作业以及预习后续内容。与传统讲授式教学模式相比，翻转课堂对知识认知和内化流程进行了全新再造，塑造了新型师生关系，完成了教师由灌输者到引导者、学生由被动接受者到主动学习者的转变，使教学理念呈变化、发展、更新的趋势。由于实施翻转课堂需要应用多种信息化教学资源，如在线课程管理系统、适合课前学习的微课、课堂交互终端、反馈学习成效的在线评价系统等，所以我们将其视为一种新型信息化教学手段。

3.2 MOOC与SPOC

MOOC是在世界顶尖大学兴起并得到迅速普及的免费的、全开放的网络课程，每一门课程学习结束会有相应的学习证明。实质上，MOOC是采取互联网经济模式来运作教育，利用名牌大学的影响力并投入大量资金所形成的独特教学手段，其流程可以概括为“免费开放的微课+无面授环节的翻转课堂+学习证明”。MOOC具有工具资源多元化、易于使用、受众面广、参与高度自主性等特点，教师可以充分利用这些特点将慕课作为辅助教学工具，保证教学的丰富性、拓展性、深入性。因此，MOOC是可以在高校迅速普及推广的信息化教学手段。相比MOOC，SPOC是一种课堂教学与在线教学相结合的混合教学模式，其流程为“需要注册的学习+特定内容的微课+有面授环节的翻转课堂+考试+学分”。在高校内部，教师可以利用SPOC实施翻转课堂教学，根据学生的需求和学习进程调控课程的进度与评分标准。学生必须保证学习时间和进度，参与在线讨论，完成规定的作业等，最终通过考试并获得相应的学分或证书。相比MOOC，SPOC更具针对性，更强调个性化。

3.3 以智慧化教学手段，探索实验课教学

使用“学习通”等平台建课，教师通过网络平台发布实验指导、参考资料、提前录制或者下载实验课相关视频、习题等资料，要求学生在规定时间内完成自学，培养学生自主学习意识，这在应用型人才培养中是非常必要的。为防止部分学生不按照要求完成自学，可将上传资料设置成任务点。利用网络课堂还可在线布置作业、辅导答疑，教师通过网络与学生进行各种有效互动，使学生的求知欲望和学习热情得到激发，在轻松愉快的状态下体验到学习实验课的乐趣，变被动为主动。实验课上以操作为主，让学生参与整个实验过程，从准备实验、正式实验到实验结束处理的全程由学生自己动手完成，并完成实验仪器使用记录的填写，模拟实际工作过程。实验课应增加多媒体应用，使抽象的知识讲解更直观地呈现，增强教学效果。例如，“食品分析与检验”实验课中应用多媒体课件，将重点、难点内容以图片、动画等形式在课件中展示，方便学生分析理解知识点，再结合相关典型案例，使知识点更容易理解。又如，“测定食品中农药残留量”这节实验课教学中，由于农药的成分相对复杂，理论知识无法激发学生的学习兴趣，利用多媒体为学生解答水果和蔬菜中残留农药对人体的危害、食用农药残留量超标的食物中毒等相关问题，学生更能意识到测定食品中农药残留量的重要性。通过多媒体还能观看实验过程视频，便于学生掌握实验操作过程。充分利用智慧教室，采用虚拟仿真软件进行大型仪器的操作训练。大型仪器一般价格昂贵、台套少，不能实现人手一台进行操作，虚拟仿真软件可以起到很好的训练作用.还有一些在实验室里不能完成授课的实验项目也可以利用虚拟仿真软件进行模拟学习。

3.4 食品专业信息化教学应配备的软硬件

信息化时代，教师只有在掌握传统食品专业知识及教学方法的同时，了解与教学相关的软硬件知识，具备相应的技术能力，才能开展微课制作、在线答疑、翻转课堂、协同作业、会话交流等信息化教学。从硬件设施来讲，以翻转课堂教学所需硬件为例，要进行展示交流、协作探究等活动，必须具备能迅速完成学生集中、分散的开放式课堂，支持学生上传作业、共同探讨、协作交流的网络终端和平板电脑，能提供课前学习、选课的在线课程管理系统，方便学生课后答疑、反馈学习成效的在线评价系统等。即使是制作微课，也需要记录板书轨迹的手写板、录制翻拍的摄像设备、导入背景内容（如PPT）的简易绿屏演播室等。而硬件设备性能的发挥离不开软件的支持。就微课来讲，如果只是简单地利用硬件附带的视频合成等功能，无法做到在短时间内向学生展示丰富、深入的知识，这就需要教师提供更多背景资料，包括语音、动画、视频等。

3.4 食品专业的辅助教学手段

随着技术的不断发展，很多新颖的现代化技术可以应用于教学，对教学效果产生立竿见影的效果，大大提升教学质量。在某些食品专业课程实操教学中，比如食品加工机械课程教学中，可以通过运动体感控制器结合AR、VR技术使学生身临其境，练习使用生产设备；在食品微生物课程教学中，可以应用全息摄像技术分别对整体、组成、细节、微观进行精确细致的展示。