基于项目的体验式教学在酿酒工艺实验课程中的研究初探

王金晶，郑飞云，钮成拓，刘春凤，李崎

1(江南大学 工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡，214122)2(江南大学 生物工程学院，江苏 无锡，214122)

基于项目的体验式教学法(project-based experiential teaching,PBET)是一种师生之间互相交流的教学方式，在一个学习周期中，学生通过身临其境的学习取得较好的学习效果和较大的教育收益。酿酒工业是我国食品饮料行业的重要部分，酿酒工程师的培养更是酿酒工程专业人才培养的重要任务。自2013年酿酒专业设立以来，培养了无数酿酒行业的精英人才。随着生产技术、装备水平的提高以及人们对酒类品质及品类的多样化要求地不断提升，要求酿酒专业培养理论水平与工程实践能力俱佳的工程师。酿酒工程专业的学生在学校时，进行了大量的生物学基础课程的学习，这些知识为他们成为酿酒工程领域的专家奠定了基础。而进入专业课程学习过程中，需要有理论结合实际的能力，以及创新与沟通的能力，才能找到有效的方法解决实际问题，这是对学生工程能力培养的重要指标。

酿酒工程能力的培养不能通过理论讲授获得，而是在亲身经历，不断实践的过程中获得。本研究探讨了学生在项目体验式学习中如何与教师建立起信任，形成有效的沟通方式，连接师生的情感并形成有效的反馈。通过建立基于项目的体验式教学方法，提高学生的学习兴趣，达到预期的教学效果。

1 基于项目的体验式教学实施方式

体验式学习强调的是过程而非结果，最早由KOLB在1984年提出，他在《体验式学习：体验是学习和发展的源泉》中提出了“体验学习”的概念，通过“具体经验、反思观察、抽象概念和积极实验”的周期性循环来获得知识的内化与积累，在体验过程中将个体的认识与经验转化相结合，形成自适应学习从而获得知识[1-2]。PBET从项目(project)出发，学生参与有形的体验(do)，重复该体验(reflect)，根据经验和信息结合理论思考(think)，阐明假设或解决问题(apply)。这种学习方式需要给予学生更多的信任和责任，让他们在学习过程中直接参与学习过程[3-4]。此外，这种教学方式鼓励学生成为灵活的学习者，将所有可能的学习方式融入到全周期学习中，并带来有效的技能和元学习能力[5]。

在酿酒工艺实验课程的教学方案设计中，老师只是学习环境的创造者，为学生构建学习的情境体验，在学习过程中，学生在老师的引导下，通过亲身体验完成一个小型项目进行感知学习。通过开发一个实践项目，把体验式学习纳入课程中，要求学生以团队合作的方式来完成项目研究，体验酿造实践，解决酿酒过程中相关的问题。在整个课程项目研究过程中，学习的主体是学生，这种学习方式能够促进本科教育与职业经验之间的联系，从而改善大学和现实工作世界的关系[6]。

基于项目的体验式教学法希望能够鼓励学生自我学习和自我指导能力，以满足不断变化的行业需求。有两个要素在学习的产出中非常重要，(1)对项目成果质量的批判性评价能力(信息素养)；(2)找到满足客户需求的应用解决方案能力(设计思维)。因此，在项目体验式教学过程中，结合了线上和线下的学习方式，学生可以通过在线方式进行互动，不受空间与时间的限制。这种学习方式也提高了学生内在学习动机与参与度，促进学生协作、创新，培养批判性思维和解决问题的能力。

基于项目的体验式教学分为8个步骤(图1)，由教师和/或产业教师共同确定实验课题项目，并由教师和学生共同完成任务分解、学习方法建立以及研究团队的成立，项目的确定与任务的分解工作都可以在线上或线下完成，打破了时空的界限，为教学的实施提供了更有利的条件。接到项目任务后，学生以小组为单位或个人为单位进行项目的设计，并进行项目的执行。在线下的项目执行过程中，项目评价与项目执行这一环节进行往复循环，基于教师/产业/学生的评价不断优化项目，最终获得项目的结果产出。

图1 基于项目的体验式教学法流程Fig.1 Flow chart of project-based experimental teaching

该过程强调了经验学习的过程，并且根据学生以往的经验对其进行评估，允许学生在“做—反思—思考—应用”中逐渐完善项目并完成学习过程。学生通过有形的项目执行(do)、形成经验(reflect)、进一步思考(think)、阐明问题或假设(apply)。这种教学方式将教师以教为主的教学方法转变为以学生为中心，学生直接参与学习过程，提高学习能力[7-9]。在这个学习过程中，反思环节非常重要，这种方法可帮助学生在评估和使用知识时进行更深入的思考，反思如何将学习成果更好地应用于实际工程实践环境中。

2 基于项目的体验式教学的具体应用

以酿酒工艺实验课程中啤酒酿造工艺环节为例，该环节要求学生完成一个啤酒配方的设计以及最终产品的呈现。学生以小组为单位选择自己感兴趣的啤酒品类，并对其酿造过程进行设计，其中包含原料的分析和选择，糖化、煮沸、酿造工艺的设计与实施，成品的呈现方式、包装的形式等内容。

实验课程项目任务下达如下：

(1)基于麦芽原料配比及糖化工艺研究酿造一款红色系艾尔啤酒；

(2)基于酒花品种及投放工艺设计酿造IPA啤酒；

(3)基于酵母品种与酒花品种选择酿造一款果香味淡色艾尔；

(4)设计并酿造一款低酒精度的果味啤酒。

通过该项目的沉浸式体验学习，学生在课程结束时不仅完成了课题的综述报告，同时完成了啤酒的酿造小试，获得了初步的产品雏形。学生从被动地接受学习到主动地完成项目研究学习，在实践过程中不断总结经验，允许在实验过程中出现错误和失误，过程中不断思考、总结、解决困难，最终呈现出完整的成果。经过全周期的学习，大幅度提高了学生综合解决问题的高阶思维能力。

项目的执行过程中学生遇到的问题包括：

(1)原料的比例确定；

(2)糖化工艺中每一个阶段的温度确定；

(3)糖化中搅拌的频率；

(4)酒花添加的比例和时间；

(5)啤酒酵母的选择;

(6)发酵工艺如温度、时间……

普遍认为对学习感兴趣、积极参与学习过程的学习者更有可能实现高层次的学习。已有研究表明，参与度直接或间接地与智力、兴趣、动机和学习成果的愉悦感相关[10-11]。在高等教育中，鼓励学生积极参与课堂，然而存在很多客观因素导致学生在课堂中参与度不高。实验课程属于实践性课堂，要求学生主动参与其中，但并不是每一位学生都能深度参与实验。安排4～5位学生一组，其中一位学生作为组长，负责工作的协调与沟通，实验过程中学生随时与老师保持沟通，基于学生和教师的评价不断地修正实验方案，以获得最佳实验方案，保证实验课题的顺利进行。通过基于项目的体验式学习过程，每一位学生在课题的进行中都深度地参与了课题，通过讨论、实践、反思、产出的过程真正将理论知识与生产实践联系起来，进行了更高层次的学习，培养了学生的理论联系实践能力与工程能力[12]。酿酒工艺实验的教学同时也为学生提供了一种沉浸式的体验，学生在酿酒实践的环境中根据实际任务提出问题，通过讨论和实践分析啤酒酿造中的问题，给出个性化的解决方案，完成酿酒生产，获得沉浸式体验，从而激发学生的创造性思维[5, 13]。实践过程中，学生经常会发现课程内容和项目具有挑战性，这需要小组同学共同工作讨论，学习并整合学科内容来做出决定，形成能够解决问题的方案和产品。课程结束后，学生以学习报告的形式递交一份项目报告书，同时以小组为单位完成啤酒酿造并展示成品啤酒，学生与老师对DIY的啤酒产品进行品评、打分、评价及讨论，对每一组学生的酿酒项目提出建议和意见，为学生进入下一阶段的学习奠定基础。

教师的传统角色从知识提供者转变为经验的中介。教师通过提供信息、建议和相关的学习经验来鼓励学生，以建立一个学习环境，他们可以参与积极但具有挑战性的学习活动，促进学生之间的互动。同时，对教师的要求也相应的提高，课程的教学过程中要求教师有大量的知识储备和不断地学习研究本领域最新技术和成果的能力，以解决学生在学习中遇到的困难，能够与学生进行深入地交流，引导学生自主学习，提高学习自主性和解决问题的能力。将项目体验式教学法应用于酿酒工艺实验课程中，从项目任务分解、任务认领到项目设计都是由学生与教师共同讨论完成，教学方法应用灵活，突破了时间与空间的限制，学生通过反复思考与实践，由教师与学生共同进行评价和改进，最终完成了啤酒工艺配方设计，啤酒小试酿造并提交最终产品，获得了较好的课程教学效果。

3 结语

作为一门实践性非常强的课程，体验式学习的方式为教师的教和学生的学提供了一种新的模式，基于项目的体验式学习帮助学生对理论学习的成果进行系统的梳理、深入的思考，教学相长，培养学生在实际工程实践过程中发现问题、解决问题、理论联系实际的能力。当学生发现自己能够发现问题，并能够应用他们的信息来解决问题，不仅对参与获取知识所需的心理过程更感兴趣，而且更有动力和渴望学习。