本论文主题涵盖三篇精品范文,主要包括《实验设计食品生物化学论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:生物化学是一门研究生物体内化学分子及化学反应的基础生命科学,在高职高专院校开展的农学类、园林类、食品生物类等各专业教育中备受重视。在新课程改革的大背景下,从生物化学的教学内容、教学方法、实验优化及创新性等方面进行初步研究探索,旨在为高职高专生物化学教学改革提供一点理论依据。
实验设计食品生物化学论文 篇1:
食品生物化学实验课教学法再探
摘要:食品生物化学的实验教学在加深和巩固理论知识的理解、锻炼学生解决实际问题的能力、培养学生的实验操作技能等方面起着重要的作用。为了进一步提高食品生物化学实验课的教学效果,从而加强学生的实验技能和提高学生的综合素质,本人从食品生物化学实验教学的课程特征和现状出发,通过导入图示教学法、适时安排实验设计,以及及时进行实验总结等教学手段,加深了学生对理论知识的理解和掌握,强化了学生的食品生物化学实验技能,激发了学生的学习兴趣,并且培养了学生创造性的思维能力和良好的实验素养,从而为全面提升学生的综合素质奠定了坚实的基础。
关键词:食品生物化学;实验教学;图示教学;实验设计;实验总结
食品生物化学是食品科学相关专业的重要基础课程。食品生物化学是一门实验性学科,与理论教学相比,食品生物化学实验教学更具有趣味性、实践性和探索性的优势。食品生物化学实验教学不仅使理论课的教学内容得到感性的验证,而且通过培养学生的观察力、创造力和解决问题的能力,起到提高学生综合素质的重要作用。随着生物化学教学理论和教学法的不断发展和完善[1],悬念式教学法[2]、问题教学法[3]、3+1教学法[4]等多种教学手法也在生物化学实验教学中得到了应用,并且实验课的教学模式也展开了广泛的探索[5,6]。本人从食品生物化学实验课教学的课型特征和现状出发,本着进一步拓展教学空间,提高实验课的教学效果和教学质量的目的,在深入分析实验课结构特征的基础上,结合对比国内外实验指导教材的格式,对食品生物化学实验课的教学方法和教学模式进行了进一步的探索。
(一)引入图示教学法,让学生高效而迅速地理解和掌握实验操作步骤
研究表明,人脑处理图像的速度是处理文字的60,000倍,而且,图示教学法也已经在多门学科的理论课教学中得到了广泛的应用[7,8]。图示法可以使抽象的知识具体化、形象化,也可以使零碎的知识系统化,从而简明扼要地概括出教学内容的重点和难点。在日本,研究人员以及硕士和博士研究生们广泛使用的生物化学以及分子生物的实验方法参考书普遍采用了图文并茂的格式,笔者在考察中了解到大家普遍认为这种图文并茂的表现格式化无形为有形,形象生动,简单明了,而且使读者便于对实验内容的整个流程进行整体的把握。为了考察图示法在食品生物化学实验教学中的效果,我将图示法引入实验操作步骤的说明中,并且对其效果进行了问卷调查。
以淀粉的显色反应实验为例,在实验步骤的文字描述之后,我引入了图1来展示实验的操作方法。
在实验教学过程中,我让学生们对照使用常用的文字描述形式的实验方法和图文并茂形式的实验方法,并且对问卷进行了回答。问卷的内容包括:
1.从第一印象看,你更愿意选择哪种形式的实验方法?
2.在实验操作前,哪份实验方法介绍的内容更容易读懂?
3.在实验过程中,你主要参照了哪份实验方法?
4.实验课结束后,哪份实验方法更容易回想起来?
5.如果让你设计实验方法,你喜欢选用哪种形式来设计?
来自5个班的209名学生在对两种形式的实验方法进行对比使用的基础上,对问卷进行了回答。在对前4个问题的回答中,分别有94%、93%、91%和97%的学生选择了图文并茂式的形式。在对最后一问的回答中,有87%的学生选择了图文并茂的形式。
从问卷调查结果来看,无论是从第一印象、易懂性、实验指导性还是在容易记忆性方面,90%以上的学生选择了图文并茂形式的实验方法。对问卷的最后一问,虽然选择图文并茂形式的学生人数低于90%,但课后调查发现,多数学生是因为对画图没有自信而选择了用单纯文字描述来设计实验。因此,图示教学法使实验内容形象生动,简洁概括,便于学生迅速而有效地理解和全面掌握实验步骤,其教学效果得到了大多数学生的认可和好评。
(二)通过适时安排实验设计,及时进行知识的回顾和综合
食品生物化学实验课通常安排在理论课教学之后,起到加深理论知识的理解和培养学生实验技能的作用。因为受到课时数、仪器设备、师资力量等因素的限制,实验课的内容是由几个独立的有代表性的实验内容组成,而且各实验内容之间缺乏内在的联系。为了使所学的知识通过对比而得到理解加深,通过综合运用而实现全面的掌握,并且也为了同时培养学生解决实际问题的实践能力,我在淀粉的显色和水解实验、氨基酸纸上层析实验和蛋白质的呈色反应实验之后,及时地引入了实验设计的课题。课题的目的是通过复习单糖、淀粉、氨基酸和蛋白质的性质,运用已经学习的生物化学反应原理和检测方法,鉴别未知混合溶液的组成成分。课题的实验对象是三种未知混合溶液。课题的实验要求是:(1)首先,自己设计鉴定方法与操作步骤,并预测实验结果。(2)实验中,根据实验设计选择试剂,实施检测方案,观察实验现象并记录实验结果。(3)实验后,分析实验结果,判断溶液的组成成分,完成实验报告。
实验设计课题布置后,学生们翻阅理论课教材和实验指导,回顾已经学习的相关章节和已做过的实验内容,积极地思考检测方案,并且以小组为单位,各抒己见展开了热烈的讨论。从课堂检查结果来看,大部分的实验小组能够制定出比较合理的实验方案,虽然他们所用的时间长短不一。其他一小部分实验小组的方案在经过教师的启发和引导后,也趋于完善。在实验方案的实施过程中,学生们抱着比通常的验证性试验更强的好奇心,仔细观察每个实验现象,验证自己提出的预想和假设。从实验结果来看,大部分的实验小组能够正确地推断出三种未知溶液的组成成分。虽然正确的实验结果能给予学生成就感和自豪感,这对于激发学生的求知欲和学习兴趣至关重要。但是,从任课教师的角度来看,实验设计课题的实施过程更为重要。与一般的应试复习截然不同的是在此过程中学生们对已经学习的书本知识进行了能动的复习,而且通过对比进行了进一步的巩固和认识的加深。与此同时,在探究的过程中,学生的学习积极性和主观能动性得到了充分的发挥。食品生物化学实验设计课题的导入,在加深和巩固理论知识的理解、锻炼学生的实验操作技能、培养学生发现问题和解决问题能力等诸方面,都起到了明显的推动作用。
(三)以附加实验补齐各实验组之间的进度差异,及时进行实验总结
实验小组之间存在实验进度的差异是不可避免的,如果提前完成实验的学生可以提前离开实验室,这样既影响了实验未完成小组的情绪,而且也无法进行系统的实验总结。我尝试了通过引入与计划内容相关的附加实验来补齐小组之间进度差异的方法,而且附加实验的结果将在实验总结时展示给全班同学并归纳进实验总结中。所以,附加实验不仅补齐了实验小组之间的进度差异,而且充实和拓展了实验内容。另外,我还发现实验内容的拓展大大地激发了学生的学习兴趣,许多实验小组在顺利完成计划实验内容的前提下,争取演习附加实验内容。
实验总结是实验教学的一个重要环节,学生在实验过程中往往专注于实验操作,并没有及时将实验结果与要验证的生物化学理论联系起来。通过实验总结,趁热打铁,从刚刚观察到的实验现象引伸出生物化学理论,并且让学生更加充分地理解生物分子的特性以及生物化学反应的机理。与此同时,还要对实验中发现的问题进行一次综合的说明,从而起到全面提高实验课教学效果的作用。
食品生物化学是一门发展的学科,随着生物化学、食品科学及其相关学科的不断发展,食品生物化学的内容也在不断充实和完善。为了培养出掌握扎实的实验操作技能、具备科学的发现问题和解决问题能力、适应我国迅猛发展的食品行业需要的高素质科研和专业技术人才,食品生物化学实验教学作为食品生物化学教学中不可分割的一个重要部分,其教学方法的革新将发挥积极的作用。
参考文献:
[1]闫景坤.高等学校食品专业生物化学教学的改革探讨[J].农产品加工(学刊),2011,265(12):137-140.
[2]马宝全,佟淑敏,张宝珠.“悬念式”教学法在生物化学实验教学中的运用[J].实验技术与管理,2006,9(23):105-106.
[3]丁大鹏,马文丽,吴清华.问题教学法在生物化学实验教学中的应用初探[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2009,11(1):65-66.
[4]孙玉军,王松华,马玉涵,张强.构建生物化学实验教学新模式促进创新人才培养[J].安徽农学通报,2010,(23):188-189.
[5]孔繁华,徐来祥,燕艳.生物化学“3+1”实验课教学方法的探索与实践[J].实验室研究与探索,2012,(10):36-37.
[6]曾诗媛,黄雅琼.生物化学实验教学模式的探索[J].玉林师范学院学报,2009,30(5),89-91.
[7]杨留才.图示教学法在生物化学教学中的应用[J].卫生职业教育,2004,22(20):61-63.
[8]乔成立,吕春,郭国良.图示教学法在工程化学课程教学中的应用[J].高师理科学刊,2012,(5):103-104.
作者:郎刚华 顾立众
实验设计食品生物化学论文 篇2:
高职生物化学教学改革初探
摘 要:生物化学是一门研究生物体内化学分子及化学反应的基础生命科学,在高职高专院校开展的农学类、园林类、食品生物类等各专业教育中备受重视。在新课程改革的大背景下,从生物化学的教学内容、教学方法、实验优化及创新性等方面进行初步研究探索,旨在为高职高专生物化学教学改革提供一点理论依据。
关键词:生物化学 教学改革 实验优化 教学方法 创新
生物化学是一门研究生物体内化学分子及化学反应的基础生命科学,它是从分子水平和化学变化的本质上阐明各种生命现象。生物化学作为高职高专院校中农学类、园林类、动科类、食品生物类等各专业的最基础的学科在大学教育中备受重视。然而由于生物化学发展迅速,科技成果更新快,仅仅局限在原有的教学课本知识层面就显得捉襟见肘了,如何与时代同步,而又能提高高校生物化学教学的有效性,进而与世界教育水平接轨成为很多学者关心地问题。本文就高职生物化学教学改革入手,从教学课程内容、教学方法以及实验优化和创新等方面进行探索研究,旨在为高职高专生物化学教学改革提供一点理论依据。
1 生物化学教学目前存在的问题
(1)以课本知识的理解和重复记忆为基本目标的传统教学模式已经早已不在适应新课改的基本要求,特别是高职高专的生物化学教学。由于生物化学内容涉及面广、知识要点及定义繁杂、知识体系庞大等特点使得学生学习生物化学时常感到枯燥乏味、难以理解;(2)大学基础教学课时越变越少,使得原本繁多难学的生物化学教学更加难以保证质量;再次学生和老师的这对主体矛盾一直是教学改革的一大制约因素;(3)姜萍,杨振宁等人在研究和分析了PBL教学模式在教学中的应用后提出:目前我国生物化学教学存在的问题是教师讲解部分比重过大,而且其教学内容及思维方式局限于一板一眼的传统的教学模式,使得大学的生物化学课程教学出现知识断层,无法和飞速发展的生物科技相结合。
2 教学内容整合改革
2.1 整合、优化课程内容及结构,及时更新和补充教学内容
近年来,随着高职教学计划的调整,生物化学专业基础课程的课时逐年减少。如何能够合理的调整教学课程内容和课时之间的矛盾就成为老师普遍关注的话题,教学内容整合改革刻不容缓。如课堂内的教学,可以研究把糖酵解章节与三大营养物质结合起来,联系到蛋白质、脂类、糖类在糖酵解过程中的相关联系和互相之间的相互转化,由此延伸出糖酵解与三大代谢间的相互联系。由于教学大纲中安排的教学内容宽泛且具有普遍性,不能具体的深入的体现出学习的内容,所以在课堂教学中,要发挥老师的积极能动性,在原有大纲指导的基础上结合学生的实际情况,突破原有的知识框架体系,适当调整课程内容的先后和内容重组,进而达到寓教于乐的效果。如调整三羧酸循环与磷酸化的课堂内容前于糖酵解的课堂内容,可以更好的对学习和理解糖酵解体系有更多的帮助,更加促进和加深学生对其的理解。随着知识和科技的迅速发展和更替,有关生物化学方面的新内容和新发现都层出不穷,因此对生物化学教学课堂的教学内容要时时进行更新和补充就显得尤为重要。如以前的课本中在DNA修复章节中并没有提到基因沉默等内容,而目前研究比较热的反义核酸技术、基因芯片技术、miRNA等内容也在基础的生物化学课本中涉及的较少。
2.2 设立章节知识框架体系,使课堂教学更加突出重点,进而突破难点
在每一章节讲授前,言简意赅的提出本节课要讲授的知识架构并指出学习中应注意的重点和难点从而引发学生的有效思维和兴趣,进而使课堂教学达到事半功倍的效果。老师也可以在布置课前预习课本内容时,给学生列出下一节要学习的内容,积极引导学生做好课前预习这一环节。如通过提出发酵作用的定义和实例引出糖酵解途径,之后再由此提出磷酸戊糖途径和电子传递链,最后再联系到糖代谢。课堂内容由浅入深再到浅出,调动学生的积极性。
3 教学方法的改革
3.1 多媒体辅助参与教学
(1)由于生物化学的内容相对较深,且内容涉及的学科较广,因此运用图文并茂的多媒体辅助教学等硬件设施来提高生物化学教学质量和课堂的感染力就受到好多老师的推崇。生物化学是从分子即微观水平来阐述生命现象,因此很难讲授和认知。正因为如此,生物化学存在的一大缺陷是教学内容抽象性强而直观性差,学生难以理解;(2)教学内容的连贯性及逻辑性强,很难使学生理清思维路线。运用多媒体辅助参与教学,不仅使抽象、枯燥的学习内容变得生动形象,而且还使得教学场景更加直观,有利于学生对知识的理解和记忆,进而抓住学习的重点和难点,提高学生的学习效率;(3)多媒体课堂教学还可以提高学生学习的兴趣,使学习从枯燥变得有声有色。不仅如此,多媒体运用提高了课堂教学的有效性,使课堂学习时间得以充分利用。
3.2 多种教学方式的大胆尝试
多种教学方法的大胆应用,其目的还是在于转变教学主体,平衡教师和学生的教与学的辩证关系。教学方法的改革提倡以教师为主导,以学生为主体的教学模式。老师通过使用多种教学方法可以最大程度的保持和集中学生的注意力,才能充分的调动和开发学生的学习积极性,教学和学习才能更加有效率。如罗永富在生物化学教学中提出了问题式教学法,从问题的精心设计到更加联系实际生活,从问题的生动形象化到实验中探究,强调提问在生物化学教学中的重要性。如夏新奎等人在高职高专生物化学教学中提出了任务驱动法,他以设置具体的任务为核心,主张学生的自主学习。这种教学模式倡导更为开放的课堂环境,更加强调“在做中学”的理念。根据生物化学如概念较多、理论知识抽象、内容枯燥、代谢途径繁杂等的基本特点,何文胜在《在高职生物化学课程教学中有效运用概念图的尝试》中提到,新课改教学中利用构建概念图可以有效的组织教学,还提出概念图的三要素:概念、连线、关联词。概念图教学法可以创建一种学习氛围,培养学生的自学能力,不仅如此还可以培养学生的逻辑思维能力,以及学生搜集和处理科学信息的能力。因此,该教学法在生物化学教学中应该受到重视和关注。
4 优化实验教学改革
4.1 实验课内容和结构的调整优化
生物化学教学中最重要的一个学习环节是生物化学实验内容。高职高专的大学教育更加注重培养学生的认识能力、观察能力以及实际操作动手能力,更加注重科学态度、科学思维方式等多能力的培养。实验教学无疑是最佳的教育方法。在新课改下,优化实验内容及结构对于生物化学的教学意义重大,特别是在逐渐减少大学基础课时的情况下,实验课就成了学习基础知识最直接的方式。如有关“蛋白质的电泳”实验,由于耗时较长且影响因素较多的原因,有必要对教材中实验安排进行优化设计。可以拿琼脂糖凝胶电泳、聚苯烯酰胺凝胶电泳、毛细血管电泳等进行课堂演示及分析,和学生共同探讨可能出现的问题,之后让学生自行分组选择自己喜欢的电泳方法进行试验,在试验中引导学生相互协作的能力,调动学生积极思维。引导学生在试验中提出问题,如温度对电泳的影响,电压的控制、电泳的时间,条带的宽窄及明亮程度等。
4.2 提倡实践教学及课后温习
生物化学的实践教学更加能够提高学生实验兴趣和学习动力,而传统的实验课一般都是依瓢画葫芦,整个实验过程按部就班,很难让人产生实验兴趣。因此,我们必须改变现状,打开思想的束缚,让实践教学真正走进大学的门襟,这才是大学教育与高中等其他教育体系不同的体现。首先在实验课上结合上课内容鼓励同学们进行独立设计实验和综合性实验设计,引发学生兴趣和思考;其次把生物化学教学内容和生物化学实验相结合,使实验课更加具有系统性和针对性;再次学校应该对一些基础实验室进行开放,为爱好实验、实验失败或未做实验的学生提供再次动手的机会。而实验过后的课外温习也是加强学生学习的重要手段。不仅要提高学生课后实验总结报告的质量,还要培养学生善于提出和发现问题以及解决问题的能力。如刘雪珠等人在《优化普通生物化学教学的初步探讨》中提到的那样,要重视课后习题,把教与学有机结合起来。(1)优化和精炼习题内容,同时结合网络课件进行相关内容拓展;(2)鼓励同学相信自己的质疑能力,杜绝实验报告雷同和抄袭,对学生的不同的答案认真对待,并对其原因认真对待;(3)做好师生交流,如运用网络的论坛和留言平台和学生进行知识、实验等学习方面的交流和互动。
5 生物化学创新教育模式改革
“创新能力是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”创新能力是我国素质教育的核心,实施创新教育模式改革在当今的新课改大环境下就显得尤为重要。由于生物化学是一门交叉性很强的学科,因此创新教育的实施就必须依赖于学科的特点和知识体系来进行改变。金虎平通过教学实践研究表明:同学和老师之间和谐的学与教关系是创新的基础,而打破原有的学与教的观念,确立教育的根本目标是创新教育的关键,课本实验教材及方法的更新是创新教育的精髓。从创新的视角考虑,通过创新教育来营造学习氛围,减轻学生的负担和学习压力,目的是在原有知识的基础上力求有所突破或有所得,进而促进和加强学生发现问题、解决问题及动手实验能力和思维能力。
参考文献:
[1] 郭冬招.多媒体课件在生物化学教学中的应用[J].卫生职业教育,2005(02):41—42.
[2] 刘雪珠,石戈,王健鑫.优化普通生物化学教学的初步探讨[J].科技文化(下半刊),2007(6).
[3] 姚慧,陈斯东,罗艳.生物化学课堂教学的改革与体会[J].健康研究,2009(4):320—323.
[4] 陈命,赵慧.科学利用多媒体技术提高课堂教学效果[J].中国高等医学教育,2003(5):57—58.
[5] 闫位娟,李韬.综合运用多种教学方法提高生物化学教学效果[J].医学教育探索,2007(9):802—803.
[6] 安丽欣,张春阳.生物化学教学中“学生无问题现象”剖析[J].卫生职业教育,2005,23(23):61—63.
[7] 任峻峨.探究意识在生物化学教学中的渗透[J].山西职工医学院学报,2004(2):80.
[8] 邵红英.关于医学高职高专生物化学教学的探讨[J].实用医技杂志,2007,14(19):2641—2643.
[9] 马生健,蓝海婷.影响生物化学教学效果的几个因素的探讨[J].生物学杂志,2005,22(1):10.
[10] 姜萍,杨振宁.PBL教学模式在高等医学教学改革中的应用分析[J].中国中医药信息杂志,2005,12(3):104—106.
作者:刘晓璐
实验设计食品生物化学论文 篇3:
食品学科“生物化学”核心课程数字化建设
[摘 要] 数字化教学不仅便捷,而且能够为学生提供多样的学习方法,在灵活性、连续性和可选择性等方面有非常突出的优点,能够极大地扩展教育和受教育的方式和内容。以江南大学食品学院“生物化学”专业核心课程为例,介绍了该课程在数字化建设方面取得的进展和成果,包括数字化教材建设、在线课程建设和实验课程数字化建设等,为食品学科相关课程的数字化建设提供了思路和参考。
[关键词] 食品学科;生物化学;数字化建设;在线课程;教学改革
[基金项目] 2019年度江南大学本科教育教学改革研究项目“基于OBE理念的生物化学教学改革实践与探索”(JG2019070);2015年度江苏高校品牌专业建设工程资助项目“食品科学与工程”(PPZY2015A052)
[作者简介] 陆乃彦(1985—),男,江苏无锡人,博士,江南大学食品学院副教授,主要从事食品科学与工程研究;孔祥珍(1980—),女,山西晋中人,博士,江南大学食品学院教授(通信作者),主要从事植物蛋白科学与技术研究。
随着网络的普及和信息技术的发展,在线教育得到极大的普及和发展[1]。数字化教学不仅便捷,而且能够为学生提供多样的学习方法,在灵活性、连续性和可选择性等方面有非常突出的优点,能够极大地扩展教育与受教育的方式和内容。
江南大学食品学院“生物化学”课程是面向本校大食品专业学生的专业基础必修课,是开设此专业以来每年必开的课程,主要面向食品学院本科大二上学期的学生,每年全课程组授课人数300余人。通过本课程的学习,学生在掌握生物化学的基础理论和常用技术的基础上,还需要学会将生物化学知识用于推演、分析和解决食品制造中的复杂实际工程问题并提出解决方案。依托食品科学与工程“双一流”重点建设学科,江南大学食品学院生物化学课程组从2000年开始进行了近20年的努力探索,致力于本课程的改革与实践,逐步完成了精品课程建设、双语课程建设和卓越课程建设,并出版了配套的“十一五”国家级规划教材。近年来,为了适应新形势下的课程教学,我们在多年积累的基础上,对本课程进行了更进一步的数字化建设和应用,取得了丰硕的实践成果。
一、在数字化教材建设方面实现重大突破
“生物化学”是食品类专业最重要的专业基础课之一。自20世纪80年代后期我国食品专业的教学体系逐步与国际接轨以来,本科院校大食品专业开设的“食品生物化学”逐步被普通“生物化学”和“食品化学”两门课替代,使学生的专业基础更加扎实。但是,在教学过程中缺乏一本适合食品科学与工程、食品质量与安全及农产品加工等大食品本科专业使用的普通生物化学教材。对于从事食品生产和加工的专业技术人员来讲,他们所面对的工作对象和产品的消费对象均为生物体,需要全面了解生物体的化学特征。现有的食品生物化学教材侧重于食品加工过程中的生化变化,而普通生物化学教材对于食品生产和加工的专业技术人员来讲针对性不强。随着社会对食品营养与安全专业人才需求的大量增加,这些专业人员既需要懂得食品加工过程中食品材料的生化变化,也需要懂得食品与人体健康和疾病的关系。
在中国轻工业联合会“十三五”数字化教材建设项目的支持下,我们在原编教材的基础上,以食物和食物的消费者——人为中心,全面和系统地介绍生物化学的基础理论和知识,重新编写了一本适合大食品专业学生的教材《生物化学》(供食品及相关专业用)。书中基本概念论述力求准确,深度适中,既紧紧扣住生物化学的基本内容,又力求反映生物化学研究的新成果、新进展、新的研究手段和方法,以达到拓宽基础、开阔视野、加强对学生的科学素养和能力培养之目的,可供大食品专业(食品科学与工程、食品質量与安全及农产品加工等专业)的专科、本科及研究生使用。该教材于2017年出版,并入选江苏省“十三五”重点建设教材、中国轻工业“十三五”规划教材。
二、建设在线课程,实现优质资源共享
随着互联网、云计算等现代信息技术的蓬勃发展,精品网络课程的建设和完善在技术层面得到了强有力的支撑。在线课程能够解决学习者在时间、空间、学习门槛等方面受到的制约,对公平享有教学资源具有促进作用,也对教学团队和学校的影响力有一定的提升作用。利用互联网技术与信息化课程的融合,能够制定全新的课程体系,改变传统教学方式,并利用在线课程平台建立一套合理有效的沟通机制,及时解决学生在学习过程中遇到的问题,从单向输出的教学形式向双向互动形式转变。
另外,在信息大爆炸的当下,对于经验相对不够丰富、专业知识相对薄弱的学习者来说,在众多网络资源中科学有效地寻找、筛选和辨别出优质教学资源有一定难度,通过教学资源库的构建,能够有效整合课程相关素材,使学习者能够方便快捷地获取有效知识,促进优质资源共享,提高自我学习、自我提升的质量[2]。为了辅助课堂理论教学,方便教师与助教在线答疑、学生在线预复习、重修生协调学习,也为了实现优质资源共享、扩大教育范围,在江南大学在线课程建设项目的支持下,课程组共同努力,完成了“生物化学”在线课程的建设工作,供校内外学生和相关专业人士使用。在线课程的主体由课件、课程视频、题库、考核和在线讨论互动等部分组成,其中课程视频是核心,是教师将教材上的知识凝练后的直接体现。通过对知识点进行重新梳理和解析,特别是运用了经验丰富、讲解生动的课程视频,能够激发学习者对枯燥理论知识的学习兴趣,降低认知难度,使学习者更容易捕捉到课程中的核心信息和重点内容,提高学习成效。因此,完成一门制作精良、内涵丰富、逻辑清晰的在线课程,需要长期的积累和优化[3]。在2012—2014年江南大学“生物化学”卓越课程建设过程中,江南大学食品学院“生物化学”课程组在实际教学过程中进行了全程录像,并通过简单剪辑制作了教学视频。然而,由于当时技术、条件、经费等方面的限制,视频在画质、效果、背景噪音等方面存在一定的不足,并且经过了几年的时间,本课程在教材、课件和内容等方面都有了较大的变化和发展,因此,我们对该视频及其内容进行了重新梳理和扩充,并运用全息拍摄技术,重新拍摄制作了“生物化学”全套教学视频。
同时,为了进一步丰富本课程的国际化元素,我们邀请了美国康奈尔大学食品科学系Regenstein教授录制了三个专题讲座视频,以拓宽学习者的国际化视野。另外,为了进一步扩展学习者的知识面,让他们了解现代表征技术在生物化学中的应用方法和优势,我们邀请了食品学院测试平台经验丰富的工程师拍摄了“激光共聚焦荧光显微镜在生物化学中的应用”等专题视频,进一步扩充了在线课程的优质资源,为学习者在未来的学习、研究中根据实际需要选择和运用先进表征技术装备奠定了基础。该教学视频总时长超30小时,通过适当的教学情境和视频单元,序化教学过程,将教师讲解、示范、讨论等内容有效融入其中,可产生较好的教学效果。我们以江南大学慕课平台为核心,建设完成了“生物化学”在线课程,目前已运行超过一年,拥有较为完善的教学视频、教学课件、习题库等软件资源,成为学生预复习、自测、自主协调学习时间等方面的利器,一个教学周期内点击量超11万次。在后续的实践中,我们将不断补充优质资源,增加前沿专题讲座,进一步对其进行优化。
三、建设配套数字化实验课程,辅助理论教学
食品科学是一门应用型学科,“生物化学”更是一门实验性课程。理论离不开实验的支持,其配套的“生物化学实验”课程是理论课程的有力补充。通过实验课程的学习,学生能够掌握生物化学的相关技术,将理论与实践相结合,加深对生物化学基本理论的理解,从而提高学生的创新能力、实验设计能力、动手能力和统筹能力。我们在对理论课程进行数字化建设的同时,也没有忽视对应实验课程的数字化建设。为通过理论与实验相结合,更好地进行教学活動,提高学生的综合能力,我们拍摄了“生物化学实验”课程视频以辅助教学,一方面帮助学生预习,另一方面也能够将教师在实验准备工作中的要点更好地展示给学生。
另外,我们与江南大学网络与继续教育学院、数字媒体学院共同完成了《生物化学虚拟仿真实验》的建设工作,经过多次试行和优化,目前已经在江南大学虚拟实验室上线。该虚拟仿真实验从实践教学的角度出发,以学生操作为主体,将食品生物化学实验的方法、技术与仿真软件相结合,采用3D虚拟仿真技术指导学生进行在线学习及模拟操作。通过该虚拟仿真实验教学项目,一方面,能够解决传统实验教学存在的问题,比如因区域、疫情等客观条件限制导致无法开展实验,因实验毒性强、难度大、耗时长而导致不易在传统教学中实现,因人数多、设备紧张导致实际参与程度较低等;另一方面,能够高效管理实验教学资源,有效实施网上实践教学,实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享,满足多地区、多学校食品学科专业的虚拟仿真实验教学需求,进一步扩大教育范围[4]。
四、针对食品学科实践性需求,建设案例库及题库
食品学科是一门实践性极强的学科,食品行业对食品本科专业人才的综合素质要求不断增强,迫切需要创新型、实践型人才。另外,伴随现代科学的迅速发展,“生物化学”课程已经从以物质代谢为中心的传统教学模式转移到了以基因信息传递为中心的新型知识框架。现代生物化学学科跨度大、更新迅捷,知识体系日新月异。“生物化学”是医药、农业、发酵、食品等众多领域的重要基础课程,对其他相关专业课程知识体系和技能的学习具有先导性、基础性和支撑性的作用。基于本课程的重要性和实践性,国内外众多专家编写了不同版本的教材,并附有配套的习题。其中,国内配套习题或题库主要以记忆型、概念型题目为主,与实际生化现象特别是食品学科中实际生化现象相关的内容较少;而以Lehninger编写的《生物化学原理》为代表的国外教材,则在内容上增加了许多知识性的扩展阅读,并在习题中举了大量实际应用的例子,引导学生进行知识迁移和思考,来解释相关的生化现象。
“生物化学”是医药、生物、食品等多个学科领域共同的基础课程,而现有题库中大多是一般性题目,适用于多个学科,缺乏食品学科的针对性,并且使用时间较长,题目相对老旧;另外,作为一门实践性学科,在食品的开发、加工、生产、储存过程中有大量的生化现象和案例,非常适合也很有必要作为食品学科的学生在学习本课程的过程中了解甚至掌握的内容。在理论课程讲授过程中,我们已经尽可能地与食品学科相联系,以相关典型案例作为切入点,加深学生的理解和联想,但是在作业和考试中的体现依然有限。作为“双一流”重点建设学科,对本科生的培养不能局限于知识点的记忆,需要进一步提高学生的阅读能力、理解能力、知识贯通能力、举一反三能力等综合素养。案例分析是培养学生综合素质的手段之一,为了优化本课程,更好更快地协助我校提升食品学科的本科教育质量,培养创新实践型人才,我们积极学习国内外优秀经验,结合我校食品学科的特色、成果和优势,立足于我校食品学科特色及优质教育资源,以具体的实际食品体系为背景,对学生进行启发式、探索式培养,努力完善针对食品学科需求的“生物化学”课程的数字化案例库及题库。
我们针对生化理论课程中涉及的知识和原理,结合食品学科,参考国内外教材、文献和研究成果,搜集、整理或撰写相关食品体系的背景、原理、应用、现象等成体系材料,建立数字化生化案例库,并分享给学生,供其自学使用;再以该数字化案例库中的知识点为对象建立题库,每个案例都有对应的题目,以分析型题目为主,学生通过对案例的学习自主理解题目,并运用学到的生化原理和知识进行作答,培养学习者的阅读能力、理解能力、知识贯通能力、举一反三能力等,提升教学效果。对于有志于在食品学科领域进一步深造学习的学生,以及在相关领域工作的专业人员,这种学习方式能够帮助他们将所学知识与实际应用融会贯通,更快更好地适应身份的转变。
在取得一系列教学改革实验成果的同时,本课程组通过传帮带逐步建立了一支中青结合、交叉互补、力量雄厚、具有优良教学传承的教师梯队。课程组教师富有教学热情和教学感染力,并致力于教学的改革与实践。课程组共同出版的新教材《生物化学》(供食品及相关专业用),内容丰富而全面,尤其适合食品专业人员使用,出版三年以来,已成为国内许多高校食品专业使用的教材,也成为众多相关从业人员和技术人员的重要参考资料。课程组的一系列成果对于校内乃至国内食品科学领域相关课程的数字化建设和应用,具有一定的借鉴意义。
数字化教学是教育现代化的核心内容,是课程改革的新目标,将数字化教学应用到课堂教学中,能够改变学习的时空观念,虚实结合,迅速反馈和检验教学效果,从而及时解决问题,提升课堂效率,也是实现资源共享、扩大教育范围的有效方法。在新冠肺炎疫情期间,在线课程更是成为一种重要的教学手段。我们将在后续的探索实践中进一步优化和完善“生物化学”课程的数字化建设,通过“爱课程”等公共平台推广到校外开放使用,扩大教育范围,实现资源共享,发挥其应用价值[5]。
参考文献
[1]杨平.“生物化学”数字化教材的建设探讨[J].职业教育研究,2014(4):155-157.
[2]薛华,汪晓峰.“生物化学实验”课程数字化教学初探
——以北京林业大学为例[J].中国林业教育,2017,35
(S1):55-57.
[3]刘晓彦.浅析教学信息化背景下高校数字化教学资源建设[J].中国管理信息化,2020,23(7):228-229.
[4]熊宏齊.虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新[J].实验技术与管理,2020,37(5):1-4+16.
[5]顾晓薇,胥孝川,王青.国家精品在线开放课程建设研究[J].现代教育管理,2020(6):77-83.
Digital Construction of the Core Course of Biochemistry in Food Science
LU Nai-yan, TANG Xue, JIANG Jiang, KONG Xiang-zhen, WANG Miao
(School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China)
Key words: food science; Biochemistry; digital construction; online courses; teaching reform
作者:陆乃彦 唐雪 蒋将 孔祥珍 王淼