祁闯 孙璇 潘志勇 陆继来 张利民
摘要针对食品类专业学生培养过程中实践能力弱、人才与社会需求不匹配等突出问题，文章针对创新型、技能型、应用型的复合型食品类专业人才培养，以“仪器分析”课程为例，构建了基于专业素养培养的线上线下混合式教学生态模式，教学设计分为课前、课中和课后三个模块，并借助智能化工具和平台，实现传统教学模式中教师为“演员”、学生为“观众”的模式，向教师为“导演”、学生为“主演”的模式转变，拓宽了对食品类专业混合式教学的认知半径，可为工科院校混合式教学改革与创新建设提供参考。
关键词 仪器分析；课程改革；混合式教学模式
中图分类号：G642文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.13.021
食品行业转型后，生产企业向自动化、规模化、工程化方向发展，食品安全风险范围不断扩大，这对食品行业高素质应用人才的专业技术、理论提出了更高的要求，亟须整合优质教育资源，以学生个性化创新创业发展为核心，构建“产、学、研、教、用”深度融合的食品专业高素质应用型协同育人培养模式。在现代信息技术飞速发展和网络技术不断变革的双重影响下，教学资源不断丰富，教学方式愈加多元，教学理念得以更新，结合网络在线教学与线下教学众多优势的“混合式教学”模式成为教育领域新时代的产物。新工科背景下，为培养具有工科内涵的宽基础、强能力、产教融合的食品专业领域应用型人才，拓宽对食品类专业混合式教学的认知半径，尤其是技术类科目的教学探索与实践已经刻不容缓。
“仪器分析”课程是典型的技术类科目，是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的学科，已成为化学、药学、环境、食品类专业及其相关专业的一门基础性课程[1]。食品专业视域下，“仪器分析”课程涵盖食品安全、食品发酵、食品分析、食品营养以及食品储藏与加工等多个领域。针对我国食品源头污染严重、过程控制能力薄弱等问题，开展食品安全危害识别与毒性控制、食品原料中危害物迁移转化规律与安全控制机理等基础研究，以及过程控制、检验监测、监测评估关键共性技术研究的背后，仪器分析已成为食品类专业现代分析和测试手段的重要支柱。基于以上背景，掌握仪器分析的基本原理和相关实验技术，是食品行业人员所必须具备的基本技能，开展食品专业视域下“仪器分析”课程混合式教学模式的探索与实践至关重要。
1仪器分析课程现状分析
1.1课程内容多，涉及范围广，更新速度快
“仪器分析”的主要内容是借助现代化的分析仪器来测量某些物质的物理或化学参数，进而确定物质的化学组成、含量及其结构[2-3]。课程内容涵盖色谱、光谱、质谱、核磁等几十种检测方法，涉及数学、生命科学、化学等多学科的知识，专业术语多且较为抽象，部分学生因基础薄弱，知识掌握不全面，进而影响对仪器分析相关知识的运用。此外，随着分析技术的迅速发展，新方法、新技术、新仪器不断出现，分析仪器更新迭替周期短，仪器分析方法日新月异。因此，在课程教学改革过程中，教师要把最新的知识引入教学，不断更新教学内容。借助信息化手段，教师通过线上教学对新知识的补充，拓展学生知识面，让学生了解仪器分析的前沿，既加深学生对课程重要性的认识，又可以调动学生兴趣，培养创新能力。
1.2理论学时多，实践训练少，教学效果差
目前，“仪器分析”课程普遍存在“重理论、轻实践”的现象，主要以多媒体讲授法为主，在教室进行检测方法和抽象理论的说教[4]。尽管运用了部分现代化教学手段，补充了视频、动画等素材，但在限的课堂学时内，绝大部分学生对重要知识点的理解、消化、吸收仍十分困难。而实践教学则主要表现为讲解演示为主，主要是验证性实验，学生参与度和积极性低，忽视了学生独立分析、创新思维和解决问题能力的培养[5]。此外，由于大型仪器数量较少、学生人数相对较多等实验条件的限制，部分学生在有限学时内仍然很难掌握仪器的原理、结构及其操作[6]。因此，亟须探索新的实验教学模式，加强校企合作，把实验课堂转移到企业的工厂、车间，让学生了解车间实际，建立实习和实训基地，实现“产、学、研”一体化，提升教学质量。南京财经大学与中粮集团、中储粮、雨润食品集团、江苏省粮食集团、江苏农垦集团等企业建立了长期的人才培养和科研合作关系，为推动课程改革奠定了良好的基础。
1.3师生互动少，课堂氛围差，信息化能力弱
师生互动对于提高教学质量具有非常重要的价值，也是高校培养高素质创新人才的重要途径之一[7]。在教学活动中，师生互动的程度、效果等直接影响课堂的效果。在传统教学模式下，课后师生信息沟通不及时，缺少课前、课后辅导环节，课中互动少，易导致部分学生被忽视，产生“破罐子破摔”的心理，不愿意与教师互动，课堂氛围较为沉闷。新工科背景下，学校应鼓励构建师生互教互学的“学习共同体”，实现本科生导师制，让学生融入教师科研团队，开展科学研究，把课上实验与课下实验进行结合，拓展实验教学的延续性，全面培养学生的专业知识迁移能力、创新能力及综合应用能力[8]。此外，为适应现代信息化教育要求，“仪器分析”课程亟须信息化重构，为学生搭建学习平台，逐步培养学生解决问题的能力和探究精神。
综上，现阶段食品类专业的“仪器分析”课程教学改革亟待开展。在“互联网+”的大背景下，将线上MOOC、微课等教学方式和手段与线下实践教学相融合，同时挖掘课程中的思政元素并将其进行有机融合，调动学生学习“仪器分析”课程的兴趣，培养其实践能力、创新能力，以培养出满足未来新经济和新兴产业需求的高素质、复合型人才。
2仪器分析课程混合式教学过程构建
基于以上背景和现状分析，并结合“仪器分析”课程特点和学生需求，通过不同教学组织形式的有机结合，将课程知识划分为线上和线下两个模块，把仪器分析方法的概念、分类、特点等放入线上的MOOC模块，而较为抽象和难懂的仪器分析方法的原理，如定性、定量分析的依据等则在课堂上做详细讲解。教学设计分为课前、课中和课后三个模块，课前学习，先学后教，课中导学，以学定教，课后拓展，以教导学。并借助智能化工具和平台，最终实现传统教学模式中老师为“演员”、学生为“观众”的模式，向老师为“导演”、学生为“主演”的模式转变。仪器分析课程线上线下混合式教学生态构建过程如图1所示。
开展混合式教学模式与育人模式，保障线上线下混合式课程的构建。线上，将职业化理念融入课程，围绕检验分析职业岗位所需能力、知识和素养，将职业标准融入课程标准中；线下，搭建实验实训场所和面对面课堂教学，开展以学生为主体的实训、研讨、交流等环节，克服传统教学的围观、看不见、听不清等难题。此外，开展课程思政教育，引导学生学以致用，注重发挥课程思政的育人作用。深挖仪器分析课程蕴含的思政教育资源，以实现全程、全员、全方位育人的课程思政目标，引导和激励学生努力学好仪器分析相关知识，并服务于国家和社会。最后，基于数字化和智能化课程平台，构建多元化、过程化的考核评价体系。课程考核主要由过程考核和期末考核两部分组成，过程考核主要包括线上成绩（25%）和线下成绩（25%），期末考核主要包括理论成绩（25%）和实操成绩（25%），并将各个部分成绩进一步细分并设定不同权重计算总成绩，从不同维度对学生进行综合评价。
3仪器分析课程混合式教学模式探索
以南京财经大学建设“粮食特色”“工科亮色”工程为重要契机，以培养创新型、技能型、应用型的复合型食品类专业人才为重要使命，以项目引导、任务驱动为主的启发式、混合式教学模式为主要路径，促进学生创新能力、实践能力和应用能力的全面提升。围绕在线开放课程建设、信息化教学工具应用以及仪器设备共享服务平台构建等方面开展研究。
3.1基于专业素养培养的在线开放课程建设
教育信息化的新形势下，立足食品类专业人才职业素养的培养，构建课程目标围绕专业学习和职业岗位所需的能力和素养，借助网络教学平台开展在线开放课程的建设和运行，从而给师生深度交流搭建桥梁。一方面，充分开展调研并重新整合相关教学资源，使学生较快地掌握相关专业检测技术；另一方面，将重点理论化整为零、化难为易，结合食品安全热点进行案例教学，引领学生关注食品安全新闻，并将其引入教学环节中，做到学以致用。
3.2基于信息化教学工具的混合式教学模式探索
为打破传统的以多媒体教学为主的固化模式，运用线上导学和线下探究性学习相交叉的混合式教学方式，适当运用电子产品辅助，借助多媒体、微课、慕课堂、雨课堂等现代化在线教学资源，打造信息化的教学内容体系。围绕“课前”“课中”和“课后”核心三阶段，进行信息化和现代化教学手段运用的实践探索，凝练总结出三阶段现代化教学模式，应用于食品专业“仪器分析”课程的教学过程中，并将“翻转课堂”运用到实践教学中，更好地实现教育信息化目标。
3.3基于仪器设备共享服务平台的实践模式
传统的教学方法根据教材内容组织教学，以理论教学为主，实验操作为辅，导致学生对课程兴趣不高，仪器操作技能水平较低，难以达到新工科背景下食品类专业人才培养目标。因此，以实践教学改革为切入点，依托南京财经大学食品科学与工程学院国家工程实验室、实验教学示范中心、虚拟仿真实训平台等条件，开展基础综合性实验、交叉融合性实验及创新型实验等，增强“仪器分析”课程的挑战性和趣味性。
4仪器分析混合式教学的特色
4.1将课程与专业实际应用相结合
实施开放性探究性综合实验教学，学生提出探究内容后由教师审核，分组收集资料、讨论交流，制订具体实施方案，撰写实验报告。其中实验条件优化、定性定量分析以及实验数据的处理等环节都由学生自主完成，教师负责指导辅助，进而提高学生的积极性，培养其解决问题和探究问题的综合能力。在实现传统教学模式中，教师为“演员”、学生为“观众”的模式，向教师为“导演”、学生为“主演”的模式转变，拓宽学生对食品类专业混合式教学的认知半径。
4.2校企和科研结合促进教学改革
为激发学生兴趣，以项目引导、任务驱动为主的启发式、混合式教学模式为主要路径，构建师生互教互学的“学习共同体”，把课上实验与课下实验进行结合，拓展实验教学的延续性。同时，有效利用实验室的现有仪器，与周边的食品企业联系，依托仪器分析的相关实践活动，使学生领悟到学习该课程在生产生活中的重要意义。
4.3注重过程并采用多元评价的方式
考核是实验教学的一部分，以成绩高低来考核学习效果的传统方式已经过时，无法满足新工科背景下对新型人才培养的需求。优化仪器分析课程考核，提高课题讨论和实验操作所占比例，注重过程评价，不局限于考试成绩，以提高学生解决问题的能力、思辨能力以及综合能力。
4.4面向可推广可借鉴的课改经验
仪器分析是药学类、食品类、化学类、环境类专业及其相关专业的公共基础课之一。近年来，高校购置的仪器设备数量不断增加，尤其是大型仪器设备，亟须开展依托仪器设备资源的相关课程建设，以满足应用型及创新型工程技术人才培养等方面的需求。本项目成果的应用面广，能使各高校和许多企业受益，具有广泛的应用前景。
5结语
本研究以问题为导向，围绕“仪器分析”课程，从课程现状分析、混合式教学过程构建及教学模式探索等方面展开，围绕“课前”“课中”和“课后”核心三阶段，进行信息化和现代化教学手段运用的实践探索，凝练总结出三阶段的现代化教学模式，并结合食品安全热点进行案例教学，引领学生关注食品安全新闻，并将其引入教学环节中，将课程与专业实际应用相结合，注重过程并采用多元评价方式，以培养新形势下食品产业和未来产业发展所需的新工科创新型工程技术人才，构建的混合式教学生态模式具有广泛的应用前景。
*通讯作者：祁闯
基金项目：南京财经大学校级教学改革课题“食品类专业视域下《仪器分析》课程混合式教学模式探索与实践”（JG21497）；江苏省青年基金项目“湖滨带藻沉降对沉积物惰性有机碳激发效应的影响及其作用机制”（BK20210676）；江苏省农业科技自主创新项目“基于能源化和无害化利用的藻草联合厌氧发酵关键技术研究与应用”（CX213069）；江苏省第二批产学研合作项目“多效耦合催化氧化装备在再生纸废水处理中的应用”（BY2022987）。
参考文献
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[3]宗蕊，胡晓雨，叶能胜.仪器分析课程思政建设的探索与实践：以色谱教学为例[J].首都师范大学学报（自然科学版），2020，42（4）：69-74.
[4]杨彩玲，赵国虎，缑浩.“仪器分析”一流课程建设策略[J].甘肃高师学报，2020，25（5）：59-62.
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