郭磊，闞歡

西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（昆明 650224）

李克強(qiáng)總理在2015年第十二屆全國人大第三次會議上的政府工作報告中首次提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，旨在推進(jìn)以互聯(lián)網(wǎng)為主的一整套信息技術(shù)在社會各領(lǐng)域的擴(kuò)散與應(yīng)用[1]。2017年國務(wù)院印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確指出“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是國家教育事業(yè)的重要抓手[2]，隨著各行業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用的不斷深入，食品行業(yè)也在不斷地挖掘現(xiàn)代信息技術(shù)、移動通信技術(shù)等在行業(yè)中的應(yīng)用[3]。食品化學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生掌握理論知識和提高動手能力的良好平臺，通過開設(shè)實驗課程，既強(qiáng)化了學(xué)生的動手操作能力，又提升了學(xué)生分析與解決問題等方面的綜合能力[4-5]。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高校食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)，培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代食品行業(yè)發(fā)展需求的專業(yè)人才是一種必然的發(fā)展趨勢，如何將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)教育相結(jié)合以適應(yīng)現(xiàn)代教育的發(fā)展卻是當(dāng)今高校教師需要認(rèn)真思考和探索的重要問題[6]。

受“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響，高校的食品化學(xué)實驗教學(xué)模式也悄然發(fā)生著變化，逐步呈現(xiàn)出一種新型的教學(xué)模式——混合式教學(xué)[7]。TBL（Target-based Learning）是以美國教育家布盧姆“掌握學(xué)習(xí)”的教育理論為依據(jù)，以“目標(biāo)制定、目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、目標(biāo)任務(wù)驅(qū)動、目標(biāo)修正與目標(biāo)達(dá)標(biāo)”為路徑的目標(biāo)教學(xué)模式[8-9]。通過多年的教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)采用TBL教學(xué)后，學(xué)生掌握知識和實踐動手的能力都有大幅的提高。如何迎合“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展趨勢，利用互聯(lián)網(wǎng)思維結(jié)合TBL教學(xué)模式對食品化學(xué)實驗課程的教學(xué)進(jìn)行改革和實踐，以提升學(xué)生在食品安全與分析檢測的專業(yè)技能，從而培養(yǎng)高校食品安全專業(yè)領(lǐng)域的實用型及創(chuàng)新型人才，是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下教師的重要任務(wù)與目標(biāo)。以食品化學(xué)綜合實驗中的蘋果褐變機(jī)制與預(yù)防為例，闡述“互聯(lián)網(wǎng)+TBL教學(xué)”模式下食品化學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐的實施途徑。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式的實施

“互聯(lián)網(wǎng)+”模式將移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于食品化學(xué)實驗教學(xué)可為學(xué)生提供豐富的信息資源，使學(xué)生相互交流解決問題更加方便快捷。而TBL教學(xué)使學(xué)生在目標(biāo)激勵與任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)機(jī)制下自主學(xué)習(xí)達(dá)成目標(biāo)，學(xué)習(xí)效果會大大提高。以日常生活中常見的蘋果褐變?yōu)槔U述“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式在蘋果褐變機(jī)制與預(yù)防實驗教學(xué)的具體實施與應(yīng)用。

1.1 制定目標(biāo)

酶促褐變是酚酶催化酚類物質(zhì)形成醌及其聚合物的反應(yīng)過程，它會影響食品的顏色、風(fēng)味及營養(yǎng)價值。蘋果的酶促褐變在生活中非常常見，以此為例可以讓學(xué)生更容易理解和掌握這個重要的化學(xué)變化。以西南林業(yè)大學(xué)2016級食品科學(xué)與工程專業(yè)40名學(xué)生為教學(xué)對象，將其分為兩個班，每班均20人，每5人為一組。兩個班的授課均由同一名專業(yè)教師完成，都采用“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式，1班的實驗?zāi)繕?biāo)是掌握蘋果酶促褐變的反應(yīng)機(jī)制，2班的實驗?zāi)繕?biāo)是提出蘋果酶促褐變的控制措施，實驗學(xué)時均為6學(xué)時。

在實驗課前，教師將實驗的目的要求、實驗內(nèi)容提要、實驗時間安排及實驗室開放管理制度上傳到兩個班的微信群或QQ群等社交軟件，實驗所需的原料及試劑由實驗員提前準(zhǔn)備好，學(xué)生可以自主安排時間在規(guī)定的時間內(nèi)完成該實驗的目標(biāo)要求，具體內(nèi)容見表1。

表1 “互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學(xué)模式的實施內(nèi)容

1.2 實施目標(biāo)

學(xué)生根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)布的實驗信息，各班各組自行到校園圖書館、CNKI等網(wǎng)站查閱關(guān)于蘋果褐變的相關(guān)資料，討論分析后制定可行性實驗方案，并查閱色差儀的使用說明與操作方法。教師要全程參與其中，一方面可以掌握學(xué)生的實施過程，另一方面可以避免學(xué)生在制定試驗方案中出現(xiàn)大的偏差，影響實驗進(jìn)度和教學(xué)任務(wù)。

1.3 教學(xué)與答疑

針對學(xué)生在實驗過程中遇到的問題，隨時在網(wǎng)絡(luò)平臺上進(jìn)行答疑，為更好體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的作用，師生的互動交流主要就在QQ群或微信群，教師參與每個組的討論并在線解答，及時發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生的試驗設(shè)計方向，充分肯定學(xué)生的創(chuàng)新思維。

1.4 教學(xué)評價

總分100分，其中實驗報告40分，考察學(xué)生實驗報告的完整性、實驗方案的可行性、實驗結(jié)果的可靠性及結(jié)果分析的合理性等，每項各10分。TBL過程表現(xiàn)60分，主要有網(wǎng)絡(luò)平臺互動（40分）和實驗室操作（20分）兩方面，網(wǎng)絡(luò)平臺互動包括資料搜集、制定實驗方案、討論交流、學(xué)生提問等，每項各10分；實驗操作考察學(xué)生在實驗過程中的動手能力和問題解決能力，每項各10分。

綜合實驗報告與TBL過程表現(xiàn)進(jìn)行評價，運用SPSS 22.0軟件做方差分析，以期獲得較為客觀的實驗成績，分析成績并提出“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式下提升學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的教學(xué)措施。

2 結(jié)果與分析

2.1 實驗報告成績

由于兩個班的實驗?zāi)繕?biāo)不同，實驗報告的側(cè)重點也有所不同。1班主要分析蘋果酶促褐變的機(jī)理，得出酶促褐變的影響因素及褐變程度的關(guān)系；2班主要是提出蘋果酶促褐變的控制措施，并評價抑制褐變措施的效果。兩個班的實驗報告都很完整，包括了實驗?zāi)康摹⒉牧吓c設(shè)備、實驗方案及結(jié)果分析，還有多數(shù)同學(xué)對結(jié)果分析后提出了較為合理的建議，平均分都在37分以上，其中，1班的實驗報告的完整性9.7分，實驗方案的可行性9.6分，實驗結(jié)果的可靠性9.2分，結(jié)果分析的合理性9.3分，總計37.8分；2班的相應(yīng)考核指標(biāo)分別為9.8，9.5，9.4和9.2分，總計37.9分。

兩個班的實驗報告成績沒有多大差異，但由于實驗?zāi)繕?biāo)不同，實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析也會由于學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的偶然誤差和知識儲備的不足造成不同的差異，但差異也不明顯，從學(xué)生對實驗的掌握程度和理解能力來看，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。經(jīng)歸納，兩個班的主要實驗方案、結(jié)果分析及結(jié)論如表2所示。

表2 “互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學(xué)的實驗方案與結(jié)果分析

通過兩個班的實驗方案及結(jié)果分析可以得出學(xué)生能夠很好利用互聯(lián)網(wǎng)平臺搜集資料、制定實驗方案，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性得到了明顯提升，教學(xué)效果顯著提高。

2.2 TBL教學(xué)過程表現(xiàn)

盡管兩個班的實驗?zāi)繕?biāo)及內(nèi)容有所不同，學(xué)生在平臺上互動非常積極熱烈，對實驗儀器的使用也很熟練，并且在實驗過程中能夠自行解決遇到的問題，平均分都在57分以上，其中，1班學(xué)生的資料搜集、制定實驗方案、討論交流、學(xué)生提問、動手表現(xiàn)和解決問題表現(xiàn)分別為9.6，9.6，9.8，9.7，9.0分和9.6分，總分57.8分；2班相應(yīng)的考察指標(biāo)分別為9.7，9.8，9.7，9.6，9.7和9.8分，總分58.3分。另外，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)平臺的交流情況反映出學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新性，特別是學(xué)生提出通過了解酶促褐變的機(jī)理與控制措施，可以為蘋果、土豆等果蔬的加工、保藏及運輸提供合理的措施，能夠保證食品的品質(zhì)和營養(yǎng)價值，這點非常值得肯定。

TBL教學(xué)過程表現(xiàn)能夠反映學(xué)生對于互聯(lián)網(wǎng)平臺的使用、知識的積累、實踐動手能力和創(chuàng)新思維的發(fā)揮，能夠反映“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學(xué)模式在食品化學(xué)實驗中的應(yīng)用效果，通過成績不難得出，“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學(xué)模式對于食品化學(xué)實驗的教學(xué)效果有很大的提升。

3 提升“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學(xué)效果的措施

3.1 充分挖掘“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式

除了使用制定實驗教材外，深度挖掘互聯(lián)網(wǎng)的使用是提升教學(xué)效果的重要途徑，包括微信、QQ、微博等新興網(wǎng)絡(luò)媒體及微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等數(shù)字資源，構(gòu)建食品成分分析資料庫等，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與課程的融合，促進(jìn)師生在網(wǎng)絡(luò)平臺的互動交流，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量[2,10]。

通過創(chuàng)建“食品化學(xué)實驗”課程網(wǎng)絡(luò)平臺和手機(jī)APP客戶端，按照TBL教學(xué)任務(wù)建立適合學(xué)生實踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式，學(xué)生可隨時瀏覽食品化學(xué)實驗的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容及實驗安排，合理制定適合本組學(xué)生開展實驗的計劃。西南林業(yè)大學(xué)食品化學(xué)實驗課程共8個實驗，包括驗證實驗、演示實驗和綜合實驗，驗證實驗和演示實驗主要考察學(xué)生的主觀能動性和實踐動手能力，而綜合實驗還考察了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。每次的食品化學(xué)實驗至少開設(shè)兩個綜合實驗，學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)及內(nèi)容自行安排時間，在網(wǎng)絡(luò)平臺和手機(jī)APP客戶端查閱資料、制定實驗方案，這將極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，隨時和學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺交流與答疑，既能夠發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢通過課外學(xué)習(xí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，極大地提高食品化學(xué)實驗的教學(xué)效果。

3.2 推動開放實驗室的智能化建設(shè)

開放式實驗室具有很多優(yōu)勢，如實驗人員多、儀器利用率高、資源豐富、功能強(qiáng)大等。如何把人工智能技術(shù)和開放式實驗室的優(yōu)勢結(jié)合起來為教學(xué)科研服務(wù)，是當(dāng)前很多高校實驗室積極努力建設(shè)的方向[11]。

食品化學(xué)實驗室的試劑和儀器設(shè)備有不同的屬性，一些藥品如硫酸、鹽酸、高錳酸鉀等腐蝕性極強(qiáng)，會對人體健康造成傷害。大型設(shè)備如冷凍干燥機(jī)、噴霧干燥機(jī)、液相色譜等都有嚴(yán)格的操作說明，學(xué)生隨意使用會損壞設(shè)備。另外，實驗時間的沖突、設(shè)備使用的沖突及教學(xué)科研的沖突也會削弱實驗室功能，建立智能化實驗室就顯得非常重要。西南林業(yè)大學(xué)食品專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入實驗室之前，由實驗室管理人員對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，包括實驗室規(guī)章制度、實驗室安全規(guī)范、實驗室大型儀器的使用等，這些內(nèi)容也同時在手機(jī)APP客戶端發(fā)布，學(xué)生可以在APP上預(yù)約時間和操作臺，也可以熟悉相關(guān)儀器的操作說明。這樣就能極大地發(fā)揮實驗室的使用功能，又可以減少實驗管理人員的工作量。

4 結(jié)論

“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式是在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下對高校食品化學(xué)實驗教學(xué)模式的一種探索，是傳統(tǒng)食品成分檢驗和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的新模式，也是以培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標(biāo)的教學(xué)模式。經(jīng)過多年來食品專業(yè)實驗實踐教學(xué)經(jīng)驗的積累，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺和目標(biāo)式教學(xué)方法實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式在食品化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用，重點考察學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺的互動情況、實驗動手能力、問題分析及解決能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，成績能夠客觀反映學(xué)生掌握知識、運用知識、拓展知識的能力，也能很好地反映“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”模式的教學(xué)效果。通過實踐進(jìn)一步提出挖掘“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式和建設(shè)智能化開放實驗室是能夠提高“互聯(lián)網(wǎng)+TBL”教學(xué)效果和培養(yǎng)實用型創(chuàng)新性專業(yè)人才的重要措施。