范方宇,闞 歡,郭 磊,劉 云,張雪春
(西南林業(yè)大學生命科學學院,云南昆明 650224)
隨著經(jīng)濟發(fā)展,食品科學已成為我國重要產(chǎn)業(yè)之一。數(shù)據(jù)顯示,2018 年我國食品工業(yè)全年實現(xiàn)主營業(yè)務收入9.02 萬億元,同比增長5.29%。高速持續(xù)增長的食品工業(yè)需要大量高素質(zhì)食品類優(yōu)秀人才,為食品行業(yè)的長期發(fā)展保駕護航。目前,全國已有200 多所高校開設了食品科學類相關專業(yè)[1],大批的食品專業(yè)優(yōu)秀人才進入食品行業(yè)各部門,為食品的多樣化提供了基礎,為人民的飲食安全提供了保障,為食品的精深加工奠定了基礎。
“食品營養(yǎng)學” 是食品科學的重要基礎學科,是一門研究食物、營養(yǎng)與食品加工、食品分析、飲食健康關系的一門學科,具有很強的科學性、社會性、時效性、應用性。目前,因國民營養(yǎng)健康基礎知識和營養(yǎng)意識的匱乏[2],我國面臨著營養(yǎng)缺乏與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)不平衡的雙重挑戰(zhàn)。通過對食品營養(yǎng)學知識、食品營養(yǎng)價值、人們對食品的營養(yǎng)需求的了解和學習,可提高我國國民健康意識。對食品專業(yè)學生而言,還可更好地掌握食品貯藏加工和新食品開發(fā)中相關的營養(yǎng)科學問題。因此,“食品營養(yǎng)學” 是一門具有重要理論價值和實用價值的課程。
我國傳統(tǒng)教學模式以教師上課為主,課堂教學為主,教材為主的教學模式,忽略了學生學習的主動性和能動性?;趩栴}的學習模式(Problembased learning,PBL) 在課堂中被教師積極使用,同時結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)教學模式(雨課堂、慕課) 為課堂教學效果的提升起到了積極推動作用[3]。但學生能力參差不齊,學習主動性欠缺,導致學習困難,效率降低?;诖耍枰處煄椭鷮W生建立一定的知識構(gòu)架,引導學生對知識的靈活運用。“食品營養(yǎng)學”是一門知識內(nèi)容繁多的課程。課程內(nèi)容不難理解,但易混淆;實際與理論的結(jié)合是學習的重點,知識點之間的相關性理解是教師引導學生學習的重要途徑。基于知識關聯(lián)策略的教學法可解決目前PBL 教學法中遇到的難題,為學生對知識點的融會貫通提供保障[4-5]。
目前,對于知識關聯(lián)策略的教學方法在一些高校已開始相關的探索研究、示范運用[5-7]。這些研究以學習內(nèi)容為核心,通過內(nèi)容間的相關性建立關聯(lián)拓撲圖。關聯(lián)拓撲圖的建立可基于知識的理論性,也可建立在實際運用的基礎上,將繁雜的內(nèi)容以拓撲圖的形式向?qū)W生展示,提高學生對基礎內(nèi)容的掌握程度。將知識關聯(lián)策略與PBL 教學模式融合運用,不僅可提高學生對基礎知識的掌握,還能提高對重要知識點的實際運用程度,提高教學質(zhì)量。目前,基于知識關聯(lián)策略的教學[4-7]和PBL 教學[2,8]在很多高等院校都開展了相關的探索工作。但基于知識關聯(lián)策略與PBL 教學模式融為一體的教學模式較少,目前僅見少量相關探索與實踐[4]?!笆称窢I養(yǎng)學” 是一門理論和實踐緊密結(jié)合的課程,采用PBL 教學模式的課程在授課中發(fā)現(xiàn),學生對理論知識的運用有積極的提高效果,但學生基礎知識掌握欠缺,理論知識不夠扎實。課題組在學校食品科學與工程專業(yè)學生中開展了 “食品營養(yǎng)學” 課程的基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學模式探索與實踐,將 “食品營養(yǎng)學”的理論知識、學科前沿與食品營養(yǎng)、食品安全、食品加工等內(nèi)容傳授給學生,幫助學生建立營養(yǎng)學的知識理論與實踐運用的體系,培養(yǎng)學生理論與實踐結(jié)合的綜合運用能力。
基于此,研究以 “食品營養(yǎng)學” 課程為例,探索并實踐了基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學模式。
知識關聯(lián)策略的教學法,可讓學生在課堂學習中抓住重點,把握核心,熟悉理論知識[4,6]?;谥R關聯(lián)策略的PBL 教學法,可提高學生用理論知識去分析問題、解決問題的能力,避免學生在回答問題候出現(xiàn) “可能”“好像”“大概” 這些不確定詞匯,還可培養(yǎng)學生歸納問題,從多方位解決問題的能力。
知識關聯(lián)策略以拓撲圖形式呈現(xiàn),拓撲圖囊括學生所需要掌握的關鍵知識點、核心內(nèi)容,強調(diào)內(nèi)容之間的相關性,問題解決的全面性。授課過程中,將知識點以關聯(lián)圖逐步形成的形式展示出來,引導學生推理拓撲圖,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、歸納知識點的能力。
例如,在講授緒論章節(jié)時,為使學生更好地學習課程,將課程內(nèi)容以關聯(lián)圖形式展示,幫助學生對整個課程進行總體把握。比如,將課程的七大營養(yǎng)元素列出,幫助學生掌握課程核心要點;指明營養(yǎng)素的消化與吸收、種類、功能、來源、加工變化、缺乏癥(過量) 等相關內(nèi)容。指明每一個營養(yǎng)素學習所需掌握的知識要點,更容易讓學生對內(nèi)容進行歸納;將營養(yǎng)與疾病關聯(lián)的互動教學以案例討論形式開展,提高學生的學習興趣,加深對理論知識的掌握程度。同時,引導學生把握營養(yǎng)性疾病一般為某一個營養(yǎng)缺乏或者過量,但其余營養(yǎng)素的營養(yǎng)疾病也是必須考慮在內(nèi)的,個體身體機能的消化與吸收也是必須考慮的重點。
“食品營養(yǎng)學” 課程知識點關聯(lián)圖見圖1。
在講授蛋白質(zhì)一章時,內(nèi)容知識點多,通過知識關聯(lián)拓撲圖,可向?qū)W生直觀展示該章所需掌握的知識點和相互之間的邏輯關系。蛋白質(zhì)是一種營養(yǎng)物質(zhì),其具體功能是什么,授課中直接講授四大功能。生命基礎功能中,對蛋白質(zhì)的種類以問題呈現(xiàn)給學生;催化作用時,可以聯(lián)想、復習酶的功能特性;酶作用人體攝食蛋白質(zhì)的特點,可講授蛋白質(zhì)的質(zhì)與量、氨基酸相關內(nèi)容。在講授蛋白質(zhì)加工變化時,以PBL 教學模式對加工變化時的功能特性進行討論分析,并總結(jié)影響加工變化的因素,分析影響功能特性變化的原因;結(jié)合消化與吸收,復習消化與吸收相關內(nèi)容,并將與蛋白質(zhì)功能相結(jié)合分析。拓撲圖中,設置各類問題點,以PBL 教學模式進行授課。課程授課中將PBL 教學延伸到課后,鼓勵學生利用課余時間進行文獻或案例搜集、小組討論等,提升課堂教學質(zhì)量。
蛋白質(zhì)營養(yǎng)知識關聯(lián)圖見圖2。
在學生的反饋中,基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學的引入,取得了積極的教學效果。相比于傳統(tǒng)“填鴨式” 教學,基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學中的PBL 教學環(huán)節(jié),問題設置、問題解決、討論分析等環(huán)節(jié)可以提高學生的學習主動性和積極性,即使部分 “懶惰” 學生,也可被帶動起來,進行一定程度的學習,提高思維活力。在學習方式上,學生學習習慣發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變,可自覺利用課余時間進行學習和知識點運用的探討,解決生活中相關的營養(yǎng)知識。知識關聯(lián)策略環(huán)節(jié)的設置,可解決PBL 教學中存在的一些弊端。比如,部分學生不適應新型教學方法,學習主動性差的學生學習效果較差[2],部分基礎知識較差的學生對理論知識點難以把握的問題。知識關聯(lián)策略教學環(huán)節(jié),可讓學生中更易抓住重點,更易將各類知識融會貫通,提高對知識點的把握。
考試成績評價是判斷教學效果好壞的標準之一。成績評定采用課題組之前使用的LBL,PBL 教學法結(jié)果為參考[2],在蛋白質(zhì)章節(jié)采用基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學模式進行教學,評價教學效果,考試試題不變。結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用基于知識關聯(lián)策略的PBL教學模式的教學法,學生客觀題和主觀題平均成績上都有了一定的提高,尤其是客觀題的平均分數(shù)增長明顯。學生反饋分析,PBL 教學提高了學生的學習積極性,增強分析問題能力;知識關聯(lián)策略的教學法為學生掌握知識點提供了便利,培養(yǎng)了學生歸納知識的綜合能力。當然,結(jié)果還有可能是班級學風、學生素質(zhì)等原因影響教學的效果。課題組將據(jù)此在以后的實踐中繼續(xù)深入探索、分析。
表1 3 種教學方法比較/ 分
課題組認為,PBL 教學是提高學生學習積極性、綜合能力的手段;知識關聯(lián)策略教學是基礎理論知識把握的關鍵,二者缺一不可。在教學過程中,學生由知識信息的 “填鴨式” 接受者,變?yōu)閷嵺`理論與案例的分析梳理者,理論知識點的分析和歸納者。將死記硬背變?yōu)榉治隼斫庹莆?,更能把握知識點的重要性,更易將理論與實踐結(jié)合起來進行綜合分析?;谥R關聯(lián)策略的PBL 教學法,課題組認為要做好以下幾個方面。
基于課題組前期PBL 教學實踐與探索分析成果可知,課前準備和問題(事件) 設置是教學的關鍵。問題(事件) 可提高學生的積極性,擴展學生的知識面。在蛋白質(zhì)章節(jié),課題組設置了2019 年 “人造肉” 和2003 年安徽阜陽 “大頭娃娃” 2 個問題(事件)。將2 個問題(事件) 以作業(yè)形式給學生,學生進行分組討論,形成小組調(diào)查報告,并在課上進行發(fā)言。人造肉(前沿科技) ——可讓學生認知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)功能、蛋白質(zhì)的組分等基礎知識,以及蛋白質(zhì)的加工和營養(yǎng)來源等問題;安徽阜陽“大頭娃娃” 事件(食品安全) 可認知蛋白質(zhì)的營養(yǎng)缺乏癥,引申擴展蛋白質(zhì)的功能內(nèi)容。通過這2 個問題(事件) 可將章節(jié)所有內(nèi)容進行串聯(lián)。
學生將問題內(nèi)容以報告形式呈現(xiàn)在課堂上時,教師要做好導師作用。因?qū)W生知識面狹窄,學生的報告和發(fā)言環(huán)節(jié)涉及的知識點少,教師引導把課堂討論、課堂發(fā)言做到生動且有內(nèi)容。如在 “人造肉”的知識點上,大多數(shù)學生只考慮了蛋白質(zhì)的補充作用,很少涉獵蛋白質(zhì)營養(yǎng)上的均衡,即知識點的“質(zhì)與量” 的考慮層面。事實上,以大豆蛋白為主的“人造肉”,其氨基酸組成合理,但是屬于植物蛋白;以動物干細胞制造出的人造肉,在一定程度上可以說是“動物肉”,二者在蛋白質(zhì)組成營養(yǎng)上是有一定區(qū)別。通過對兩者的分析和探討,引領學生進入科學前沿,提高學生學習興趣。通過安徽阜陽 “大頭娃娃” 事件,引導學生熟悉掌握蛋白質(zhì)功能特性,比如供能、修補和更新組織、調(diào)節(jié)生理功能、提高智力發(fā)育和生長等功能。循序漸進地以生活為例,分析現(xiàn)象,尋根究底,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。
此外,對個別學生理解問題的偏激或誤解要進行合理有效的引導,不能打壓學生的學習激情。學生發(fā)言環(huán)節(jié)中,教師要把握大局,不能讓學生洋洋灑灑、長篇大論無主旨的演講;也要關心個別學生因內(nèi)斂、害羞導致的演講失敗。
知識關聯(lián)策略,需要將知識點融會貫通,是教學的落腳點。在此落腳點上,需要教師的積極引導,培養(yǎng)學生的歸納能力。知識關聯(lián)策略的教學,以教師引導為主,學生形成自己的認知網(wǎng)絡,構(gòu)建個人的知識關聯(lián)拓撲圖。據(jù)此,學生才可充分把握知識點,在這個過程中不斷培養(yǎng)和鍛煉學生個人的知識關聯(lián)體系,培養(yǎng)總結(jié)和歸納的能力。教學過程中,需要教師循序漸進的引導,在每一章節(jié)的知識關聯(lián)體系中,不斷引入其余章節(jié)的相關知識,帶領學生嘗試建立跨章節(jié)、跨學科的知識關聯(lián)體系。
為提升學生運用知識點能力,采用調(diào)研實踐環(huán)節(jié)強化知識點的運用。此環(huán)節(jié)中,以5 人為1 小組,通過課后小組討論將相關任務進行分配或協(xié)作完成相關內(nèi)容。內(nèi)容包括資料搜集、PPT 制作、限時演講、知識關聯(lián)拓撲圖建立、報告提交。為提高實踐教學質(zhì)量,對資料搜集要求時效性、數(shù)量控制;PPT要求圖文并茂、文字簡潔;演講要求控制時間、演講準確和問答環(huán)節(jié)的準確;知識關聯(lián)拓撲圖的建立要求內(nèi)容全面、相關性充足;提交的報告要求具有自己小組的觀點。授課中將文獻資料的收集、利用講授給學生,如CNKI、萬方、維普、Elsevier 等中外文文獻檢索方法,以及百度學術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)資源。這個過程中,可提高學生對知識點的搜集探索能力、對知識點的學習能力;提升學術(shù)水平能力,培養(yǎng)合作團隊精神。演講中,對每一個環(huán)節(jié)的要求進行互評,提高學生的競賽精神,督促學生花更多時間完成相關的教學環(huán)節(jié)。
我國傳統(tǒng)教學方法是教師教、學生學,學生已養(yǎng)成課堂、教材、教師三位一體的定勢思維。學習是灌輸模式,限制了學生的創(chuàng)新思維能力。教學過程中,教師是學生的偶像,教師說到一切都是對的,不利于學生思維能力的培養(yǎng)和提高。大學階段,學生自主學習能力不斷提高和培養(yǎng),但因習慣 “填鴨式” 的教學方法,使其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力沒有顯著提高。就業(yè)后,學生在工作崗位中發(fā)現(xiàn)自己什么都不會。如何通過改變傳統(tǒng)教學方法改進學生的學習習慣,提高學生學習積極性,有計劃、有目的完成大學學業(yè),是大學教師需思考的問題,也是項目實施過程中需要解決的問題。
實踐表明,基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學是一種行之有效的教學方法,可明顯提高學生的學習積極性,以及分析問題、解決問題的能力。PBL 教學的核心是學生為中心,以學生為主體;結(jié)合知識關聯(lián)策略的教學法有助于提高學生對知識的理解和掌握,更易將理論與實踐相結(jié)合分析問題?;谥R關聯(lián)策略的PBL 教學法重點在課堂,關鍵在學生,落腳點是知識拓撲圖,核心是知識點,目的是培養(yǎng)學生的學習創(chuàng)新能力。學習中,教師是引導者,是學生答疑解惑者,幫助學生對知識的掌握和運用。這種模式有助于激發(fā)學生的學習動力和潛能,是一項對教學具有積極推動作用的教學方法。
基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學法,是一項優(yōu)秀的教學方法,但仍需關注影響教學效果的因素。①教師知識能力和教學態(tài)度的提高。只有知識面廣的教師,才能解答學生上課中各種 “千奇八怪” 的問題;教學方法的實施需要教師緊跟前沿,緊跟社會熱點,需要教師花更多時間備課,因此教學態(tài)度必須積極。②教學大綱的調(diào)整?;谥R關聯(lián)策略的PBL 教學法必需增加課時,才能有更多時間開展討論課堂,但此又勢必影響其余課程的時間,需要對教學大綱進行調(diào)整,對所有課程進行統(tǒng)籌考慮才能順利實施。③學生成績的評價,必需增加平時成績的比例,促進學生利用課余時間完成相關教學環(huán)節(jié)。④教師對知識關聯(lián)策略圖,必修要有充足的把握,以確保學生對知識點的學習和掌握。
基于知識關聯(lián)策略的PBL 教學法在 “食品營養(yǎng)學” 中的實踐結(jié)果表明,PBL 教學法可提高學生積極性,提高學生分析問題、解決問題的能力;知識關聯(lián)策略的教學方法有助于引導學生運用知識建立個人的知識體系,可培養(yǎng)學生的綜合運用能力;二者的綜合運用,可相互彌補二種教學方法的不足,提高教學質(zhì)量。