黃桂穎，汪 薇，任文彬，高蘇娟，劉功良，于 輝，白衛(wèi)東

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225）

“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)是高等食品科學(xué)教育的一個重要基礎(chǔ)部分，是培養(yǎng)食品科學(xué)專業(yè)工作者和研究者的必備訓(xùn)練[1-2]。然而，目前的“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)被視為理論教學(xué)的輔助部分，課程以教師設(shè)計和測試過的實驗實踐方法為授課方案，學(xué)生通過模仿和重復(fù)結(jié)果明顯的實驗實踐方案完成課程。這類實驗實踐無法培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力，以及分析、解決問題的能力。為此，最大限度地利用實驗實踐課堂時間激發(fā)學(xué)生思考與提出問題的興趣，提高解決問題和實踐能力，是“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)教學(xué)研究的首要問題。可見，引入適合的新型教學(xué)模式，有利于提高“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)的效果，達到培養(yǎng)強創(chuàng)新應(yīng)用型人才的目標(biāo)。PBL和TBL教學(xué)模式較多地應(yīng)用于“食品生物化學(xué)”理論課程教學(xué)中，但未見2種教學(xué)模式結(jié)合并應(yīng)用于“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)的研究報道[3-4]。分析了2種教學(xué)模式的結(jié)合在“食品生物化學(xué)”實驗實踐實踐教學(xué)中的優(yōu)勢，以促進該課程實驗實踐教學(xué)的改革與發(fā)展。

1 PBL結(jié)合TBL的教學(xué)模式的優(yōu)勢

基于問題的教學(xué)模式（Problem-based Learning，PBL）是以激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為目標(biāo)，授課教師在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)與解決問題的教學(xué)方法。利用精心設(shè)計的真實性問題，引導(dǎo)學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有學(xué)科問題，自主學(xué)習(xí)解決問題，并主動解決問題的過程。在此過程中，學(xué)生較好地提高了學(xué)習(xí)主動性、獨立性和創(chuàng)新性。然而，隨著科技的發(fā)展，食品生物化學(xué)學(xué)科的理論和實驗實踐研究較豐富和深入。熟悉“食品生物化學(xué)”實驗實踐方法，發(fā)現(xiàn)其方法在一些學(xué)科實驗實踐中的問題，并用創(chuàng)新思維去解決問題，對于單獨的本科生來說，將需要面對較大的困難。以團隊為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式（Team-based Learning，TBL）是以學(xué)生組建的團隊為基礎(chǔ)，授課教師調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性一起學(xué)習(xí)和探究的教學(xué)方法[5]。該模式可以通過組員合作的方式，較好地降低本科生單獨實驗實踐的難度。PBL與TBL相結(jié)合的教學(xué)模式，教師提供實驗實踐背景知識、研究方法和注意事項等資料，讓學(xué)生提出問題，并組成團隊進行學(xué)習(xí)。小組成員以小組成員分析、討論為主，共同完成實驗實踐和撰寫實驗實踐報告。PBL與TBL相結(jié)合的教學(xué)模式，可以在激發(fā)學(xué)生興趣與自主能動性的同時，以問題為導(dǎo)向，借助團隊成員互助互補的力量較好地解決問題。

2 基于PBL-TBL的“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)模式的構(gòu)建

基于PBL-TBL的“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)模式的應(yīng)用需要有效解決三大問題。首先，隨著計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)資源多元化，信息化、智能化、數(shù)字化，學(xué)生如何通過正確途徑掌握核心技術(shù)，并提出關(guān)鍵問題。其次，如何判斷學(xué)生提出的問題難度是否合適，選擇解決問題的方法是否有效。再次，在學(xué)生合作的團隊中，是否每位成員的實驗實踐能力，提出和解決問題的能力，以及創(chuàng)新的能力都能得到相應(yīng)的提高。為此，通過對教學(xué)目標(biāo)和對象的分析，結(jié)合學(xué)科特點提出合適的實驗實踐教學(xué)方案，管理與優(yōu)化實施過程，設(shè)置相應(yīng)的保障措施與評價體系，以及收集反饋信息與完善教學(xué)方案，以達到較好的教學(xué)效果。

2.1 教學(xué)目標(biāo)和對象的分析

“食品生物化學(xué)”實驗實踐課程教學(xué)目標(biāo)一般包含3個階段：熟悉知識與操作方法、方法的應(yīng)用與實際問題的解決、方法的優(yōu)化。傳統(tǒng)教學(xué)模式在學(xué)生實驗實踐應(yīng)用能力上培養(yǎng)不足，很難幫助學(xué)生實現(xiàn)從“實驗室實驗操作”到“解決學(xué)科問題”的轉(zhuǎn)變。通過PBL的應(yīng)用，將學(xué)科知識轉(zhuǎn)化到特定的學(xué)科應(yīng)用的問題上，得到符合本科生水平復(fù)雜度和難度的現(xiàn)實情境。該情境問題與對應(yīng)知識點密切關(guān)聯(lián)。面對情景中，注重引導(dǎo)學(xué)生提出問題與自主學(xué)習(xí)解決問題。通過TBL組隊和指導(dǎo)的方式，幫助學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)、合作交流、有效溝通和解決實際問題等多種能力。以蛋白質(zhì)電泳的實驗課程為例，其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生在熟悉掌握SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)的實驗內(nèi)容基礎(chǔ)上，能以與學(xué)生合作的方式，提出現(xiàn)有食品產(chǎn)業(yè)遇到的一些問題，并使用SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)的實驗方法給予解決。

2.2 實驗實踐教學(xué)方案的提出

基于PBL-TBL的“食品生物化學(xué)”實驗實踐教學(xué)方案應(yīng)包括3個階段內(nèi)容。①教師選取合適的實驗項目。綜合考慮學(xué)生的實驗實踐操作水平和基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)，選取操作難度較大的綜合性基礎(chǔ)實驗作為該模式的實驗實踐課程。②學(xué)生自行組建5人學(xué)習(xí)小組。在課堂前，教師利用課程交互網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，將依據(jù)教學(xué)目標(biāo)、實驗實踐原理、方法和操作的重點講解，以及相關(guān)案例和最新進展等資料上傳到教學(xué)平臺，供學(xué)生學(xué)習(xí)。學(xué)生與小組內(nèi)其他學(xué)生一起學(xué)習(xí)，并進行討論與協(xié)作，提出該實驗可解決的食品產(chǎn)業(yè)問題。教師對問題進行調(diào)整并實施。③制定實施過程中的階段性要求，以及小組與成員的評價方案。④實驗實踐教學(xué)保障措施與評價體系的建立。教學(xué)效果反饋信息的分析與教學(xué)方案的改善。

2.3 實施過程中的管理

PBL教學(xué)模式的核心是問題的提出，學(xué)生提出問題的科學(xué)性、實戰(zhàn)性、可行性和合理性是PBL模式是否能進行的關(guān)鍵[6-7]。TBL教學(xué)模式的重點在于學(xué)生組隊并合作解決單個學(xué)生處理較困難的問題。根據(jù)應(yīng)用型高校培養(yǎng)方案，基于企業(yè)需求和社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的問題提出，可行性高和實用性強，專業(yè)實驗實踐教學(xué)特色突出[8]。

PBL-TBL教學(xué)模式對教師與學(xué)生的要求高于傳統(tǒng)教學(xué)模式：①對教師的產(chǎn)業(yè)問題識別能力、課程設(shè)計能力、過程控制能力和課程評價能力要求較高，建議以一個教學(xué)團隊的形式多教師共同實施。②整個課程耗時較長，需要充足的教學(xué)課時分配。③參與“食品生物化學(xué)”實驗實踐課程學(xué)習(xí)的本科生大多數(shù)為二年級學(xué)生，其水平和精力有限，教師給學(xué)生提供的學(xué)習(xí)資源需要精心篩選，盡可能詳盡，以緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。④由于后續(xù)的實驗實踐過程要緊緊圍繞問題展開，在以“問題”為導(dǎo)向的教學(xué)中，問題的設(shè)計要符合行業(yè)發(fā)展的需要。增強學(xué)生的自主思考能力，提出相關(guān)問題，形成良好互動。⑤教師需要培養(yǎng)每位學(xué)生的團隊合作精神與團隊間競爭精神。對于部分不太會融入團隊的學(xué)生，教師需要提前與該團隊所有成員溝通交流，幫助每一位成員融入團隊。鼓勵小組成員積極討論交流，提高學(xué)生的溝通能力和團隊合作能力。因此，PBL-TBL教學(xué)模式在“食品生物化學(xué)”實驗實踐課程教學(xué)過程中尤為重要。

以SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)的實驗課程為例、對教師在PBL結(jié)合TBL模式在“食品生物化學(xué)”實驗實踐課程教學(xué)中的實施過程管理。每個實驗班級人數(shù)為30人，課前讓學(xué)生分為6組，每組5人。組員觀看SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)的相關(guān)書籍與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻，以及查看教師提供的關(guān)于魚肉保鮮的綜述。組員討論分析魚肉保鮮過程中是否存在變化；如果蛋白質(zhì)有發(fā)現(xiàn)變化，提出變化的原因及影響；使用論壇或者留言共享等功能讓學(xué)生進行留言；教師通過學(xué)生的留言、消息等進行篩選和整理，總結(jié)出學(xué)生在此過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題，分析學(xué)生團隊共同探討學(xué)習(xí)的程度。在課堂實施階段，SDSPAGE電泳法分離蛋白質(zhì)的實驗作為綜合實驗，用3次課完成，授課時間為9學(xué)時，共計360 min。由于該實驗有脫色步驟，耗時較長，該可分2 d完成。該課程分為以下階段進行：①各學(xué)習(xí)小組以PPT形式匯報各組的實驗實踐設(shè)計，包括了SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)的實驗的原理與步驟、操作難點與注意事項和預(yù)期的結(jié)果等。教師引導(dǎo)學(xué)生通過觀看其他組的講解與分析，討論與解決一部分各小組課前提出的問題。同時，嘗試引導(dǎo)組與組之間相互回答對方的問題。經(jīng)過討論仍無法解決的問題，教師給予回答。②教師設(shè)置場景并引導(dǎo)學(xué)生提出問題。教師設(shè)置場景為魚肉保鮮企業(yè)的技術(shù)分析部門，引導(dǎo)各小組通過討論提出企業(yè)魚肉保鮮中遇到的蛋白質(zhì)變化問題。并分析魚肉保鮮中蛋白質(zhì)是否存在變化，該變化是好還是不好，如果不好，如何使用SDSPAGE電泳法分離蛋白質(zhì)的測試方法進行判斷。③各學(xué)習(xí)小組根據(jù)實驗實踐設(shè)計，對現(xiàn)有的3種不同保鮮方式的魚肉進行分離。自己動手操作配試劑和準(zhǔn)備設(shè)備，包括凝膠貯備液、分離膠緩沖液、濃縮膠緩沖液、電極緩沖液和上樣緩沖液等試劑的配置，以及垂直板電泳槽、電泳儀、長滴管及微量加樣器、燒杯、量筒、培養(yǎng)皿和槍頭等設(shè)施的準(zhǔn)備。教師在實驗過程中是引導(dǎo)者，在必要的時候，引導(dǎo)學(xué)生對SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)實驗基本操作進行實驗。④實驗結(jié)果的分析和總結(jié)，學(xué)習(xí)小組分別分析不同保鮮技術(shù)下的魚肉蛋白的分解情況與原因，指出不同保鮮技術(shù)的優(yōu)劣。組員分別撰寫實驗報告。

PBL-TBL教學(xué)模式下SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)實驗課程各環(huán)節(jié)的時間分配見表1，PBL教學(xué)模式在SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)實驗課程中的問題設(shè)計見表2，TBL教學(xué)模式在SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)實驗課程中的應(yīng)用見表3。

表1 PBL-TBL教學(xué)模式下SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)實驗課程各環(huán)節(jié)的時間分配

表2 PBL教學(xué)模式在SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)實驗課程中的問題設(shè)計

表3 TBL教學(xué)模式在SDS-PAGE電泳法分離蛋白質(zhì)實驗課程中的應(yīng)用

2.4 保障措施與評價體系的設(shè)置

（1）保障措施。保障措施包括3個方面。首先，熟悉實驗方法，記錄與分析每次教學(xué)時學(xué)習(xí)遇到的問題，為下次教學(xué)積累需要提出的“問題”，確保學(xué)生主動順利完成實驗，能靈活運用實驗，并有效提升實驗?zāi)芰?。其次，與企業(yè)保持密切的聯(lián)系。對于企業(yè)提出的技術(shù)問題進行記錄與分析，作為課堂場景設(shè)計的素材，以及引導(dǎo)學(xué)生提出與企業(yè)共鳴的技術(shù)問題。最后，教師通過分析教學(xué)平臺學(xué)生的討論和留言，學(xué)生實驗實踐設(shè)計和實驗實踐操作過程，學(xué)生對實驗結(jié)果的分析與理解，學(xué)生在整個實驗實踐環(huán)節(jié)中回答問題和提出問題的情況，學(xué)生單獨學(xué)習(xí)與小組學(xué)習(xí)效果差異的觀測，以及教學(xué)效果評價的方式，修正教學(xué)方案和方法。

（2）評價體系?！笆称飞锘瘜W(xué)”實驗實踐課程評價以綜合評價的方式進行，分為課前預(yù)習(xí)（20%）、實驗實踐過程（60%）、實驗實踐結(jié)果與分析（20%）3個部分。其中，學(xué)習(xí)小組成績（小組PPT匯報得分+回答問題得分+實驗實踐結(jié)果匯報得分）和個人成績（實驗實踐操作得分+提出與回答問題+實驗實踐報告得分），占比分別為60%和40%。

2.5 教學(xué)效果評價

采用綜合評測、匿名問卷調(diào)查、企業(yè)實習(xí)效果追蹤和就業(yè)后用人單位反饋4種方式來評價PBL與TBL相結(jié)合的教學(xué)模式在“食品生物化學(xué)”實驗實踐課程中的應(yīng)用效果。①綜合評測。對學(xué)生課前預(yù)習(xí)、實驗實踐過程、實驗實踐結(jié)果與分析的成績的每一項成績，以及小組成績與個人成績的每項成績進行分析，查看高分段與低分段的情況，并進行統(tǒng)計學(xué)分析。②匿名問卷調(diào)查。對實驗實踐班進行無記名問卷調(diào)查，包括了學(xué)生對PBL-TBL教學(xué)模式的認(rèn)可度、課堂氣氛，增強學(xué)習(xí)的興趣、自主學(xué)習(xí)能力、個人的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)團隊合作精神，降低個人單獨學(xué)習(xí)的難度，加深對實驗機理與操作的理解和掌握，熟悉各項實驗服務(wù)產(chǎn)業(yè)的位點。

3 結(jié)語

“食品生物化學(xué)”實驗實踐課程是培養(yǎng)食品科學(xué)研究與應(yīng)用人才的重要基礎(chǔ)課程。因此，“食品生物化學(xué)”實驗實踐的教學(xué)是食品學(xué)科中不可替代的環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才不可缺少的途徑。PBL結(jié)合TBL的教學(xué)模式提高了教學(xué)資源的利用率，較好地促進學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)食品產(chǎn)業(yè)中的問題和主動解決問題的能力。通過團隊合作，較好地解決難度較高的問題，達到傳統(tǒng)教育模式下難以達到的教學(xué)效果。