勞 菲,李 婧,王永濤,沈 群,吳繼紅
(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)
2013年青年節(jié),習(xí)近平總書(shū)記在同各界優(yōu)秀青年代表座談時(shí)的講話中指出,創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力[1]。2021年4月,習(xí)近平總書(shū)記在清華大學(xué)考察時(shí)寄語(yǔ)中國(guó)當(dāng)代青年“要勇于創(chuàng)新,深刻理解把握時(shí)代潮流和國(guó)家需要,敢為人先、敢于突破,以聰明才智貢獻(xiàn)國(guó)家,以開(kāi)拓進(jìn)取服務(wù)社會(huì)”[2]。大學(xué)生作為我國(guó)當(dāng)代青年的重要組成部分,是我國(guó)創(chuàng)新人才的主要戰(zhàn)備力量,在一定程度上決定了我國(guó)科研創(chuàng)新、特別是原創(chuàng)探索的發(fā)展高度。培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力不僅關(guān)乎學(xué)生的個(gè)人成長(zhǎng),也影響國(guó)家的未來(lái)發(fā)展。
2015年5月,國(guó)務(wù)院辦公廳頒布《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》,指出深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革是推進(jìn)高等教育綜合改革、促進(jìn)高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措[3]?!秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》強(qiáng)調(diào)指出,要促進(jìn)高校內(nèi)部科技教育資源的共享,實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)互動(dòng)和科研與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合,鼓勵(lì)本科生投入科研工作,在創(chuàng)新實(shí)踐中培養(yǎng)他們的探索興趣和科學(xué)精神[4]。將科研創(chuàng)新培養(yǎng)融入日常教學(xué),建立健全大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及能力是高等教育的職責(zé)所在。
在高等院校食品專業(yè)的課程體系中,農(nóng)產(chǎn)品加工系列課程是串聯(lián)本科生理論服務(wù)生產(chǎn),積累動(dòng)手實(shí)踐經(jīng)歷,培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力的重要教學(xué)平臺(tái)[5],肩負(fù)為國(guó)家培養(yǎng)及輸出各級(jí)各類農(nóng)產(chǎn)品加工專業(yè)人才的重任。面對(duì)新歷史時(shí)期全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興對(duì)人才培養(yǎng)的新挑戰(zhàn),須進(jìn)一步注重新農(nóng)科與新工科交叉融合[6],探索出契合新時(shí)代要求的農(nóng)產(chǎn)品加工創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑。 以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的本科生專業(yè)基礎(chǔ)課農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)為例,探討基于“授-協(xié)-放”三步教學(xué)法提升本科生的科研創(chuàng)新能力的教學(xué)模式和實(shí)踐體會(huì)。
1969年美國(guó)麻省理工學(xué)院本科教學(xué)的院長(zhǎng)馬戈立特率先提出大學(xué)生科研創(chuàng)新計(jì)劃 “本科生研究機(jī)會(huì)計(jì)劃(Undergraduate Research Opportunity Program,UROP)”[7-8]。該計(jì)劃的目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立科研能力,幫助學(xué)生開(kāi)展深度研究。1997年,美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校在本科生科研培養(yǎng)方面做了包括“熱衷于研制真正能改變現(xiàn)狀的原型系統(tǒng)”在內(nèi)的大量創(chuàng)新與嘗試,成效顯著,形成了著名的“科研重工業(yè)模式”或 “伯克利模式”[8-9]。英國(guó)采用“項(xiàng)目教學(xué)法”對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合培養(yǎng),針對(duì)每個(gè)開(kāi)放性課題,學(xué)生需要使用綜合性器材,利用數(shù)學(xué)建模、試驗(yàn)操作、計(jì)算分析等方式完成研究任務(wù)[10]。德國(guó)采取導(dǎo)師一帶一或一帶多的“學(xué)徒式”模式指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究[11]。澳大利亞則把培養(yǎng)創(chuàng)新精神的課程納入必修科目,貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程之中。日本將游戲引入教學(xué)方法中,用有趣好玩的方式培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[10]。
我國(guó)在高校大學(xué)生中開(kāi)展科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的起步較晚。1996年清華大學(xué)率先提出“學(xué)生科技訓(xùn)練”(Students Research Training,SRT)計(jì)劃,并逐步把學(xué)生科研能力培養(yǎng)納人本科生教學(xué)計(jì)劃和人才培養(yǎng)的評(píng)價(jià)體系,成效顯著[12]。依托清華大學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn),浙江大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)等高校的大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃逐步展開(kāi)[8]。2015年3月,李克強(qiáng)總理在《政府工作報(bào)告》中首次提出“中國(guó)制造2025”的宏大計(jì)劃,我國(guó)制造業(yè)從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型,創(chuàng)新成為時(shí)代的主旋律,大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)駛?cè)肓税l(fā)展的快車道。期間國(guó)家配套一系列激勵(lì)政策和有效措施,針對(duì)不同專業(yè)學(xué)科開(kāi)展了形式多樣的創(chuàng)新基金、創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目并給予資金支持,如大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(Student Research Training Program,SRTP),提倡并鼓勵(lì)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成項(xiàng)目研究。例如:浙江大學(xué)的院(系)、校、省創(chuàng)、國(guó)創(chuàng)的四級(jí)SRTP[13]。另外,“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”“創(chuàng)青春”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和學(xué)科競(jìng)賽也在全國(guó)各地如火如荼地開(kāi)展,這些活動(dòng)在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國(guó)家戰(zhàn)略需求、關(guān)心社會(huì)發(fā)展動(dòng)態(tài)、了解科學(xué)技術(shù)前沿、激發(fā)創(chuàng)新思維、積極主動(dòng)地探索未知領(lǐng)域等方面發(fā)揮了重要的作用。同時(shí),高校通過(guò)增加投入、創(chuàng)造有利條件等管理改革,優(yōu)化課程建設(shè)、建立大學(xué)生科研訓(xùn)練及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地,促進(jìn)本科生參與科研創(chuàng)新訓(xùn)練,提高本科生科研創(chuàng)新素質(zhì)。比如,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院依托國(guó)家果蔬加工工程技術(shù)研究中心、功能乳品教育部北京市共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、食品非熱加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)科研平臺(tái),通過(guò)院級(jí)本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃(Undergraduate Research Program,URP)、校級(jí)URP、北創(chuàng)、國(guó)創(chuàng)等四級(jí)訓(xùn)練體系來(lái)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。項(xiàng)目的實(shí)施以及平臺(tái)的支持,為自驅(qū)力強(qiáng)的本科生提供了極好的科研能力鍛煉機(jī)會(huì)。
但目前大多數(shù)高校的科研創(chuàng)新能力訓(xùn)練計(jì)劃需由學(xué)生自主聯(lián)系導(dǎo)師并主導(dǎo)申報(bào),而大多數(shù)處于本科階段的學(xué)生存在學(xué)習(xí)主觀動(dòng)力不足、知識(shí)儲(chǔ)備不夠、學(xué)術(shù)理論體系不完善、邏輯思維和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力缺乏[14]等限制,使得科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在本科生群體中進(jìn)展較為緩慢。因此,如何高效配置校內(nèi)平臺(tái)資源,利用課程積累學(xué)生科研創(chuàng)新基礎(chǔ),進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生科研潛能、提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力成為了構(gòu)建科研創(chuàng)新新常態(tài)的難題和重要目標(biāo)。為探索上述問(wèn)題的解決方案,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院在多次教學(xué)實(shí)踐中,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),構(gòu)建了專屬特色實(shí)踐教學(xué)模式。以農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)為例,探討該學(xué)院在高等教育改革大背景下,利用課程積累學(xué)生科研創(chuàng)新基礎(chǔ),以鼓勵(lì)學(xué)生大膽求異、支持科研創(chuàng)新。
農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課之一,主要學(xué)習(xí)糧油、果蔬、畜禽、蛋乳農(nóng)產(chǎn)品原料基本特性、預(yù)處理方法、加工技術(shù)與工藝、質(zhì)量控制與副產(chǎn)物綜合利用等,旨在使學(xué)生掌握農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)相關(guān)基本理論與實(shí)踐知識(shí),具備分析解決農(nóng)產(chǎn)品加工工程中復(fù)雜的生物化學(xué)、工藝與裝備等工程技術(shù)問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力。經(jīng)過(guò)多年不斷實(shí)踐與優(yōu)化,該院農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)把本科生綜合科研素質(zhì)和能力的培養(yǎng)融入日常教學(xué),以果蔬貯運(yùn)與加工單元為例,構(gòu)建了以“基礎(chǔ)知識(shí)”為先導(dǎo),以“綜合研討”為橋梁,聚焦“實(shí)踐探究”的梯度創(chuàng)新教學(xué)模式(表1)。該課程模式建設(shè)過(guò)程中,堅(jiān)持以夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力、實(shí)踐能力、科研創(chuàng)新能力為主線,結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)科自身特點(diǎn)及當(dāng)下科學(xué)研究熱點(diǎn),以專業(yè)化知識(shí)體系為依據(jù),注重教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化升級(jí)和學(xué)科之間的交叉滲透,建立立足國(guó)內(nèi),放眼國(guó)際的多層次課程模式,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科研創(chuàng)新能力的激發(fā)和培養(yǎng)。
表1 農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)果蔬貯運(yùn)與加工單元梯度創(chuàng)新教學(xué)模式(24課時(shí))Table 1 The multi-gradient teaching method in unit of fruit and vegetable storage and processing (24 teaching hours)
第一梯度基礎(chǔ)知識(shí)共4個(gè)課時(shí),占總課時(shí)的16.6%,以背景知識(shí)及概念性內(nèi)容為主,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于科研助力農(nóng)產(chǎn)品加工的興趣及理解;第二梯度綜合研討共6個(gè)課時(shí),占總課時(shí)的25.1%,利用已掌握的基礎(chǔ)理論知識(shí),通過(guò)討論的形式進(jìn)行思維延展,激發(fā)學(xué)生利用科學(xué)知識(shí)探索解決現(xiàn)有問(wèn)題的興趣,著重培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的綜合運(yùn)用能力,加深對(duì)理論知識(shí)的消化與吸收;第三梯度探究型實(shí)驗(yàn)共14個(gè)課時(shí),占總課時(shí)的58.3%,該部分是整個(gè)教學(xué)模式的重中之重,也是衡量該模式教學(xué)改革成功的關(guān)鍵,著重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、科研創(chuàng)新思維以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的科研能力。探究型實(shí)驗(yàn)部分的成果可作為前期基礎(chǔ)支撐學(xué)生進(jìn)一步科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的申報(bào),利用課堂完成學(xué)生投入科研創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目申請(qǐng)的原始積累,極大改善了部分學(xué)生因?qū)W習(xí)主觀動(dòng)力不足、知識(shí)儲(chǔ)備不夠、學(xué)術(shù)理論體系不完善、邏輯思維和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力缺乏導(dǎo)致的科研創(chuàng)新訓(xùn)練參與積極性低、培養(yǎng)進(jìn)展緩慢的現(xiàn)象。該模式提出的3個(gè)梯度既相互獨(dú)立,又緊密聯(lián)系,由淺及深、由簡(jiǎn)入繁、循序漸進(jìn)。這種“一條主線,三個(gè)梯度”的教學(xué)模式呈現(xiàn)立體的螺旋式、漸進(jìn)式上升,在該院本科生科研能力培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用,達(dá)到了夯實(shí)科研理論基礎(chǔ)和挖掘培養(yǎng)創(chuàng)新性人才并重的目的。
培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力,改變傳統(tǒng)“依葫蘆畫(huà)瓢”的教學(xué)方式、創(chuàng)新完善教學(xué)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。將傳授、互動(dòng)與啟發(fā)相結(jié)合,不僅能夠完成學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)方法和技能的培養(yǎng),完成學(xué)生分析、解決問(wèn)題的綜合科研素質(zhì)入門訓(xùn)練,而且能夠充分利用課程過(guò)程為學(xué)生積累科研創(chuàng)新基礎(chǔ),激勵(lì)學(xué)生大膽求異,進(jìn)一步嘗試個(gè)體創(chuàng)新。在現(xiàn)有教學(xué)大綱的框架下,運(yùn)用“授-協(xié)-放”三步教學(xué)法(圖1),多梯度、漸進(jìn)式實(shí)現(xiàn)對(duì)本科生綜合科研素質(zhì)的啟蒙訓(xùn)練和科研能力的全面提升。
圖1 “授-協(xié)-放”三步教學(xué)法在本科生農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)中的教學(xué)應(yīng)用示意Fig.1 Application of “Lecturing-Assisting-Doing” teaching method in Agricultural Product Processing class for undergraduates
3.1 基礎(chǔ)知識(shí),傳“授”為主果蔬貯運(yùn)與加工單元中的基礎(chǔ)知識(shí),主要通過(guò)講授的方式開(kāi)展教學(xué),使學(xué)生掌握果蔬貯運(yùn)與加工的特點(diǎn)和基本概念,理解果蔬及其制品在貯藏與加工中的基本原理和方法。這種傳“授”不僅體現(xiàn)在果蔬貯運(yùn)和加工的背景、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀等宏觀層面,意在培養(yǎng)學(xué)生的大局觀、新視野,也體現(xiàn)在原料特性、處理方式等微觀層面,意在擴(kuò)充學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)認(rèn)知。在傳“授”的基礎(chǔ)知識(shí)梯度,教師始終堅(jiān)持把握傳承與創(chuàng)新的關(guān)系,通過(guò)“思政教育”“情景式教育”將基礎(chǔ)知識(shí)以及基礎(chǔ)知識(shí)中所蘊(yùn)含的科研能力培養(yǎng)的內(nèi)容進(jìn)行展示與挖掘,從而做到既夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)又培養(yǎng)創(chuàng)新能力,使學(xué)生在“知”的層面強(qiáng)化理解,為下一步“論”奠定基礎(chǔ)。
培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新思維需充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲,這也是“授”梯度面臨的重大挑戰(zhàn)和核心任務(wù)。上課前,教師會(huì)把相關(guān)內(nèi)容視頻提前上傳到教學(xué)班級(jí)微信群,供學(xué)生預(yù)習(xí)與思考,讓學(xué)生好奇“為什么學(xué)”,作為正式學(xué)習(xí)之前的預(yù)熱。上課時(shí),教師會(huì)貫徹“傳授為主,啟發(fā)為輔”的教學(xué)理念,通過(guò)“授中有引”的教學(xué)方法,使學(xué)生不僅掌握基本原理,還能為下一步“協(xié)”的綜合研討奠定基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生辯證思維和獨(dú)立思考的能力。下課前,為了鞏固強(qiáng)化所學(xué)知識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的理解,依托“雨課堂”等在線教育平臺(tái),采用“課末掃碼測(cè)試-下節(jié)課前線上提交”的模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)掌握評(píng)估,題目多為開(kāi)放性,目的在于鼓勵(lì)學(xué)生積極思考,引導(dǎo)求異思維。實(shí)操時(shí),在課前上傳水果供應(yīng)鏈簡(jiǎn)介小視頻和2016年聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展的羅馬宣言小視頻,感受果蔬貯藏和加工在可持續(xù)發(fā)展大框架下的重要作用。課程過(guò)程中通過(guò)講授不同種類果蔬原料特性的基礎(chǔ)知識(shí),埋下“貯藏與加工過(guò)程中損耗率高”的伏筆,引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么會(huì)損耗率高”“如何降低損耗率”,奠定后續(xù)課程“減損”方案綜合研討的基礎(chǔ)。課后開(kāi)放思考題充分結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景,如“如何提高蘋果的出汁率?”,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用本節(jié)所學(xué)內(nèi)容設(shè)身處地地積極思考,傳承經(jīng)典的同時(shí)達(dá)到啟迪創(chuàng)新的目的。
3.2 綜合研討,“協(xié)”助拓展果蔬貯運(yùn)與加工單元中的應(yīng)用基礎(chǔ),主要通過(guò)綜合研討的方式開(kāi)展教學(xué),“協(xié)”助學(xué)生掌握定位果蔬貯運(yùn)與加工過(guò)程中問(wèn)題的方法,學(xué)會(huì)化繁為簡(jiǎn),提出復(fù)雜貯藏與加工問(wèn)題的解決方案。這種“協(xié)”不僅體現(xiàn)在透過(guò)典型場(chǎng)景案例,解析定位關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)的“授之以魚(yú)”層面,意在培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的科研思維,也體現(xiàn)在針對(duì)關(guān)鍵加工環(huán)節(jié),抽絲剝繭引導(dǎo)綜合研討,提出解決方案的“授之以漁”層面,意在擴(kuò)展學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的融會(huì)貫通和創(chuàng)新應(yīng)用。在“協(xié)”的教授梯度,教師特別注意把握“授之以魚(yú)”與“授之以漁”的關(guān)系,通過(guò)采用“翻轉(zhuǎn)課堂”“開(kāi)放式”的授課形式,將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)逐漸交回學(xué)生,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的教學(xué)效果,做到既擴(kuò)展學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)又啟迪發(fā)展創(chuàng)新能力,使學(xué)生在“論”的層面融會(huì)貫通,為下一步“做”奠定基礎(chǔ)。
培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新思維需引導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,這也是“協(xié)”梯度的主要難點(diǎn)和重要任務(wù)。上課前,教師需提煉前期開(kāi)放性課后題的學(xué)生答案,整合2~3個(gè)代表性回答于課前共享到教學(xué)班級(jí)微信群,供學(xué)生回顧與思考,引導(dǎo)學(xué)生思考“回答是否正確”“為什么正確/不正確”,作為正式學(xué)習(xí)之前的預(yù)熱。上課時(shí),教師需在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生觀察過(guò)程及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、系統(tǒng)分析和強(qiáng)化討論,通過(guò)遞進(jìn)式提問(wèn)設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生不斷思考,完善方案,使學(xué)生不僅知其所以然,還能為下一步“放”的實(shí)踐探究奠定基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲羞壿嫳磉_(dá)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。下課前,為了鞏固強(qiáng)化教授的方法論,通過(guò)布置課后作業(yè)的方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自我總結(jié)凝練并對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握程度進(jìn)行評(píng)估,作業(yè)以思維導(dǎo)圖形式提交,目的在于培養(yǎng)學(xué)生的復(fù)盤思維,鼓勵(lì)學(xué)生融合創(chuàng)新搭建自己的知識(shí)架構(gòu)。實(shí)操時(shí),在課前上傳前期學(xué)生課后作業(yè)提出的“提高蘋果出汁率的方法”的小結(jié),供學(xué)生課前互相學(xué)習(xí)參考,以便課程討論時(shí)對(duì)前期作業(yè)“查漏補(bǔ)缺”。課程過(guò)程中由回顧前期講授的溫帶果蔬特點(diǎn)展開(kāi),通過(guò)遞進(jìn)式提問(wèn)一步步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)加工過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題,例如“適合制汁加工的蘋果有什么特點(diǎn)”,教師引導(dǎo)學(xué)生思考制汁加工所需考慮的因素;原料選擇結(jié)束,教師繼續(xù)引導(dǎo)提問(wèn),“蘋果制汁加工前需經(jīng)過(guò)哪些預(yù)處理” “蘋果出汁有哪些限制因素”,“如何選擇蘋果汁漿的殺菌方式”“包裝材質(zhì)對(duì)蘋果汁會(huì)有哪些影響?”,通過(guò)5輪引導(dǎo)訓(xùn)練,逐步提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力,期間亦可讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)蘋果制汁制漿流程并鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上分享自己的設(shè)計(jì),教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該設(shè)計(jì)展開(kāi)綜合研討,使學(xué)生在持續(xù)反復(fù)深入思考的同時(shí)可根據(jù)討論中的思想碰撞完善設(shè)計(jì)方案,撰寫(xiě)自己的“蘋果制汁制漿指南”;針對(duì)其中不確定的因素,可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案,為后期課程“放”手探究、實(shí)踐檢驗(yàn)打下基礎(chǔ)。課后作業(yè)需學(xué)生全面回顧課程的“蘋果制汁制漿指南”推理設(shè)計(jì)過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同角度的蘋果制汁制漿觀點(diǎn)融會(huì)貫通、辯證判斷,鼓勵(lì)學(xué)生樹(shù)立科研開(kāi)放兼聽(tīng)精神的同時(shí)達(dá)到訓(xùn)練整合創(chuàng)新個(gè)體知識(shí)體系的目的。
3.3 實(shí)踐探究,“放”手去做果蔬貯運(yùn)與加工單元中的工藝集成,主要通過(guò)實(shí)踐探究的方式開(kāi)展教學(xué)。“放”手串聯(lián)實(shí)踐前期所學(xué),自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),掌握科學(xué)研究的基本方法。這種“放”不僅體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容的自主選擇的“大膽假設(shè)”層面,意在拓展學(xué)生的科研創(chuàng)新思維,也體現(xiàn)在學(xué)生通過(guò)實(shí)操分析討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“小心求證”層面,意在訓(xùn)練學(xué)生的科研審慎嚴(yán)謹(jǐn)思維。在“放”的教學(xué)梯度,教師特別注意把握實(shí)驗(yàn)“限定主題”與“開(kāi)放內(nèi)容”的關(guān)系,延續(xù)“翻轉(zhuǎn)課堂”“開(kāi)放式”的授課形式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,達(dá)到寓教于樂(lè)的教學(xué)效果,做到既尊重學(xué)生的創(chuàng)新思維又訓(xùn)練科研的嚴(yán)謹(jǐn)精神,使學(xué)生在踐行前期所學(xué)的同時(shí),充分感受和享受科研創(chuàng)新的樂(lè)趣。
培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新思維需充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性[15],這也是“放”梯度的核心挑戰(zhàn)和重點(diǎn)任務(wù)。教師可針對(duì)教學(xué)主題內(nèi)容自主命題,學(xué)生可使用課本、專利、標(biāo)準(zhǔn)、期刊、文獻(xiàn)等多種學(xué)術(shù)資源進(jìn)行相關(guān)檢索,小組研討設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,以培養(yǎng)和提升文獻(xiàn)檢索及閱讀能力。實(shí)操時(shí),制汁單元實(shí)驗(yàn)主題限定為“高品質(zhì)藍(lán)莓汁的制備工藝研究”,學(xué)生可通過(guò)文獻(xiàn)查閱,從不同角度設(shè)計(jì)“果膠酶提升出汁率” “花色苷輔色減損”“澄清工藝優(yōu)化” “殺菌方式優(yōu)化”等藍(lán)莓汁品質(zhì)提升的工藝探索實(shí)驗(yàn)。教師需引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的差異化,力求通過(guò)對(duì)比成功與失敗的處理?xiàng)l件加深學(xué)生對(duì)關(guān)鍵工序的理解[5]。依托國(guó)家果蔬加工工程技術(shù)研究中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果蔬加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、果蔬制汁加工技術(shù)集成科研基地、食品非熱加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等強(qiáng)大完備的科研創(chuàng)新平臺(tái),大多數(shù)學(xué)生的奇思妙想“腦洞”得以兌現(xiàn)。此外,實(shí)驗(yàn)具體方案在滿足主題設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)創(chuàng)意思維,力求新穎,并兼顧可行性。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、實(shí)驗(yàn)報(bào)告各占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的30%、30%、40%。通過(guò)集體討論、共同設(shè)計(jì)、協(xié)同實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立報(bào)告的訓(xùn)練體系,完善和豐富學(xué)生的果蔬制汁理論體系和知識(shí)結(jié)構(gòu),規(guī)范學(xué)生的科研數(shù)據(jù)分析和文書(shū)寫(xiě)作習(xí)慣,拓展學(xué)生的科研思維,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。課程完成后,部分學(xué)生反饋課程期間的報(bào)告成果為其申報(bào)大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目提供了扎實(shí)的研究基礎(chǔ)和可觀的前期數(shù)據(jù)支撐,大大提升了其申請(qǐng)相關(guān)項(xiàng)目的積極性和成功率,為學(xué)生順利轉(zhuǎn)型投身更高層次的科研創(chuàng)新訓(xùn)練鋪路搭橋,有效提升了學(xué)生參與科研創(chuàng)新訓(xùn)練的數(shù)量和質(zhì)量。
農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)是食品專業(yè)本科生教育的重要專業(yè)必修基礎(chǔ)課程之一,是串聯(lián)本科生理論服務(wù)生產(chǎn),拓展思維邊界、積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),培育科研創(chuàng)新意識(shí)與能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。針對(duì)本科階段學(xué)生學(xué)習(xí)主觀動(dòng)力不足、知識(shí)儲(chǔ)備不夠、學(xué)術(shù)理論體系不完善、分析和解決問(wèn)題的能力有待提高等限制本科生主動(dòng)投身科研創(chuàng)新訓(xùn)練積極性的問(wèn)題,該研究提出利用基礎(chǔ)必修課程積累學(xué)生科研創(chuàng)新基礎(chǔ)的“授-協(xié)-放”三步教學(xué)法。該法把對(duì)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)認(rèn)知、創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)和科研綜合能力提升等科研創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)的關(guān)鍵前期積累融入日常教學(xué),堅(jiān)持以人為本、以學(xué)生為主體的教學(xué)理念,最大程度地調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。實(shí)踐結(jié)果表明,該教學(xué)法有效提升本科生自發(fā)參與科研創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的數(shù)量和質(zhì)量,大大激發(fā)了本科生的科研創(chuàng)新潛力,在針對(duì)本科生的科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教育改革嘗試中取得了良好的教學(xué)效果。