基于CDIO 理念的 “食品化學” 與 “食品生物化學” 課程的有機融合

馬永杰，高雪楠，包洪亮，呂 冉，和朝軍，押輝遠，王立業

（1. 洛陽師范學院食品與藥品學院，河南洛陽 471934；2. 洛陽師范學院 數學科學學院，河南 洛陽 471934；3. 吉林毓文中學，吉林 吉林 132000）

0 引言

在新的教育形勢下，面對奔騰而至的新科技革命和產業變革對人才的迫切需求，如何整合教學資源，創設新的教學模式，尋求最佳的教學效果，已經成為每個教育工作者必須積極思考的問題[1-2]。CDIO 是構思（conceive）、 設計（design）、 實現（implement）、運作（operate） 的英文縮寫，是一種經典工程教育模式，該模式以培養新一代高水平工程師為目標，以科技為基礎，強調工程教育過程中注重對學生的實踐教學[3-4]。

為了達到新工科教育下的人才培養目標，洛陽師范學院食品與藥品學院實施了新的本科教學方案。在新的教學方案中，基于CDIO 教育理念，為了實施相關學科的交叉、滲透，避免相關學科的重疊，在原來人才培養方案的基礎上，對食品專業的基礎課“食品生物化學” 和核心課程 “食品化學” 進行了整合?！笆称坊瘜W” 與 “食品生物化學” 這2 門課程在內容上存在交叉和重疊，這就要求任課教師在教學過程中多溝通，相互協調與配合，避免出現浪費教學時間、降低教學的整體效果的情況。

因此，筆者緊密結合所在的學院專業特點和學科特色，通過長期的教學與調研，按照CDIO 教育理念與國家新工科建設要求，對食品與藥品專業的“食品化學” 與 “食品生物化學” 課程進行有機融合的改革，從而合理安排2 門課程的教學內容與教學時間，有效提高學生的實踐能力、創新精神及工程素養。從課程的定位及目的、教學內容有機融合、教學方法、考核方式等方面進行探索性改革。

1 課程的定位及目的

“食品化學” 課程被定位為食品專業的專業基礎課程，同時也是食品專業學生考研的專業課，該課程的理論性與實踐性都比較強。該課程主要研究各種食品在加工與貯藏中發生的一系列化學變化及這些變化對食品品質的影響及采取的控制措施，其知識體系偏重于基礎應用方面。在學習該課程前，要求學生的 “有機化學”“無機化學” 及 “生物化學” 等科目的基礎知識要扎實，為此將 “食品化學” 課程稱為化學基礎知識與專業課知識的鏈接橋梁?！笆称坊瘜W” 開設的目的就是使學生通過課程的學習，能夠運用所學的基礎知識來解決與分析食品加工過程中存在的質量問題，更好地保證食品質量，同時為后期學生學習專業核心課程打下堅實基礎。而 “食品生物化學” 更偏向基礎性，側重研究生物體分子結構與功能、物質代謝及遺傳信息傳遞的分子基礎和調控規律，是許多自然科學學科的基礎[5]，所以在食品專業通常被定位為基礎課?！笆称飞锘瘜W” 開設的目的就是讓學生通過課程的學習，能夠掌握生命活動中重要組成成分的結構和性質，熟悉生物體內重要的生物化學反應過程，從而為后期學習 “食品化學”“食品原料學”“食品工藝學”“食品安全與分析檢測” 等專業課程提供理論基礎。

2 教學內容有機融合

“食品化學” 與 “食品生物化學” 課程的內容重復比例較大，如兩門課程中的重點基礎章節糖、蛋白質、脂類、礦物質、維生素及酶，這就要求任課教師課前進行溝通，對于教學計劃與內容進行合理規劃、總體協調，更有效地利用課上時間，保證兩門課程的授課質量。鑒于上述問題，結合洛陽師范學院食品與藥品學院的專業特點和學科特色，基于CDIO 教育理念，對 “食品化學” 與 “食品生物化學” 的教學內容進行有機融合，合理分配與銜接?！笆称飞锘瘜W” 教學內容由靜態生物學和動態生物學2 個部分組成，其中靜態生物學內容涉及到生物大分子——糖類、脂類、核酸、蛋白質、維生素和礦物質及酶，其內容在 “食品化學” 中也有，對這部分內容就要根據兩門課程側重點的不同進行有機融合?！笆称坊瘜W” 課程內容側重于食物采摘后或動物屠宰后生物體內的成分變化及加工過程中與食品質量有關的一些變化，如針對蛋白質章節，蛋白質的結構、物化性質，這些基本內容留在 “食品生物化學” 課程里詳細講解，在 “食品化學” 課程中不再重復講解，而重點講解食品加工過程中蛋白質的功能性質，如乳化性、起泡性、蛋白質的變性及蛋白質的營養性質等?！笆称飞锘瘜W” 中的動態生物學內容如糖代謝、脂類代謝、生物氧化等內容重點講解?！笆称飞锘瘜W” 中的靜態生物學內容，是學習 “食品化學” 課程的基礎[6]。因此，針對教學培養方案，通常把 “食品生物化學” 課程安排在大二上學期進行講解，而 “食品化學” 課程安排在大二下學期進行講解，對于每章中基礎性知識點放在“食品生物化學” 課程里講解，對于基礎知識點的應用部分多數放在 “食品化學” 課程里講解。通過2 門課程的有機融合，可以使理論課程的學習時間更充足，為教學方法的改革，如增加案例教學、翻轉課堂等提供足夠的時間，從而進一步提高學生分析問題、解決問題、自主學習的能力。

目前，國內工科院校的教師在教學過程中，授課內容重理論輕實踐、“填鴨式” 教學、缺乏與學生溝通等問題是普遍現象，這就制約了學生的工程能力、團隊能力的有效提升[7]。新工科建設下CDIO教學模式，對教師的教學和綜合能力有了新的要求，對于團隊教師要求能在專業課的工程實踐中提高團隊能力、自身能力和綜合考核學生的能力?；诖?，對于2 門課程的實驗課進行有機融合，要求教師按照CDIO 理念提升自身的能力，教師從單一的實驗課程的傳播者轉變為2 門實驗課程的設計者，要為學生創造自主學習的環境，開發更多的學習資源和參加實踐的場所，注重以學生為中心，為學生服務，教師實現從講授知識者轉變為學習引導者。例如，2 門實驗課里都有多酚氧化酶活性的測定實驗，這就要求教師對2 門課程里的同一個實驗的目的與要求有所了解，有針對性地去安排實驗課程。通常在大多數果蔬中都存在多酚氧化酶，由于該酶的作用，不僅有損果蔬感觀，影響產品運銷，還會導致風味和品質下降，特別熱帶鮮果中，酶促褐變導致的直接經濟損失非常高，針對果蔬加工的應用，通常把多酚氧化酶活性實驗放在 “食品化學實驗” 課程里，而 “食品生物化學” 實驗課里不再安排此實驗。通過實驗課程的有機融合，增強了2 門實踐課程之間的緊密聯系，使學生的自主學習能力、實踐創新能力進一步提高。

3 教學方法

“食品化學” 與 “食品生物化學” 作為食品專業的基礎課程，在CDIO 理念下，教師所教的內容，不僅僅是為了讓學生學到兩門課程的學科知識，更重要的是幫助學生提升個人能力、系統構建能力。因此，在理論教學上教師要改變舊的以傳授知識為主的教育理念，樹立CDIO 教育理念，引導學生主動學習。

首先，授課過程采用問題式學習，即教師設計問題，引導學生自主學習，按照 “引導學生提出問題- 學生分析問題- 指導學生討論- 學生得出結論” 的思路，引導學生進行主動學習。通過這種學習方式，使學生思考問題、解決問題的能力進一步增強。

其次，引導學生參與科研生產實踐，實現實踐教學模式改變。目前，創新實踐教學體系是CDIO 理念提出的創新型人才培養的必備條件，在實踐教學過程中，更加強調學生的構思- 設計- 實現- 運作的整個系統運作能力。另外，鼓勵學生參與教師的科研，指導學生參加各種 “挑戰杯” 競賽及各級創新創業項目?；诖?，把最終對學生的考核重點放在學生的實際動手能力和技能等方面，全面、準確地評價學生的實驗技能、創新能力及綜合運用知識的能力。

最后，運用現代信息化教學手段進行教學改革。目前教育發展的目標和方向是在教育信息化的帶動下，教育教學方法的改變。多種現代教學方法已經被廣泛應用于 “食品化學” 與 “食品生物化學” 課程的教學中，如多媒體、視頻、學習通、雨課堂、微課、慕課、虛擬仿真軟件等，這些全新的教學輔助工具在教學過程中，提高了學生的學習興趣、積極性和主動性，使學生能夠在輕松的環境中掌握教學內容，從而提高了教學效果。例如，在講蛋白質內容時，對于蛋白質的結構與性質，可在 “食品生物化學” 課程中，由教師通過多媒體PPT 展示蛋白質的每一級結構，再結合學習通、雨課堂教學手段與學生互動，從而提高教學效果。對于蛋白質應用部分則在 “食品化學” 課程中進行講解，結合案例分析，教師選擇合適的網絡智慧教學線上線下教學手段進行授課。

通過2 門課程的有機融合，合理分配每一章節內容，從而使學生更好地掌握2 門課程的基本原理和方法，使教學效果進一步提高，課堂氣氛增強，為學生將來進入食品行業或者繼續深造階段課題的研究打下堅實的基礎。

4 考核方式的轉變

目前，中國高等工程教育專業的學生考核評價方式比較陳舊，教師主要以考試的方式評價學生對知識學習的掌握情況，從而忽略對學生能力和綜合素質的考核[3]?！笆称坊瘜W” 與 “食品生物化學” 理論課多年的考核形式往往是以平時成績和期末成績為主。其中，平時成績占30%，包括出勤率、平時作業，期末試卷成績占70%，相比較而言，平時成績比例較低，不能夠反映學生個人能力及接受知識的情況。這足以說明傳統教學考核模式不利于應用創新型人才的培養。在CDIO 理念下，教師應該從學生的基本個人能力、課堂回答問題的參與度、綜合實踐能力進行多方面的考核評估。針對CDIO 理念下的 “食品化學” 與 “食品生物化學” 課程，為培養應用創新型人才打基礎，2 門課程對學生的考核，將平時成績所占比例提高，占總成績的50%，包括考勤、課堂討論、課堂回答問題、課后作業、專題論文、參加挑戰杯成績及教師科研情況，期末試卷成績占50%。通過2 門課程的有機融合及考核方式的轉變，對學生學習 “食品化學” 與 “食品生物化學” 課程前后學習效果的評估更全面，實現從知識水平、能力水平、綜合素質方面進行考核，從而達到育人的效果。

5 結語

“食品化學” 與 “食品生物化學” 是應用性與實踐性很強的基礎課，學生在學習過程中，除了從課堂上學的一些知識外，還需要學生從自主學習及實踐實驗中學習知識。探討了在CDIO 理念下，對 “食品化學” 與 “食品生物化學” 課程從課程的定位及目的、教學內容有機融合、教學方法、考核方式等方面進行合理規劃，有利于培養和提升學生的自主學習能力、創新能力和綜合素質，從而為食品與藥品行業培養出更多優秀的應用創新型人才。