基于課程思政引領的《食品毒理學》進階式混合教學模式與實踐

孫震,孫秀蘭,王立,張毅,馬志強,夏雨*

1(江南大學 食品學院,江蘇 無錫,214122)2(江南大學 人文學院,江蘇 無錫,214122)

江南大學的《食品毒理學》是食品質量與安全專業的一門專業核心課程,也是我校食品科學與工程專業國家級一流本科課程《食品安全》的重要組成,在食品類專業人才的培養中占有重要地位。本課程要求學生掌握食品中化學、物理、生物等有害因素的性質、來源,探索其對人體健康損害的原因、路徑及規律,掌握毒理學安全評價方法,了解食品中污染物安全限量的制定原理以及預防管理措施。經過多年的理論探索與實踐,江南大學《食品毒理學》課程組已經構建了完善的分層次食品毒理學課程體系和混合式教學模式。

圍繞“立德樹人”的根本任務,課程組結合學院一流學科人才培養目標,著力培養具有全球視野、擔當食品行業使命的高素質人才。對標江南大學2020版人才培養方案及工程教育專業認證標準體系中本課程的目標支撐要求[1],食品毒理學教學要求從職業規范、解決食品開發中的毒理學問題等方面支撐畢業要求指標點的達成,《食品毒理學》課程目標與畢業要求的關系如表1所示。

表1 《食品毒理學》課程目標與畢業要求關系Table 1 Relationship between course objectives and graduation requirements of Food Toxicology

課程組通過不斷總結教學過程,探索教學改革措施以提高教學質量,對《食品毒理學》教學內容從“價值引領、能力達成、知識傳授”3個方面進行改革(見圖1)。

圖1 課程思政引領的進階式《食品毒理學》課程教學創新與實踐Fig.1 Teaching innovation and practice of the advanced course Food Toxicology led by course ideological and political

為了提升教學效果并推廣教學成果,自2021年9月起,本課程針對不同的專業采用不同的方式開展了線上線下混合式教學實踐;其中面向食品專業的《食品毒理學》,共40學時,其中理論教學24學時,實驗16學時。由“何者有毒”“為何有毒”“如何免毒”3部分構成。課程組整合了中國大學MOOC(massive open online course)平臺上北京林業大學的《食品毒理學》課程和福建醫科大學《衛生毒理學》課程的相關資源,根據歷年的教學經驗,結合實際情況重新規劃教學內容,建設了江南大學食品學院《食品毒理學》理論課部分的異步SPOC(small private online course)課程。實驗部分的內容則是使用課程組自建的嵌入教材的二維碼視頻,供學生課前課后觀摩學習。通過理論教學、聯系實踐,培養學生獨立思考、獨立操作、獨立分析問題和解決問題的能力,為后續的專業課學習奠定理論基礎,掌握實踐的基本技能。

通過2年的應用實踐創新,建立了獨具特色的食品毒理學進階式混合教學模式。課程改革實踐有效提高了學生理解、分析、設計、研究、評價食品毒理學問題的能力,加強了組織與團隊合作能力,增強了學生的科研興趣和創新能力[2],使學生能站在教師的肩上認識食品毒理學。

1 基于課程思政視角,重構混合式教學理念

基于課程思政進行混合式教學,能夠有效推動育人機制的構建。高校思政教育承擔著對大學生進行主流意識形態教育的任務,新形勢下將社會主義核心價值觀融入其日常的學習生活中,能幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀[3]?！妒称范纠韺W》作為江南大學首批課程思政示范課程,在教學中將思政教育貫穿課程全過程,通過重構課程設計,更新教學內容、充分挖掘課程中蘊含的思政元素,創新“課程思政”整體架構,在知識傳授的同時注重強調價值引領,依托一流學科的優勢,培養學生的專業自豪感和使命感,實現人才培養與社會需求的銜接。

課程對標國家食品安全戰略需求,引導學生站在國家和個人的交匯點上思考我國的食品安全標準制定與群眾健康的問題,通過講好“中國故事”“行業故事”和“身邊故事”,引發學生的知識共享、情感共鳴、價值共振。使學生充分了解食品毒理學安全評價和風險評估在推動我國食品污染物限量、食品添加劑限量、新食品原料等許多食品安全通用標準制定、修訂和完善中的作用,例如我國有全球最嚴格的鎘限量標準,構建守護著百姓的食品安全。通過課程學習和思政引領,建立和深化學生的社會主義核心價值觀,增強大國食品觀,堅定學科信心,為從事食品新原料研發和食品安全性評價等工作打下堅實的基礎。在教學方法上,堅持問題導向求突破,案例教學促提升,傳授給學生食品安全中的毒理學原理,培養學生的生態觀念與環保意識,讓學生關注中國的食品生產、食品安全、生態環境三者關系。課程組首創 “一綱四融合” 課程思政全過程融入新模式[3],構建了“4321”的課程思政實施方案。以史為鑒,結合專業從愛國、敬業、誠信、友善四個方面融入課程思政的元素;以課程為基石結合“課前、課中、課后”3個環節,培養學生的科學精神;結合實踐“誠信主題教育,世界實驗動物日”兩個活動,樹立社會主義核心價值觀。在全國高校食品學科黨建聯盟組織的食品學科“課程思政”典型教學案例征集活動中獲一等獎和江南大學教學成果二等獎。

2 遵循“兩性一度”標準,傾力打造“金課”

2.1 目標“創新性”,構建進階式混合教學模式

當前線上線下混合式教學設計依然以學科內容為基礎,著眼于課程知識點的傳遞,是以內容導向而非目標導向,線上學習與線下講授的角色定位并非以學生能力和興趣為設計主線[4]。且大部分SPOC的建設停留在為學習者提供課程資源的階段,教學內容并不十分匹配,同時缺少系統性、可操作性的SPOC教學設計模式及教學活動設計模型、學習監控和評價方式[5]?！霸趺唇獭笔菙[在課程組面前的一個首要的任務。

在混合式教學過程中,本課程基于“創新性”,構建了“2+3+5”進階混合教學模式,解決了“怎么教”的問題[6]?！?+3+5”進階混合式教學設計分為混合式和進階混合式2種模式,由課前、課中、課后3階段構成,進階混合式包括前期準備(線上)、知識傳遞(線上)、知識拓展(線上線下)、課堂展示與改進(線下)、評價和反饋(線上線下)5個環節。

課程組大膽嘗試將75%的理論課程內容采用常規的線下課堂教學,利用平臺線上的資源輔助學生進行自學和預習復習以及單元測試和評價的混合式教學模式;將25%的理論內容作為3+5進階性學習,以學生的線上自主學習為主,利用翻轉課堂展開線下教學,拓展學生的自學能力、培養團隊合作能力、強化其文獻閱讀能力,有效地提高學習興趣及學習效果,滿足學生個性化學習的需求。通過大數據進行學情分析,全程智能化監控課程學習。每一個教學設計完成后,收集學生的意見,了解教學實施情況及學習反饋,以便調整下一階段的教學。

結合社會熱點和案例,在MOOC平臺發布“主題討論”,如“珍惜生命,遠離檳榔”“兩滴、15秒,二甲基汞中毒背后的毒物作用規律”等,引導學生暢所欲言。由于沒有標準答案,教師每次會盡可能地在第一時間進行回復、批閱、點評,對學生進行正確引導,以免反饋不及時,影響學生的學習積極性。

2.2 認知進階五段式,升級頭腦思維

以“毒作用機理”這章內容為例,進行進階混合式教學設計,將教學活動劃分為課前、課中、課后3個基本教學階段。通過外引領、內驅動,培養學生的食品毒理學研究思維。課前(高效預習)主要解決課程內容的知識點學習[7],要求學生完成知識的理解和自主學習,教師則需要做好線上線下的答疑解惑和學情分析,防止混合式教學淪為“放羊”式教學;學生在準確掌握課程內容后進行個性化學習和4～5人團隊合作學習,根據相同興趣點,查閱文獻,拓展課程相關知識,了解學科的前沿,進行深層次學習。課中(深度學習)在翻轉課堂模式下,通過創設問題,展開生生互動和師生互動,進而鞏固提高;課后(鞏固提升)師生進一步對課程進行教學反思,課外持續參與和延伸學習。

為明確混合式教學各階段學生應達到的教學認知水平,針對性地促進學生學習的進階,課程組將教學過程從學生層面劃分為課程內容線上的自主學(課前結構預習)、重點學、課外文獻的合作學,線下翻轉課堂師生的共同學、課后鞏固拓展的反思學5個階段,包括了認識、理解、分析、應用、評價5個環節。教師層面與之對應為教學導入、點撥提升、進階拓展、激勵評價、行動反思(見圖2)。

圖2 《食品毒理學》進階式線上線下混合式教學模式設計Fig.2 Design of advanced blended teaching mode of Food Toxicology

2.3 聚焦“高階”思維課堂,促進教學質量提升

為培養學生解決復雜問題的綜合能力,課程組在實踐中將教學內容進行調整,解決了“教什么”的問題。近年來課程組著力不斷更新教學內容,主編出版了“十三五”江蘇重點規劃教材、中國輕工“十三五”規劃教材《簡明食品毒理學》,推送國內外毒理學新技術、新標準及科研熱點的文獻選讀、國家食品安全新政策介紹、食品安全中毒案例分析等多種形式的在線學習資源,力求展示課程的前沿性和時代性。

一流本科課程建設背景下,亟需注重能力、素質的培養,注重在掌握知識的基礎上,根據學生認知規律和接受的特點,開展以學生為中心的教學,培養學生解決復雜問題的綜合能力與高級思維,了解課程內容的廣度與深度[8]。食品毒理學中關于毒物的知識與日常的生活息息相關,可以激發學生探究式學習的濃厚興趣,通過本課程的學習,學生不僅掌握何為毒物,而且知曉為何是毒物,掌握毒物發生、遷移、轉化作用的客觀規律,進一步為在生產生活中如何控制與管理毒物的使用提供理論依據。

課程組將“外源性化學物的影響因素”與“毒作用機理”的教學內容作為本課程混合式教學自主學習的內容。同時在授課時采用案例教學,并結合翻轉課堂進行授課,引導學生進行案例分析來學習“外源性化學物的毒作用機制”。通過轉化知識、課外大量檢索文獻、探索研究、閱讀論文和食品安全標準等,更好地帶動學生從食品毒理學角度去認識生產、生活中接觸的有害物質;幫助學生理解外源化學物產生毒性的分子機制,并掌握如何從毒物管理學角度去預防控制有害物質的接觸。學生們圍繞課程知識分別以黃曲霉毒素、河豚毒素、重金屬鎘等為主題分小組展開了研討,學生學會了對中毒案例的分析、凝練總結,培養了學生的表達、探究、質疑及創新能力和批判意識。學習內容體現了學生團隊合作的探索過程、思維養成以及各小組的學習交互的情況,以集體的智慧解決食品毒理學難題,增強了學生學習的獲得感和成就感[9]。

通過在課堂上師生之間、學生之間的交流互動,在混合式教學的實施過程中秉承“以學生為本”的理念,通過學問思辨行,促進學生的自主學習,提升自學能力,學生通過探討和跟蹤科學前沿,拓展了課程的深度,開闊了視野。

2.4 合理提升學習難度,增加課程的“挑戰度”

新工科專業課程體系改革和建設較其他專業而言,難度更大、挑戰性更強[10]。作為專業核心課程應面向未來產業,更具系統性、方向性和綜合性;更加應注重復雜工程問題解決能力、非結構化解決能力、多學科團隊協作能力等的培養[11]。為激發學生的學習興趣,注重提高所設問題的綜合性和挑戰性,讓學生更好地掌握基礎知識體系,把知識點與工程課題結合起來,布置了課后作業,“如何對新研發的食品添加劑進行毒理學安全評價并制定安全限量”,要求學生以思維導圖的形式,繪制安全評價流程圖。這一任務要求學生不僅能將碎片化的知識串連起來,要求學生全面掌握毒理學安全評價程序國家標準的內容,掌握毒理學的實驗方法,而且以知識為導向轉變為以能力為導向,培養復雜工程問題解決能力,在傳授學生知識的同時,注重培養學生的“三力”,即“學習力、思考力和行動力”[12]。這種教學的核心理念符合解決復雜工程問題能力培養和形成的規律和路徑, 是傳統的教學方式所不具備的。通過訓練增加了課程學習的難度,體現了挑戰度。

2.5 提高課程完成難度,完善多維立體評價體系

對學生的學習評價僅僅局限于學生在某一階段的測試成績給予終結性評價是不夠的,應該通過全過程的評價,激勵學生刻苦學習。因此,解決好“怎么考”的問題,建立健全合理的評價制度是線上線下教學模式的重要環節,可以有效檢驗教學效果。通過強化過程考核,以增強課程的挑戰度。

本課程采用多維評價體系,成績由平時、實驗和期末3部分組成。平時過程性評價主要由課前、課中、課后評價3個環節構成,利用平臺進行教師即時評價、課后評價、生生互評,充分發揮出評價機制的效能形成較為強大的反思力。給學生留出能夠自我總結與反思的評價,讓教師和學生都在該教學模式中進一步進行反思,達到并提升教學效果。通過多維評價改變了以往“重結果、輕過程”“重知識、輕能力”的狀況。

平時成績包括視頻學習(10%)、線上測試(20%)、線上作業(30%)、線上討論(5%)、課堂表現(5%)和課堂交流(30%)。課堂交流成績的占有率促進了學生的積極參與度,評價側重于小組合作的內容能否緊密圍繞主題、觀點鮮明、見解獨到;尤其是最終作品展示環節,匯報者能否表達流暢、PPT制作的精美度,評價的高低會使學生對混合式學習的綜合效果有更直觀的認識。

實驗考核包括實驗習慣(視頻學習+課前預習情況10%)、實驗實踐(40%)和實驗報告和匯報(50%)。期末考試占總成績的比例為60%,試卷考核的難度與往年相當。食品毒理學總成績由期末閉卷考試(60%)、平時成績(20%)、實驗成績(20%)組成?！妒称范纠韺W》的課程成績組成見圖3。

圖3 《食品毒理學》課程成績的多維立體評價體系Fig.3 Multi-dimensional and stereoscopical evaluation system for the course results of Food Toxicology

3 基于家國情懷,植入食品安全國家戰略

3.1 培養科學精神,厚植家國情懷

本課程以培養學生的能力為導向,通過融入一系列課程相關的食品毒理學案例,培養了學生嚴謹求是,協同合作的科學家精神?；旌鲜浇虒W構建了師生雙向互動的“雙主體”新型教學模式,通過教學手段和方法的提升,大大提高了學生學習興趣和科研興趣。通過教師引導、團隊合作、學生討論、教師點評或糾錯等策略,使學生在思想上產生了共鳴,培養學生增強法律道德意識和正確價值觀及職業道德修養,做到了溶鹽于湯。

3.2 開拓學生思維,提高教學質量

進階式的混合教學通過全過程評價提高了教學質量。MOOC的單元測試、團隊合作的拓展學習評價和期末考試是衡量學生對毒理學基本原理和評價技術掌握程度的重要指標。通過考試結果分析,發現學生對自主學習章節部分的學習以及中高難度考題的回答正確率和我們的預期值相當。根據工程認證中課程達成度的計算分析,《食品毒理學》2022年的課程目標達成度分別為0.86和0.84(見圖4),學生的課程匯總成績由2019年的78.2分上升至2022年的85.1分,課程團隊的評教排名始終位于學院前列。大部分學生反映混合式教學模式不僅幫助同學們掌握了毒理學的基本知識,調動了學習的主動性和積極性,而且很好地鍛煉了科學思維,培養文獻檢索、科學匯報、團隊協作以及分析問題和解決問題等能力,實現了高水平能力培養的教學目標。

a-課程目標1的達成度分析圖(散點為個人達成度,實線指示班級平均達成度為0.86)b-課程目標2的達成度分析圖(散點為個人達成度,實線指示班級平均達成度為0.84)虛線指示學科達成度最低要求0.6圖4 《食品毒理學》2022年課程質量達成度分析Fig.4 Analysis of course quality attainment of Food Toxicology in 2022

3.3 突破傳統教學形式,推進教學資源建設

通過開展線上線下相結合的混合式教學,使學生真正成為學習的主體,提高了課堂教學過程中學生參與度,有效地改善了課堂教學效果,培養了學生的專業認同感及專業創新意識。

該課程的內容緊緊圍繞“健康中國”戰略下食品安全發展,通過案例教學、“互聯網+”背景下的進階式混合式,推進了課程組圍繞教學內容,積極探索編寫由化學工業出版社出版的中國化工教育協會“十四五”規劃數字化、新形態教材《簡明食品毒理學》[13](第2版)的修訂工作。

進階式混合教學拓展了傳統教學的時間與空間,為新形勢下深化教育教學改革,適應一流本科課程建設要求提供了技術手段。通過轉變教學方式,引導學生轉變學習方式。課程組在立足課程教學工作實際的同時,充分運用線上線下平臺資源,做學生學習活動的組織者、引導者和合作者,激發了學生的學習積極性和創造性。通過拓展訓練讓學生更多地去思考和感悟,充分發揮學生主體的能動作用,從而提升了教學質量。

4 結論與建議

本文以打造一流課程為指導,以筑基為要、創新為魂,課程組利用中國大學MOOC平臺重構了食品毒理學線上線下混合式教學,將課程思政與現代教學方式相融合,數字化資源與教學深度相結合,通過提高課程高階性和挑戰性,進行了為期2年的混合式教學實踐,通過平臺數據和實際教學效果分析得出,我?！妒称范纠韺W》教學收獲了較為理想的教學效果。實踐證明課程體系及課程內容改革成效明顯,學生適應了該教學模式,科研思維能力、解決復雜工程問題能力、團隊合作能力等多方面得到了有效培養。