现代化教学改革创新与实践及质量评价体系
——以“食品分子生物学”课程为例

朱振军，温富林，丁 郁

（暨南大学 理工学院，广东 广州 510632）

引言

近年来，我国老龄化人口呈暴增趋势，慢性非传染性疾病患病率持续增加。国务院于2016年10月印发的《“健康中国2030”规划纲要》，以及2017年6月印发的《国民营养计划（2017—2030年）》，为我国食品工业迎来了史无前例的发展契机［1］。为全面对接教育部“双万计划”，以及推动新工科、新医科、新农科、新文科建设的“四新”等本科人才培养计划，结合各大高校特殊的办学使命，围绕立德树人根本任务，以社会需求为导向，以提高本科教学质量为核心，创新人才培养模式，深化实践改革育人，成为“双一流”大学本科教育的发展目标。因此，为满足现代食品科学研究和高校人才培养的发展需求，必须培养高素质、多层次的食品学科专业技术人才。“食品分子生物学”作为食品科学与工程专业中的一门新兴课程，主要从分子水平研究生命规律、现象及活动，为食品安全与功能领域发展带来新机遇。此外，其涵盖生物化学、遗传学、细胞生物学等相关学习内容，是理解现代食品分子生物学相关研究的重要基础。然而，目前食品科学与工程专业本科生课程存在生物化学学时少、缺乏遗传学和细胞生物学先导课程及实践教学课程设置不合理等问题，且诸多高校现有平台无法满足开设分子生物学实验课程和企业实践的要求，导致学生在学习“食品分子生物学”课程理论知识时难以理解、自主思考问题能力差、实验教学环节难以开展。为此，论文基于现代成功的理论课改革方案，结合优秀的应用实践案例，开展“食品分子生物学”课程教学改革的创新与实践，以期创建以智慧教育课堂为平台、经典问题与成果为导向、科创项目与企业为依托的现代化教学体系，打破传统的教学模式，让学生全面理解分子生物学基本知识、原理和技能，激发学生的专业学习兴趣，提高学生参与度，在进一步掌握课堂知识的同时，充分锻炼实践创新能力。

一、“食品分子生物学”课程教学现状

（一）缺乏先导课程或设置不合理

“食品分子生物学”是一门知识点庞杂烦琐、内容抽象、理论概念与技术更新速度快的理论与应用性课程［2］，也是生物化学、微生物学和遗传学的一个延伸分支［3］。因此，结合如“食品生物化学”“食品微生物学”等先导课程的学习，有利于学生对食品分子生物学知识点的学习、理解和掌握。根据相关先导课程调查问卷显示，93.1%的学生在高中阶段的课程含有生物学，其中有遗传学知识背景的学生占25.0%，有生物化学知识背景的学生占4.3%，有细胞学知识背景的学生占1.7%；食品科学与工程专业大学生的课程安排虽然都有“食品生物化学”和“食品微生物学”课程，但设置“遗传学”课程的学生仅占0.9%，均未设置“细胞学”课程。此外，先导课程未设置在“食品分子生物学”课程之前，根据数据显示，不知道或不清楚“食品分子生物学”课程核心——中心法则本质的学生仍然高达18.1%［4］。由此可见，不设置先导课程或设置不合理均会导致学生学习“食品分子生物学”课程时较为困难，从而无法提升学生自主思考问题的能力，难以达到理想的教学目的。因此，建议在拟定食品科学与工程专业人才培养方案时，应充分考虑课程之间的相关性和内容设计的合理性，在“食品分子生物学”课程之前安排“生物化学”“遗传学”“细胞学”等相关的先导课程。

（二）缺乏实践教学环节或平台条件差

为了更好地理解食品分子生物学中一些抽象的理论知识，加之“食品分子生物学”本身就是一门应用性极强的课程，因此，实践是其教学必不可少的环节。然而，由于分子生物样品存在易降解、实验连贯性要求高等原因，大多数院校现有平台无法满足食品分子生物学实践课程的开设要求。比如进行生物样本RNA提取实验时，若无洁净程度高的生物安全柜，RNA极易发生降解，很难得到理想的实验结果；另外，提取完RNA，若无RNA浓度测定仪和电泳仪，则无法评价提取RNA浓度、纯度，以及是否发生降解等［5］。即便部分高校设置了完整的食品分子生物学实验环节，但学生并未参与所有的实验操作环节，比如：在实验准备环节，实验所需耗材往往由主讲教师和实验师提前准备好，学生因此缺乏对整个实验流程的思考，自己动手实验时只会照葫芦画瓢，当实验失败或未得到预期结果时，无法独立改进实验以寻求解决方案。此外，前期建成的食品分子生物学实验教学平台存在与实践应用脱节的突出问题，缺乏符合食品分子生物学教学规范的实验平台，难以开展真正意义上的食品分子生物学实践教学，导致学生的学习方向存在误区，学生无法很好地掌握该课程的实际应用技能，无法为食品行业输送合格的分子生物学专业型人才。

（三）课程内容设置与行业发展需求偏离

食品科学与工程专业的性质属于工科，在培养学生掌握分子生物学理论的基础上，应更注重技术型人才的培养，因此，“食品分子生物学”课程应重点讲解分子生物学在食品科学与工程应用中的技术手段与研究进展，使学生认识食品行业专业技术的重要性，切实解决食品行业实际生产中存在的技术问题，而不是局限于对基础理论知识的详细阐述。从目前“食品分子生物学”课程的教学内容设置来看，基础理论内容较多，关于食品工程应用技术的内容较少，导致学生不仅对课程的基础理论内容理解不足，还对所需实验技能与行业发展方向不明确，以致所学的专业知识技能和用人单位要求的行业知识技能有所偏离。以机关部门如国家市场监督管理局为例，其工作涉及的分子生物学技术有“生物芯片”“农兽药残留检验”“转基因食品检验”等［6］，食品企业如广东粤微食用菌技术有限公司，要求员工具备食物活性成分制备、结构鉴定、功效评价等专业技能；但目前的“食品分子生物学”课程的实验内容基本以“DNA复制”“蛋白质翻译”“基因表达与调控”为主，与行业需求的专业技能差异较大。此外，教学体系水平高低的评价要看其为社会输送的技术人才质量，因此必须使其随着社会经济与技术革新的变化而变化，才能适应不断变化的社会需求，满足行业对学生的期望和需求，最终确立该专业学生在食品生物技术行业人才体系中应有的地位。因此，建议在优化理论教学改革道路的同时与实践教学体系相呼应，并以行业需求为导向进行改革。

二、“食品分子生物学”课程现代化教学改革的创新与实践探索

（一）以智慧教育课堂为平台

食品分子生物学理论知识体系仍处于不断发展的过程，随着现代化技术更新也在不断地更替，是紧跟时代科技发展步伐的一门课程。在互联网技术蓬勃发展的背景下，诞生了翻转课堂、微课、慕课等新模式智慧教育课堂［7］。智慧教育课堂主要以教材为基础，利用互联网资源构建师生角色互换平台、抽象内容形象化平台、兴趣导向平台等，并设置引入问题—短视频学习—习题案例等环节，形成系统的一体化教学资源，促使学生主动并快速地将相关课程知识点串联起来，构建良好的知识体系。采用智慧教育现代化科技平台不仅激发学生好奇心和兴趣，还将抽象、深奥的理论知识变得更加形象、具体与生动［8］，为食品分子生物学教学体系搭建了新型展示平台。比如对食品分子生物学中乳糖操纵子负调控机制的讲解，采用传统教学方式只能将复杂的调控过程分解讲授，学生无法系统地了解乳糖操纵子调控过程和每个调控步骤之间的联系。而依托智慧教育平台，可通过翻转课堂进行先导课程知识点复习，为理解乳糖操纵子负调控机制奠定理论基础；通过微课可以形象地展示调控过程效应物—阻遏蛋白—操作子之间的空间与作用关系［9］，极大地弥补了传统食品分子生物学教学方式的不足。

（二）坚持经典问题与成果导向

现代化教学理念强调以学生为主体的教学方式，培养其自主解决实际问题的能力。目前高校开展的分子生物学实验课程主要根据理论课程知识点设置，学生并不清楚所学理论知识与实验技术在实际应用中能够解决什么问题［10］。应以食品分子生物学在实际应用中解决的经典问题为导向，例如“如何基于基因水平鉴定大肠杆菌？”，课前学生带着问题收集资料，课上针对难点问题相互探讨并提出自己的想法，课后根据问题拓展研读，通过这种教学模式培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，增强学生学习自主性、团队合作和思维探索能力。此外，“食品分子生物学”是一门多学科内容交叉的课程，内容繁杂且主要内容为微观层面的知识，而传统理论教学过程只注重核心知识点讲解，其理论课程很难与企业、科研等需求的一些技术相结合。由此提出食品分子生物学理论知识结合成果导向教育概念，是一种以学习产出为导向的新教育模式，符合实践课改的初衷，其目的是使所学习的理论知识、实验技能与食品行业需求接轨［11］。总之，在认知实际应用目标的基础上，强化食品分子生物学专业的学习目标，更容易让学生掌握其基本概念、深层次理论知识和实验技能，实现“产出式”的学习方式。

（三）以科创项目与企业为依托

实践教学是工科类学科尤其食品科学与工程专业教育的重要内容，是衍生新的理论知识、培养实践能力和创新型人才的重要环节［12］。目前食品分子生物学实践主要依赖基础实验，过于枯燥烦琐，学生缺乏主动思考的积极性，又因学时少、理解程度不同等因素，学生难以完全掌握实践技能。另外，食品功能活性成分制备、功效评价、规模化生产等实践内容，是食品分子生物学实践教学不可或缺的部分，但高校现有平台无法满足相关实践课程的开设。因此，要依托高校教师食品类科技创新项目和具有食品分子研发基础的企业，构建面向食品科学与工程专业学生的分子生物学科研实践教学平台。该教学平台主要以食品类科技创新项目为基础，结合现代分子生物学在食品工业中的实际应用，建成基于学校教学平台的系列实践教学项目，并提升学生分子生物学应用实验技能；通过企业进行实践教学，打造基于企业加工平台的系列实践教学项目，培养学生“产学研”学习思维模式，推动分子生物学知识体系在现代食品加工中的应用。从而切实加强学生实践操作动手能力，提高学生的科学素养和创新能力，真正达到学以致用的效果，为社会输送合格的专业型人才。

三、“食品分子生物学”课程现代化教学改革的质量评价体系构建

（一）理论教学改革质量评价体系

教学质量评价是考核教师教学的具体手段，也是指导教师提高教学改革质量的强有力的措施。目前的理论教学评价依据为学生期末成绩和学生对课程的评分情况，大部分高校学生的期末考试都是临时抱佛脚，短期内恶补课程知识点。然而，“食品分子生物学”是一门具有交叉学科性质的课程，所涉及的理论知识较为庞杂，所以学生短时间内无法形成多样性的理论知识体系，导致学生出现考试过后知识点就返还给教师的现象。因此，即便学生期末成绩取得高分，也并不能够正确反映教师的教学质量。而教师的课程评分主要由学生主观意愿决定，并对教师教学质量进行评价，缺乏一定的合理性，所以仅靠学生期末成绩和对课程的评分，无法全面、有效并科学地评价食品分子生物学理论教学改革的质量。如图1所示，论文提出首先在课前预习环节设置评价，教师利用雨课堂、慕课等智慧教育平台的教学改革方式划分课堂理论知识点，依据学生对每个知识点的参与度、有效时长和难易程度分级，进行规划教学理论知识点的教学改革质量评价；在课堂环节通过学生的出勤率、课堂小测（或随机提问）成绩及资深教学专家评分（一学期两次），对学生平时表现和教师课堂教学改革质量进行评价；在课后环节通过学生对已学知识点的掌握程度和课后作业得分进行评价；最后结合期末成绩和学生对课程整体评分全面评价食品分子生物学的理论教学改革质量。基于该理论教学评价体系每个环节和整体的得分，可快速并科学地找出食品分子生物学理论教学改革存在的问题，有利于及时提出合理的改进措施。

图1 食品分子生物学理论教学改革质量评价体系

（二）实践教学改革质量评价体系

目前，食品分子生物学实践仍处于实验室基础操作技能学习阶段，其教学评价机制与前期理论教学并无差异。但该论文依托科技创新项目与企业开创了新的食品分子生物学实践教学方案，围绕科技创新项目与企业设计了符合食品科学与工程背景的分子生物学实践教学项目，因此，食品分子生物学实践教学改革的质量评价重点是针对实践教学项目质量的评价。如图2所示，首先围绕项目内容，查阅文献，调研分子生物学在食品行业中的实际应用情况，评价实践教学改革中项目设计的合理性，同时邀请行业内专家进行评价；在项目进行过程中，针对学生遇到的问题，定时与项目指导教师开展研讨会，评价实践教学改革项目实施的可行性；在项目完成后，整理实验数据、撰写实验报告并进行项目总结验收，对报告与总结进行评分，评价学生对实践项目的掌握情况；最后在学院内进行调研，评价理论与实践教学项目对学生的培养情况。该实践教学改革质量评价体系最大的特点就是获得了每个环节的实践教学质量评价结果，可实时进行实践教学项目优化，避免不同届学生质量参差不齐的影响，显著提高了各大高校食品分子生物学专业在社会上的认可度。

图2 食品分子生物学实践教学改革质量评价体系

结语

论文分析了当前食品分子生物学的教学现状，并基于此创建了以智慧教育课堂为平台、经典问题与成果为导向、科创项目与企业为依托的现代化教学体系，深化了食品分子生物学的教学改革创新与实践。同时，构建了食品分子生物学的理论与实践教学质量评价体系，为进一步改革与实践和提升教学质量指明了方向。然而，由于各大高校科教平台和师资水平存在较大差异，致使同样采用该论文教学体系培养的学生也会存在差异，因此，还需教育管理部门同步制定相关标准，以规范和统一各大高校的教学体系。