基于知识关联策略的PBL 教学在“食品营养学” 中的探索与实践

范方宇，阚 欢，郭 磊，刘 云，张雪春

（西南林业大学生命科学学院，云南昆明 650224）

0 引言

随着经济发展，食品科学已成为我国重要产业之一。数据显示，2018 年我国食品工业全年实现主营业务收入9.02 万亿元，同比增长5.29%。高速持续增长的食品工业需要大量高素质食品类优秀人才，为食品行业的长期发展保驾护航。目前，全国已有200 多所高校开设了食品科学类相关专业[1]，大批的食品专业优秀人才进入食品行业各部门，为食品的多样化提供了基础，为人民的饮食安全提供了保障，为食品的精深加工奠定了基础。

“食品营养学” 是食品科学的重要基础学科，是一门研究食物、营养与食品加工、食品分析、饮食健康关系的一门学科，具有很强的科学性、社会性、时效性、应用性。目前，因国民营养健康基础知识和营养意识的匮乏[2]，我国面临着营养缺乏与营养结构不平衡的双重挑战。通过对食品营养学知识、食品营养价值、人们对食品的营养需求的了解和学习，可提高我国国民健康意识。对食品专业学生而言，还可更好地掌握食品贮藏加工和新食品开发中相关的营养科学问题。因此，“食品营养学” 是一门具有重要理论价值和实用价值的课程。

我国传统教学模式以教师上课为主，课堂教学为主，教材为主的教学模式，忽略了学生学习的主动性和能动性。基于问题的学习模式（Problembased learning，PBL） 在课堂中被教师积极使用，同时结合互联网教学模式（雨课堂、慕课） 为课堂教学效果的提升起到了积极推动作用[3]。但学生能力参差不齐，学习主动性欠缺，导致学习困难，效率降低。基于此，需要教师帮助学生建立一定的知识构架，引导学生对知识的灵活运用。“食品营养学”是一门知识内容繁多的课程。课程内容不难理解，但易混淆；实际与理论的结合是学习的重点，知识点之间的相关性理解是教师引导学生学习的重要途径。基于知识关联策略的教学法可解决目前PBL 教学法中遇到的难题，为学生对知识点的融会贯通提供保障[4-5]。

目前，对于知识关联策略的教学方法在一些高校已开始相关的探索研究、示范运用[5-7]。这些研究以学习内容为核心，通过内容间的相关性建立关联拓扑图。关联拓扑图的建立可基于知识的理论性，也可建立在实际运用的基础上，将繁杂的内容以拓扑图的形式向学生展示，提高学生对基础内容的掌握程度。将知识关联策略与PBL 教学模式融合运用，不仅可提高学生对基础知识的掌握，还能提高对重要知识点的实际运用程度，提高教学质量。目前，基于知识关联策略的教学[4-7]和PBL 教学[2，8]在很多高等院校都开展了相关的探索工作。但基于知识关联策略与PBL 教学模式融为一体的教学模式较少，目前仅见少量相关探索与实践[4]。“食品营养学” 是一门理论和实践紧密结合的课程，采用PBL 教学模式的课程在授课中发现，学生对理论知识的运用有积极的提高效果，但学生基础知识掌握欠缺，理论知识不够扎实。课题组在学校食品科学与工程专业学生中开展了 “食品营养学” 课程的基于知识关联策略的PBL 教学模式探索与实践，将 “食品营养学”的理论知识、学科前沿与食品营养、食品安全、食品加工等内容传授给学生，帮助学生建立营养学的知识理论与实践运用的体系，培养学生理论与实践结合的综合运用能力。

基于此，研究以 “食品营养学” 课程为例，探索并实践了基于知识关联策略的PBL 教学模式。

1 知识关联策略的PBL 教学的建立

知识关联策略的教学法，可让学生在课堂学习中抓住重点，把握核心，熟悉理论知识[4，6]。基于知识关联策略的PBL 教学法，可提高学生用理论知识去分析问题、解决问题的能力，避免学生在回答问题候出现 “可能”“好像”“大概” 这些不确定词汇，还可培养学生归纳问题，从多方位解决问题的能力。

知识关联策略以拓扑图形式呈现，拓扑图囊括学生所需要掌握的关键知识点、核心内容，强调内容之间的相关性，问题解决的全面性。授课过程中，将知识点以关联图逐步形成的形式展示出来，引导学生推理拓扑图，培养学生发现、归纳知识点的能力。

例如，在讲授绪论章节时，为使学生更好地学习课程，将课程内容以关联图形式展示，帮助学生对整个课程进行总体把握。比如，将课程的七大营养元素列出，帮助学生掌握课程核心要点；指明营养素的消化与吸收、种类、功能、来源、加工变化、缺乏症（过量） 等相关内容。指明每一个营养素学习所需掌握的知识要点，更容易让学生对内容进行归纳；将营养与疾病关联的互动教学以案例讨论形式开展，提高学生的学习兴趣，加深对理论知识的掌握程度。同时，引导学生把握营养性疾病一般为某一个营养缺乏或者过量，但其余营养素的营养疾病也是必须考虑在内的，个体身体机能的消化与吸收也是必须考虑的重点。

“食品营养学” 课程知识点关联图见图1。

在讲授蛋白质一章时，内容知识点多，通过知识关联拓扑图，可向学生直观展示该章所需掌握的知识点和相互之间的逻辑关系。蛋白质是一种营养物质，其具体功能是什么，授课中直接讲授四大功能。生命基础功能中，对蛋白质的种类以问题呈现给学生；催化作用时，可以联想、复习酶的功能特性；酶作用人体摄食蛋白质的特点，可讲授蛋白质的质与量、氨基酸相关内容。在讲授蛋白质加工变化时，以PBL 教学模式对加工变化时的功能特性进行讨论分析，并总结影响加工变化的因素，分析影响功能特性变化的原因；结合消化与吸收，复习消化与吸收相关内容，并将与蛋白质功能相结合分析。拓扑图中，设置各类问题点，以PBL 教学模式进行授课。课程授课中将PBL 教学延伸到课后，鼓励学生利用课余时间进行文献或案例搜集、小组讨论等，提升课堂教学质量。

蛋白质营养知识关联图见图2。

2 基于知识关联策略的PBL 教学实践与评价

2.1 学生评价

在学生的反馈中，基于知识关联策略的PBL 教学的引入，取得了积极的教学效果。相比于传统“填鸭式” 教学，基于知识关联策略的PBL 教学中的PBL 教学环节，问题设置、问题解决、讨论分析等环节可以提高学生的学习主动性和积极性，即使部分 “懒惰” 学生，也可被带动起来，进行一定程度的学习，提高思维活力。在学习方式上，学生学习习惯发生了根本性的转变，可自觉利用课余时间进行学习和知识点运用的探讨，解决生活中相关的营养知识。知识关联策略环节的设置，可解决PBL 教学中存在的一些弊端。比如，部分学生不适应新型教学方法，学习主动性差的学生学习效果较差[2]，部分基础知识较差的学生对理论知识点难以把握的问题。知识关联策略教学环节，可让学生中更易抓住重点，更易将各类知识融会贯通，提高对知识点的把握。

2.2 成绩评价

考试成绩评价是判断教学效果好坏的标准之一。成绩评定采用课题组之前使用的LBL，PBL 教学法结果为参考[2]，在蛋白质章节采用基于知识关联策略的PBL 教学模式进行教学，评价教学效果，考试试题不变。结果发现，采用基于知识关联策略的PBL教学模式的教学法，学生客观题和主观题平均成绩上都有了一定的提高，尤其是客观题的平均分数增长明显。学生反馈分析，PBL 教学提高了学生的学习积极性，增强分析问题能力；知识关联策略的教学法为学生掌握知识点提供了便利，培养了学生归纳知识的综合能力。当然，结果还有可能是班级学风、学生素质等原因影响教学的效果。课题组将据此在以后的实践中继续深入探索、分析。

3 种教学方法比较见表1。

表1 3 种教学方法比较/ 分

3 知识关联策略的PBL 教学的探索与思考

课题组认为，PBL 教学是提高学生学习积极性、综合能力的手段；知识关联策略教学是基础理论知识把握的关键，二者缺一不可。在教学过程中，学生由知识信息的 “填鸭式” 接受者，变为实践理论与案例的分析梳理者，理论知识点的分析和归纳者。将死记硬背变为分析理解掌握，更能把握知识点的重要性，更易将理论与实践结合起来进行综合分析。基于知识关联策略的PBL 教学法，课题组认为要做好以下几个方面。

3.1 问题（事件） 设置

基于课题组前期PBL 教学实践与探索分析成果可知，课前准备和问题（事件） 设置是教学的关键。问题（事件） 可提高学生的积极性，扩展学生的知识面。在蛋白质章节，课题组设置了2019 年 “人造肉” 和2003 年安徽阜阳 “大头娃娃” 2 个问题（事件）。将2 个问题（事件） 以作业形式给学生，学生进行分组讨论，形成小组调查报告，并在课上进行发言。人造肉（前沿科技） ——可让学生认知蛋白质结构、蛋白质功能、蛋白质的组分等基础知识，以及蛋白质的加工和营养来源等问题；安徽阜阳“大头娃娃” 事件（食品安全） 可认知蛋白质的营养缺乏症，引申扩展蛋白质的功能内容。通过这2 个问题（事件） 可将章节所有内容进行串联。

3.2 课堂发言

学生将问题内容以报告形式呈现在课堂上时，教师要做好导师作用。因学生知识面狭窄，学生的报告和发言环节涉及的知识点少，教师引导把课堂讨论、课堂发言做到生动且有内容。如在 “人造肉”的知识点上，大多数学生只考虑了蛋白质的补充作用，很少涉猎蛋白质营养上的均衡，即知识点的“质与量” 的考虑层面。事实上，以大豆蛋白为主的“人造肉”，其氨基酸组成合理，但是属于植物蛋白；以动物干细胞制造出的人造肉，在一定程度上可以说是“动物肉”，二者在蛋白质组成营养上是有一定区别。通过对两者的分析和探讨，引领学生进入科学前沿，提高学生学习兴趣。通过安徽阜阳 “大头娃娃” 事件，引导学生熟悉掌握蛋白质功能特性，比如供能、修补和更新组织、调节生理功能、提高智力发育和生长等功能。循序渐进地以生活为例，分析现象，寻根究底，培养学生发现问题、分析问题的能力。

此外，对个别学生理解问题的偏激或误解要进行合理有效的引导，不能打压学生的学习激情。学生发言环节中，教师要把握大局，不能让学生洋洋洒洒、长篇大论无主旨的演讲；也要关心个别学生因内敛、害羞导致的演讲失败。

3.3 知识归纳

知识关联策略，需要将知识点融会贯通，是教学的落脚点。在此落脚点上，需要教师的积极引导，培养学生的归纳能力。知识关联策略的教学，以教师引导为主，学生形成自己的认知网络，构建个人的知识关联拓扑图。据此，学生才可充分把握知识点，在这个过程中不断培养和锻炼学生个人的知识关联体系，培养总结和归纳的能力。教学过程中，需要教师循序渐进的引导，在每一章节的知识关联体系中，不断引入其余章节的相关知识，带领学生尝试建立跨章节、跨学科的知识关联体系。

3.4 实践运用

为提升学生运用知识点能力，采用调研实践环节强化知识点的运用。此环节中，以5 人为1 小组，通过课后小组讨论将相关任务进行分配或协作完成相关内容。内容包括资料搜集、PPT 制作、限时演讲、知识关联拓扑图建立、报告提交。为提高实践教学质量，对资料搜集要求时效性、数量控制；PPT要求图文并茂、文字简洁；演讲要求控制时间、演讲准确和问答环节的准确；知识关联拓扑图的建立要求内容全面、相关性充足；提交的报告要求具有自己小组的观点。授课中将文献资料的收集、利用讲授给学生，如CNKI、万方、维普、Elsevier 等中外文文献检索方法，以及百度学术等互联网资源。这个过程中，可提高学生对知识点的搜集探索能力、对知识点的学习能力；提升学术水平能力，培养合作团队精神。演讲中，对每一个环节的要求进行互评，提高学生的竞赛精神，督促学生花更多时间完成相关的教学环节。

4 知识关联策略的PBL 教学分析与建议

我国传统教学方法是教师教、学生学，学生已养成课堂、教材、教师三位一体的定势思维。学习是灌输模式，限制了学生的创新思维能力。教学过程中，教师是学生的偶像，教师说到一切都是对的，不利于学生思维能力的培养和提高。大学阶段，学生自主学习能力不断提高和培养，但因习惯 “填鸭式” 的教学方法，使其发现问题、分析问题、解决问题的能力没有显著提高。就业后，学生在工作岗位中发现自己什么都不会。如何通过改变传统教学方法改进学生的学习习惯，提高学生学习积极性，有计划、有目的完成大学学业，是大学教师需思考的问题，也是项目实施过程中需要解决的问题。

实践表明，基于知识关联策略的PBL 教学是一种行之有效的教学方法，可明显提高学生的学习积极性，以及分析问题、解决问题的能力。PBL 教学的核心是学生为中心，以学生为主体；结合知识关联策略的教学法有助于提高学生对知识的理解和掌握，更易将理论与实践相结合分析问题。基于知识关联策略的PBL 教学法重点在课堂，关键在学生，落脚点是知识拓扑图，核心是知识点，目的是培养学生的学习创新能力。学习中，教师是引导者，是学生答疑解惑者，帮助学生对知识的掌握和运用。这种模式有助于激发学生的学习动力和潜能，是一项对教学具有积极推动作用的教学方法。

基于知识关联策略的PBL 教学法，是一项优秀的教学方法，但仍需关注影响教学效果的因素。①教师知识能力和教学态度的提高。只有知识面广的教师，才能解答学生上课中各种 “千奇八怪” 的问题；教学方法的实施需要教师紧跟前沿，紧跟社会热点，需要教师花更多时间备课，因此教学态度必须积极。②教学大纲的调整。基于知识关联策略的PBL 教学法必需增加课时，才能有更多时间开展讨论课堂，但此又势必影响其余课程的时间，需要对教学大纲进行调整，对所有课程进行统筹考虑才能顺利实施。③学生成绩的评价，必需增加平时成绩的比例，促进学生利用课余时间完成相关教学环节。④教师对知识关联策略图，必修要有充足的把握，以确保学生对知识点的学习和掌握。

5 结语

基于知识关联策略的PBL 教学法在 “食品营养学” 中的实践结果表明，PBL 教学法可提高学生积极性，提高学生分析问题、解决问题的能力；知识关联策略的教学方法有助于引导学生运用知识建立个人的知识体系，可培养学生的综合运用能力；二者的综合运用，可相互弥补二种教学方法的不足，提高教学质量。