新工科浪潮下四段式混合教学金课建设探索与实践——以《食品安全与卫生学》为例

薛山,江文辉,李变花

1(闽南师范大学 生物科学与技术学院，福建 漳州， 363000)2(菌物产业福建省高校工程研究中心， 福建 漳州， 363000) 3(漳州职业技术学院文化创意系， 福建 漳州， 363000)4(闽南师范大学商学院， 福建 漳州，363000)

在高新科技迅猛发展的新时代下，传统工科已朝着新型工科模式变革[1-2]。所谓“新”包含了3个内涵，即新兴的学科、新型的模式和新生的融合[3]。新工科建设是一项涉及面广、影响面宽、具有中国特色的复杂的系统工程，对中国高等教育的改革和发展具有示范和引领作用[3]。自2016年，“新工科”建设的号角已经吹响，在新工科浪潮下大学生人才培养的研究得到了诸多学者的广泛关注[4-7]。以新工科建设为契机，推进工程教育全面改革，有利于地方高校找准定位、办出特色，其中课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量[8]。食品专业是关系国计民生的复合应用型工科专业，迫切需要探索并构建面向新工科食品专业人才培养模式改革[8]。《食品安全与卫生学》是食品科学与工程和食品质量与安全专业本科生的专业必修课程，在教育部大力推进“两性一度”(高阶性、创新性和挑战度)金课建设、深化教学改革的大背景下，专业必修课程线上线下混合教学的金课建设就显得迫切且必要[9]。课题组在前期问题导向授课(problem-based learning- lecture-based learning，PBL-LBL)改革《食品安全与卫生学》课程教学的研究基础上[10]，探索了四段式混合教学改革，提出了课程改革可行的策略以供参考。

1 新工科浪潮下混合式金课建设的背景

1.1 教学效果有待提升

从目前的教学效果来看，课程确实存在着一些课程教、授方面的不足，这门课程理论性强、前沿性强，知识点零散，且课时量较少(多为32个学时)，传统的单调授课已经不能满足理论与实践并重的要求。同时，将理论化研究与实际生产应用相结合，突出新工科的特色与优势也值得深思。因此，亟待进行合理、适度的调整与改革。基于线下线上混合式课程的培育与建设，以学生为中心的现代信息技术与课程教学深度融合、理论与实践相互结合的课堂革命已是新工科浪潮下课程改革的大势所趋、势在必行[10-12]。

1.2 信息技术与专业教育的融合需要

近年来，以人工智能、大数据、云计算、“互联网+”、“新媒体融合”等为代表的新工科信息经济正步入高速发展时期[13-14]。运用现代化手段，贯彻以学生为中心的现代信息技术与《食品安全与卫生学》专业核心课程教学深度融合的教学理念，一是打通课堂教学与在线课程，用一个工作台一站式解决传统课堂课前、课中、课后的主要问题；二是将每个学生的学习情况可视化，更好地实现针对性教学；三是通过学习痕迹与数据更全面地进行课程评价，进而持续改进教学方法，提升教学效果。

1.3 食品安全问题备受关注

“食品安全与卫生”是关系到国计民生的重要问题，因而，这一门专业核心必修课程具有十分鲜明的理论性与实践性。目前，尚未有国家级、省级的《食品安全卫生学》线上课程，也未见有《食品安全卫生学》混合教学的案例实施。近年来，全球食品安全事件屡禁不止，恶性食源性疾病层出不穷，由食品安全问题而引发的国际贸易争端频频上演[15]。毋庸置疑，食品的安全及卫生问题已俨然成为了横跨学术界、政府机关以及庞大消费者群体的世界性关注焦点。作为食品专业的专业必修课及核心课程，如何应用先进的信息技术与教学理念改进、创新《食品安全与卫生学》课程教学理念就具有一定理论价值和实际意义。

2 课程建设目标

2.1 充实课程内涵，提升高阶性

以成果导向(outcomes-based education，OBE)理念下食品专业毕业要求为指导[16-17]，围绕食品安全与卫生学的基本理论，对国内外的热门食品安全问题进行归纳分析，案例分享及热点讨论。通过不同区块的学习，使学生能够比较全面系统地了解和掌握食品安全与卫生的相关热点问题；学会比较和分析影响各类食品生产、贮运和销售等环节中的不安全因素、污染途径、对人体的危害、预防措施，从而培养和提高正确分析与解决食品安全问题的能力，为食品质量安全的保障提供理论依据与创新基础。

2.2 打造特色化教学资源，突出创新性

通过自建方式建设特色化教学资源，如教师授课短视频、案例分析、测试练习题目、讨论话题等多样化数字化资源，内容充实、时效性强、资源丰富、新颖实用、为实施线上线下混合式教学改革奠定良好基础。

2.3 促进线上线下深度结合，增加挑战度

课程采用线上线下混合式教学设计，以学生为中心和深度学习的原则，用理论讲授、实地走访、案例教学等多种手段构建课程体系，既有丰富的理论高度，也有模块化、案例式的讲解，更有与时俱进前沿热点问题的科学解析。有机地将在线学习与课堂面授教学活动结合起来，实施分层次、差异化、多样化教学，采取过程化与个性化相结合、形成性评价与结果性评价相结合的考核方式等，促进现代信息技术与课程课堂教学的深度融合。

2.4 提升教学效果

促使学生更积极、更主动、更活跃地参与网络课堂和实体课堂的各类学习活动，具体表现为：(1)让他们更扎实地掌握专业基础理论，具备自主学习、分析、批判性剖析、解决问题的能力(如文献检索、查阅资料，归纳总结、综合理解的能力，逻辑推理、口头表达的能力，主动学习、终身学习的能力)，且注重增强团队间的交流协作能力；(2)有助于学生个性化学习的养成；(3)形成多样化、特色化的学习成果评价方法；(4)有效地解决传统课堂教学中存在的一些典型问题、突出问题。

3 课程内容及特色

3.1 课程内容

本课程较为全面系统地介绍了当前食品安全与卫生的相关热点问题，从专业角度，探究了影响各类食品生产、贮运和销售等环节中的不安全因素、污染途径、对人体的危害及预防措施。主体框架图如图1所示，内容涵盖绪论(相关概念、内涵、特征、现状、展望等)，生物性危害，化学性危害，以及膳食、健康与食品安全。

图1 《食品安全与卫生学》教学主体内容Fig.1 The main content of “Food Safety and Hygiene”

在内容设计上有两大改进：一是案例紧跟时代，贴近生活。比如，在加工中有害物质部分，不仅有常见的N-亚硝基化合物、多环芳烃、杂环胺、丙烯酰胺、氯丙醇，还增加了甲醇、氨基甲酸乙酯、生物胺等发酵副产物，这些都是食物在日常烹饪、加工中都会遇到的问题。此外，增加了现代食品加工新技术(如欧姆加热、电解水、低温等离子体冷杀菌)安全性等内容，与时俱进，更前沿更实用；二是增加了“膳食、健康与食品安全”部分，阐述了膳食营养中的食品安全，包括膳食结构(营养不均衡)与食品安全，食物成瘾(盐、糖、脂肪、咖啡因等)，食物过敏(过敏原及作用机制)，保健食品、特医食品、营养强化剂、新食品原料以及中草药的种类与安全风险，颇受关注的反式脂肪酸、红肉及其加工制品、果葡糖浆等内容，这是对现有食品安全学教材传统内容的补充与完善。

3.2 课程的主要特色

3.2.1 传统结合现代的内容革新

在食品安全概述、食品安全中生物性危害、化学性危害、物理性危害等传统知识框架的基础上，增加了公众关注的食品安全热点问题解析，人群膳食、健康与食品安全的前沿知识理论，系统讲解了传统食物中毒，又介绍了现代食源性安全问题。

3.2.2 案例丰富、专业剖析的模块化革新

较为全面系统地介绍了食品安全与卫生的相关热点问题；各类食品生产、贮运和销售等环节中的不安全因素、污染途径、对人体的危害及预防措施，涵盖了生物性危害、化学性危害、物理性危害、以及现代食品安全风险。内容充实，深入浅出，且在每一个模块中，都配有典型的、常见的食品安全案例供大家学习和思考。

3.2.3 线上线下混合、融合、配合的方法革新

在线课程部分建立在理论课程的基础之上，注重基本原理与实践的结合，实现通俗化、趣味化、案例化、应用化，满足广大食品专业同学的需求。课程中的每个均配有PPT、习题、案例、小视频、参考书目、数字化文档等个性化的学习资料方便学生线下复习和拓展学习。同时，线上的学习资源如习题库、试卷库可做线下教学时的互动、提问、随堂测验与讨论等。

4 四段式混合式教学设计

线上线下混合式教学设计遵循以学生为中心和深度学习的原则，有机地将在线学习与课堂面授教学活动结合起来，多元化深度协同培养构建新工科、新经济、应用型食品专业人才[8, 18]。所谓四段式设计，即在对课程内涵、特色及建设目标准确把握的基础上，系统构建课前、课中、课后及反思环节(图2)。

图2 《食品安全与卫生学》教学线上线下导图Fig.2 The online and offline teaching map of “Food Safety and Hygiene”

4.1 课前学习

课前提出导学任务，设计与开发自主学习的任务单[19]，引导学生积极主动的学习，包括视频自学，在线测试、互动答疑等。学生在课前通过线上平台发布的多样化学习资料对要学习的内容有了初步的概念以及自己的思考，通过平台上的交流，实现点对点的督学、导学与促学。

4.2 课堂教学

在课堂教学中主要完成三方面的内容：(1)高度浓缩串讲教学内容;(2)针对学生课前学习的情况重点讲解测试中发现的问题;(3)组织丰富的课堂活动，包括头脑风暴、在线测试、话题讨论等。

4.2.1 教学内容

对线上线下课程教学内容的有序组织，一方面要从整体上把握课程知识体系，把线上课程讲授视频、配套的数字化学习资源有机地、有取舍地融入到本门课程知识体系之中；另一方面以理论指导实践，结合国内外食品安全问题现状与发展趋势，加之区块化、案例式的讲解，构建线上线下混合式教学，将基础理论研究与食品工业发展相结合，使学生能学以致用，并激发大众对食品安全问题的关注，并能够对食品安全的舆论有科学而理性的认知。

在教学方法设计方面，遵循以学生为中心的原则，针对本校不同基础学生，设计相关重难点内容的不同教学方法，注重体现信息技术手段在提高教学内容理解力方面的重要作用；相对缩短集中授课讲解时间、课时，充分利用有限的学时，应用在线教育平台、移动终端和智慧教学工具，有机地采取生讲生评、以练代讲、案例点评、研讨辩论、项目探究、边讲边练、教师导演学生串演、平行互动、边做边评、生生问答等多种方式开展线下线上深度融合的教学活动，注重学生的交流、协作、探究、创新等能力的形成和提高，辅助学生深入理解课程重难点内容，为学生搭梯子，提升学业挑战度；实施分层次差异化教学，实现精准教学，目标达成途径清晰。

4.2.2 解析重点难点

能精准地把握课程重难点内容，充分利用线上课程资源和信息化教学手段促进学习者对重难点内容的学习理解和掌握，提高教学效果。根据学生课前预习的情况，解析课程的重点与难点，通过深入分析案例，促进学生对课程内容的理解并与实践相结合。案例的有趣性、可读性，可以有效地调动学生的学习积极性，弥补一般教科书叙述简单、推论抽象的弱点，改变理论与实践相脱节的现象。此外，要善于采用启发式教学，通过教师的启发和引领，让学生从面及点深入思考，加之多样化案例的抛入与解析，由教师的单向思维转为师生的双向思维，增强学习效果。

4.2.3 课堂活动

对阶段性学习内容以随堂测验、话题讨论等形式能够较好地巩固重要知识点。可以采用发散思维、逆向思维、联想思维扩展思维视角，采用“头脑风暴”以及“六顶思考帽法”针对特定某一话题展开实操训练与团队竞技来丰富课堂活动[20]。

4.3 课后活动

4.3.1 课后拓展

课堂的时间是有限的，课后的线下学习非常重要。首先，线上资料库中课程案例的充盈与更新十分重要，包括最前沿食品安全问题的聚焦与解读，“食品有意思”等科普视频、“食品伙伴网”海量咨询，“福建省食品安全科普竞赛”优秀作品集锦等。其次，通过平台追踪班级学生的学习轨迹，有的放矢地发布拓展性辅助教学资源，实现个性化、特色化、创新化的督学、导学、促学的教学方式。然后，可以根据学生的学习情况安排各种线下活动，包括安全知识竞赛、Capstone设计等[2]。此外，课程组将邀请食品安全行业专家学者进行讲座交流，为大家揭秘食品安全中的关键技术控制点，指导居民饮食营养与安全。

4.3.2 课后评量

学生经过各个环节的学习之后，将接受过程性与结果性相结合的学习评价考核。《食品安全与卫生学》线上和线下考核成绩分布如表1所示。

表1 线上线下考核成绩分布Table 1 The grade distribution of online and offline assessment

线上考核和线下考核在最终成绩中各占50%，线上成绩包括：视频观看40%，课后拓展10%，章节习题10%，在线签到及访问次数10%，在线讨论及发帖次数10%，线上考试20%；线下成绩包括：主观作业题，如名词解释、问答、课程设计等20%，课堂互动情况10%，期末考试70%。

4.4 教学反思

教学反思是整个教学过程中不可或缺的重要部分，它是线上线下混合式课程顺利开展并持续改进的保障。要求教师认真查看线上的教学报告，总结线下的课堂情况，针对每次教学效果的优缺点进行反思。尤其需要注意反思以下几个问题。

4.4.1 反思课程设计是否合理

混合式教学并非线上、线下简单的堆砌，而是需要精心组织与设计，有机结合与互补。线上和线下教学的内容不会完全重合，也非完全独立，两者环环相扣，联系紧密(如图2所示)。尤其是课前设计中，需要向学生明确教学的计划，哪些是重点、难点，哪些可以自学为主，哪些内容是线上学习，哪些内容将开展线下分组讨论等。进而，在线下课堂活动中更好地为学生答疑解惑，通过分析学生任务完成过程中暴露的主要问题，对重点、难点问题有针对性的授课。

4.4.2 反思教学方法与学习成果的匹配度

在教学过程中，教师与学生的互动可配合多种活动形式进行，这就需要合理选择并持续改进教学方法(如问题式、案例式、项目式、经典传授式等)。方法的选择需要根据学生特点、知识点难易度、毕业要求达成度等多方面考量，从而与学生的学习成果相匹配。

4.4.3 反思教学过程中教师与学生的最佳契合点

根据以学生为中心和深度学习的教学理念，反思如何在教师主导与学生主体间寻找最佳的契合点。较之传统的课程讲授，混合式教学提出教师需要在课堂讲授中“留白”，培养学生自主学习的积极性。同时，学生在学习过程中有任何疑问，都可以随时提出，切实实现有效的教与学互动[24]。教师在教学过程中既是主导者、引导者，也是变通者、配合者，这对教师的教学组织能力提出了更高的要求。

4.4.4 反思教学效果

教学反思是提升教学效果的重要保障。教学效果关注学生的反馈，及时了解学生对课程的接受度、满意度等问题有助于教学扬长避短、及时改进[21]。通常来讲，可以采用匿名调查问卷的形式，了解学生对该课程改革的感受，如专业知识掌握是否牢固，学习的主观能动性是否有所提升，互动讨论环节的效果是否显著，教学方式的改革是否适应等。根据调查问卷，并结合课程运行数据梳理出教学中存在的问题，并及时采取一些改进措施。比如常出现部分学生积极性较差的问题，这时就可以通过分组调整，布置任务，增加讨论及访问分值占比，增设鼓励机制，以及开展头脑风暴、击鼓传花、益智接龙等游戏活跃气氛、增加随机性，起到调动积极性的效果。

5 后期建设思路

5.1 加强团队建设与教学服务

进一步优化师资队伍，加强团队建设，打造具备有效开展在线课程教学、混合式教学活动能力的优质教学团队。通过教学比赛、教学论坛、创新思维训练、经验分享等方式来激励教师不断提升教学能力，尤其是信息化教学的能力[22-23]。

5.2 完善课程内容

结合学科前沿与市场需求，使教学目标、教学资源、教学活动以及教学评价能够有效串联[24]。以问题和需求为导向，加强课程内容特色化建设，本地化融入，实施分层次、差异化、精准化教学；持续更新、充盈课程资料，聚焦热点、与时俱进；及时更新任务点与知识点，将作业、习题系统化、趣味化、生动化；全面提升课程质量，在全省、全国范围内实现优质资源开放共享。

5.3 充分融合线上线下教学

团队教师充分用在线教育平台、移动终端和智慧教学工具，有机地采取生讲生评、以练代讲、案例点评、研讨辩论、项目探究、边讲边练、教师导演学生串演、平行互动、边做边评、生生问答等多种方式开展线下线上深度融合的教学活动，注重学生的交流、协作、探究、创新等能力的形成和提高，辅助学生深入理解课程重难点内容，为学生搭梯子，提升学业挑战度。与此同时，团队教师也将参与到课程的管理与维护中，与学生进行更多的沟通与指导，通过认真剖析平台数据记录，做好教学反思与改进。

5.4 丰富线下活动

积极开展线下活动，如师生见面会、食品安全知识竞赛，食品安全讲座、短视频拍摄、主题征文、发布宣传图册、开展实践调研等，丰富课程形式，增强学生感性认识，扩大宣传、提升教学影响力[25-26]。

5.5 积极使用智慧工具及合理建设智慧教室

积极利用超星公司的“一平三端”的教学平台(即超星公司的泛雅平台),如图3所示，及时掌握最新的功能，与时俱进，使教学更加立体化、精准化[27]。提高课程建设经费投入[28]，根据需要合理建设智慧教室，提高使用率，采用录课、直播等手段丰富教学过程，交流教学经验，提升教学效果。此外，网络直播、自媒体传播、短视频制作以及人工智能、虚拟现实技术(virtual reality, VR)的迅猛发展也将为“互联网+”教学添砖加瓦[29-30]。

图3 一平三端教学平台Fig.3 The teaching platform of "one main platform with three ports"

6 结论

《食品安全与卫生学》“四段式”混合式教学模式实现了信息技术与教育教学的深度融合，促进了线上与线下教学的有机结合，一定程度上推动了新工科浪潮下专业课程的建设与课堂教学改革，实践了优质教育资源应用与共享，形成了多样化、特色化的教学方式，有效地解决传统课堂教学中存在的一些典型问题、突出问题。《食品安全与卫生学》也将在不断的探索中持续改进，以期打造适合当代大学生特点和培养需要的混合式“金课”，建成食品专业学生教育课程的共享学习平台。