食品院系《專業(yè)綜合實驗》的線上+線下教學(xué)實踐體系研究

《專業(yè)綜合實驗》是許多大專院校的一門重要課程，設(shè)置此課程的目的是以專業(yè)綜合實驗為載體，對學(xué)生進行一次綜合能力的考查，一方面可以對以往知識進行回顧和應(yīng)用，另一方面也為畢業(yè)論文實驗的開展奠定了基礎(chǔ)。文章針對目前食品院系《專業(yè)綜合實驗》課程存在的問題，借鑒了一些新的課程改革思路，如借助虛擬仿真技術(shù)，建設(shè)基于工作場景的線上實踐平臺等，提出了一種線上+線下新模式，以構(gòu)建《專業(yè)綜合實驗》實踐和評價體系，希望給各大專院校提供參考。專業(yè)綜合實驗是許多大專院校的一門重要課程[1]，以江南大學(xué)食品學(xué)院為例，專業(yè)綜合實驗設(shè)置在大四上學(xué)期，畢業(yè)論文環(huán)節(jié)之前，總學(xué)時為4周，課程學(xué)分為2.0分。其目的是，在學(xué)完本專業(yè)所有課程后，進行一次綜合能力的考查，即以專業(yè)綜合實驗為載體，首先通過對課題任務(wù)的解讀，理解和掌握涉及的《食品安全學(xué)》《食品工藝學(xué)》等知識；通過充分的文獻調(diào)研和分析，能夠?qū)ふ业綄崿F(xiàn)實驗內(nèi)容的工具和方法，理解和掌握涉及的《食品法律法規(guī)和標準》《食品分析》《儀器分析》等知識；通過實驗實施過程以及數(shù)據(jù)整理過程，熟悉相關(guān)實驗儀器與設(shè)備及其操作，培養(yǎng)良好實驗習(xí)慣、鍛煉數(shù)據(jù)分析能力，重新理解和掌握《食品化學(xué)/分析實驗》《數(shù)理統(tǒng)計》《食品安全風(fēng)險評估》等課程內(nèi)容。通過課程的實施，一方面可以對以往知識進行回顧和應(yīng)用，另一方面也為畢業(yè)論文實驗的開展奠定了基礎(chǔ)。因此，《專業(yè)綜合實驗》是非常重要的一門課，對課程設(shè)計的要求也非常高[2]。

《專業(yè)綜合實驗》課程目前存在的問題

筆者通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在許多院校中本課程存在以下幾個問題：一、課程實驗內(nèi)容的設(shè)置比較局限，指導(dǎo)教師往往會在自己的研究領(lǐng)域設(shè)置綜合實驗的實驗內(nèi)容，其中涉及的知識點比較有限，學(xué)生得不到全面的考查和鍛煉[3]；二、專業(yè)綜合實驗被設(shè)計為畢設(shè)課題的一部分，課程定位模糊、目標不明確、課程界限劃分不明，且課程內(nèi)容顯得不倫不類，也無法實現(xiàn)課程目標[4]；三、專業(yè)綜合實驗的課程評分只是依據(jù)實驗報告進行打分，無法全面反映學(xué)生能力，因為實驗報告的數(shù)據(jù)量、實驗結(jié)果的呈現(xiàn)形式等因?qū)嶒烆}目不同而差別很大，無法客觀評估學(xué)生能力和完成度[5]。綜上，目前的《專業(yè)綜合實驗》課程設(shè)計和課程實施都無法滿足預(yù)定的課程目標，無法實現(xiàn)對學(xué)生能力的全面考察和評估，在知識的回顧和能力的提升方面也比較有限。

虛擬仿真在專業(yè)綜合實驗中的應(yīng)用優(yōu)勢

近些年，虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和推廣應(yīng)用，大大推動了全球教學(xué)改革和創(chuàng)新[6]。這是由于虛擬仿真的技術(shù)特點，可以完美地解決現(xiàn)有教育方式中的一些不足。如為了訓(xùn)練駕駛員在極端條件下的應(yīng)急反應(yīng)能力和減損操作能力，美國一些駕校開始推廣使用駕駛模擬器[7]，且這些訓(xùn)練真實地挽救了一些駕駛員的生命。又如，由于經(jīng)費和場地限制等因素，學(xué)校無法配置發(fā)酵工程實驗的生產(chǎn)設(shè)備線，濱州學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院借助虛擬仿真技術(shù)開展線上實驗，達到了很好的教學(xué)效果[8]。此外，賓夕法尼亞州立大學(xué)的一項研究顯示，學(xué)生使用虛擬仿真系統(tǒng)的學(xué)習(xí)效率是視頻課程等傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式效率的2倍[8]。

針對《專業(yè)綜合實驗》對學(xué)生知識、能力、訓(xùn)練全面性考核和訓(xùn)練的目標要求，目前的實驗室模式難以滿足。因此可借助虛擬仿真技術(shù)，建立新的課程實踐和評價體系。如，武漢大學(xué)謝學(xué)軍教授借助虛擬仿真軟件，對《腐蝕與防護綜合實驗》進行了課程改革[10]，打造了一個線上的綜合實驗實踐平臺，疫情期間學(xué)生可通過登錄網(wǎng)站或者下載手機APP開展專業(yè)綜合實驗，內(nèi)容涉及基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、實驗操作訓(xùn)練、方案設(shè)計、實驗驗證、實驗開展等內(nèi)容，與傳統(tǒng)《專業(yè)綜合實驗》課程的內(nèi)容幾乎一致。因此可以看到，這種借助線上虛擬仿真軟件的綜合實驗，一方面能夠保證學(xué)生有較高的學(xué)習(xí)效率，另一方面通過內(nèi)容的設(shè)計也可以實現(xiàn)綜合實驗的課程目標。

建設(shè)食品院系《專業(yè)綜合實驗》線上實踐平臺

專業(yè)綜合實驗是對學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識的綜合性考察，因此基于工作崗位設(shè)置虛擬仿真場景會使課程的目的性和應(yīng)用性更強。如設(shè)置現(xiàn)場審核場景，學(xué)生以審核員的角色進入場景，開展對工廠衛(wèi)生、機器標識、文件核對、倉儲管理等方面的工作，訓(xùn)練學(xué)生對《食品衛(wèi)生學(xué)》《食品質(zhì)量控制與管理》《食品安全管理系統(tǒng)》等課程內(nèi)容的掌握和應(yīng)用；設(shè)置第三方檢測機構(gòu)的場景，學(xué)生以檢驗員的角色進入場景，開展樣品保存、樣品處理、檢測標準的選擇、儀器使用、數(shù)據(jù)分析、限量標準的確定、檢測報告的出具等方面的工作，訓(xùn)練學(xué)生對《食品分析》《食品安全法規(guī)和標準》《儀器分析》等課程內(nèi)容的掌握和應(yīng)用；設(shè)置市場監(jiān)管局抽檢場景和人員角色，開展抽樣、保存、實施等工作，訓(xùn)練學(xué)生對抽樣檢驗、食品類別和特殊食品、食品企業(yè)類別，以及不同食品中的主要常見污染物等知識內(nèi)容的掌握和應(yīng)用。

通過以上場景的設(shè)置，能讓學(xué)生真實認識到所學(xué)專業(yè)能做什么工作，還可以在場景中開展對所學(xué)知識的理解和運用，增強對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的認可度。

構(gòu)建食品院系《專業(yè)綜合實驗》線上+線下評價體系

需要注意的是，《專業(yè)綜合實驗》是一門實踐性課程，是在實驗室中進行的實踐，實驗室活動必不可少、不能省去，也不能因為只顧線上而忽略了課程的最重要實質(zhì)。因此可以構(gòu)建線上+線下的實踐和評價體系，其包括兩方面內(nèi)容。一、開展線上場景式的綜合實驗，內(nèi)容包括相關(guān)知識鞏固、方案設(shè)計、流程學(xué)習(xí)、考核評分等。值得提出的是《專業(yè)綜合實驗》與專業(yè)課實驗、實習(xí)實踐不同，一方面要體現(xiàn)學(xué)生的自主性，即整個實驗的自主設(shè)計、自主執(zhí)行、自主開展，而后者是“任務(wù)型”實踐，學(xué)生按照步驟、方法和具體要求開展實施就行，因此在線上系統(tǒng)中要有更多的自由度；另一方面，《專業(yè)綜合實驗》要體現(xiàn)綜合性，不能局限于一個知識點的考察、一次儀器分析操作、一個食品分析實驗，而應(yīng)該是一個完整的流程，一個實驗涵蓋多個課程知識點。二、線下繼續(xù)采取指導(dǎo)教師指導(dǎo)的方式開展實驗室實踐，如食品質(zhì)量與安全專業(yè)的學(xué)生可以設(shè)置課題如“豆腐加工坊中腐敗菌的來源分析及衛(wèi)生控制”“茶葉中重金屬的標準限量以及市售茶葉中的重金屬含量分析”“月餅生產(chǎn)中常見的質(zhì)量問題調(diào)研和工藝控制研究”。

評價方式采取線上評分+線下指導(dǎo)教師評分的綜合評分方式，線上實驗內(nèi)容可以設(shè)置2-5個，依據(jù)系統(tǒng)評分得到平均分；線下指導(dǎo)教師依據(jù)評分細則，對學(xué)生的方案設(shè)計、實驗?zāi)芰?、實驗報告等幾方面進行打分，得到線下成績。最后，按照一定的比例進行加和，得到學(xué)生的最終成績。

本文針對目前《專業(yè)綜合實驗》課程存在的問題，借鑒一些新的課程改革思路，提出了一種線上+線下新模式，以構(gòu)建食品院系《專業(yè)綜合實驗》實踐和評價體系，希望給各大院校的食品院系提供參考。