基于课程思政引领的《食品毒理学》进阶式混合教学模式与实践

江南大学的《食品毒理学》是食品质量与安全专业的一门专业核心课程,也是我校食品科学与工程专业国家级一流本科课程《食品安全》的重要组成,在食品类专业人才的培养中占有重要地位。本课程要求学生掌握食品中化学、物理、生物等有害因素的性质、来源,探索其对人体健康损害的原因、路径及规律,掌握毒理学安全评价方法,了解食品中污染物安全限量的制定原理以及预防管理措施。经过多年的理论探索与实践,江南大学《食品毒理学》课程组已经构建了完善的分层次食品毒理学课程体系和混合式教学模式。

围绕“立德树人”的根本任务,课程组结合学院一流学科人才培养目标,着力培养具有全球视野、担当食品行业使命的高素质人才。对标江南大学2020版人才培养方案及工程教育专业认证标准体系中本课程的目标支撑要求[1],食品毒理学教学要求从职业规范、解决食品开发中的毒理学问题等方面支撑毕业要求指标点的达成,《食品毒理学》课程目标与毕业要求的关系如表1所示。

课程组通过不断总结教学过程,探索教学改革措施以提高教学质量,对《食品毒理学》教学内容从“价值引领、能力达成、知识传授”3个方面进行改革(见图1)。

为了提升教学效果并推广教学成果,自2021年9月起,本课程针对不同的专业采用不同的方式开展了线上线下混合式教学实践;其中面向食品专业的《食品毒理学》,共40学时,其中理论教学24学时,实验16学时。由“何者有毒”“为何有毒”“如何免毒”3部分构成。课程组整合了中国大学MOOC(massive open online course)平台上北京林业大学的《食品毒理学》课程和福建医科大学《卫生毒理学》课程的相关资源,根据历年的教学经验,结合实际情况重新规划教学内容,建设了江南大学食品学院《食品毒理学》理论课部分的异步SPOC(small private online course)课程。实验部分的内容则是使用课程组自建的嵌入教材的二维码视频,供学生课前课后观摩学习。通过理论教学、联系实践,培养学生独立思考、独立操作、独立分析问题和解决问题的能力,为后续的专业课学习奠定理论基础,掌握实践的基本技能。

通过2年的应用实践创新,建立了独具特色的食品毒理学进阶式混合教学模式。课程改革实践有效提高了学生理解、分析、设计、研究、评价食品毒理学问题的能力,加强了组织与团队合作能力,增强了学生的科研兴趣和创新能力[2],使学生能站在教师的肩上认识食品毒理学。

1 基于课程思政视角,重构混合式教学理念

基于课程思政进行混合式教学,能够有效推动育人机制的构建。高校思政教育承担着对大学生进行主流意识形态教育的任务,新形势下将社会主义核心价值观融入其日常的学习生活中,能帮助学生树立正确的世界观、人生观[3]。《食品毒理学》作为江南大学首批课程思政示范课程,在教学中将思政教育贯穿课程全过程,通过重构课程设计,更新教学内容、充分挖掘课程中蕴含的思政元素,创新“课程思政”整体架构,在知识传授的同时注重强调价值引领,依托一流学科的优势,培养学生的专业自豪感和使命感,实现人才培养与社会需求的衔接。

课程对标国家食品安全战略需求,引导学生站在国家和个人的交汇点上思考我国的食品安全标准制定与群众健康的问题,通过讲好“中国故事”“行业故事”和“身边故事”,引发学生的知识共享、情感共鸣、价值共振。使学生充分了解食品毒理学安全评价和风险评估在推动我国食品污染物限量、食品添加剂限量、新食品原料等许多食品安全通用标准制定、修订和完善中的作用,例如我国有全球最严格的镉限量标准,构建守护着百姓的食品安全。通过课程学习和思政引领,建立和深化学生的社会主义核心价值观,增强大国食品观,坚定学科信心,为从事食品新原料研发和食品安全性评价等工作打下坚实的基础。在教学方法上,坚持问题导向求突破,案例教学促提升,传授给学生食品安全中的毒理学原理,培养学生的生态观念与环保意识,让学生关注中国的食品生产、食品安全、生态环境三者关系。课程组首创 “一纲四融合” 课程思政全过程融入新模式[3],构建了“4321”的课程思政实施方案。以史为鉴,结合专业从爱国、敬业、诚信、友善四个方面融入课程思政的元素;以课程为基石结合“课前、课中、课后”3个环节,培养学生的科学精神;结合实践“诚信主题教育,世界实验动物日”两个活动,树立社会主义核心价值观。在全国高校食品学科党建联盟组织的食品学科“课程思政”典型教学案例征集活动中获一等奖和江南大学教学成果二等奖。

2 遵循“两性一度”标准,倾力打造“金课”

2.1 目标“创新性”,构建进阶式混合教学模式

当前线上线下混合式教学设计依然以学科内容为基础,着眼于课程知识点的传递,是以内容导向而非目标导向,线上学习与线下讲授的角色定位并非以学生能力和兴趣为设计主线[4]。且大部分SPOC的建设停留在为学习者提供课程资源的阶段,教学内容并不十分匹配,同时缺少系统性、可操作性的SPOC教学设计模式及教学活动设计模型、学习监控和评价方式[5]。“怎么教”是摆在课程组面前的一个首要的任务。

在混合式教学过程中,本课程基于“创新性”,构建了“2+3+5”进阶混合教学模式,解决了“怎么教”的问题[6]。“2+3+5”进阶混合式教学设计分为混合式和进阶混合式2种模式,由课前、课中、课后3阶段构成,进阶混合式包括前期准备(线上)、知识传递(线上)、知识拓展(线上线下)、课堂展示与改进(线下)、评价和反馈(线上线下)5个环节。

课程组大胆尝试将75%的理论课程内容采用常规的线下课堂教学,利用平台线上的资源辅助学生进行自学和预习复习以及单元测试和评价的混合式教学模式;将25%的理论内容作为3+5进阶性学习,以学生的线上自主学习为主,利用翻转课堂展开线下教学,拓展学生的自学能力、培养团队合作能力、强化其文献阅读能力,有效地提高学习兴趣及学习效果,满足学生个性化学习的需求。通过大数据进行学情分析,全程智能化监控课程学习。每一个教学设计完成后,收集学生的意见,了解教学实施情况及学习反馈,以便调整下一阶段的教学。

结合社会热点和案例,在MOOC平台发布“主题讨论”,如“珍惜生命,远离槟榔”“两滴、15秒,二甲基汞中毒背后的毒物作用规律”等,引导学生畅所欲言。由于没有标准答案,教师每次会尽可能地在第一时间进行回复、批阅、点评,对学生进行正确引导,以免反馈不及时,影响学生的学习积极性。

2.2 认知进阶五段式,升级头脑思维

以“毒作用机理”这章内容为例,进行进阶混合式教学设计,将教学活动划分为课前、课中、课后3个基本教学阶段。通过外引领、内驱动,培养学生的食品毒理学研究思维。课前(高效预习)主要解决课程内容的知识点学习[7],要求学生完成知识的理解和自主学习,教师则需要做好线上线下的答疑解惑和学情分析,防止混合式教学沦为“放羊”式教学;学生在准确掌握课程内容后进行个性化学习和4～5人团队合作学习,根据相同兴趣点,查阅文献,拓展课程相关知识,了解学科的前沿,进行深层次学习。课中(深度学习)在翻转课堂模式下,通过创设问题,展开生生互动和师生互动,进而巩固提高;课后(巩固提升)师生进一步对课程进行教学反思,课外持续参与和延伸学习。

为明确混合式教学各阶段学生应达到的教学认知水平,针对性地促进学生学习的进阶,课程组将教学过程从学生层面划分为课程内容线上的自主学(课前结构预习)、重点学、课外文献的合作学,线下翻转课堂师生的共同学、课后巩固拓展的反思学5个阶段,包括了认识、理解、分析、应用、评价5个环节。教师层面与之对应为教学导入、点拨提升、进阶拓展、激励评价、行动反思(见图2)。

2.3 聚焦“高阶”思维课堂,促进教学质量提升

为培养学生解决复杂问题的综合能力,课程组在实践中将教学内容进行调整,解决了“教什么”的问题。近年来课程组着力不断更新教学内容,主编出版了“十三五”江苏重点规划教材、中国轻工“十三五”规划教材《简明食品毒理学》,推送国内外毒理学新技术、新标准及科研热点的文献选读、国家食品安全新政策介绍、食品安全中毒案例分析等多种形式的在线学习资源,力求展示课程的前沿性和时代性。

一流本科课程建设背景下,亟需注重能力、素质的培养,注重在掌握知识的基础上,根据学生认知规律和接受的特点,开展以学生为中心的教学,培养学生解决复杂问题的综合能力与高级思维,了解课程内容的广度与深度[8]。食品毒理学中关于毒物的知识与日常的生活息息相关,可以激发学生探究式学习的浓厚兴趣,通过本课程的学习,学生不仅掌握何为毒物,而且知晓为何是毒物,掌握毒物发生、迁移、转化作用的客观规律,进一步为在生产生活中如何控制与管理毒物的使用提供理论依据。

课程组将“外源性化学物的影响因素”与“毒作用机理”的教学内容作为本课程混合式教学自主学习的内容。同时在授课时采用案例教学,并结合翻转课堂进行授课,引导学生进行案例分析来学习“外源性化学物的毒作用机制”。通过转化知识、课外大量检索文献、探索研究、阅读论文和食品安全标准等,更好地带动学生从食品毒理学角度去认识生产、生活中接触的有害物质;帮助学生理解外源化学物产生毒性的分子机制,并掌握如何从毒物管理学角度去预防控制有害物质的接触。学生们围绕课程知识分别以黄曲霉毒素、河豚毒素、重金属镉等为主题分小组展开了研讨,学生学会了对中毒案例的分析、凝练总结,培养了学生的表达、探究、质疑及创新能力和批判意识。学习内容体现了学生团队合作的探索过程、思维养成以及各小组的学习交互的情况,以集体的智慧解决食品毒理学难题,增强了学生学习的获得感和成就感[9]。

通过在课堂上师生之间、学生之间的交流互动,在混合式教学的实施过程中秉承“以学生为本”的理念,通过学问思辨行,促进学生的自主学习,提升自学能力,学生通过探讨和跟踪科学前沿,拓展了课程的深度,开阔了视野。

2.4 合理提升学习难度,增加课程的“挑战度”

新工科专业课程体系改革和建设较其他专业而言,难度更大、挑战性更强[10]。作为专业核心课程应面向未来产业,更具系统性、方向性和综合性;更加应注重复杂工程问题解决能力、非结构化解决能力、多学科团队协作能力等的培养[11]。为激发学生的学习兴趣,注重提高所设问题的综合性和挑战性,让学生更好地掌握基础知识体系,把知识点与工程课题结合起来,布置了课后作业,“如何对新研发的食品添加剂进行毒理学安全评价并制定安全限量”,要求学生以思维导图的形式,绘制安全评价流程图。这一任务要求学生不仅能将碎片化的知识串连起来,要求学生全面掌握毒理学安全评价程序国家标准的内容,掌握毒理学的实验方法,而且以知识为导向转变为以能力为导向,培养复杂工程问题解决能力,在传授学生知识的同时,注重培养学生的“三力”,即“学习力、思考力和行动力”[12]。这种教学的核心理念符合解决复杂工程问题能力培养和形成的规律和路径, 是传统的教学方式所不具备的。通过训练增加了课程学习的难度,体现了挑战度。

2.5 提高课程完成难度,完善多维立体评价体系

对学生的学习评价仅仅局限于学生在某一阶段的测试成绩给予终结性评价是不够的,应该通过全过程的评价,激励学生刻苦学习。因此,解决好“怎么考”的问题,建立健全合理的评价制度是线上线下教学模式的重要环节,可以有效检验教学效果。通过强化过程考核,以增强课程的挑战度。

本课程采用多维评价体系,成绩由平时、实验和期末3部分组成。平时过程性评价主要由课前、课中、课后评价3个环节构成,利用平台进行教师即时评价、课后评价、生生互评,充分发挥出评价机制的效能形成较为强大的反思力。给学生留出能够自我总结与反思的评价,让教师和学生都在该教学模式中进一步进行反思,达到并提升教学效果。通过多维评价改变了以往“重结果、轻过程”“重知识、轻能力”的状况。

平时成绩包括视频学习(10%)、线上测试(20%)、线上作业(30%)、线上讨论(5%)、课堂表现(5%)和课堂交流(30%)。课堂交流成绩的占有率促进了学生的积极参与度,评价侧重于小组合作的内容能否紧密围绕主题、观点鲜明、见解独到;尤其是最终作品展示环节,汇报者能否表达流畅、PPT制作的精美度,评价的高低会使学生对混合式学习的综合效果有更直观的认识。

实验考核包括实验习惯(视频学习+课前预习情况10%)、实验实践(40%)和实验报告和汇报(50%)。期末考试占总成绩的比例为60%,试卷考核的难度与往年相当。食品毒理学总成绩由期末闭卷考试(60%)、平时成绩(20%)、实验成绩(20%)组成。《食品毒理学》的课程成绩组成见图3。

3 基于家国情怀,植入食品安全国家战略

3.1 培养科学精神,厚植家国情怀

本课程以培养学生的能力为导向,通过融入一系列课程相关的食品毒理学案例,培养了学生严谨求是,协同合作的科学家精神。混合式教学构建了师生双向互动的“双主体”新型教学模式,通过教学手段和方法的提升,大大提高了学生学习兴趣和科研兴趣。通过教师引导、团队合作、学生讨论、教师点评或纠错等策略,使学生在思想上产生了共鸣,培养学生增强法律道德意识和正确价值观及职业道德修养,做到了溶盐于汤。

3.2 开拓学生思维,提高教学质量

进阶式的混合教学通过全过程评价提高了教学质量。MOOC的单元测试、团队合作的拓展学习评价和期末考试是衡量学生对毒理学基本原理和评价技术掌握程度的重要指标。通过考试结果分析,发现学生对自主学习章节部分的学习以及中高难度考题的回答正确率和我们的预期值相当。根据工程认证中课程达成度的计算分析,《食品毒理学》2022年的课程目标达成度分别为0.86和0.84(见图4),学生的课程汇总成绩由2019年的78.2分上升至2022年的85.1分,课程团队的评教排名始终位于学院前列。大部分学生反映混合式教学模式不仅帮助同学们掌握了毒理学的基本知识,调动了学习的主动性和积极性,而且很好地锻炼了科学思维,培养文献检索、科学汇报、团队协作以及分析问题和解决问题等能力,实现了高水平能力培养的教学目标。

3.3 突破传统教学形式,推进教学资源建设

通过开展线上线下相结合的混合式教学,使学生真正成为学习的主体,提高了课堂教学过程中学生参与度,有效地改善了课堂教学效果,培养了学生的专业认同感及专业创新意识。

该课程的内容紧紧围绕“健康中国”战略下食品安全发展,通过案例教学、“互联网+”背景下的进阶式混合式,推进了课程组围绕教学内容,积极探索编写由化学工业出版社出版的中国化工教育协会“十四五”规划数字化、新形态教材《简明食品毒理学》[13](第2版)的修订工作。

进阶式混合教学拓展了传统教学的时间与空间,为新形势下深化教育教学改革,适应一流本科课程建设要求提供了技术手段。通过转变教学方式,引导学生转变学习方式。课程组在立足课程教学工作实际的同时,充分运用线上线下平台资源,做学生学习活动的组织者、引导者和合作者,激发了学生的学习积极性和创造性。通过拓展训练让学生更多地去思考和感悟,充分发挥学生主体的能动作用,从而提升了教学质量。

4 结论与建议

本文以打造一流课程为指导,以筑基为要、创新为魂,课程组利用中国大学MOOC平台重构了食品毒理学线上线下混合式教学,将课程思政与现代教学方式相融合,数字化资源与教学深度相结合,通过提高课程高阶性和挑战性,进行了为期2年的混合式教学实践,通过平台数据和实际教学效果分析得出,我校《食品毒理学》教学收获了较为理想的教学效果。实践证明课程体系及课程内容改革成效明显,学生适应了该教学模式,科研思维能力、解决复杂工程问题能力、团队合作能力等多方面得到了有效培养。

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