食品物理化学研究生课程思政案例库建设及教学应用
作者: 王鑫淼 陈建设 潘伟春 牛付阁 朱扬 陈勇
摘 要:食品物理化学和食品加工过程中的物理化学是食品学科学术硕士和专业硕士的核心基础课,对研究生在即将开展的科学研究中具有重要作用。通过建立合理、贴切的课程思政案例库,对齐知识点、课程思政元素以及育人目标,可以在夯实基础知识的同时,增强研究生的学术自信、文化自信。在对课程思政案例库进行持续更新的同时,经过连续两学年的教学实践,发现“以课程为载体,以立德树人为根本”的课程思政理念,可以同时实现价值塑造、夯实基础、提升能力的育人目标,效果显著。
关键词:食品物理化学;研究生课程思政;案例库建设;案例式教学;线上教学
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2025)06-0120-04
Abstract: Food Physical Chemistry and Physical Chemistry in Food Processing are core fundamental modules in food science graduate courses, which play important roles in preparing graduate students facing the upcoming scientific investigations. By establishing a reasonable and appropriate curriculum ideological and political case base, aligning knowledge points, curriculum ideological and political elements and educational objectives, we can consolidate fundamental knowledge and enhance graduate students' academic and cultural confidence. While continuously updating the curriculum ideological and political case base, after two consecutive years of teaching practice, it is found that the curriculum ideological and political concept of "taking the curriculum as the carrier and building morality and cultivating people as the foundation" can simultaneously achieve the educational objectives of value shaping, consolidating the foundation and improving personal ability with significant outcomes.
Keywords: Food Physical Chemistry; graduate-level ideological and political teaching; course case database development; case-based teaching approach; online teaching
相比于基础物理化学来讲,研究生水平的物理化学是从平衡态(理想状况)到非平衡态(实际过程)、从表相到体相、从宏观到微观的转变,是以非平衡态热力学、统计热力学和量子力学为主要理论支撑的高级物理化学。其结构性主干内容包括线性和非线性非平衡态热力学、粒子的力学性质和相互作用以及平衡系统的宏观性质、量子力学、原子和分子结构等。针对食品专业的特点,食品物理化学和食品加工过程中的物理化学同时包含食品分散体系、食品表面活性剂的新发展、食品乳状液与泡沫、计算化学在催化剂和反应动力学中的应用、离子液体的功能与应用等内容。对于食品专业研究生来说,虽然物理化学的部分内容有些同学可能在本科已有接触,但是所掌握内容碎片化程度高,很难做到融会贯通、举一反三。在学懂弄通已有知识的基础上,研究生更重要的是对其创新能力的培养和自主解决问题能力的提升,这就需要同学们的知识储备时刻处在“领跑”阶段,充实自己的理论知识的同时,查阅最新的研究成果,进行批判性思考并加以利用[1]。
习近平总书记指出,研究生教育在培养创新人才、提高创新能力、服务经济社会发展、推进国家治理体系和治理能力现代化方面具有重要作用。而立德树人则是高校培养新时代社会主义建设者和接班人的根本任务。作为工科专业之一,食品学科的人才培养目标也要以“立德树人”为根本任务[2]。课程需要同时体现“知识传授”的基本功能,又要做到“价值引领”,最终达到“全员育人、全程育人、全方位育人”的目的。为深度有机融合专业教学与课程思政,防止二者生硬脱节,有必要从知识点的点滴做起,从细、从小、从实提炼育人元素,利用课程思政案例库的模式,长期系统地以浸润式教学模式提升研究生的专业能力和思政高度,增加研究生对中国特色社会主义道路的认知,提高研究生的道路自信、文化自信、理论自信。
一 明晰课程的思政教育使命及育人目标
案例库的建设及实施方案的制定,始终围绕着“知识传授”和“价值引领”的课程目标,通过对课程专业知识、教学方法中具有的思想政治教育元素深度细致挖掘,将其无缝衔接于专业知识的讲授中,传授过程中,整合学术人力资源的同时,利用案例教学等课堂教学方法,提高学生学习实践的主观能动性。在此过程中,教师致力回答“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一根本问题,做到“九个坚持”,全面提升学生的思想道德素质和科学文化素质,这是思政教育的使命[3]。在此基础上,通过培养学生发现和质疑、探索与创新的意识,锻炼学生解决实际问题的能力(图1);通过锤炼学生“吹尽狂沙始到金”的毅力,培养学生科学严谨性和准则意识;通过知其然还要知其所以然的求索过程,培养学生的螺丝钉工匠精神。针对研究生这一“潜在科学家”的特殊群体,尤其要特别重视学生助力建设创新型国家和世界科技强国的科学家精神,结合一代又一代矢志报国的科学家的动人故事,培养同学们的创新创造、求真求实、潜心奉献和团结协同等科学家精神,推动研究生同学主动承担历史和人民赋予的重任,把个人的科学追求融入建设社会主义现代化国家的伟大事业中去,为实现科技自立自强作出更新更大的贡献。
二 课程思政案例库的建设规划及内容示例
(一) 案例库建设规划
案例库建设与思政教育使命及育人目标保持高度一致,设立以学年为单位的阶段性目标,新建并逐步完善已有课程思政案例。秉承“从细、从小、从实”的原则,案例内容覆盖全部主要章节,以及重点建设的关键知识点;平衡各章节间案例的难度和长短,并将不同案例主题分散在章节/知识点间,避免出现扎堆聚集现象。通过章节主要教学目标、教学内容及关键知识点搜索案例内容,筛选契合度高的案例进行与教学内容的重新整合与撰写,完成初稿后与团队成员讨论对其进行完善。以学年为单位进行案例试讲,并在课程讲授过程中根据课堂教学效果及学生反馈对案例进行适当修改和完善。逐步添加具有时效性的时政内容,更新相关教学内容涉及的科学研究进展,“苟日新,日日新,又日新”地维护案例库并做定期回顾总结[4]。积极鼓励团队教师参加思政教育及学术交流,夯实个人本领,提高政治站位,做好人民教师。
图1 课程思政育人目标
(二) 课程思政案例示例及教学过程控制
食品质构研究是研究生食物物理化学中的重要内容。质构(texture)一词源于拉丁语textura,本为“编、织”之意,现被科研人员用来形容物质的组织、结构和触感等[5]。早年西方学者对食品质构学进行了广泛研究,对不同的质构特征进行了定义,研发了快速、客观、科学评判食品质构的仪器和设备,提出了一系列食品质量监控的质构因素,并创刊了专业的《质构研究》(《Journal of Texture Studies》)杂志。我国由于食品工业化进程起步较晚,食品质构研究在21世纪初开始取得了一定的进展。课程第一任负责人陈建设教授在充分掌握了食品质构研究的基础上,敏锐发现了只将食品作为材料来进行评测的弊端,尤其是在其割裂的气味、滋味、质构的评价上。由此,他于2009年在国际首次提出了“食品口腔加工(food oral processing)”这一概念,以食品质构及其他物理学方法为基本手段,考察食物与人体的相互作用,将食品置于口腔环境中、综合感官响应与大脑行为,来考察其结构性质变化;这一概念受到了食品科学研究同行的广泛认可,在陈教授接手成为《质构研究》杂志的主编后,也使这本传统杂志绽放出更具活力、崭新思想、聚焦前沿的光彩,持续的积累使其影响因子逐年上升,在最近的中国科学院文献情报中心期刊分区列表中被纳入高水平期刊,也使得以食品口腔加工为主的食品质构学研究成为前沿食品科学研究新的增长点[6]。以课程负责人的亲身案例、结合在食品口腔加工研究十余年的科研经历,介绍了“文化自信”这一概念,不仅达到了知识的传递与升华,更达到了培养学生发现和质疑、探索与创新意识的育人目标。
其他的教学案例也包括祖籍浙江绍兴的稀土化学家徐光宪先生在“让国家早日强大”的强大理念支撑下潜心钻研,一年便获得硕士学位,积极推动在美留学生回国效力的动人事迹;创建了我国胶体化学第一个教研室,培养了第一批研究生,“待归来整理旧山河,同努力!”的我国胶体科学的主要奠基人傅鹰先生;出版了我国物理化学领域第一部教科书,“选择做一名科学家,选择枯燥而艰苦的生活”,永不停止追求新理论、新方法、新公式和新技术的科学宗师黄子卿先生等[7-8]。这些案例分别着眼于学生家国情怀以及个人发展与国家的发展相统一的培养、工程思维和知识迁移能力的锻炼、马克思主义唯物论和辩证法的教育以及正确世界观和方法论的树立、使用严谨的方法论解决科学技术问题的意识以及“四个自信”的建立等,立德树人,培养学生的爱国精神、集体观念、奉献意识。
在教学内容中穿插的专题讲座也是提高学生自主学习能力的重要途径之一。通过教师引导、学生主体的模式,在不降低学习难度的同时,提高学生的语言表达水平;通过教师点评的方式,提升学生的文献阅读和批判性分析能力。以学生视角来讲述专题内容,更容易激发学生的学习兴趣,互助理解抽象的理论知识,同时培养学生集体意识和大局观。以基础作业、文献阅读与展示、随堂小测结合期末考试的教学评测模式,注重过程管理,达到更好的教学效果,提升学生对知识点的掌握。
在新冠疫情突发的背景下,教学团队也在线上教学方面进行了一定的探索。教学方案调整的应急预案主要针对出现大规模线上教学的情况下,在确保学生健康和思想情绪稳定的前提下,达成最优的学习任务和学习质量。教学团队结合教学大纲要求,在全国范围内目前已有的精品课程中,筛选了适合的线上精品课三门,用于大规模线上教学,师生“同上一门课”,掌握知识的同时,也对其亮点和不足进行分析和讨论,对学习效果进行交流,博采众家之长。同时,先后组织教学团队成员进行线上直播平台的使用指导,积极探索网络直播的授课模式,并通过追踪学生动态学习信息等远程教学管理手段,充分掌握学生的学习进度和学习动向。针对目前关于直播教学过程中面临的网络卡顿影响教学效果、学生自律自主性仍需进一步提高、学习环境对直播学习具有一定影响,以及互动不足带来的学习个性化程度较低等问题,教学团队也制定了一系列关于加强学生自律性培养(自主学习意识的提高及独立学习意识的培育)、不同教学直播平台的使用和切换(教学过程、学习过程及管理过程)等在内的计划方案。
三 教学效果及反思
以食品与生物工程学院招收的学术型和专业型硕士研究生分别为食品物理化学和食品加工过程中的物理化学的授课对象,连续两学年(2021—2022、2022—2023)在食品加工过程中的物理化学开展案例式授课,食品物理化学未开展案例式授课。期末考试采用难度相近的试卷进行测验,期末卷面分数进行方差分析。结果发现,案例式授课成绩连续两年显著高于未开展案例式授课组(p<0.01);同时,案例式授课显著提高了高分段(80~90分、超过90分)的学生人数,同时显著降低了低分段(低于70分)学生人数(表1)。疫情期间利用精品课程作为线上授课的补足方式也整体上提升了2022—2023学年的成绩(图2),效果显著(p<0.01)。在期末考试后分别与两组学生谈话,案例授课组的学生普遍反映在授课过程中穿插的思政教育既有政治教育意义,又对理解、记忆知识点起到了很好的帮助,正向促进作用明显。精品课程中设置的实时小问答/测试环节极大弥补了缺少的线下教学师生互动,对学生即时掌握知识点并加以巩固提供了很好的帮助。