1. 引言
《畜产品加工学》是动物科学、食品科学与工程等专业的核心课程,涵盖肉、乳、蛋等制品的加工原理与技术,集理论性、实践性与应用性于一体。传统“理论讲授 + 验证性实验”的教学模式却面临三重困境:其一,实践环节受限于学时与硬件限制,难以开展乳化肠等复杂工艺的探究性实验;其二,教学资源单一,与快速发展的产业前沿脱节;其三,考核方式偏重知识记忆,忽视综合能力培养。这些问题导致学生兴趣不足、理论与实践脱节,难以有效培养解决实际问题的能力,难以满足现代畜牧食品产业对创新型、应用型人才的迫切需求。
为破解上述难题,本研究引入PBL (Problem-Based Learning)教学法。该模式以学生为中心,通过创设真实情境中的复杂问题,引导学生开展小组自主探究与协作,旨在培养其批判性思维和问题解决能力。同时,借助超星学习通等信息化教学平台,本研究进一步整合其资源展示、在线互动与过程管理功能,有效破解传统PBL实施中“协作效率低、过程监管难”的困境。通过结合两者优势,并应用于《畜产品加工学》课程,本研究旨在构建一种新型教学模式,以增强教学互动、深化实践环节,最终全面提升课程的育人质量。
现有研究显示,PBL教学法在大量课程中的实践已积累丰富经验。黄桂颖[1]、毛景东[2]、陈祥[3]、闫尊强[4]等学者通过规范流程、细化课程形式及迁移至实验教学等方式,确立了PBL在单一课程中注重过程性评价的基本模式;李桂兰[5]、苏传友[6]、谌淑平[7]等学者在此基础上做出延伸,提出分模块教学、以OBE为导向、与LBL双轨融合思维导图教学法等策略,强调PBL应服务于实际问题解决,并尝试与传统教学法互补,体现出理论与实际融合的初步意识。
当前研究亦揭示出PBL在高校实践中面临的共性短板,如教学资源有限、教师人数缺乏以及学生适应度不足等。为此,李敬双[8]、陈璐[9]、白华毅[10]、晏贤春[11]等多位教师探索了具体解决方案:包括利用公共资源MOOC、课堂派等工具辅助教学;通过引导学生赴养殖场调研、技能前置、小组协作提升学习效果;也有通过整合超星学习通[12]、虚拟仿真[13]及AI智慧课堂[14]等技术优化资源供给。此外,方雷[15]、姜春宇[16]还强调PBL需同时与OBE和TBL、与CBL和课程思政的融合,孔凡志[17]、张依裕[18]等则引入前沿文献与Bloom分类理论以优化内容设计。
尽管王力和段娇娇[19]、席丽[20]等在相关课程中已开展PBL与平台结合的尝试,但针对《畜产品加工学》系统整合学习通与PBL教学的深入研究仍显不足,成为本研究着力突破的方向。鉴于公共课程资源的多样性,本研究根据《畜产品加工学》自身课程特点和发挥学生主体性的培养要求,设计基于学习通平台的PBL教学模式,跳出PBL单一评价系统并对其应用效果进行系统分析,以期为同类课程的教学改革提供可借鉴的经验。
2. 教学现状与改革动因
2.1. 传统教学瓶颈
传统教学存在三大困境:第一,在传统教学中,实践教学条件、时长受限:畜产品加工以往依靠规模化加工降低成本,但校内教学中,畜产品加工难以规模化,导致加工实验投料成本高、设备要求难以与实际生产接近。多数高校的传统实验仅能开展多为验证课本结论的验证性操作,缺少设计性和创新性[2];跨校资源无法及时共享,无法模拟真实的肉制品、乳制品加工等场景,学生难以接触行业实际,也无法满足工艺设计等创新需求;第二,教学互动不足:教师讲授为主,教师仅靠黑板画图、口头描述组织形态,学生对抽象的细胞结构等难以理解,只能机械记忆[2]。传统模式下学生长期被动接收知识,忽略了学生主体性的地位,助长学生养成灌输式学习习惯。在《畜产品加工学》中,学生对“中式腌腊肉制品的加工原理”“皮蛋的形成原理”等关键问题缺乏深度思考和讨论。传统教学法中,组内学生撰写实验报告时仅会记录数据,不会分析出现差异的原因[3];第三,评价体系单一化,传统教学仅靠期末突击得分,无法用过程性评价[9]反映学习过程中的思维成长[5]。教师教学中依赖考勤、期末笔试与实验报告,难以全面评价协作能力与创新思维,尤其青年教师过度依赖PPT,对一些案例讲解生硬[12],师生互动仅局限于教师提问与学生应答层面,缺乏深度讨论与创新思维。基于上述观点,教学法改革尤为重要。
2.2. PBL与学习通的适配性
PBL教学法适用的前提是契合课程需求。在传统《畜产品加工学》课程中教师往往把课程重点放在教会学生如何复现中式腊肠、白切鸡、雪糕、酸奶等单一验证性问题上,完成“肉制品风味调控”“乳制品深加工设计”等主题,在PBL教学中应转化为《如何在可控制成本前提下优化乳制品风味与发酵期》等真实探究性问题。基于此主题,学习通提供技术支撑:在资源库、讨论区、任务管理等功能区教师先嵌入小组讨论,可围绕“发酵肉制品微生物调控”“乳制品保鲜工艺设计”等核心问题,在分组的基础上让学生查文献,进行小组讨论,试着做可行性方案;也可在小组讨论引入企业生产困难的案例,模拟实际生产场景中的新产品风味研发需求、如何减少产品损耗,推动学生主动关联理论与逐步贴近实践。实现PBL全流程数字化管控,如小组资料共享、教师实时答疑。在单一性评价的基础上,PBL教学法评价有多元性指标:可根据学生讨论的完整度、积极程度等多维因素纳入能力导向评价[5]。在小组讨论中将问题进行难度的分层设计,把原理、方法分为基础问题,怎么优化加工产品风味、加工方式分为提高性问题,把配方设计等问题设定为创新性问题。根据这三类问题可以对后进生、中等生和优等生进行多元评估,也能根据讨论问题适配不同层次的学生。
在PBL + 学习通的模式下,教师应把赋分评价权重分配给工艺设计方案、小组协作表现、实践操作效果,并安排课时让学生进行口头汇报。在畜产品加工课程中实施PBL教学法,需课前围绕肉制品、乳制品、蛋制品等核心模块,设计贴合行业实际的分层真实问题,配套虚拟仿真平台、检测设备、行业案例等资源,按异质原则分组并明确分工;课中通过问题导入、虚拟仿真与小型实验结合的实践探究、成果汇报与互评点评,落地“学生学、学生做、教师评”闭环,教师全程精准引导;课后以完整报告(如幻灯片、论文)深化成果,贯穿解决行业问题的实际方法,提升学生的知识应用与创新能力。
3. 教学流程设计
3.1. 采用“三阶段闭环”模式
课前启动(1周):教师通过超星学习通发布项目,学生分组后依托平台查阅资料、制定方案。课中探究(3周):小组讨论工艺要点和参数,教师通过课堂讲解并答疑;必要时,线下开展小型验证实验。课后总结(1周):汇报并展示PPT,上传报告,通过学习通完成评分,教师点评共性问题(见表1)。
Table 1. PBL teaching process based on the super start learning APP
表1. 基于超星学习通的PBL教学流程
教学阶段 |
教师活动 |
学生活动 |
平台功能应用 |
课前准备 |
创建课程资源包、发布问题情境 |
自主学习资源、分析问题、初步查阅资料 |
PPT、视频上传、线上讨论区、通知发布 |
课中实施 |
引导探究、组织讨论、答疑解惑 |
小组协作、汇报交流、相互质疑 |
签到、主题讨论、分组任务 |
课后拓展 |
布置任务、评价反馈、个性化点评与指导 |
完成作业、知识巩固、反思提升 |
作业提交、在线作业测试 |
3.2. 学习通平台功能适配与评价体系
① 课前准备模块:发布项目任务书,推送预习资料(如“解冻条件对原料肉质量的影响”微课),设置预习测试验收基础认知;② 协作探究模块:搭建小组讨论区,支持资料上传与实时交流;③ 评价反馈模块:设置“教师评价 + 组内互评”双维指标,通过平台自动统计成绩。区别于单一性评价,基于学习通的PBL教学评价(即结合过程性评价与多元评价),并且依托于学习通达到深度融合[10]。
学习通平台可自动记录学生讨论参与频次、作业完成质量、在线测试数据等过程性信息,为评价提供客观依据,可将多项指标使能力导向评价具象化;同时引入学生自评与同伴互评,具体评价构成见表2。但考虑到此年级学生备战考研、考公的实际情况,未设置课前预习考核[4],而是通过课堂即时引导、小组互助补全预习缺口,既降低学生认知负荷,又保障PBL探究的连贯性,符合认知负荷理论“避免任务过载”的核心主张。这种多元、量化、灵活的评价体系,不仅关注最终成果,更重视学习过程中的进步轨迹与综合能力提升,能更全面反映《畜产品加工学》的教学效果。
Table 2. Multiple assessment and evaluation system for PBL teaching based on super start learning APP
表2. 基于超星学习通的PBL教学多元考核评价体系
项目 |
考核内容 |
比例 |
课堂考勤 |
签到(满分100分,迟到−5分/次,缺勤−10分/次) |
5% |
课堂表现 |
章节测试(平均分)、讨论参与(+3分/次) (满分100分) |
15% |
项目成果 |
PBL项目报告、作品展示、小组汇报质量(满分100分) |
20% |
期末考核 |
理论知识与应用能力综合测试(满分100分) |
60% |
4. 教学实施过程
4.1. 课前准备阶段
结合前文,教师根据课程教学目标,结合畜产品加工领域的实际问题,设计具有挑战性和现实意义的PBL问题情境。例如,在“肉制品加工”章节,我们设计了“某乳品企业收到消费者投诉,反映灭菌乳出现苦味和沉淀,请你作为技术支持人员分析问题原因并提出解决方案”的案例。以“肉制品加工”章节为例,我们设计“某肉类加工企业规模化生产环节,提出中式腌腊肉时,出现批次间风味差异大、保质期不足3个月的问题,怎么控制盐糖用量才能符合低盐健康标准”。基于此问题,我们在小组讨论上让学生查阅文献工艺优化方案,并据此分成基础层问题、提高层问题和创新层问题。基础层聚焦原因分析,如盐糖比例失衡或是温度的波动;提高层侧重工艺参数优化,如加盐的时间、烟熏与风干时间梯度设置等;创新层讨论加工发展前景与最新进展,如某乳品企业灭菌乳产品近期频繁收到苦味、沉淀物投诉,且在夏日生产中失败率上升,如何控制生产成本的前提下,分析原料品质、灭菌工艺、储存条件等关键影响因素,提出可落地的解决方案。能否以低盐替代技术研发调整至乳制品加工环节。晏贤春提出解决实际生产问题要融合多技术点整合[11]。《肉制品加工》的实验环节,我们不只注重单一的验证性实验,更致力于培养学生解决实际问题的能力,从而增强实验内容的现实意义。
教师课前在学习通平台上传相关学习资源,包括教学PPT、加工操作视频、参考文献等,并发布PBL任务。学生通过平台自主学习资源,在讨论区提出初步想法和分析思路。教师通过平台监控学生学习进度,及时解答疑问,调整教学策略。这一阶段重点培养学生自主学习和发现问题的能力,为课堂探究打下基础。
4.2. 课中实施阶段
课堂时间主要用于深度探究和协作解决问题。以“乳制品的加工”为例,我们设计了重点精讲、小组协作、成果展示、互动点评等教学环节。① 教师首先针对学生课前学习中的共性难点和关键理论知识进行精讲,如原料乳的选择、乳的基本特性及加工工艺原理等;② 小组围绕案例问题进行深入讨论,分析液态乳、非液态乳(奶酪等)的加工工艺,探讨国内外相关工艺流程的优缺点及改进措施,制作汇报PPT;③ 各小组通过屏幕共享以及口头汇报来展示调研成果,并接受其他组员和教师的提问;④ 教师对小组汇报进行点评和补充,引导学生建立完整的知识体系。在整个过程中,学习通平台的签到、投票、抢答等功能增加了课堂互动性和趣味性,提高了学生参与度。
4.3. 课后拓展阶段
课后,学生在学习通平台提交项目报告或解决方案,教师进行在线批阅和评价。同时,平台提供拓展资源和在线测试,帮助学生巩固所学知识。讨论区持续开放,方便学生进一步交流和提问。
5. 教学效果分析/教学效果评价
为验证基于学习通的PBL教学模式在《畜产品加工学》课程中的实施效果,我们在广东海洋大学滨海农业学院2020级、2021级以及2022级动物科学专业班级进行了教学实践,并通过成绩分析、问卷调查和访谈等方式收集数据。
5.1. 学习成绩对比分析
选取2023-2024-1学期、2024-2025-1学期和2025-2026-1学期三届学生开展研究(实验班2022级116人、2021级118人,对照班2020级112人):
对比实施PBL教学法前后的学生成绩发现,实验班学生的平均成绩较对照班提高了2~3.6分,且优秀率(90分以上)从0.78%提高到1.69%,良好率(80~90分)从9.38%大幅度增至29.20%以上,翻了3倍;不及格率从2.34%降至1.69% (实验班2中不及格率高的原因是学生缺勤或请假,导致平时成绩低下) (见表3)。更为明显的是,实验班学生在分析题、案例题等综合性试题上的得分率显著高于对照班。
Table 3. Comparison of grades between experimental classes and control class
表3. 实验班与对照班成绩对比
班级类型 |
平均分 |
优秀率 |
良好率 |
中等率 |
及格率 |
不及格率 |
实验班1 (PBL + 学习通) |
76.25 |
1.69% |
29.66% |
49.15% |
17.80% |
1.69% |
实验班2 (PBL + 学习通) |
74.55 |
1.77% |
29.20% |
45.13% |
19.47% |
4.42% |
对照班(传统教学) |
72.59 |
0.78% |
9.38% |
57.81% |
29.69% |
2.34% |
5.2. 综合能力提升
笔者通过近年的调研结果,结合今学年问卷调查(随机共发放问卷90份,有效回收86份,有效回收率95.56%)发现,大多数学生认为基于学习通的PBL教学模式对自身多种能力的培养有显著帮助。其中,63.95%的学生认为对自身综合能力和素质提升有帮助,89.53%的学生觉得提高了自主学习和资料搜集能力,认为增强了团队协作和沟通能力、发现问题和解决问题的能力的学生均占86.05%,认为提高了语言表达和成果展示能力、增强了创新思维和批判性思考能力的学生均占88.37%。这一结果表明我们的PBL教学法起到了积极的教学效果。
5.3. 学生反馈与改进
学生对基于学习通的PBL教学模式感到既新奇又好学,认可该教学模式下能提升知识应用与问题解决能力,同时平台学习灵活便捷。具体说来,87%学生认为讨论等探究增强了问题解决能力,92%学生反应教学视频提高了兴趣、理解和记忆能力;但学生也提出增加视频资源、优化小组分工、及时反馈等改进建议,教师需利用平台的过程性数据定位学生的薄弱环节,进一步优化项目讨论提问难度梯度,以适配不同层次学生。这些建议为后续教学改进提供了方向。
6. 总结与反思
基于学习通的PBL教学模式在《畜产品加工学》取得阶段性成功,PBL模式有效整合线上线下教学资源,通过创设真实问题情境,既发挥教师的引导作用,又突出学生的主体地位,显著提升教学质量。学生既在做中对知识有了新理解,又在学中培养了批判性思维、创新能力及解决实际问题能力,为未来职业发展奠定了坚实基础。然而,在教学实施过程中,教师仍需从传统知识传授者转变为学习引导者,需适配新教学理念,作为终身学习的教师而言,需提升PBL教学设计与课堂组织能力;同时,长期接受传统教育的学生在初期对PBL教学法的适应性不足,在课堂上出现了问题意识薄弱、自主探究能力欠缺、小组协作效率低等情况,好在课程中后期有所缓解;学习通平台在小组协作、过程性评价等功能上仍有优化空间,此时难以完全适配PBL教学需求。这类问题急需解决。
未来,教师群体将持续深化基于学习通的PBL教学模式改革,在教学设计上不断完善,为平台功能的更新提供建设性意见,可进一步优化:一是结合AI技术开发智能答疑功能,提升指导精准度;二是深化校企合作,将企业实际生产数据接入学习通平台,增强项目真实性。该模式可为动物科学、食品类专业应用型人才培养提供可复制的教改经验。同时,生产终须和企业深度绑定,加强校企合作迫在眉睫,由此提升课堂教学质量,培养更多适应现代畜牧食品产业发展需求的高素质人才。
基金项目
广东海洋大学教育教学改革项目(PX-972024087);广东海洋大学教育教学改革项目(PX-972025066)。
NOTES
*通讯作者。