大数据背景下新工科课程研究性教学模式构建与实践
教 学 成 果 总 结 报 告
第一部分 成果简介及主要解决的教学问题
为深入落实国家新工科建设战略部署，积极响应教育部关于加快推进新工科人才培养改革的号召，主动适应各行业数字化、智能化转型对高素质创新型工程技术人才的迫切需求，着力破解传统专业核心课程教学中存在的“理论与工程实践脱节、知识传授与创新能力培养脱节、教学内容与行业发展脱节”的突出问题，切实解决传统教学模式下“重理论、轻实践，重灌输、轻探究，重结果、轻过程”导致的人才培养质量与行业岗位需求不匹配的痛点。本成果聚焦新工科人才“创新思维+工程能力+核心素养”三位一体培养目标，以食品化学这门食品类专业核心基础课程为试点，立足地方应用型本科高校人才培养定位，系统开展大数据背景下新工科课程研究性教学模式的构建与实践工作。研究过程中，始终以课程内容重构为核心突破口，打破传统食品化学课程孤立的知识体系划分，整合理论知识与工程实践资源，创新构建“基础夯实—能力提升—创新突破”逐级进阶的研究性教学模式，通过教学方法创新、数字化资源赋能、评价体系优化，形成了一套理念先进、方法科学、可复制、可推广、成效显著的新工科课程教学改革成果，有效推动了工科专业核心课程教学质量的提升，为新工科背景下同类专业课程教学改革提供了实践范例。
持续深化课程内容与教学模式革新：面向新工科建设对专业人才提出的工程实践与创新能力要求，针对传统教学中知识碎片化、理论与实践脱节等痛点，率先引入ADDIE系统模型，精准诊断学情与行业需求，优化课程设计，自建MOOC和AI智能体课程，采用“理论研究讲座+研究型实验”双轨实践，引导学生自主探究，构建多元评价体系，实现目标与需求对接、模型持续优化，形成“理论学习—实践探究—总结提升”循环递进。
创新重构“三模块递进”内容体系：将孤立知识单元整合为逻辑联动的三大模块：基础知识模块夯实核心成分结构与性质理论；课程专题研究模块设置基础型、进阶型、应用型三类渐进专题，通过案例驱动让学生亲历“提出假设—设计实验—验证分析—得出结论”全过程，系统培养科研思维与工程能力；学科前沿模块引入精准调控、生物合成等热点技术，拓展学术视野、激发创新兴趣。三大模块实现纵向递进（认知→应用→创新）、横向呼应（案例调用基础理论）、闭环反馈（前沿问题反哺基础深化），有效实现理论与实践的有机统一。
不断探索数字化平台与多元评价协同驱动：依托智慧树、雨课堂等平台，录制理论与实验视频，搭建大数据资源库，使知识结构数字化，“学习画像”精准绘制，突破时空壁垒。基于学情数据构建“三阶实战增值 全过程多元”评价体系，新增项目研究评价及增值评价，加大研究性项目、数据处理及创新成果权重，借助大数据分析实现“一生一策”精准评价，形成“以评促学、以评促教”良性循环。消除了单一评价机制对“知识-能力-素养”融合发展的制约，构建起评价与培养良性互促的新格局。
实践成效显著：近三年，学生获省级以上奖项20余项，就业率保持在93%以上，用人单位满意率达98%以上，涌现出一批具有扎实专业基础、较强工程实践能力和创新潜质的应用型人才。教学团队获教学创新大赛国家级三等奖1项、省级特等奖1项，获批省级质量工程项目、教研教改项目共10项，发表教改及科研论文30余篇，成果获中国网等国家级、省级媒体专题报道5次。该模式已推广至工科同类课程，为地方应用型本科高校落实新工科建设、深化专业基础核心课程改革提供了可复制、可推广的实践范例。
图1 大数据背景下新工科课程研究性教学模式建设成果总结
本成果探索构建大数据背景下新工科课程研究性教学体系，旨在破解应用型人才培养与产业实际需求之间的结构性脱节问题。具体包括：
1.知识碎片化与理论实践脱节
课程知识点分散，缺乏系统关联，难以整合到真实食品品质调控场景中，导致理论与应用严重脱节。
2.学生被动学习与高阶能力培养不足
教师讲授为主，学生缺乏文献研读、实验设计等主动学习环节，解决复杂工程问题的高阶能力不足。
3.评价体系单一与“知能素”协同发展不匹配
过度依赖期末成绩，忽视研究项目、数据处理等过程性评价，无法全面衡量知识、能力与素养的协同发展。
4.学科前沿缺失与创新能力培养滞后
教学内容更新缓慢，缺少前沿技术引入，学生不了解学科发展趋势，创新兴趣及成果转化能力滞后。
第二部分 成果解决教学问题的方法
本成果以研究性教学为核心、大数据技术为支撑、立德树人为根本，构建“体系重构—方案优化—评价革新—思政融合”四位一体的教学改革路径，全面破解教学痛点，提升人才培养质量。
一、构建研究性教学资源体系，夯实教学实施基础
1.重构知识资源体系：重构食品化学知识资源体系，整合为9大核心知识单元，构建“基础知识模块—课程专题研究模块—学科前沿知识模块”三阶递进资源框架；每个单元配套“基础理论+应用研究项目”双板块资源，融入分子模拟、食品组学等前沿技术，开发贴合食品产业痛点的研究性课题、数字化课件、虚拟仿真实验等资源，形成“知识点—研究项目—产业应用”闭环资源链。
2.搭建大数据数字化教学平台：依托智慧树《食品化学》智能体课程搭建线上线下混合式教学平台，实现教学资源全天候共享；运用大数据技术采集学生预习、互动、作业、实验等全流程学习数据，搭建学情智能诊断平台；构建“学研产”协同实践平台，联动企业导师、科研平台，为研究性教学提供全链路技术支撑。
图2 食品化学模块化研究性教学体系
二、重构课程教学方案，突出育人目标导向性
1.明确分层育人目标：对标专业工程认证标准，设定“知识掌握—能力培养—价值塑造”分层目标，聚焦工程实践、创新思维等核心能力培养，将研究性教学贯穿课前、课中、课后全环节。
2.创新研究性教学流程：基于ADDIE模型设计“问题导向—文献调研—方案设计—实验探究—数据处理—成果汇报”闭环教学流程；采用“理论研究讲座+研究型实验”双轨实施路径，通过翻转课堂、小组研讨、项目实操等形式，引导学生自主完成探究任务，强化自主学习与工程思维培养。
图3 三导向・双轨道闭环教学实施框架图
三、创新全过程多元考核模式，完善教学评价机制
1.优化考核结构：课程总评分为过程性（40%）、终结性（50%）、增值评价（10%），新增项目研究评价及增值评价，提高实践与创新能力考核权重。
2.强化过程性评价：依托大数据教学平台，实时追踪学生考勤、预习、课堂互动、项目推进等过程数据，实现学习过程全记录、可追溯、量化评价。
3.完善能力导向评价：实验成绩侧重考核实验设计、操作与数据处理等实践能力；期末考核以案例分析、方案设计等开放性试题为主，全面考查知识应用与问题解决能力，构建覆盖“知识、能力、素养”的全方位评价体系。
实践成效显著：近三年，学生获省级以上奖项20余项，就业率保持在93%以上，用人单位满意率达98%以上，涌现出一批具有扎实专业基础、较强工程实践能力和创新潜质的应用型人才。教学团队获教学创新大赛国家级三等奖1项、省级特等奖1项，获批省级质量工程项目、教研教改项目共10项，发表教改及科研论文30余篇，成果获中国网等国家级、省级媒体专题报道5次。该模式已推广至工科同类课程，为地方应用型本科高校落实新工科建设、深化专业基础核心课程改革提供了可复制、可推广的实践范例。
图4 三阶实战增值 全过程多元评价体系
四、打造课程思政特色案例库，深化价值引领实效
1.系统挖掘思政融入点：围绕国家、河南省、学校、个人四个层面，梳理19个课程思政融入点，涵盖大食物观、食品安全、生态保护、文化自信、社会责任等核心主题。
2.创新精准融入路径：采用“案例导入—问题探究—价值升华”模式，将思政教育与研究性教学深度绑定，通过可视化评价标准保障思政育人实效，培养学生“知农爱农、匠心铸品、守护舌尖安全”的专业情怀与责任担当。
图5 食品化学课程思政的教学构建
第三部分 成果的创新点
本成果针对传统教学动力不足、产教脱节的痛点，以“知识单元+研究性项目”双驱动模式，从模式、技术、育人、应用、评价方面构建全链路闭环育人体系，推动学生从被动学习转向主动建构，全面提升育人质量。
一、模式创新性：“知识单元+研究性项目”双驱动模式
以“知识单元+研究性项目”双驱动模式，突破传统讲授局限，构建以学生需求为核心的研究性教学体系，推动教师从知识传授者转向学习引导者，灵活运用多元教学方法，通过“理论奠基→项目深化→理论优化”的循环，破解传统教学动力不足、知识脱节的问题。
二、技术融合性：全链路数字化赋能教学闭环
依托ADDIE模型驱动流程，借助智慧教学平台实现全链路数字化赋能，将分析、设计等流程通过线上线下互通形成教学闭环，及时反馈学习问题；实现实验视频、文献库等资源24小时共享，支持云端研讨、企业导师远程参与，平台自动追踪学习过程，实现考核客观化。
三、育人全面性：三维目标无缝衔接的项目设计
通过研究性项目实现“知识—能力—价值观”三维育人目标，依托文献研究、实验分析、工艺设定落地项目，在培养学生知识应用、数据分析等能力的同时，以可视化标准量化推进食品安全、科学伦理、社会责任等价值观塑造，实现育人全过程可衡量。
四、应用前瞻性：工业需求驱动的“学研产”闭环
依托工业需求驱动构建“学研产”闭环，将企业实际痛点作为研究性教学的主题，学生实验数据可纳入企业生产数据库，为生产线参数优化提供支撑，优秀方案可指导毕业论文，实现成果反哺产业，推动产学研协同升级。
五、评价体系变革：从“单一结果”转向“多元过程”
打破传统单一结果评价的局限，构建多元化、过程性评价体系，大幅提升研究项目、过程表现的考核权重，细化成绩构成，通过过程考核引导学生创新能力培养，最终实现以评促学、以评促创的目标。
第四部分 成果的推广应用效果
一、校内全面应用，教学质量显著提升
成果已全覆盖食品科学与工程、食品质量与安全等专业，连续多学期常态化实施，累计受益学生1000余人。智慧树平台《食品化学》MOOC稳定运行7学期，拥有理论视频28个、实验视频14个，累计选课3239人、选课学校16所，公共学习者所属学校66所，互动17698次。依托多元评价体系与过程性追踪，实施后学生课堂到课率超95%，课程满意度达92%以上，学生期末成绩与及格率均大幅提升，学生在实验操作、方案设计、数据分析等综合靶点能力上实现显著增长，形成主动探究、学以致用的优良学风。
图6 学生学习效果展示
学生的高阶能力从“依赖教师引导”转向“全程自主掌控”，在复杂任务处理与综合素养上实现显著突破。学生可独立完成食品化学领域复杂技术问题的全流程处理—从自主查阅行业前沿文献与数据，到设计针对性研究方案，再到亲手实施实验操作、采集数据并运用统计工具进行分析，最终形成逻辑完整的研究报告，自主研究任务完成率达85%以上。更能基于研究性项目的探索成果，进一步挖掘深层问题、延伸研究方向，将项目子课题或未解决的技术难点转化为毕业论文课题，实现“项目实践—科研探索—毕业论文”的深度衔接。
图7 学生课前分享“大豆异黄酮”最新研究进展和思路
图8 食品科学与工程学院2025届毕业设计(论文)题目部分展示
二、校际示范推广，辐射引领作用突出
以“知识单元+研究性项目”双驱动为核心，融合大数据混合教学、多元过程评价等关键举措，形成了特色鲜明的教学改革成果模式。该成果已在河南农业大学、河南工业大学、淮南师范学院等5所省内外高校成功落地应用，相关数字化资源与实施方案被广泛引用，改革成果获中国网等国家级、省级媒体专题报道5次，先后吸引省内外10余所兄弟院校前来交流学习，彰显了其在省级教学改革中的示范引领价值。
三、产教深度适配，社会服务成效显著
成果紧扣食品产业需求打造“学研产”闭环，300余名毕业生进入食品加工、安全检测等企业，用人单位反馈学生实践创新能力突出，就业率达93%以上，用人单位满意率98%以上。教学成果直接服务大别山地区特色农产品精深加工与贮藏保鲜，为地方食品产业升级提供人才与技术支撑，实现育人与产业发展同频共振。
四、培养综合素质，学生能力显著提高
改革通过三阶实战进阶路径，分层培养学生基础技能、工程应用与创新研发能力，在项目研究汇报、实验实操、学科竞赛中成效显著。团队教师指导学生获省级“挑战杯”银奖、铜奖各1项，省级学科竞赛特等奖2项，国家级奖项3项，校级奖项3项，院级项目3项；指导学生的毕业论文质量显著提升，累计5名学生获校级优秀毕业论文奖励，2名学生获省级优秀毕业论文奖励，真正实现了“以教促学、以学促创”。成果应用为学生搭建“学以致用、以赛赋能”的实践平台，为食品领域培养兼具理论基础与创新能力的高素质工科人才提供了更坚实的支撑。
图9 专业学生大赛获奖证书（部分）
五、学科团队赋能，示范效应持续扩大
成果推动教学团队快速成长，教师获国家级、省级教学竞赛奖励2项，2人获评省级教学骨干、省级教学骨干名师；发表教改论文6篇，建成省级教学质量工程项目、教学教改项目共10项、校级6项，《食品化学》获批校级一流本科课程。成果模式已复制推广至5门工科同类课程，带动专业整体教学水平提升，形成“改革―建设―提质”的良性循环。
图10 团队教师获奖证书（部分）
