食品化學實驗課程多維度教學的改革

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摘要：食品化學實驗作為食品科學與工程專業最重要的專業基礎課之一，其實驗教學對學生科研創新能力、獨立思考能力的培養至關重要，傳統的教學模式不利于學生科研能力和科學精神的培養，為了適應新時代人才培養的需求，需要對食品化學實驗課程進行改革。食品化學實驗應對教學實踐進行深入研究，從思政融入課堂、擁抱新的教學載體、深度開放合作、建立合理的評定成績規則和完善保障機制等方面進行改革，通過改革打破傳統的實踐教學模式，促進食品領域人才培養的思想創新、觀點創新、方法技術創新和模式創新。

關鍵詞：食品化學；思政；合作；載體；保障機制

食品化學是食品科學與工程和食品質量與安全專業的一門重要的基礎課程，該學科主要探究食品營養價值、安全性和風味特性，探究食品的組成、性質、結構和功能以及食品成分在各種條件下的化學和生物化學上的變化。該學科因食品工業的興起而誕生，而其不斷深入發展對于現代食品工業來說意義重大[1]。高校食品化學實驗課以實驗為根本，旨在著重促進學生創新意識的形成和完善，并提高其實踐素質和探究水平。然而，就當前該學科教學實踐現狀而言，教學內容陳舊，教學方式難以適應新形勢要求，無助于學生素質的全面提升，實驗條件滿足不了教學需求，在很大程度上抑制了學生主觀能動性的發揮，降低了學生對科研的興趣和關注度，進而導致綜合素養難以得到相應的提升，因此，對食品科學與工程專業“食品化學實驗”課程進行探討與改革具有非常重要的現實意義。

1食品化學實驗教學的現狀

1.1教學內容陳舊，需要調整

1.1.1課程設計簡單，缺乏現實性、遠瞻性

食品化學實驗內容涉及的知識非常廣泛，涵蓋了不同基礎學科。由于各實驗室條件不同，教學課時不同，在制定實驗教學計劃時，通常只能安排一些簡單易懂、易操作的驗證性實驗。傳統實驗課程主要圍繞七大營養素，包括水、碳水化合物、蛋白質、礦物質、維生素、脂質等相關的一些實驗及其性質的測定，以驗證性實驗為主，但是，通常情況下，生產過程中的實際問題涵蓋了各個領域，是高度交叉的，具有很強的綜合性，然而目前的實驗課卻難以反映這一點，實驗課后，學生仍不能解決現實存在的問題。這一事實大大減弱了實驗課在理論研究與生產實踐之間所應具有的鏈接作用，也從側面說明如今的實驗課內容設計缺乏現實性和遠瞻性[2]。

1.1.2與其他實驗課內容易重復

食品化學實驗等專業課一般設置在大二或者大三階段，對于學過幾門基礎實驗課的學生來說，已經具備一定的實驗技能，學生結合過去所學的實驗技能，完全可以完成一些簡單實驗。但是，由于條件限制，食品化學實驗課內容實驗設置綜合性較低甚至某些實驗內容可能在一定程度上和其他基礎實驗課內容一致，因此，實驗內容在設置上應當根據專業進行統籌調整[3]。

1.2教學方式較為滯后

1.2.1輕視對學生探索能力的培養

實驗教師多數依照實驗教材內容講解，最后進行結果分析與探討，這種多年不變的授課模式，學生們只能按照課本進行整個實驗過程。實驗的過程中，老師們重視的是實驗安全，實驗是否啟發學生的思想和科研興趣，往往沒有那么重要。這種刻板的教學安排，非但不能有效促進學生們領會實驗目的，在很大程度上限制學生的發散思維，從而限制他們綜合能力的全面提升，不利于科研能力和創新能力的培養。

1.2.2教學效果參差不齊

受到場地設備和時間的限制，實驗過程具體以小組為單位展開。同組學生之間協作完成實驗，不能做到所有學生都動手參與全部實驗操作步驟，有些學生在實驗過程中出現偷懶和依賴心理，并未積極掌握實驗操作步驟，不能達到應有的學習效果。由于只是機械地遵從教師的安排，大多數學生們在課后很快就會遺忘本次實驗的內容，導致教學成效難以顯現，不利于挖掘學生學習的內在動機[4]。

1.2.3教學方法比較過時

教師在教授過程中仍存在照本宣科的現象，教學實驗內容多年不變，并未與時俱進。教師需要在教學過程中與科技前沿的新成果新發現緊密聯系，并注意與實驗內容相融合，要有學習新教學技能的緊迫性，例如采用新的計算機的多媒體技術，結合互聯網+的優勢等，大力鼓勵老師科研反哺于教學。

1.3實驗條件滿足不了教學需求

1.3.1師資規模不匹配

近些年，高校招生規模不斷擴增，學生規模日益增多，師資隊伍卻沒能進一步擴大，給教研工作帶來一系列問題。一些在崗時間較長的教師要被要求集中精力上好理論課，但卻又被賦予了實驗課的任務，這就大大壓縮了他們進行試驗教學研究的時間，造成實驗教學效果無法令人滿意。

1.3.2經費投入不足

食品化學實驗教學需要設備和器材做載體，很多高校存在科研重于教學，唯論文論現象突出，本科教學經費預算的投入欠缺，致使實踐活動教學設備不足，原材料匱乏，很多食品化學實驗課不能完整地進行，通常只能設計一些簡單易做的驗證性內容[5]。有些重要的實驗，由于實驗條件的限制，如實驗設備貴等，或者實驗存在危險，或者過程復雜，有些必須開展的實驗沒有開展，達不到培養學生的目的。

2針對食品化學實驗改革的對策分析

2.1增加綜合型實驗的設計

綜合性實驗，包括課程內容、專業知識與操作技能等各方面內容，為了學生適應食品工業的發展，實驗內容最好體現綜合性，并且最好與實際生產密切結合。教育部通過對教育評價制度的改革，實施了教育制度改革焦點的新實驗——綜合性開放性實驗，學生的動手操作能力以及自主學習能力被提高，學生根據文獻等資料設計出切實可行的實驗方案，提高了學生學習和動手能力[5]。

2.2思政融入課堂

2.2.1挖掘思政元素，讓思政教育有深度

在大學階段學生通過實踐學到的知識、掌握的技能以及觀念將對職業生涯甚至生活產生深刻的影響，故此，教師將思想政治教育滲透到實踐活動和課堂教學中具有重要的意義。課程思政，即將思政知識與專業知識融會貫通，讓思想政治教育成為專業課程教學全過程的一部分，為了確保專業知識的完整性，思政教育應該涵蓋于教學大綱中[5]，以提高學生的科學涵養。運用食品科學與人文社會科學相結合的方法，以食品化學相關概念、理論和知識的教學為基礎，綜合運用自然、繼續教育培養學生的職業責任感和使命感，教導學生為人處世，引導學生做到認真細致、求真務實、負責的態度，激發學生的主觀能動性。按照食品化學實驗教學特點，在實驗的專業技能和綜合培養兩個不同維度上，發掘出不同的思政德育。

2.2.2融合時事熱點展開實踐，使思政教育多維覆蓋

食品化學實驗這門課程涵蓋了多樣化的思政教育，在實際教學中，結合如今食品化學的社會形勢和學生關注的熱點問題，將時事引入課堂教學，使課堂與社會問題實時接軌，在更深層次思想的領導下培養專業素養，能夠提升學生各方面的能力，將以德育人落實于教學實踐中。在實踐教學課堂中，以專業科研能力為基礎，學生可以運用思政觀念，在實驗中感悟文化元素。

2.3擁抱新的教學載體

2.3.1鼓勵師生定位互變，建立智慧課堂教學

在新型教學過程中，學生是課堂的主導者，這就要求教師改變自身的定位，成為引領課堂的引導者。在動手實驗前，預先告知實驗課題，將實驗的各項要求以及操作目的明確化，讓學生有目的的預習實驗內容，對存疑部分收集資料，待實驗過程中對已查閱資料進行分析驗證，沉浸式體驗操作過程，成為實驗的主導者?；粍訛橹鲃?，為實現逆向課堂打下基礎，教師可在實驗中挑選一些重要而復雜的問題進行講解，逐漸由“當局者”變為“旁觀者”，由“主導者”變為“引導者”[6]。

2.3.2采用基于虛擬仿真平臺的食品化學實驗教學

食品化學實驗中，實驗條件繁多且復雜，一直以來國內學校在進行實驗時面臨很多難題，比如持續時間長、干擾因素多、設備匱乏等，然而，虛擬仿真具有實驗條件、實驗過程可控化和直觀化、突出實驗要點和提高效率等特點，克服了周圍環境條件對實驗的影響，且能夠站在更加宏觀的角度上做系統性的考察，由此優化了實驗教學效果。通過虛擬仿真教學系統進行教學，通過操作模擬設定數值就能觀察到參數的變化，補齊了實物設備缺失的教學短板[7]。

2.4深度開放合作

2.4.1利用好校內資源

優化配置校內資源，食品化學實驗不一定要把實驗課局限在一間固定的食品化學實驗室里面，可以通過整合學校的資源上好食品化學實驗課，比如有些高校是把食品專業放在生物科學學院或者化學學院，可以利用其他專業的實驗條件豐富食品化學實驗課內容，像食品化學酶的實驗完全可以放在微生物實驗室進行操作，關于食品中的一些有害物質的檢測也可以放在無機化學實驗室進行操作。因此，可以充分整合全校資源，取長補短，上好食品化學實驗課。

2.4.2利用好周邊高校資源

加快實現育人資源“校外找”，打造產學研高效交互機制，吸引更多社會有益力量，堅持深化育人資源“校際選”，推動校際交流，促進院校資源開放共享。現在很多高校都地處大學城，高校之間距離得很近，高校間可以互相利用實驗硬件和軟件條件，達到取長補短的效果。深化大學的全面協作，打造更加立體化的成果分享和聯合開發機制，建立更加廣泛的校間合作網絡。

2.4.3利用好企業資源

校內實踐環境不同于企業生產一線，因此，積極推動建立校外實訓基地的主旨就是推動學生實地感受生產實踐情況，借助于針對性很強的校外實習基地使教學質量大幅度提升。同時，充分考慮到企業的需要，合理安排課程內容，將企業崗位、技能要求和課程教學充分融合，從而進一步提升學生參與的積極性和教學質量。

2.5建立合理的成績評定規則

評價是對學生學習效果的測試，它旨在客觀地考核學生各方面的能力，但是，平時實驗成績更依賴于教師的自我印象，無具體標準。在實驗課中，往往同一組學生中的實驗報告的內容幾乎完全相同，因此，對學生的學習成績進行準確、客觀的評價是很困難，通?？荚嚦煽冚^低的學生不知道扣分的原因，也不知道今后如何改進。在教學改革實踐中，一方面要提高平時的學習成績占比，進行量化的測量；另一方面，考核的依據不限于報告、觀察、標準實驗操作、課上提問、課堂秩序、考勤記錄及設備損壞情況等。部分實驗要結合翻轉課堂教學和虛擬仿真教學表現進行評定，評定要結合在課上實驗想法討論以及實驗步驟設計，與此同時，將教師評估與組內和組間評估相關聯，評估內容要涵蓋了團隊報告、實驗設計及成果以及論文寫作等。

2.6完善保障機制

食品化學實驗課是本科教學中一門重要的課程，必須要站在更高的角度，全面統籌管理服務體系、師資力量建設、考核評價體系和資源分配等，一流的本科教育必須得到更加多元保障體系的支撐。立德樹人的理念必須得到充分的貫徹，確保管理重心、師資配備、資源分配都優先供應本科教育。全力支持教學一線必須轉化為行動和效果，這里面離不開扎扎實實的措施，以及實實在在的資源支持，使人才培養的重點工作任務得到優先的支持。

3課程總結

在以教師為中心的實驗教學下，學生未能成為實驗過程中的主導者，以學生為中心，學生則學會了多種方式的主動實踐，如構思、設計、鉆研等。一切教學須圍繞學生的需求而開展，真正做到以學生為主體，教師為主導的新型教學方式，使得學生在牢固掌握理論的基礎上，獲得扎實的實踐工作體驗。

3.1激發學習興趣

通過對食品化學實驗課程的改革，提高了學生運用專業基礎知識分析和解決問題的能力。理論學習和實驗動手能力也得到提高，更加堅定了對食品專業的興趣，降低了食品專業學生轉專業率。

3.2培養學生自主研究能力

對于設計性實驗，鼓勵學生自主規劃，結合生活實際，圍繞食品化學問題設計實驗，獨立解決問題，制定操作步驟、獨立操作實驗，最后完成報告，這樣培養了學生的專業能力，將來進入工作就有可能直接入職上崗。

3.3實驗的成功率大大提高

通過翻轉式課堂學習和虛擬仿真的模擬操作，解決了真實實驗過程時間過長與教學時間短的矛盾，避免了實際操作中昂貴的設備出現問題，也能有效避免學生因不熟悉生產工藝、操作方法帶來的實訓結果無法正常呈現等問題，也大大減少了錯誤操作帶來的潛在安全風險等問題。

3.4調動了學生學習的主觀能動性

實驗前要求學生圍繞實驗項目，通過翻轉課堂學習模式查閱資料了解實驗內容，做好預習。課程建立了幾種交流方式，如“理論課程微信群”“實驗微信群”“發酵QQ群”，大家在群里可以提出問題展開討論。在實驗過程中分工協作，充分調動學生主觀能動性，保證每個學生都能操作，若在實驗過程中發現問題，學生能夠迅速尋求指導老師的幫助。

4結語

教學改革需要長時間的投入和優化，教師必須能夠深刻剖析食品化學實驗課程教學存在的不足，打開眼界，深入了解全球知名大學關于食品化學實驗的先進經驗。與學生溝通交流，傾聽學生們的意見，努力進行實踐教學改進和創新，準確研判未來行業方向，提高食品化學實驗課程教學的預見性，力求在培育人才過程中實現思想、理念、方法技術和模式等多個方面的創新。

作者:趙蘭 林清強 余佳薇 李達諒 單位:福建師范大學生命科學學院