高等学校“食品化学”课程教学改革的探索与实践
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摘要：针对“食品化学”的课程特点和教学中存在的问题，同时围绕学生创新思维和实践能力的培养，教学团队从优化课程教学内容、创新实验教学体系、改革课程教学模式和考核方法等方面进行了积极探索和实践。结果表明，通过系列改革和实践，学生的学习热情和参与实验、实践的主动性均得到显著增强。另外，学生在食品科学与工程领域的创新思维和动手实践能力也得到了培养、锻炼和提高，为后续专业课程的学习打下了坚实的基础，并最终为食品类专业人才培养目标的实现提供有力支撑。
关键词：高等学校；食品化学；教学改革；创新思维；实践能力
中图分类号：G642 文献标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2019.05.062
Abstract：According to the course features of Food Chemistry and the problems existed in course teaching，and also with the aim of strengthening students' innovative thinking and practical ability，the teaching team of this course have took active exploration and practice in terms of optimizing the curriculum content，innovating the experimental teaching system，and reforming the curriculum teaching mode and assessment method. As a result，the students' enthusiasm for learning，and initiative participated in experiment and practice were significantly improved by a series of reformation and practice. In addition，the students' innovative thinking，practice and cooperation competence in the field of food science and engineering were also developed and enhanced，which built a strong foundation for the subsequent study of major courses，and also provided a strong support to achieve the goal of food talent development.
Key words：college and university；Food Chemistry；teaching reform；innovative thinking；practical ability
“食品化学”是普通本科食品科学与工程和食品质量与安全专业的基础核心课程之一，其主要是从化学角度和分子水平研究食品的化学组成、结构特性、理化性质、营养和安全性质，以及它们在生产、加工、贮藏和运销过程中的变化及其对食品品质和安全性影响的一门学科。该课程为改善食品品质、革新食品加工工艺和储运技术、科学调整膳食结构以及提高食品质量和安全监控水平等提供基础理论支撑[1]。由于“食品化學”课程内容理论性强，涉及“无机化学”“有机化学”“生物化学”“食品科学”等多课程的交叉与融合，对于初学者在认识和理解上存在一定的难度，极易失去学习兴趣。因此，探索新的教学方法、革新常规教学手段、提高学生学习兴趣、使学生从被动接受到主动学习一直是多年“食品化学”教学过程中密切关注和思考的问题。就“食品化学”理论和实验教学过程中存在的常见问题进行探索和讨论，并提出解决方案，以期提高该课程的理论和实验教学效果，为食品专业相关专业课程的教学打好理论基础。
1 理论和实验教学中存在的问题
1.1 课程内容交叉重叠
“食品化学”课程中一些章节的内容与食品专业的其他课程存在交叉和重叠，如“食品化学”课程体系中《水分》、《蛋白质》、《碳水化合物》、《脂质》等章节的内容和“无机化学”“有机化学”“生物化学”等基础课程就存在一定程度的交叉。另外，“食品化学”课程中有关维生素、矿物质、酶等章节的内容与“食品营养学”和“食品酶学”也有一定的重叠；其他章节，如食品风味物质、添加剂则与“食品风味化学”和“食品添加剂”有重 复[2]。在实际教学过程中，由于任课教师很难做到对专业课程体系相关课程教学大纲的深刻领会和把握，难免造成在讲授内容上与其他课程存在一定程度的重复，这不仅会降低课程教学效果，而且还会降低学生的学习兴趣和积极性。
1.2 课程教学内容陈旧
“食品化学”是食品类专业的一门重要的专业基础课，目前随着国内外食品科学与技术发展迅速，新的食品原料、食品加工、包装与贮藏技术，以及新的食品营养与安全问题不断涌现，这就需要“食品化学”的教学内容不断进行更新，以满足食品学科其他专业课程的发展对基础理论的新需求[3]。随着油脂加工及安全控制技术的发展，人们对食用油品质提出了更高的要求，新的油脂适度加工技术和高甾醇食用油也相继出现，然而在目前常见“食品化学”教材中，对脂质体系中植物甾醇及其酯类衍生物的介绍几乎没有涉及，这显然已经不能满足油脂加工及安全检测对基础理论的新需求[4]。因此，在“食品化学”教学过程中如何更新教学内容，加入食品化学领域的最新研究成果，满足食品加工、贮藏和安全控制对基础理论的新需求，已成为“食品化学”教学工作者的一个新挑战。 1.3 多媒体教学手段单一
随着网络教学技术的发展，“食品化学”已经实现多媒体教学的普及。然而，在教学过程中，仍然存在以下一些问题，如多媒体课件制作不够精美，大部分以文字叙述为主，缺乏形象生动的动画和三维演示技术，这就导致教师上课时习惯性地按照课件上的内容照本宣科、平铺直叙，而学生则眼睛盯着屏幕，忙于记笔记，达不到生动形象、科学解释食品化学抽象理论的效果。在教学座谈会上，曾有学生多次反映有些教师上课时PPT切换太快，跟不上讲课的节奏，也没法完整记录教师讲的重点内容，导致听课效果很差，过不了多久就忘得一干二净。综上所述可知，多媒体教学虽然方便，将教师从繁琐的板书中解放出来，但是如果仅仅是文字式的平铺直叙，其教学效果反而不如板书式好。因此，如何科学使用多媒体，将复杂抽象食品化学理论通过多媒体动画或三维演示技术展现出来已成为摆在教师面前的一个重要课题。
1.4 实验教学创新性不够
实验教学是培养和提高学生综合能力和创新思维的重要环节，是理论教学的延续和检验。按照实验的性质，我国高等院校的“食品化学”实验教学可以分为验证性实验、综合性实验和设计创新性实验[5-6]。从目前情况来看，大多数学校仍以验证性实验为主，采取传统教学模式，即教师是主角，课前负责实验材料的准备，试剂的配制、标定和分装，并分配给每组学生；同时，教师将实验原理和具体步骤详尽地写于黑板之上，以便学生照着做。这样学生倒是轻松，只要依葫芦画瓢，就可以得出预定结果，甚至有个别学生课前不预习，上课不认真听讲，做完实验都没弄清其中原理，知其然不知其所以然。因此，现在的实验教学方式不利于培养学生的能动性、思考性和创新性，尽快进行实验教学改革已势在必行。
1.5 课程考核方式不科学
“食品化学”课程的考核必须综合考虑学生理论知识的掌握情况、实验技能和设计创新能力，这也是检验课程教学是否适合培养创新性人才的唯一科学途径[7-8]。以往“食品化学”的课程考核平时成绩占10分，实验成绩占20分，期末考试占70分，一考定等级。值得注意的是在对学生实验综合能力考核时，往往只根据实验报告来确定学生的实验成绩，这样使得个别上课不认真听讲，不主动参与实验设计，靠抄袭别人实验数据的学生，凭着一份工整的实验报告就能获得较高的实验成绩，这显然不能客观、科学地评价学生对食品化学理论知识的掌握情况，更不利于培养食品类创新性人才。因此，改革“食品化学”课程的考核方式已成为当前迫切需要解决的问题。
2 改革措施探索与实践
2.1 优化课程教学内容，实施精品教学
为适应新形势下培养高素质食品专业人才的需求，在“食品化学”教学过程中，应根据该专业课程建设的要求，对教学内容进行调整和优化，以激发學生的学习兴趣，提高教学质量。首先，开课前应充分了解学校食品专业（如食品科学与工程、食品质量与安全）的历史沿革、特色和优势，并根据专业培养计划和课程教学大纲的要求，优化教学内容，避免教学内容的重复。学校食品化学教学团队在给食品科学与工程和食品质量与安全专业的学生讲授该课程时，在具体授课内容侧重点上就有所区别。例如，给食科学生上课时，维生素、矿物质、食品添加剂的内容不作介绍，因为这些知识在“食品营养学”和“食品添加剂”等课程教学中会作更详尽的讲解；相反，在给食安专业学生上课时食品添加剂的内容需重点介绍，而食品中有害成分等章节的内容则无需讲解，因为这些内容与食安专业开设的“食品安全学”和“食品毒理学”等课程重复。另外，任课教师还应该根据食品专业的特色和优势，对具体章节的讲授内容进行优化和升级，以满足专业和学科特色的发展需求，如学校农产品特色资源干燥理论与技术是食科专业的特色优势学科，因此在给食科专业学生讲授水分这一章节时，除了介绍水分活度、水与食品的稳定性等内容外，还根据最新的研究进展，对食品中水分的位转移、相转移和分子的移动性等内容进行拓展和补充，以满足干燥特色优势学科对人才培养的需求。总之，在“食品化学”的理论和实践教学过程中，应结合学校食品专业的人才培养要求和学科发展的特色和优势，对“食品化学”的教学内容进行优化和升级，实施精品教学，提高教学效果和人才培养质量，确保专业和特色优势学科的持续发展。
2.2 采用混合式教学模式，提高教学效果
随着网络和新型多媒体技术的发展，学校“食品化学”教学团队积极进行教学方法和教学手段的改革，利用雨课堂平台这一智慧教学工具，积极探索和实践混合式教学模式，极大地提高了学生学习“食品化学”的兴趣和热情，教学质量显著提高[9]。教学团队建立的雨课堂平台的教学模式主要通过以下3个阶段进行实施。
第一阶段，课前活动安排。教师在课前要科学设计教学方案，精心制作课件，可通过慕课平台、学堂在线、土豆、优酷等网站精选与授课内容相关的视频，并通过雨课堂的“慕课视频”功能将精选的视频片段插入PPT课件中，最后通过雨课堂将制成的课件发送至学生手机终端，供学生课前预习。教师则可通过自己的手机终端，随时掌握学生的预习情况，如浏览课件的页数、有无不理解的难点内容等。学生根据教师布置的学习任务，提前预习课件和相关视频材料，并围绕教师提出的问题收集材料、撰写专案或进行科学实验和社会调研，为课堂小组讨论和成果展示做好准备。这种方式可以极大地提高学生的学习热情和参与度，培养学生自主学习和主动获取知识的能力。
第二阶段，课堂活动的开展。学生通过手机微信登陆线上课堂，快速实现课堂考勤签到。授课时，教师的课件会通过雨课堂平台同步到学生的手机上，学生根据自己对知识点的理解和接受情况，可以通过“雨课堂”平台向教师提问；教师则根据学生的反馈，及时调整讲课的速度，并对学生的提问作进一步解答。为了活跃课堂气氛，提高学生听课注意力，教师在授课过程中可以开启弹幕功能，学生可以通过手机终端就某个问题与教师或其他学生展开讨论和互动。另外，教师也可以通过雨课堂平台发布习题，检测学生的学习效果，并可对答案分布情况及答题正确率作出现场统计，以及时了解学生对相关知识点的掌握情况；同时，教师根据学生对知识点重点和难点的掌握情况进行有针对性的补习，以进一步提升学生的学习效果。 第三阶段，课后活动延续。授课结束后，学生仍可利用手机终端在雨课堂平台上随时查看教师的授课课件，复习课堂学习内容。对于有理解不透或者想进一步探讨的问题，可以通过雨课堂平台的在线留言功能与教师进行互动、探讨，直至问题解决。目前，此功能受到了普遍欢迎，极大地提高了课后复习的积极性和主动性，并可做到实时提问和解答，使线上和线下2个课堂有机融合在一起，显著提高了教学效果[10]。
2.3 改革实验教学，培养学生创新思维
实验教学不仅是对课堂理论知识的检验和验证，而且可以培养学生的创新思维，激发学生探索未知领域的兴趣。为了提高食品化学教学效果，教学团队积极创新实验教学体系，改革传统实验教学内容和实验教学方法，增加综合性、设计性和创新性实验的比例，使该3项实验占总实验学时的比例不低于50%。另外，学院实验教学中心也进行了一系列服务措施改革，大力提高实验室对本科生的开放水平，为综合性、设计性和创新性实验的开展提供了有力保障。
在实验开展时，重点突出学生的主体地位。对于设计性和创新性实验，首先由教师拟定实验题目，并规定实验的主要内容、预期目标和相关要求；然后结合学生的兴趣，将学生分配到不同的实验课题下，组建设计性和创新性实验团队，选定1名组长，实行组长负责制。各团队根据实验的具体目标、要求和研究內容，进行文献资料的查阅并拟定具体实验方案，具体包括确定所需的仪器设备、实验试剂、耗材、测试方法等。在这种实验模式下，学生具有广阔的自由发挥空间，由过去的被动接受和实验过程复制者变为主动思考和实验创新的开拓人。实验过程中材料的准备、试剂的配置、仪器的操作、数据的采集和分析、实验结果的分析与讨论均由学生自己完成。对于实验中遇到的难题，鼓励学生通过文献资料的查阅和小组研讨自己解决，也可在教师的指导和帮助下寻求解决方案[11]。通过设计性和创新性实验的开展，不仅增强了学生对“食品化学”的学习热情和兴趣，而且还培养了学生的创新思维和综合实践能力，为后续食品类专业课程的学习打下了良好的基础。
2.4 革新课程考核方法，科学评估学生学习效果
“食品化学”课程考核是课程体系建设的重要组成部分，是检验教学效果、提高教学质量的重要环节。考试方法和考试内容多样化改革是“食品化学”课程考核改革的核心，也是培养高素质创新性食品类人才的必然选择[12]。教学团队在“食品化学”课程考核实践中进行了大胆探索和改革，并取得了良好效果，现总结如下。
2.4.1 注重过程考核，提高平时成绩比例
“食品化学”课程成绩由期末考试成绩、实验成绩和平时成绩3个部分组成，其中平时成绩占课程总成绩的比例由原来的10%提高至30%。为了加强对学生学习过程的监控和考核，教研组引入“专题汇报”“课堂知识竞赛”和“团队合作”等考核方式，对学生的平时成绩进行科学评价。如食品的变色是“食品化学”教学过程中一个重要的知识点，许多食品在加工过程中均涉及到食品的变色问题。针对此问题，教研组在教学过程中引入专题汇报的方式来考核评价学生对该知识点的掌握情况。学生在课后充分利用学校图书资源、网络数据库资源查阅相关文献资料，进行专题报告撰写，并在课堂上汇报各自的调研成果。这样不仅可以调动学生学习的主动性，而且可以引导学生不断思考，拓展“食品变色”这个知识点的广度和深度，提高课堂教学效果。
2.4.2 注重实践动手能力，完善实验考核制度
为了强化学生的实践动手能力，培养其创新思维，教研组除了增加综合性、设计性和创新性实验的比例外，还将实验成绩占课程总成绩的比例由原来的20%提高至30%。同时，在实验成绩评定时，注重对实验过程的考核，要求学生在实验前做好充分预习，对于设计性实验还要求学生预先制定详细的实验方案，实验中必须独立操作，并能够针对实验中出现的问题及时提出解决方案。实验结束后，要求每位学生对采集的实验数据进行科学统计和分析，并按规范撰写实验报告。实验成绩具体由实验预习和实验方案设计（30%）、实验操作（30%）、实验报告（30%）和实验出勤（10%）构成。该考核方式注重对整个实验过程的考核，可以充分调动学生实验课的主动性和参与性，培养学生创新思维和实践能力，真正做到理论联系实际、学以致用。
2.4.3 注重知识应用能力考核，期末考试命题科学化
为了强化对学生平时学习过程和实验技能的考核，教研组将食品化学期末考试成绩占课程总成绩的比例由原来的70%降至40%；同时在命题时加大主观应用题型的比例，注重考核学生分析问题和解决问题的能力。例如，随着煎炸时间的延长，食用油常常会出现烟点降低、起泡和黏度的增加，对此要求学生结合油脂的氧化、水解和热聚合等知识点进行分析和解释；同时还可要求学生进一步探讨如何选择理想煎炸用油及如何延长煎炸油使用寿命。这样灵活多样的题型，不仅可以提高学生分析问题和解决问题的能力，而且还能激发学生的自主学习热情，提高其思维辨析能力。
3 结语
通过课程理论教学内容的优化、实验教学体系的创新，以及混合式教学模式的实施和课程考核方法的革新等多元化举措，极大地提高了学生学习“食品化学”的兴趣和热情，充分调动了其参与实验和实践的主动性和参与性。近3年教学改革和实践结果表明，学生分析和解决食品化学相关问题的能力均显著增强，能真正做到理论联系实际、学以致用。另外，学生整体的创新思维、实践和协作能力均得到了培养、锻炼和提高，为保障食品类专业人才培养目标的实现提供了有力支撑。教学改革和创新是一个永无止境的过程，只有在实践中与时俱进，不断探索新的教学方法、创新教学手段，才能使高校“食品化学”教学取得更好的成效，培育出更多的高素质创新型人才。
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