河南省精品课程《食品工艺学》教学改革与实践
作者 : 未知

  摘要:《食品工艺学》是高等院校食品科学与工程专业的一门综合性和实践性很强的专业课,二十多年来课程组在教育思想和教学理念、教学内容更新和优化、教材建设、教学方法、手段改革、改善实践教学条件、实践性教学改革、产学研结合等方面进行了深入探索和研究,形成了将现场教学、网络教学等多种教学方法融合一体的多元化立体教学模式、以“实验课―综合性设计性大实验―实习―课程设计―创新活动”为主线的实践教学新体系和产学研并行,促进先进科研成果与优质教学资源的有机集成和有效互补的新思路,取得了满意的教学效果。
  关键词:食品工艺学;教学改革;实践教学
  
  《食品工艺学》是高等院校食品科学与工程专业的一门综合性和实践性很强的专业课,是应用化学、物理学、生物学、微生物学、食品工程原理和营养学等各方面的基础知识,研究食品的加工、保藏、包装、运输等因素对食品质量、营养价值、货架寿命、安全性等方面的影响,是开发新型食品和探讨食品资源利用的基本理论基础,是实现食品工业生产合理化、科学化和现代化的一门应用科学[1][2]。我校自1984年开始开设《食品工艺学》课程,二十多年来,课程组深入探索教学改革与教学研究,主要涉及教育思想和教学理念、教学内容更新和优化、教材建设、教学方法、手段改革、改善实践教学条件、实践性教学改革、产学研结合等方面。通过教学改革和教学研究的实践,培养学生独立思维与自我获取知识的能力,取得了较好效果,2008年《食品工艺学》被评为河南科技大学精品课程,2010年成为河南省精品课程。
  一、更新教育思想和教学理念
  注重学生的个性化和自学能力的培养,教会学生从“学会”知识向“会学”知识转变,使学生从被动学习向主动学习转变,培养学生独立解决问题及创新能力。为此,在教学过程中力求向学生贯输新的教学理念,如在授课中,采用启发式、互动式、讨论式等教学方法,将知识点与实践密切结合,教学生在学习中发现问题,寻找并分析解决问题的方法,即掌握学习的方法;在实践教学中,通过综合性设计性实验、实习、课程设计、开展第二课堂科技创新活动,以及激励学生参与教师的科研活动,在实践中提高学生的创新能力。
  近年来,课程组教师主持河南省、河南科技大学教改和实验研究基金项目12项,获得河南省高等教育省级教学成果二等奖一项,河南省高等教育教学鉴定成果两项,校级教学成果五项,发表教研论文14篇。
  通过20多年教学改革的不断深入和完善,已形成了先进的、符合专业改革趋势的教学理念,教学模式逐步由“以教师为中心”的传统模式向“教师主导,学生主体,学教并重”的模式转变,学生的综合素质普遍提高,受到用人单位的欢迎和肯定,毕业生一次就业率连续三年在95%以上。
  二、优化和更新教学内容
  《食品工艺学》是一门涉及多学科知识的学科,内容繁杂,既包括各种食品的保藏工艺,又涵盖各种食品的加工工艺,学生在有限的时间内难以接受和吸纳庞大的信息,教学过程中不可能面面俱到,在全面分析食品工艺学各种不同类型的工艺课程的基本知识、基本理论和基本技能的内容的基础上,根据社会需求和本校的特色、优势,将乳制品、软饮料、焙烤食品等作为主讲内容。在教学过程中,重点讲解加工理论、关键加工技术及质量控制,首先让学生了解各种食品原料的基本特点,然后讲解加工理论和工艺,旨在使学生触类旁通。
  近年来食品工业在技术和设备上发展迅速,如生物技术、现代分离技术、干燥技术、微胶囊技术、超高压食品加工技术、超临界流体萃取技术、低温粉碎技术、微波能及辐照技术等。课程组根据社会需求和现代人才培养目标,通过修订教学大纲,对教学内容进行更新,将国内外食品科学技术的最新发展动态不断充实到教学内容中,新增“食品加工中的高新技术”一章内容,并且在教学过程中,把食品加工新技术充实到各章内容中,保证每次授课均有10%~15%的内容更新。如及时将原料乳除菌的微滤和离心技术、高效酶―膜生物反应器生产低乳糖乳技术、特异性酶处理对乳蛋白质进行改性生产低过敏原性婴儿乳粉技术、微胶囊化营养强化技术、乳清浓缩和脱盐的纳滤技术、超高压和超声杀菌技术、冷冻浓缩技术等引入到“乳与乳制品加工”模块中;在讲解软饮料时,增加了野生资源和中药材饮料等内容。
  三、改革教学方法和手段
  (一)改革教学方法
  《食品工艺学》课程是一门实践性很强的课程,根据课程的特点,教学过程中既要求学生掌握食品工艺学的基本理论,还要求学生在实验课中,掌握基本操作技能,了解最新食品加工方法及发展趋势。为此,力求教学形式多样化,注重理论与实践相结合,科学研究与教学相结合,学科发展前沿与教学知识点相结合。
  1.启发式教学。食品工艺学不像数理化那样,可用推导公式的方法教学,只有让学生了解和掌握食品原料的特性、食品加工的基本理论和技术,才能帮助学生掌握课程内容。如在讲解乳品发酵剂制备时,启发学生了解乳酸菌生命活动的基本规律及影响这种规律的外界条件,通过改变外界条件,控制这种规律,使其为生产服务,获得更多、更好的产品。采用启发式教学,启发学生思考,提高学习兴趣,增强理解,使理论与生产实际结合,达到活学活用的目的。
  2.互动式、讨论式教学。为提高学生的学习主动性,除教师讲授外,安排一些时间给学生,就某个主题,展开讨论,或者事先布置给学生一些专业内容,让他们有充分的时间查找资料,总结文献,做5~10分钟的报告,让学生相互提问,增强提出问题、解决问题的能力;有时也把学生分组,让其自主选择感兴趣的知识点,准备资料,推选一名同学作报告,这样既提高了学生查阅资料、综合分析问题的能力,又加深了对知识的理解和记忆,掌握了更多的知识,以此提高学生的学习主动性。许多毕业生和在校学生都认为这种教学形式灵活多变、富有新鲜感和挑战性,同学们有强烈的参与感和责任感,既学到了知识、掌握了重点,又锻炼了自己思考问题、解决问题的能力,同时其面对大众的演讲技巧和自信心也得以提高,对今后的工作帮助很大。
  3.专题式教学。根据教师的科学研究方向分专题进行,即专题式讲授。教师在讲授时将理论与实际科研生产相结合,让学生了解学科前沿及生产动态。课程组规定,每个专题应在教学大纲中选定,主讲教师结合自己的知识组织问题,引导学生结合生产实际学习理论知识,激发学生学习兴趣。
  4.对比式、总结式教学。对于每一门课程总有一部分知识是有一定的平行和对比性质,对于这一部分知识如果能够进行对比式讲解会加深学生对知识的理解。例如在讲完巴氏杀菌乳、UHT灭菌乳、瓶装灭菌乳三种产品加工工艺后,让学生利用对比法理解和记忆其主要的特点和区别,效果较好。
  主讲教师在讲解完几章内容后,给出一个针对这几章的综合讨论题,首先由学生复习归纳、查阅资料,上课时进行演讲、讨论,最后由教师总结。这种教学形式培养了学生融会贯通的能力。
  (二)改革教学手段
  课程组充分利用多媒体、网络技术,促进教学手段的现代化,尽可能直观、形象地讲解知识,增加动感和形象思维,扩充信息量,活跃课堂气氛,为教与学互动创造条件。
  从2001年起,本课程告别了原始的黑板加粉笔的教学方式,全部采用多媒体教学。针对本课程实践性强的特点,课程组深入企业,收集整理了5000多幅图片信息和400多段录像,制作了30多种食品加工视频、200多个动画,开发出了编排形式新颖、图文并茂、实用性强、整体效果好的多媒体课件。如在讲授“酸奶加工工艺”这一节内容时,将搜集的各种酸奶图片通过投影仪展示出来,使学生对各种酸奶有更直观的认识;在讲授“酸奶加工工艺”之前,组织学生观看配套的教学录像,使学生对酸奶加工整个过程有一个感性认识,然后在课堂上详细讲解每一个工序的目的、作用和方法。由于此教学形式形象生动、内容丰富、知识容量大,提高了学生的学习兴趣,使学生在有限的时间内获得更多的信息。
  课程网站提供了丰富的教学资源,设有教学录像、电子教案、教学课件、网上答疑、作业习题、在线测试等完整的教学辅助平台;通过网上答疑实现了师生互动,学生可24小时随时上网提问,课程组保证每天有值班教师负责回答学生的问题;通过课堂作业、复习题库和在线练习,学生可完成网上在线自测;通过在线观看视频,学生可了解企业生产状况和食品加工的全貌;通过网站相关资源栏目,可了解相关食品网站、期刊、参考书目、名人堂、食品百强企业以及食品高新技术介绍等内容。
  四、强化教材建设
  在教育部淡化专业的通才教育教学大改革精神指导下,专业课学时大大缩减,而实用型人才培养又必需使学生专业基础知识扎实且动手能力强。为解决这一矛盾,课程组全力进行了教材改革和建设,将食品工艺的原理、方法和技术编写成9本系列辅助教材或专著,作为专业选修课或选读教材,拓宽和深化学生的专业知识面及深度,加强本科生对基本理论知识的学习和实践技能的掌握。
  五、改善实践教学条件
  通过学校实验室建设专项经费、实验教学经费、重点学科建设项目、特聘教授设岗学科建设项目、中央与地方共建实验室建设项目、科研经费投入、企业资助实验室建设经费等改善实验教学条件,近五年已累计投入建设经费390万元,目前已具备了食品工艺学实验室、校内学生课外实践基地、校外实践教学基地三位一体的实践教学条件。
  1.食品工艺实验室。现有3个食品工艺实验室,1个仪器室,2个准备室,实验室面积360m2,实验室拥有各种加工设备,如电热锅炉、高温杀菌设备、超高温瞬时杀菌设备、真空封罐设备、真空包装设备、高压均质机、胶体磨、各种浓缩设备、喷雾干燥、真空冷冻干燥、真空干燥、速冻、超临界萃取等设备以及酸奶、肉制品、碳酸饮料、焙烤食品小型生产线等。此外学院还拥有高效液相色谱仪、傅立叶变换红外光谱仪、蛋白质纯化分析仪、原子吸收分光光度计、多功能食品成分分析仪、食品质构仪、气质联用仪等大型分析仪器和设备。实验室对本科生全面开放,学生可在实验室内进行食品工艺学课程实验、综合性设计性实验、课程设计以及新产品开发、工艺设计等。
  2.校内学生课外实践基地。学院有河南省食品加工与安全实验教学示范中心,设有400m2的食品加工实训基地,学生可在实训基地内从事实践训练及创新活动;建立了洛阳市乳业工程技术研究中心和洛阳市天然产物提取分离工程技术研究中心,学生可参与科研和产品开发;学院还设有分析测试中心和农产品加工与贮藏实验室、生物化学与分子生物学实验室、食品工程实验室、生物工程实验室、食品营养与分析实验室、食品微生物实验室、食品质量控制与安全性评价实验室等十个公共实验平台,对本科生全面开放,学生可自主进行课外实践活动。
  3.校外实践教学基地。建立了5个实践教学基地,定期送学生到不同的企业实习,了解企业的生产设备、工艺和经营管理,加强学生对工业化生产过程的认识,达到理论与实践相结合。
  以上所具备的实践性教学环境,可以确保学生进行实验操作、参观实习、课程设计等实践活动。通过理论与实践的结合,学生可更好地理解食品工艺学的理论知识,为毕业后在企业和科研单位工作奠定良好的基础。
  六、强化实践教学
  高度重视实践教学,把实验教学延伸到市场,形成了“实验课―综合性设计性大实验―实习―课程设计―创新活动”为主线的实践教学新体系,提高学生的实践技能,促进学生创新能力的培养。走向工作岗位的学生很快适应生产需要,成为技术骨干,考上研究生的同学动手能力受到导师一致好评。
  1.把实验教学延伸到市场。课程组进行了食品工艺学实验教学面向市场发展需求的改革,其基本方案是:在食品工艺学实验每个环节中,贯穿一切从提高学生适应市场需要能力出发的全新理念,实验内容随市场发展变化而不断更新;把实验室变成“生产车间”,让学生动手加工食品,由学生对“生产车间”进行管理,从市场调查、成本核算、原料采购、加工生产、品质检验到产品销售,完全按照企业的生产管理模式进行。目前学生在实验室内可开发、加工乳制品、肉制品、功能性饮料、果蔬制品和焙烤制品5大类50余个产品。显著提高了实验教学效果,为毕业生就业打下坚实基础。
  2.加大综合性设计性实验的开发力度。加大综合性设计性实验的开发力度,在总结以前食品工艺学实验课经验的基础上,课程组编写了《食品工艺学综合性、设计性实验指导书》,开设了涉及肉制品、乳制品、果蔬制品等方面的3个综合性实验,设计了17个设计性实验。综合性设计性实验的开设使学生掌握了原料验收、配方设计、工艺流程设计、工艺参数设计、产品品质分析、保质期实验的方法和技术,在教学过程中获得广泛好评,“食品工艺学综合性设计性实验的开设及课件开发”2006年获河南科技大学实验技术开发一等奖。
  3.多途径、全方位开展创新实践活动。课程组通过指导学生参加“挑战杯”竞赛、大学生研究训练计划(SRTP)、教师科研、组建学生科技社团等系列活动,提高学生的动手能力和创新能力,使学生在兴趣中学习,在学习中思考,在思考中动手,在动手中创造。
  (1)参加“挑战杯”科技竞赛。课程组每年选派教学经验丰富、科研水平高、实践能力强的教师指导学生参加各级“挑战杯”科技竞赛,取得了较好的成绩。近年来,课程组指导的大学生课外科技作品,分别获得河南省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖一项,二等奖一项,鼓励奖四项。
  (2)申请大学生研究训练计划。近三年,课程组教师指导学生申请河南科技大学大学生研究训练计划(SRTP)项目25项,直接受益学生近百名,SRTP项目的实施对提高大学生综合素质,培养创新精神和实践能力起到了重要作用。
  (3)参与教师科研。课程组要求每位教师在研的科研课题向本科生开放,每学期吸收3~5名优秀本科生参加自己的科研小组,进行科研实战训练,截至目前共有220名本科生参加了食品工艺学课程组老师的科研,大大加强了对学生动手能力、科研能力和创新能力的培养。
  (4)成立科技创新社团。课程组教师指导本科生结合专业成立了“大学生创业中心”科技社团,进行科技创新实践,取得了显著效果。《洛阳电视台》、《河南新闻联播》对大学生的创业活动进行了专题报道,在社会上取得了良好的反响。
  七、加强产学研结合
  近五年来,本教学团队获得省部级科研经费182.5万,地方政府及横向科研经费277.5万,其中135万用于购置仪器设备,改善了实验技术条件;取得了一批优秀的教学及研究成果,并适时地将这些成果固化到人才培养计划、教材以及实验教学中,更新了教学内容;近600名学生接受了科研培训,提高了学生解决实际问题能力和创新能力。
  课程组与10家企业签订了全面合作协议,建立了实践教学基地。一方面为学生提供了稳定的实习场所,另一方面,为企业解决实际生产中存在的问题,锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
  参考文献:
  [1]张桂芝,王琼,李向丽.食品工艺学课程教学的研究与探索[J].中国科技创新导刊,2009,(3):47.
  [2]卞科.教育教学改革与发展研究[M].合肥:安徽大学出版社,2008:178-181.
  
  基金项目:河南省高等教育教学改革研究项目(2009SJGLX156),河南科技大学教育教学改革项目(2009y-064)。
  作者简介:康怀彬(1963-),男,副教授,硕士生导师,河南省师德先进个人,河南省高校优秀党员,河南省洛阳市优秀教师。