基于CDIO理念的《食品化學》理實一體化教學改革思考

李曉英

摘要：CDIO即構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）理念，是為工科學生提出的一種將理論與社會實踐密切關聯的工程教育理念。基于這一理論，本文提出食品化學理論與實驗的一體化教學改革思考，以期通過重組教學內容，加強學生在課前預習、課中教學、課后實驗的參與度，理論與實踐充分結合的教學模式，使學生成為專業基礎扎實、實踐能力突出、具有創新能力的適應食品產業發展和市場需求的專業技術人才。

關鍵詞：食品化學；CDIO理論；一體化教學改革

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）48-0101-02

CDIO理論是近年國外高等工程教育的創新模式，強調工程教育應當關注實踐，這種教育理念與各工程專業的人才培養方案相結合，將教育過程置身于產品生命周期的具體情境中[1]，以科技為基礎，把專業理論、實踐和創新能力有機結合融入教學全過程，使專業知識和工程能力形成一個有機整體，有利于培養出新一代高水平工程師。近年來，CDIO不斷被各高校應用于工程專業的教學改革中，成效顯著，學生的工程實踐創新能力也有顯著提高[2-4]。

食品化學涉及的內容廣泛，兼于化學與食品科學之間，偏重于食品科學，是食品科學與工程、食品質量與安全等專業的重要專業基礎課，是許多后續專業技術（食品加工技術、食品分析技術、開發食品保藏的新理論、新技術等）和新的研究方法的前提和基礎。通過食品化學課程的學習，學生既要對食品材料中主要成分的結構與性質充分理解并掌握，更重要的是熟悉這些物質在食品加工和保藏中的物理、化學及質構變化，以及各成分間的相互作用和變化規律對食品色、香、味、質構、營養和保藏穩定性的影響。掌握這些理論和技術，學生今后便能順利地從事食品加工生產、食品質量檢測和食品質量安全管理等工作。

一、重組教學內容

高等農林院校“十一五”規劃教材《食品化學》是基于食品組成成分的化學分類法對食品化學課程體系的教學內容進行編寫，是目前國內外食品化學專著或教材普遍采用的方法。主要包括水、碳水化合物、蛋白質、脂質、維生素、礦物質、天然色素、風味物質、添加劑、有害成分幾個章節，各章節內容都是以介紹其“結構、性質及加工貯藏過程中的變化及影響因素”這樣的思路進行編排的。根據多次教學研討，減少了一些與其他課程重復的內容。依據食品工業常見的化學成分的變化為指導，重新組織教學內容，見下圖。

二、應用PBL（problem based learning）于教學中

課前提出問題，由教師給定部分問題和學生自行預習提出問題，達到使學生熟悉即將講授的課程內容及相關知識的目的；課堂導入問題，激發學生求知欲，針對之前的問題進行重點知識講解與討論，并請學生總結；課后，提出課后思考題，引導課后復習，通過教材、文獻和互聯網等媒介查找資料，獲取相關知識，達到自我消化、吸收整理知識的目的。這一過程，從食品化學理論的角度，以遵循了CDIO理論，即構思（conceive）主要教學內容、設計（design）教學方法和提出或引入問題、實現（implement）課堂討論及問題分析總結、運作（operate）可操作性的實驗。這些問題或案例可以來源于食品加工工業、食品理化檢驗及日常生活，最終通過學習，獲得解決加工、檢測和生活實際問題的理論基礎，真正讓學生“學以致用”。

三、密切結合理論與實踐

以CDIO理論為指導，針對應用型人才的培養目標，依據在食品工業上經常發生的一些化學現象，結合理論教學，選擇三個層面來確定具體的實驗內容，以加深學生對食品化學基礎理論與食品加工、貯藏過程中各種變化的理解、掌握與實際應用能力。一個層面是理論驗證性實驗。理論驗證性實驗就是保持原來食品化學實驗課程中與食品化學理論教學聯系緊密的一些簡單實驗。如“淀粉糊化程度的測定”、“脂肪新鮮度和氧化程度測定”、“蛋白質功能性質測定”等，這部分實驗的目的是讓學生對課堂理論教學中的主要知識點有更直觀的理解，在講授到相關內容即可開展相應實驗，在特定實驗條件下得出實驗結果，并能用理論知識解釋實驗現象和分析實驗結果。各小組可進行完全相同的實驗內容。另一層面是探索性實驗。拓展對理論教學的理解與認識，要求學生將單一指標作為研究實驗的觀察點，觀測其連續或階段性變化時對特定指標的影響，如“糖濃度對食品水分活度的影響”、“明膠濃度對形成的凝膠質構的影響”、“淀粉糖化過程中DE值的變化”、“油炸時間對油脂品質影響的研究”等，讓學生進一步深入理解因素與指標之間變化規律。在實驗過程中，實驗教師提出了實驗任務和詳細的實驗計劃，要求各實驗小組間因素設計不雷同。

四、完善考核方式

精細化課程考核方式。理論和實驗各占50%，其中理論成績又分為：期末考試成績占40%，課前提出問題及課堂回答問題的能力占20%，平時作業質量占20%，就食品化學某個問題制作簡短的PPT并在課堂上進行講解20%；實驗成績的構成：驗證性實驗20%，設計和綜合實驗80%（實驗選題及方案設計20%，實驗操作20%，實驗結果記錄、分析和討論30%，綜合實驗考核30%）。考核評價方式的改革，有利于調動學生積極性，也將學生從刻板的記憶知識中解脫出來，更多地去注重對知識的靈活運用和實踐操作能力的培養，亦能使教師教學方法得到根本性轉變，注重對學生理論與實踐的綜合能力培養，從而培養出創新性應用型人才。

總之，期望通過以CDIO理念為導向的、“實踐—理論—設計—再實踐”的改革思路，尊重客觀規律，注重學習興趣的培養，在不斷實踐的過程中，讓學生加深對理論知識的理解，體會食品化學作為專業基礎課的重要性和地位，為社會培養出適應行業發展、市場需要的高素質復合型專業技術人才，為地方經濟建設和行業發展服務。

參考文獻：

[1]郭子俠，胡克強，汪東，等.大型國際綜合性運動會運動員村食品衛生管理模式的研究[J].中國食品衛生雜志，2002，14（3）：6-9.

[2]顧佩華，沈民奮，李升平，等.從CDIO到EIP-CDIO―汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）：12.

[3]曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業教師角色轉型[J].高等工程教育研究，2012，（1）：88-91.

[4]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經典模式[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

Abstract：The idea of：CDIO is Conceiveve，Design，implementation and Operation，which is a kind of engineering education idea which is put forward for engineering students，which is closely related to theory and social practice.Based on this theory，this paper puts forward the reform of integrated teaching of food chemistry theory and experiment in order to strengthen students' participation in pre-study，teaching and experiment after class by reorganizing the teaching contents.The teaching mode of combining theory with practice makes the students have solid professional foundation and practice ability.Out，has the innovation ability to adapt the food industry development and the market demand specialized technical talented person.

Key words："Food Chemistry"；CDIO Theory；integrated teaching reform