在“卓越工程師教育培養計劃”新形勢下的“食品化學實驗”課程教學改革初步探索

時曉磊，馬 爽，張鐵華，楊 彬

（1.吉林大學食品與科學工程學院，吉林長春 130021；2.吉林大學機械科學與工程學院，吉林長春 130021）

早在2010年6月，我國啟用了“卓越工程師教育培養計劃”，目的是為了培養一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的工程技術人才[1]。主要分3個層次進行實施，包括工科的本科生、碩士研究生、博士研究生，目的是培養多種類型的工程師后備人才。其中，工科本科生的卓越工程師計劃是基礎，以吉林大學的食品科學與工程專業為例，隸屬于工學部，在食品科學與工程專業領域起到了舉足輕重的作用，如何適應國家形勢，通過教學改革的方式，培養出適應經濟社會發展的高質量工程技術人才是所面對的首要問題[2]。

根據中華人民共和國食品科學與工程專業高等學校教學指導委員會提出的課程設置，“食品化學”是食品科學與工程專業的主干基礎課，包括2個部分，即基礎理論課與實驗課。“食品化學實驗”是“食品化學”理論教學的深化和補充，具有較強的實踐性。“食品化學實驗”作為“食品化學”課程的重要組成部分，在培養強化大學生創新精神科研能力[3]、動手能力等方面有著重要的作用，課堂中采用不同的方法及檢測手段深化補充理論教學，使學習者對這些理論進一步理解與掌握，并運用這些方法與手段對食品中主要成分的理化特性、營養價值等進行分析[4]。然而，在長期的教學實踐中發現以往的教學方法，在一定程度上與卓越計劃存在一定的差異。對實驗課程中存在的問題進行分析，并對其進行初步探討。

1 目前“食品化學實驗”教學過程中存在的問題

已有的“食品化學實驗”教學模式，分為4個部分。第一部分，實驗前準備。由任課教師確定實驗方案、實驗對象、實驗方法，學會使用儀器、藥品使用和用量，制作成實驗項目卡，提交給實驗輔助教師，由實驗輔助教師準備各項用品。第二部分，實驗開始時。由任課教師制作板書，內容包括實驗目的、實驗原理、操作步驟、注意事項和課后討論，然后對學生進行詳細講解。第三部分，為學生完成實驗、數據處理、實驗報告。第四部分，教師批閱。這種傳統的教學方法存在如下問題。

1.1 注重規范性，創新性不足

“食品化學”的實驗內容，以課堂理論教學為基礎，輔助課堂教學，加深學生對所學習的理論知識的理解，所以以驗證性實驗為主，通過對實驗現象的觀察，加深理論知識的掌握，如食品水分活度的測定、蛋白質的定性反應、碳水化合物的定性反應、油脂的定性反應和植物色素的定性反應等[4]。原有的教學模式更加注重規范性，以教師傳授知識為核心，以驗證理論知識作為主要內容。然而在這種教學模式下培養出的學生存在一定的問題，并不符合卓越計劃的要求，如學生在知識獲得的層面上確實有一定的收獲，然而缺乏學習熱情，無法體會科學研究所帶來的激情和樂趣，只是在固定的模式下完成實驗，而無法發現實驗過程中存在的各種問題，獨立解決問題方面能力不足，最重要的是學生缺乏創新意識。因此，對原有的教學內容進行改革勢在必行。

1.2 注重研究性，應用性不足

采用過多的以驗證性實驗為主的內容，更加側重于研究性，培養出的學生只能是按照一定的操作規程，重復實驗步驟，按照理論所學習的知識分析實驗現象；就深化理解理論課所學習內容方面，這種驗證性實驗具有不可忽視的優勢。例如，實驗題目為美拉德初始反應條件的實驗。美拉德反應是所有學習食品化學的學生的學習重點和難點，這種以科學研究為基礎的驗證性實驗可以幫助學生理解在理論課中所遇到的難點，然而這種條件下培養的學生只能是熟練工種，如何將美拉德反應應用于生產實踐中去，以目前的學生所學習的實驗內容，恐怕永遠都是無法解決的問題。所以，應當采取一定的措施，培養學生對所學習知識的實際應用能力。

1.3 注重培養操作能力，綜合能力培養不足

傳統的“食品化學實驗”教學模式，總共分為4個部分，其中有學生參與的只有1/4，即實驗的操作過程，其余的大部分工作是由任課教師和實驗輔助教師來完成，可以說這種教學方式也是一種變相的“填鴨式”教學，并不適用于新形勢下的工程師的培養。雖然學生對實驗過程了如指掌，動手能力得到了充分的鍛煉，但是學生對于整個的實驗過程沒有了解，有關實驗報告的撰寫部分也是集中在書本或者網絡的知識，最后也只是達到了不求甚解的教學效果，學生的綜合能力并沒有得到鍛煉。

1.4 評判標準單一

教師的評判標準非常重要，不僅是學生學習水平的評價，在一定程度上決定了學生的學習態度。傳統的教學評判標準主要分為3個部分：第一部分，實驗預習情況。在某些情況下，這部分的評價已經成為形式化，大多集中于對實驗預習報告的評分，由于現在網絡資源的豐富，有學生對預習報告的撰寫內容都是來源于網絡，并沒有經過思考，為了完成報告而完成報告。第二部分，實驗數據評價。雖然實驗結果的好壞在一定程度上能夠反映實驗能力的高低，但是部分學生存在數據雷同的現象，這種現象不利于培養學生的嚴謹的科學態度。第三部分，實驗報告的完成情況。實驗報告由實驗目的、實驗原理、實驗步驟、結果分析和討論部分組成，任課教師會根據實驗報告的書寫情況給予評分，評分的標準會參考以下內容：①實驗報告撰寫是否規整，有無抄襲情況；②實驗目的是否明確；③實驗原理描述是否合理，學生理解是否透徹；④步驟是否完全正確；⑤數據結果是否合理，間接證明實驗操作是否正確；⑥討論部分多為實驗過程的注意事項，考查學生對其的掌握情況。以上的評判標準只能說是標準化、規范化，深入探討會發現，這種評價模式依舊是以教師為中心的模式，學生經過多次實驗成績的總結，為了取得較高的成績，在一定程度上會為了迎合教師的評判標準來進行實驗，因此必須進行評判方式的改革。

2 擬采取的改革方案

2.1 改革實驗課程教學內容

傳統“食品化學”實驗課程的學時數目為16學時，實驗設置為8個實驗，每個實驗為2個學時，以驗證性實驗為主。考慮到以上所提到的教學過程中所遇到的問題，在理論課所講授的重點難點內容的基礎上，擬對“食品化學實驗”進行如下的改革，將實驗課程分為4個部分：第一部分為驗證性實驗，主要目的是為了深化理論課堂知識，通過實驗現象的觀察，深入理解理論課堂的難點重點內容；第二部分為綜合性實驗，選取典型的研究對象，如蛋白質、碳水化合物、油脂類成分等，綜合性考查主要的營養成分在運輸、貯藏、加工等不同環境的變化，包括感官水平、理化水平等；第三部分為自主創新設計實驗，設計不同的題簽，學生分組，每組學生從方案設計到實驗的準備、操作步驟、報告記錄和數據處理等各個環節全部獨立完成；第四部分為應用性實驗，結合工業生產，將所學習的知識應用到實際工作中。

2.2 改革授課模式

將以往的以教師為中心的授課模式向模塊化轉變。可以分為4個模塊：第一模塊，預習階段的實驗方案設計。首先由教師給出題目，學生通過閱讀大量的文獻，自己完成實驗方案的設計，提交給任課教師，由教師多次修改實驗方案，直至方案完善，指導學生根據實驗方案制作實驗項目卡，根據項目卡準備實驗，培養學生文獻查閱能力、實驗設計能力、總結能力。第二模塊，小組討論。擬定實驗方案后，根據實驗方案中的步驟進行小組討論，各抒己見，探討出在實驗過程中容易出現問題，并且就此問題進行查閱文獻，提出應對方案，培養學生綜合設計能力、創新能力。第三模塊，實驗進行。按照已經制得的方案進行實驗，合理分工，共同解決在實驗過程中所出現的各種問題，培養學生的團隊合作能力和獨立解決問題能力。第四模塊，實驗報告的書寫記錄和數據分析。提倡實驗結果多樣化，不完全否定不合理結果，可通過討論部分發現問題，并解決問題，培養學生解決問題的能力和嚴謹的科學態度。

2.3 改革評價體系

改革以往的單一的評價體系，使評價體系規范化、系統化、標準化。評價體系應該包括實驗課程的全部內容、實驗方案的評價、實驗過程的評價和實驗報告的評價。

實驗方案的評價，將學生的實驗方案分為5個等級進行評判，分別是優、良、中、合格和差；評判的內容為4個方面，即實驗目的的明確程度、實驗操作步驟設計的合理性、易出現問題的歸納情況、對出現問題的應對方案。

實驗過程的評價，對學生的試驗過程進行詳細的評價，將學生的實驗過程分為5個等級進行評判，分別是優、良、中、合格和差；評判的內容為4個方面，即操作的規范性、步驟的合理性、用時和在實驗過程中遇到問題時解決問題的能力。

實驗報告評分，實驗報告分為7個部分：①實驗名稱的準確程度；②實驗目的是否明確；③實驗儀器使用步驟的說明；④實驗原理，敘述簡捷完整，重點突出，依據正確；⑤實驗內容與步驟內容清楚，步驟簡捷明確，順序正確；⑥數據記錄表格；⑦結果與討論表格規范、整潔、真實、清楚、無涂改，有數據處理的主要過程，按實驗要求處理數據，作圖法處理數據用坐標紙或用計算機打印，作圖格式正確完整，清楚美觀。

3 結語

“食品化學實驗”課程的教學改革任重而道遠，相信經過全體教師的努力，一定會取得較好的成績。從學生的角度，能夠提高學生上課的熱情和興趣，培養學生的設計能力、創新能力、解決實際問題等綜合能力；從教師的角度講，提高教師自身的素質，并且在改革的過程中不斷地發現問題、更新改革方法，一定能夠培養出國家需求的，符合“卓越計劃”的新型人才。