基于大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“食品化學(xué)”課程教學(xué)改革

沈 ，宋 淼，喬明武，黃現(xiàn)青，吳文江，張平安，張建威

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州 450002）

“食品化學(xué)”作為食品科學(xué)與工程等食品相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)支撐課程，在本科生教學(xué)中占據(jù)重要地位。它從化學(xué)角度和分子水平上研究食品的組成（蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物類、添加劑等）、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)與安全性質(zhì)，以及食品的原材料在生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的變化及其對(duì)食品品質(zhì)與食品安全性影響的科學(xué)[1]。“食品化學(xué)”教學(xué)目的在于通過(guò)理論講授、實(shí)驗(yàn)操作、參與生產(chǎn)實(shí)踐等多種教學(xué)手段使學(xué)生熟練掌握“食品化學(xué)”的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和相關(guān)試驗(yàn)技能，為其他食品專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及今后從事食品科學(xué)相關(guān)工作提供有力支持。

培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力是高校教學(xué)工作的重要目標(biāo)，也是提升我國(guó)綜合國(guó)力的重要途徑[2]。現(xiàn)代教育思想強(qiáng)調(diào)，教師不僅要傳授課本中的理論知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。作為食品專業(yè)的主干課程，“食品化學(xué)”的教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力產(chǎn)生直接的影響，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容提高教學(xué)效率

1.1 優(yōu)化課程體系確立“食品化學(xué)”的地位及作用

“食品化學(xué)”課程是大部分高校食品類專業(yè)的主干課程之一，它既建立在“有機(jī)化學(xué)”和“生物化學(xué)”等多門基礎(chǔ)課程之上，又支撐著“食品分析”“食品加工”和“食品質(zhì)量控制”等多門專業(yè)課程。比如糖類、脂類的結(jié)構(gòu)性質(zhì)是“有機(jī)化學(xué)”的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，蛋白質(zhì)、酶的結(jié)構(gòu)性質(zhì)在“生物化學(xué)”中也有所涉及，因此優(yōu)化“食品化學(xué)”的課程體系，解決“食品化學(xué)”與各學(xué)科的內(nèi)容交叉是保證“食品化學(xué)”教學(xué)質(zhì)量的重要條件[3]。結(jié)合提升大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)，提煉“食品化學(xué)”課程內(nèi)容的特色之處，使“食品化學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容更具有科學(xué)性，教學(xué)結(jié)構(gòu)更加合理，整個(gè)教學(xué)體系更符合學(xué)科發(fā)展的要求。

1.2 增加綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新思維

“食品化學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅利于學(xué)生在實(shí)際操作中掌握課堂中的理論知識(shí)，而且可以促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，筆者在“食品化學(xué)”的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為驗(yàn)證、綜合及設(shè)計(jì)3種類型，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上突出綜合及設(shè)計(jì)類的實(shí)驗(yàn)，弱化驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)，從而激發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂中的主動(dòng)性和積極性。“食品化學(xué)”實(shí)驗(yàn)課有20學(xué)時(shí)，共7個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中綜合及設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共4個(gè)，占11學(xué)時(shí)。對(duì)于驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的、步驟、結(jié)果基本上由教師預(yù)先設(shè)定，主要訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能，如在綠色果蔬中葉綠素的分離及性質(zhì)測(cè)定時(shí)，除掌握基本的分光光度計(jì)操作外，還要求學(xué)生能夠利用Excel熟練繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；綜合類實(shí)驗(yàn)是將食品專業(yè)課中與“食品化學(xué)”密切相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行整合，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程；設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)是學(xué)生根據(jù)教師指定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，自行分組查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)際操作后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、討論，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐動(dòng)手能力。

1.3 開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng)提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力

除增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例外，實(shí)踐教學(xué)中還安排了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重在培養(yǎng)學(xué)生的自主科研能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，訓(xùn)練學(xué)生利用“食品化學(xué)”的相關(guān)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。近年來(lái)，學(xué)生積極參與“食品化學(xué)”代課教師的科研項(xiàng)目，通過(guò)參與這些科研項(xiàng)目有效培養(yǎng)了自身的創(chuàng)新精神和運(yùn)用理論知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)由“理論驗(yàn)證型”向“實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)型”的轉(zhuǎn)變，全面培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新與獨(dú)立科研能力。

除此之外，教師還鼓勵(lì)學(xué)生自主申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新的思維能力，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐探索精神。目前，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生申請(qǐng)《無(wú)花果活性物質(zhì)對(duì)食品致病菌的抑制作用研究》等實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目，既培養(yǎng)了學(xué)生的自主實(shí)踐能力，同時(shí)也強(qiáng)化了“食品化學(xué)”的實(shí)踐教學(xué)力度。

2 改進(jìn)教學(xué)方法提升教學(xué)水平

2.1 推進(jìn)多元化理論教學(xué)方式

“食品化學(xué)”課程內(nèi)容豐富且綜合性強(qiáng)，涉及到食品中各種成分的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化及其對(duì)食品品質(zhì)和安全性的影響，抽象性強(qiáng)，而且每一章彼此獨(dú)立、各成體系，要點(diǎn)分散，教師講課時(shí)如果只是一味地照本宣科，很容易使學(xué)生感到枯燥乏味[4]。因此根據(jù)各章節(jié)的內(nèi)容和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)多元化的理論教學(xué)方式是十分必要的。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教師的授課激情，目前采用了案例教學(xué)與互動(dòng)式教學(xué)相結(jié)合、進(jìn)行小組討論、引入前沿知識(shí)等多種理論教學(xué)方式進(jìn)行改革。

首先，針對(duì)“食品化學(xué)”課程中重點(diǎn)、難點(diǎn)和抽象知識(shí)的講解，采用案例教學(xué)和互動(dòng)式教學(xué)相結(jié)合的方式。例如，在焙烤面包的過(guò)程中，對(duì)于發(fā)生的美拉德反應(yīng)進(jìn)行課堂互動(dòng)教學(xué)，使學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與到教學(xué)中來(lái)。其次，針對(duì)“食品化學(xué)”課程中知識(shí)點(diǎn)分散的內(nèi)容，可以在課堂內(nèi)外進(jìn)行小組討論。比如，在學(xué)習(xí)食品中添加劑這一部分時(shí)，可以將學(xué)生分為幾個(gè)小組，每組負(fù)責(zé)一類添加劑。課外時(shí)，學(xué)生自行查閱相關(guān)的資料，每組制作一份PPT，課堂上每組利用5～10 min進(jìn)行內(nèi)容展示和講解，其他小組可以進(jìn)行提問(wèn)，如果有不完善的地方和疑惑，教師再進(jìn)行補(bǔ)充和解釋。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，“食品化學(xué)”相關(guān)新成果、新技術(shù)及新概念不斷涌現(xiàn)，當(dāng)代大學(xué)生思維活躍，接受新生事物能力強(qiáng)，然而“食品化學(xué)”教材內(nèi)容的更新卻相對(duì)滯后，從而導(dǎo)致學(xué)生獲取知識(shí)量和信息量不足。因此，需要在教學(xué)中及時(shí)引入前沿知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生了解一些新的科學(xué)研究課題及成果，從而達(dá)到開(kāi)闊學(xué)生視野，了解學(xué)科前沿的目的。

2.2 構(gòu)建立體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

實(shí)驗(yàn)課在“食品化學(xué)”課程中有著重要的意義，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)踐創(chuàng)新精神和發(fā)現(xiàn)、分析及解決問(wèn)題的能力。但目前的“食品化學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程存在的主要問(wèn)題是課時(shí)少、實(shí)驗(yàn)安排不合理，比如果膠的提取和測(cè)定等實(shí)驗(yàn)很難在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)完成，學(xué)生只能了解實(shí)驗(yàn)原理和方法，無(wú)法將理論與實(shí)踐相結(jié)合；其次實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備有限，如脂肪含量的測(cè)定等實(shí)驗(yàn)，需要用到脂肪儀，但由于實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地及儀器設(shè)備數(shù)量的限制，無(wú)法滿足每位學(xué)生都動(dòng)手進(jìn)行操作的需求，從而很難達(dá)到優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果。

針對(duì)以上問(wèn)題，為提升大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，筆者從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)方式及教學(xué)手段等方面進(jìn)行了改革。首先，調(diào)整了“食品化學(xué)”的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，增加綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的比例，減少驗(yàn)證性試驗(yàn)的比重。其次，改變?cè)袉我坏膶?shí)踐教學(xué)方式，利用多媒體、互聯(lián)網(wǎng)手段（如慕課、微課等）輔助傳統(tǒng)的板書式教學(xué)，改變以教師為主體的教學(xué)形式，將與“食品化學(xué)”相關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題引入到課堂中，鼓勵(lì)學(xué)生分組討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。除此之外，開(kāi)放部分實(shí)驗(yàn)室及教師研究室供學(xué)有余力的學(xué)生來(lái)進(jìn)行課外的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用自己所學(xué)的理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)踐生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題。

2.3 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐理論聯(lián)系實(shí)際

“食品化學(xué)”是一門與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系密切的學(xué)科，通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，開(kāi)展“食品化學(xué)”實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生從課堂走向?qū)嵺`，對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力尤為重要[5]。然而現(xiàn)有的“食品化學(xué)”課程中理論與實(shí)踐教學(xué)相對(duì)獨(dú)立，不利于學(xué)生掌握領(lǐng)會(huì)“食品化學(xué)”的理論知識(shí)來(lái)解決食品加工中的實(shí)際問(wèn)題，因此可以從積極鼓勵(lì)學(xué)生參與生產(chǎn)實(shí)習(xí)、參加教師的科研項(xiàng)目等，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，鍛煉學(xué)生的人際交往能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提升學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新及分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

通過(guò)上述途徑，學(xué)生可以將生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題帶回到課堂中，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行課堂探討，比如有學(xué)生在進(jìn)行戚風(fēng)蛋糕的制備項(xiàng)目中，會(huì)出現(xiàn)蛋糕塌陷或隆起、色澤不均等現(xiàn)象，學(xué)生可以將實(shí)踐生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題在“食品化學(xué)”的學(xué)習(xí)過(guò)程中找到答案及解決辦法，將理論原理實(shí)踐化，從而加深學(xué)生的理解與認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，全面提升了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新及獨(dú)立科研能力。

3 改善考核方式建立全面化精細(xì)化的考核方式

目前，“食品化學(xué)”的課程考核方式是由期末考試評(píng)分、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分及考勤成績(jī)3個(gè)部分構(gòu)成。由于期末考試比例較大且考核方式較簡(jiǎn)單，不能準(zhǔn)確反映出學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解與掌握情況，以及將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的創(chuàng)新能力。因此，需要制定更加全面化、精細(xì)化的考核標(biāo)準(zhǔn)。首先，可以增加多種形式的考核方式，設(shè)置多方面的考核環(huán)節(jié)，全面強(qiáng)化學(xué)生的綜合素質(zhì)。比如，期中設(shè)置論文寫作，培養(yǎng)學(xué)生查詢文獻(xiàn)、整合信息、規(guī)范寫作及辯證性思考的能力；平時(shí)課程中設(shè)置小組匯報(bào)，訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作、搜索匯總知識(shí)、口頭答辯等多方面的綜合能力。其次，采取精細(xì)化的考核方式，調(diào)整書面式考核成績(jī)的比例，注重學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。比如，以往期末考試比重為80%，降低期末考試的比例為60%，將其分配到學(xué)生的實(shí)踐操作、課程實(shí)習(xí)、論文寫作及小組匯報(bào)中。全面化、精細(xì)化的考核方式減輕了學(xué)生的心理壓力，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)過(guò)程的重要性，增強(qiáng)了教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的參與性與互動(dòng)性，有效地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行綜合、客觀的評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

“食品化學(xué)”作為食品類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在食品技術(shù)的革新中起到尤為重要的作用[6]。注重實(shí)踐和創(chuàng)新能力的提升，對(duì)于培養(yǎng)無(wú)論從事科研還是企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的高層次人才都起到了至關(guān)重要的作用。通過(guò)有效的教學(xué)改革，尤其是課程體系構(gòu)建與教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、多元化及立體化教學(xué)手段的利用、精細(xì)化的考核標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置，力求使“食品化學(xué)”課程取得更好的教學(xué)效果，努力培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力，為學(xué)生更好地適應(yīng)科研、生產(chǎn)研發(fā)、分析檢測(cè)等不同崗位奠定基礎(chǔ)。