開放式綜合設計性實驗模式在食品類專業實踐教學中的應用

徐金瑞 鄭傳進 王志江 黃建蓉

摘要 開放式綜合設計性實驗是將理論知識同實際生產相結合，培養學生動手能力和創新素質的重要途徑。

以食品加工與質量控制綜合實驗課程為例，從課程開設目的、實施過程和教學成效等方面探討了開放式綜合設計性實驗模式在食品類專業實踐教學中的應用，以期為高等學校相關專業課的實踐教學改革提供參考，并為創新型人才的培養提供思路。

關鍵詞 綜合設計性;開放實驗;食品專業;實踐教學;人才培養

中圖分類號 S-01 ??文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）08-0275-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.074

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Application of Comprehensive Design Open Experiment Mode in Practical Teaching of Food Specialty—Taking Comprehensive Experiment of Food Processing and Quality Control Course as an Example

XU Jin-rui，ZHENG Chuan-jin，WANG Zhi-jiang et al （School of Food Science，Guangdong Pharmaceutical University，Zhongshan，Guangdong 528458）

Abstract Comprehensive design open experiment is an important way to combine theoretical knowledge with practical production，and cultivate students practical ability and innovative quality.Taking comprehensive experiment course of food processing and quality control as an example， this paper discussed the application of comprehensive design open experiment mode in the practical teaching of food specialty from the aspects of the purpose of setting up this course， implementation process， and teaching effect， so as to provide references for the practical teaching reform of relevant professional courses in colleges and universities， and also provide ideas for the cultivation of innovative talents.

Key words Comprehensive design;Open experiment;Food specialty;Practice teaching;Talent training

實踐教學是理論與實踐聯系的紐帶，對鞏固理論知識、培養學生的動手能力及創新思維能力有著至關重要的作用 [1-3]。傳統的實驗教學過程存在理論與實踐分離、實驗內容固化且多以驗證性實驗為主等問題，由于實驗內容通常只停留在獨立知識點的學習上，割裂了基礎課和專業課之間的聯系，學生只是按照實驗操作步驟操作，學生參與實驗的積極性不高，學生很難將所學知識和操作技能靈活應用于實踐中。這不僅不利于學生創造性思維和解決問題能力的培養，而且嚴重影響了高等教育人才的培養質量 [4-7]。開設開放式綜合設計性實驗是培養創新型應用型人才的重要途徑，也是新時期實驗教學改革的必然結果 [8-9]。如何通過實踐教學充分調動學生的學習積極性，更好地培養學生的創新思維、創新能力以及解決問題的能力，是當前高等教育教學改革的核心內容之一 [10-11]。筆者以食品加工與質量控制綜合實驗課程教學為例，從課程開設目的、實施過程和教學成效等方面探討了綜合設計性開放實驗模式在食品類專業實踐教學中的應用，以期為高等學校相關專業課的實踐教學改革提供參考，并為創新型人才的培養提供思路。

1 課程的開設目的

基于目前實踐教學存在的諸多問題對人才培養質量的影響，根據《教育部關于加快建設高水平本科教育 全面提高人才培養能力的意見》的要求，結合食品學科應用性非常強的特點，廣東藥科大學對食品質量與安全、食品科學與工程2個專業的人才培養方案進行了修訂，增設了食品加工與質量控制綜合實驗課等實踐課程，并將其定位為專業必修課。

開設該課程的目的是使學生在具備基本理論知識和掌握基本實驗技能的基礎上，通過完整的實驗過程，訓練學生獨立查閱文獻資料、歸納信息、設計實驗方案、開展實驗和撰寫報告，從而使學生的綜合應用能力、實踐動手能力以及發現并解決問題的能力得到極大提升。此外，在實驗設計和開展過程中需要對前期所學各門課程的知識點進行梳理和綜合應用，使學生能更好地理解基礎課與專業課的關系，進而摒棄以往“基礎課無用論”的想法，促進學生科研素養和創新能力的培養。

2 開放式綜合設計性實驗的實施

2.1 開課時間

食品類專業的開放式綜合設計性實驗不同于一般驗證性實驗，實驗內容涉及多門課程，比如食品微生物學、食品保藏原理、食品工藝學、食品分析等專業課程，同時在具體實驗指標的測定及數據處理過程中涉及多門基礎課程（如分析化學、儀器分析、數理統計等）的知識點，所以開課時間不宜過早。食品加工與質量控制綜合實驗課程在廣東藥科大學的人才培養方案中是放在基礎課和專業課結課后開課的。E7A4DE81-245F-4FB0-9186-FA4B0B07C4AA

2.2 選題要求

由于綜合實驗串聯多學科知識，通過實驗項目訓練能否達到預期的目的和效果對指導教師有著較大的考驗，因此教師在確定選題范圍時應考慮以下方面 [1]：①所給題目要體現出所學知識綜合性強、可操作性強和難度適中的特點，使學生在充分查閱文獻的基礎上，能夠運用已有的理論知識和實驗技能確定實驗方案，否則會挫傷學生的學習積極性。②所選題目要有較多的設計思路和空間，同時教師要掌握一定的教學藝術和技巧去啟發和引導學生的創新思維，為學生創建一個發現問題、分析問題和解決問題的平臺，從而調動學生自主學習的積極性，使其創新意識和創新能力得到培養和提高。③相較于以往簡單的驗證性實驗，開放式綜合設計性實驗所需時間長，因此在完成實驗的同時還要注重學生自我管理能力和團隊分工協作意識的培養，以保障實驗的順利實施。因此，指導教師應根據學生的學習基礎和現有的實驗條件，圍繞某一有代表性食品的生產全過程和質量控制等問題，確定選題范圍。

2.3 實施過程

以食品加工與質量控制綜合實驗課程的紅葡萄酒發酵生產內容為例，介紹其具體實施過程。

2.3.1 課前準備。

紅葡萄酒釀造是一個復雜的過程，不同的設計工藝對其品質的影響非常大，因此教師在實驗開始前需要對紅葡萄酒的發酵工藝進行簡單介紹，并就影響紅葡萄酒品質的關鍵問題啟發學生思考，從葡萄原料的選擇、原料的處理、釀酒酵母的選擇、酵母菌的接種量、加糖量、發酵條件等方面設計發酵工藝。

2.3.2 實驗分組。

明確實驗內容和要求后，根據班級人數確定每組人數，學生抽簽決定最終研究方向，經班內分組后形成多個團隊，每個團隊推選一名組長。由組長負責組織并協調團隊內的各種活動安排，包括前期資料的收集整理、實驗方案的制訂，實驗過程的開展、實驗數據的處理分析、產品感官與質量評價、課程報告的撰寫和匯報等。

2.3.3 內容模塊化。雖然紅葡萄酒的生產只是簡單的發酵過程，但實際上是食品工藝學、食品分析、食品微生物學、食品質量管理學、食品感官科學、分析化學及統計學等多門課程知識點的融合。為了避免學生因為第一次接觸無從下手的尷尬局面，幫助學生更好地理清實驗思路，訓練其科研思維，教師應有意識地引導學生從5個模塊實施整個過程：①工藝設計;②理化指標分析;③微生物學指標分析;④感官鑒評;⑤課程報告。

不同工藝紅葡萄酒的發酵生產要求學生從原料的選擇、預處理和破碎，加糖量，釀酒酵母的選擇，酵母菌的接種量，發酵條件的控制，產品質量指標（如糖度、乙醇濃度、總酸度等），微生物學指標（如發酵過程中酵母菌的形態觀察和計數、雜菌分析等）檢驗，食品感官鑒評，數據統計分析及報告撰寫等方面對每個模塊制訂詳細的、具有可操作性的方案。同時，結合食品質量管理學課程的學習，制訂詳細的紅葡萄酒生產HACCP計劃書，用以指導整個實驗過程。

2.3.4 組織實施。

方案確定后，組內成員按照實驗方案進行分工協作，合理安排時間開展實驗。對于實驗中遇到的問題，教師不要急于給出自己的意見，讓學生先自主獨立思考，然后提出解決方案并檢驗其可行性。在此過程中，教師要適當啟發學生換角度通過對多個解決方案的比較和優化，提高學生發現問題、分析問題的能力。

2.4 課程報告及匯報

實驗結束后，要求每個小組撰寫一份詳細的課程報告。課程報告中不僅包含傳統實驗的目的和要求、操作過程、實驗結果分析和現象觀察，而且要通過本組與班內其他小組間產品感官質量的對比，從實驗方案設計角度客觀評價本組產品研發、生產、質量控制情況，并針對實驗中存在的問題提出改進意見和建議等。

在此基礎上，每組派出1位組員對本組實驗的實施過程和成果以PPT的形式進行展示和分享。在學生匯報過程中，指導教師應適時引導學生開展組間交流和討論，并就學生討論中存在爭議的問題及時進行解答，最后對實驗總體實施情況進行總結。

2.5 考核方式

課程結束后，指導教師依據學生平時參與情況（組內成員參與實驗情況，由組內成員根據每個人的參與情況就其貢獻度進行評分）、課程報告情況（含實驗方案設計與實施、結果分析與討論、改進措施等）和課程匯報情況 （課程團隊對成果的展示情況、對整個實驗過程的匯報情況、回答問題情況等）等方面進行課程成績評定。

3 教學成效

通過綜合實驗的開展，學生對紅葡萄酒生產過程有了系統和全面的了解，并能對實驗現象和結果進行正確分析，學生的科研思維、操作技能以及發現問題、解決問題的能力得到全面提升。開放式綜合設計性實驗教學模式借鑒目前科研團隊的工作模式，每個人的參與度及其在整個實驗過程中的貢獻度是決定考核的關鍵性指標。開放式綜合設計性實驗教學模式在一定程度上激發了學生的參與熱情，也培養了學生分工協作的團隊意識。在鍛煉學生動手能力、分析問題和解決問題能力的同時，學生的創新能力被逐步激發出來，更容易獲得較大的成就感。

4 結語

食品加工與質量控制綜合實驗自2017年在廣東藥科大學開課以來已有5年，課程也在不斷探索和完善中。總體來看，開放式綜合設計性實驗模式的實施與開展取決于以下條件：一是指導教師自身的業務能力要強，具備對本專業知識融會貫通的能力;所給題目既要體現出所學知識的廣度和深度，又要有較強的可操作性。二是開展實驗的硬件設施要齊全，學生不會因為實驗過程中缺少相關設備而影響實驗進程和積極性。

參考文獻

[1]

徐金瑞，鄭傳進，黃建蓉，等.綜合設計性實驗模式在食品生物技術課程中的應用實踐[J].廣東化工，2010，37（11）：188-189.

[2] 王志兵，張小林.加強實踐性教學環節對提高教學質量的思考[J].教育教學論壇，2015（27）：276-277.

[3] 王震，聶丹.實踐教學創新模式對學校培養高素質創新人才的作用[J].現代企業教育，2015（2）：330.

[4] 許宜申，顧濟華，陶智，等.基于立體實踐教學體系的高素質創新人才培養探索與實踐[J].高教學刊，2019（23）：36-39.

[5] 李燕華，金映虹.植物生理學實驗考核體系的建立與實踐[J].生物學雜志，2019，36（3）：118-120.

[6] 位楠楠，肖徳濤，單健. “三位一體”實驗教學體系的構建與實踐[J].南昌師范學院學報，2020，41（6）：27-29.

[7] 隗寒冰，賀少川.“教學—引導—創新”三位一體實踐教學體系構建[J].實驗科學與技術，2019，17（5）：32- 37.

[8] 吳超， 李紅俠，錢玉梅，等.綜合性設計性實驗在“植物生理學實驗”教學中的應用[J].農產品加工，2020（23）：97-99.

[9] 徐小春，馬文平，納鵬軍，等.《食品分析實驗》課程綜合性設計性實驗教學改革的探索與實踐[J].教育教學論壇，2018（49）：269-270.

[10] 莎娜，王國澤，李俊芳，等.開放式“食品工藝學實驗”教學模式的探索 [J].農產品加工，2016（4）：87-88.

[11] 鄺溯瓊，楊定新，陶利民.開放式研究生綜合實驗中心的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2012，31（3）：109-111.E7A4DE81-245F-4FB0-9186-FA4B0B07C4AA