基于雨課堂背景下雙語教學(xué)在食品化學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)踐研究*

宋小娟

(貴州醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)是食品化學(xué)課程的有機(jī)組成部分，與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系比較緊密，具有靈活性、設(shè)計性等特點(diǎn)，更應(yīng)從新的綜合性教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合食品科學(xué)自身的特點(diǎn)，以培養(yǎng)高素質(zhì)人才為目的[1]。目前食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無連續(xù)性，且實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方法陳舊，課前任課教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做好預(yù)實(shí)驗(yàn)以確定各項(xiàng)試劑的添加量，并在課前將所需試劑、儀器設(shè)備等準(zhǔn)備好，學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)步驟以及當(dāng)場演示的操作過程重復(fù)操作即可，學(xué)生沒有主動思考實(shí)驗(yàn)原理，嚴(yán)重限制學(xué)生的獨(dú)立思考和實(shí)踐的能力。針對以上問題，本研究以開放性實(shí)驗(yàn)為載體，結(jié)合食品化學(xué)理論知識設(shè)計與生活相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，并融入雙語教學(xué)。開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是一個以問題為導(dǎo)向的研究與實(shí)踐相結(jié)合的探索性實(shí)驗(yàn)，利用“雨課堂”智慧教學(xué)工具以及MOOC網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)與課外學(xué)習(xí)的有效互動，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)空間，從而建立起由課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和在線指導(dǎo)于一體的混合式教學(xué)體系[2]。

1 雙語教學(xué)在食品化學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用—以發(fā)酵刺梨果汁為例

為了讓學(xué)生切實(shí)體會到學(xué)有所用，選擇被稱為“維C之王”的刺梨(Rose roxburghii Tratt)制作發(fā)酵飲料，讓學(xué)生參與到從原料—發(fā)酵—?dú)⒕善?，并測定發(fā)酵刺梨汁理化指標(biāo)的變化，同時引入雙語教學(xué)，以興趣激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)食品化學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。同時，為了讓學(xué)生將理論知識與實(shí)驗(yàn)更好的聯(lián)系起來，首先進(jìn)行理論課雙語教學(xué)，讓學(xué)生掌握理論知識后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課雙語教學(xué)，開放性實(shí)驗(yàn)課時量分配具有靈活性，改變了傳統(tǒng)教學(xué)課時局限性的問題[3]。

1.1 開放性實(shí)驗(yàn)課程安排

本實(shí)驗(yàn)從刺梨的營養(yǎng)成分(維生素C)、生物活性成分(多酚類化合物)的含量為基礎(chǔ)，通過不同接種量的乳酸菌發(fā)酵、不同的滅菌方式對這些成分的影響，選擇一種損失較小的滅菌方式，整個過程涵蓋了食品專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程：食品化學(xué)、分析化學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)、食品工藝學(xué)、食品微生物學(xué)等課程，對學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰θ矫媾囵B(yǎng)，為學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。課程安排如表1所示。

表1 開放性實(shí)驗(yàn)課程安排Table 1 Arrangement of open experiment course

開放性實(shí)驗(yàn)共計30學(xué)時，10名食品專業(yè)大三學(xué)生參與，從文獻(xiàn)查閱到方案設(shè)計均由學(xué)生獨(dú)立完成，教師指導(dǎo)學(xué)生利用知網(wǎng)、萬方、貴州數(shù)字圖書館以及ScienceDirect等數(shù)據(jù)庫查閱最近5年的相關(guān)文獻(xiàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容撰寫詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案，包括儀器設(shè)備、試劑耗材等，指導(dǎo)教師對方案進(jìn)行修改完善。

1.2 制作雙語課件以及實(shí)驗(yàn)手冊

實(shí)驗(yàn)課的講義和多媒體課件采用中英文對照展示，教師在制作PPT課件時通過補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)材料方法和基本原理等雙語內(nèi)容，多使用簡單句，并配以流程圖讓學(xué)生更易理解和記憶。同時，針對實(shí)驗(yàn)課程的主要內(nèi)容，對關(guān)鍵的專業(yè)詞語以及儀器設(shè)備重點(diǎn)標(biāo)注，如：發(fā)酵(Ferment)、多酚(Polyphenols)、維生素C(Vitamin C)、可溶性固形物(Soluble solids)、菌落總數(shù)(Total number of colonies)、高壓蒸汽滅菌鍋(High pressure steam sterilizer)、恒溫生化培養(yǎng)箱(Constant temperature biochemical incubator)、高速冷凍離心機(jī)(High-speed refrigerated centrifuge)、酶標(biāo)儀(Microplate reader)等。

2 開放性實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施過程

2.1 課前發(fā)布預(yù)習(xí)課件

翻轉(zhuǎn)課堂核心理念是課堂由先教后學(xué)向先學(xué)后教翻轉(zhuǎn)，移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展催生了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，改變了傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式，實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，能夠讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的主動權(quán)，提高學(xué)生參與課堂的積極性，是實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)，達(dá)到更好教學(xué)效果的一種方式[4]。通過“雨課堂”智慧教學(xué)工具，教師將包含實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、操作步驟的MOOC視頻、實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)以及測試題的預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機(jī)，學(xué)生對預(yù)習(xí)課件內(nèi)容可利用MOOC資源初步了解實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟以及試劑配制，對存在疑問的地方主動查閱資源，有效記錄，及時反饋給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況及時調(diào)整上課方案。通過雨課堂中的課前預(yù)習(xí)情況統(tǒng)計、考勤統(tǒng)計、課堂測驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計、課后作業(yè)統(tǒng)計、學(xué)生進(jìn)入課程的次數(shù)、上交作業(yè)的情況等數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計分析，全面涵蓋了學(xué)生在整個課程學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)情況[5]。

2.2 課堂講解

在雙語教學(xué)中，針對講解內(nèi)容的難易程度以及學(xué)生預(yù)習(xí)反饋的結(jié)果，對中英文比重進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，遵循由淺入深、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，并且在英文講解時，盡量放慢語速，使學(xué)生能夠聽懂[3]。開放性實(shí)驗(yàn)課堂上將板書與多媒體相結(jié)合，比如將專業(yè)詞匯、主要試劑寫在黑板上，講解儀器時，直接向?qū)W生們展示實(shí)驗(yàn)室儀器實(shí)物，對于操作步驟可展示PPT課件中的MOOC視頻資源。課堂上學(xué)生實(shí)時答題、彈幕互動，這樣“線上+線下”混合式教學(xué)，既能激發(fā)學(xué)生的自主性，又能發(fā)揮教師的啟導(dǎo)作用，從而有效提升了課堂有效性。

2.3 開放性實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施方案

根據(jù)課前預(yù)習(xí)以及課堂教師講解情況，學(xué)生進(jìn)行自由組合，分成小組開展實(shí)驗(yàn)。如發(fā)酵刺梨汁的制備：刺梨打漿，分別添加白砂糖，各小組分別按0%，1%，3%，5%，7%不同比例接種活化的植物乳桿菌菌種，30 ℃恒溫發(fā)酵48 h，通過比較不同接種量對發(fā)酵后刺梨汁的多酚、VC、可溶性固形物含量、pH值的影響，從而分析出最佳接種量。在實(shí)驗(yàn)過程中會使用高壓蒸汽滅菌鍋、恒溫培養(yǎng)箱、酶標(biāo)儀、pH計以及手持阿貝斯折光儀等設(shè)備，在使用過程教師首先操作演示，強(qiáng)調(diào)儀器使用注意事項(xiàng)，學(xué)生操作過程出現(xiàn)不規(guī)范行為，教師要及時糾正。通過預(yù)習(xí)以及課堂練習(xí)，學(xué)生掌握測定多酚和VC以前，需要測定多酚、VC的標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定標(biāo)準(zhǔn)曲線的時候也格外注重取量的精準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)品的稱量采用分析天平，將標(biāo)準(zhǔn)品稀釋成不同濃度梯度，按照文獻(xiàn)方法配置試劑，將不同濃度標(biāo)準(zhǔn)液與其他試劑進(jìn)行反應(yīng)，將發(fā)生反應(yīng)后的溶液添加到96孔板中，在酶標(biāo)儀上測定不同濃度標(biāo)準(zhǔn)品的OD值。同時規(guī)范的掌握移液器的使用方法，在對樣品進(jìn)行稀釋后用酶標(biāo)儀測量吸光度的過程中各組平行組之間標(biāo)準(zhǔn)差較小，測定標(biāo)曲的相關(guān)系數(shù)R2=0.999。樣品中可溶性固形物含量的測定使用手持式阿貝斯折光儀，為防止不同樣品間交叉污染影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生掌握到每次測定完一個樣品以后都要清理干凈樣品窗口，在pH值測定過程中掌握到每次測量前和測量后都要清洗電極，規(guī)范操作儀器。

殺菌是食品加工過程中常見的一種處理方式，殺菌過程對食物中的營養(yǎng)素和生理活性成分造成一定的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，將不同接種量的5組樣品分別采用巴氏殺菌(90 ℃，10 s)、超聲波(900 W，45 ℃，15 min)以及微波(400 W，120 s)處理，探討不同殺菌對不同接種量發(fā)酵后的刺梨汁維生素C、多酚含量以及活菌數(shù)的變化，使學(xué)生認(rèn)識到最大限度的保存食物中的營養(yǎng)成分，加工方式的選擇非常重要。在進(jìn)行活菌數(shù)指標(biāo)測定過程，學(xué)生掌握將不同殺菌處理以及未殺菌的發(fā)酵刺梨樣品進(jìn)行活菌計數(shù)試驗(yàn)，將待檢樣品采用無菌的生理鹽水進(jìn)行梯度稀釋，將不同稀釋度的樣品100 μL涂布到PCA培養(yǎng)基中進(jìn)行涂布，涂布完后便將培養(yǎng)基倒置，接下來就將涂布好的培養(yǎng)基進(jìn)行標(biāo)號分組，然后用保鮮膜進(jìn)行固定，放入37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中48 h。整個樣品的稀釋和涂布都是在無菌工作臺(超級工作臺)中完成的，并且整個過程都得在酒精燈旁進(jìn)行操作，每次涂布前后都要對涂布器和錐形瓶瓶口進(jìn)行灼燒滅菌，特別需要注意的是涂布器灼燒完后要冷卻，避免高溫照成實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果未造成污染。在活菌數(shù)計數(shù)過程，學(xué)生提前查閱文獻(xiàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇菌落數(shù)在30～300個之間的培養(yǎng)皿進(jìn)行計數(shù)，將計數(shù)結(jié)果乘以相對應(yīng)的稀釋倍數(shù)以后采用科學(xué)計數(shù)法記錄，單位是CFU/mL。

2.4 數(shù)據(jù)分析與討論

各小組完成實(shí)驗(yàn)以后，指導(dǎo)教師集中講解數(shù)據(jù)處理與分析，對多酚和維生素C測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果導(dǎo)入Excel制作標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，計算不同處理組的多酚、維生素C含量。同時根據(jù)各組測定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)批量處理，并指導(dǎo)學(xué)生安裝SPSS、Origin等軟件，分別對各小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表示采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同時利用SPSS對各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，當(dāng)P<0.05時表示各組間存在顯著差異，根據(jù)實(shí)際情況選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用三線表形式表示，或者利用Origin作圖，并要求學(xué)生在作圖和數(shù)據(jù)分析時盡可能采用英文，提升運(yùn)用英語的能力。

2.5 撰寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，各小組將實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總給大組長，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行組間方差分析，得出結(jié)論，組內(nèi)成員根據(jù)指導(dǎo)教師提供的論文撰寫模板，分工完成文章前言、材料與設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)分析討論以及全文格式校對。通過分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果、查閱大量參考文獻(xiàn)撰寫前言等，能夠提高學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題解決問題能力，因此在畢業(yè)實(shí)習(xí)過程中能快速進(jìn)入實(shí)習(xí)狀態(tài)，獨(dú)立完成方案撰寫、儀器設(shè)備的使用以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，對實(shí)習(xí)期間順利完成研究內(nèi)容起到重要作用[6]。

3 結(jié) 語

雙語教學(xué)是一個循序漸進(jìn)的過程，通過雨課堂智慧教學(xué)工具和MOOC資源實(shí)現(xiàn)“線上+線下”混合式的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。我們以開放性實(shí)驗(yàn)的方式開展綜合性的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)雙語教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)的積極性，同時，學(xué)生掌握了食品研究常用儀器設(shè)備、專業(yè)名詞的英文以及研究過程所需文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計、數(shù)據(jù)批量處理和分析討論以及作圖等技能。學(xué)生運(yùn)用英語的能力逐步提升，對于了解食品化學(xué)領(lǐng)域最新動態(tài)及進(jìn)展、學(xué)習(xí)最新國際研究方向意義重大。