綜合設計性實驗在“食品添加劑”課程實驗教學中的實踐

黃 玥，陸文蔚，崔琳琳，賴婉婷，何思婕，唐立偉，白 晨

（上海商學院 食品系，上海 200235）

實驗教學是本科教學中的重要環節，是培養學生動手能力、解決實際問題能力的重要手段，實驗教學內容中的綜合性、設計性實驗則是培養學生專業綜合素質、創新能力的重要手段[1]。綜合設計性實驗是指在學生具有一定基礎知識和基本操作技能的基礎上，運用某一門課程或多門課程的綜合知識和實驗技能，結合課程教學相關內容而進行的一種由學生主導完成的探索性、復合性實驗。開設綜合設計性實驗的目的是培養學生的系統性科學思維、開拓創新和團隊協作意識，激發學生的參與性和創造性，提高學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理及查閱資料的能力[2-4]。

學校屬于地方應用型本科院校，食品質量與安全專業以服務上海等大型商業城市食品質量與安全保障為主要目標，培養具有“商科基礎+食品質量與安全專業能力”的應用型技術人才。在辦學過程中，此專業致力于構建“商科”特色的實踐教學體系[5]。食品添加劑是現代食品工業的靈魂，沒有食品添加劑就沒有現代食品工業?！笆称诽砑觿闭n程在食品質量與安全專業課程體系中占有重要的地位，是主干專業必修課，課程以“化學”“生物學”“營養學”“毒理學”為基礎，研究食品添加劑的性質及其在食品加工中的應用，以及食品添加劑對食品品質及安全性影響。該課程綜合性強，實驗課程教學內容的設置應考慮多學科知識的綜合應用?！笆称诽砑觿闭n程2 學分，合計30 課時，其中理論教學22 課時，實驗教學8 課時。盡管“食品添加劑”課程的實踐性要求較高，但“食品添加劑”課程實驗教學課時少，相對比較薄弱。以往實驗教學主要以驗證性小實驗為主，難以滿足應用型人才培養的需要。因此，立足上海市食品工業和食品添加劑行業的發展，從食品添加劑滿足企業生產和研發應用的角度，整合“食品添加劑”實驗教學內容，開展基于多課程融合和創新能力培養的綜合設計性實驗教學改革，是應用型人才培養的必然要求。

1 教學設計和要求

“食品添加劑”課程安排在第6 學期，學生已經修讀過“食品化學”“食品營養學”“食品工藝學”“食品安全與衛生學”“食品感官評價”等課程，具有食品研發制作及感官評價等基本能力。食品質量與安全專業的大三學生，課余時間會積極申報學校組織的大學生創新創業訓練計劃項目及踴躍參加學會和行業主辦的各項食品科研創新、技能競賽等項目，食品甜味劑、酸味劑、著色劑、香精、乳化劑、增稠劑和防腐劑等食品添加劑在多種類食品創新創意研發上都有廣泛應用。結合學生的實際情況，在借鑒文獻和相關實踐教學經驗的基礎上[6-9]，將原有“食品添加劑”課程的驗證性小實驗整合為“創意慕斯或水果乳飲料的研發及制作”綜合設計性實驗供學生選擇。慕斯和水果乳飲料的生產工藝均較為簡單，實踐操作難度不大，但生產配方中原配料和食品添加劑的選擇靈活性大，完成思路比較多，學生能有較大的發揮余地，具有極大的創新創意空間。

“食品添加劑”課程綜合設計性實驗教學設計見表1。

表1 “食品添加劑”課程綜合設計性實驗教學設計

2 教學實施

近3 年來，在“食品添加劑”課程的綜合設計性實驗開展過程中，學生能按照實驗教學要求進行分組并做充分的課前準備，在實驗課上每個實驗小組的學生均能積極進行創意食品制作，參與感官評價、配方優化和成果展示，在課后均能及時提交實驗報告。教師在整個實驗過程中主要起引導作用，激發學生主動參與的熱情。

各實驗小組展示了豐富多彩的食品配方和優化因素，提出了各有千秋的創意點。例如，采用新鮮的水果榨汁配合全脂奶粉制作的水果乳飲料，有哈密瓜乳飲料、黃桃木瓜乳飲料、芒果乳飲料、牛油果香蕉乳飲料、蘋果乳飲料、香蕉芒果乳飲料等；通過淡奶油/乳酪/糖霜/黃油/吉利丁的混合攪打，并加入果醬及餅干碎等料液混合倒入模具，經冷藏冷凍成型的慕斯，有草莓慕斯、抹茶紅豆慕斯、酸奶慕斯、巧克力雙層慕斯、奧利奧奶茶慕斯、彩虹慕斯、黃桃雙層慕斯蛋糕、藍莓慕斯、牛奶巧克力慕斯、牛奶芝士鈣強化慕斯等。各個實驗小組均能按要求設計出四因素三水平的正交試驗表，通過對9 次試驗結果的評分，得到最滿意的配方。考慮到的配方優化因素主要為原配料含量（如果汁、乳粉、酸奶、奶油、黃油等）和食品添加劑含量（如酸味劑、甜味劑、乳化劑、增稠劑、穩定劑、營養強化劑等）。提出的創意點主要有低糖、低脂、高鈣、維生素強化等。

部分創意慕斯成品展示見圖1。

圖1 部分創意慕斯成品展示

3 實施效果

綜合設計性實驗實施過程中，學生討論和互動頻繁，動手能力強，成品制作完成之后的感官評價氛圍融洽。課后上交的實驗報告格式較規范、內容較豐滿，是較為成功的教學改革嘗試。教師在考核時側重于學生對實驗的總結和討論分析是否全面、合理和貼切，不以實驗是否成功來評定成績，為學生提供了寬松的創新氛圍，有效培養了學生的創新精神和創新能力，為應用型創新人才的培養奠定基礎。

實驗課程結束后，對參與綜合設計性實驗的189 名學生進行了問卷調查，調查內容包括實驗項目的合理性、對實驗項目是否感興趣、實驗項目的難度、實驗教學效果滿意度及建議等5 個方面[9-10]。問卷調查結果顯示，90%以上的學生對實驗教學效果滿意，認為實驗項目合理，比傳統實驗課程更能激發學習興趣；實驗項目的難度適當，學生普遍認為綜合設計性實驗有益于提高實踐操作、解決問題、團隊協作、科研和創新能力。

綜合設計性實驗對學生提出了更高的要求，打破了之前學生被動“填鴨式”的學習模式，學生勢必從實驗需求出發，會根據實驗任務需求主動去構建知識網絡，即提前對實驗涉及到的相關學科基礎知識進行全面的學習和準備，自覺將學習時間延伸至課外課前。在熟悉課本知識點的基礎上，經團隊充分討論交流后確定實驗方案，并在親自動手實踐過程中去感知并領悟相關知識點，這種以學生為中心的學習模式大大激發了學生的學習興趣，增強了學習效果。

綜合設計性實驗對任課教師也提出了更高的要求，教師既要具備扎實的專業知識和實驗技能功底，又要具備融會貫通的能力，及時了解該領域內最新知識動態，保證能幫助及指導學生順利完成綜合設計性實驗環節的各個階段，引導學生求真學問、練真本領。

4 結語

作為食品質量與安全專業核心課程教學改革的一部分，經過近幾年的實踐與探索，“食品添加劑”課程綜合設計性實驗的實施在整個課程體系改革中發揮了正面和積極的作用。綜合設計性實驗是進行實驗教學改革、提升實驗教學質量、培養具有創新精神和創新能力應用型人才的有效途徑。