“食品分析”課程教學改革與實踐

朱 苗，李剛鳳，劉慶慶，謝 勇

（銅仁學院材料與化學工程學院，貴州 銅仁 554300）

“民以食為天，食以安為先”。食品安全關系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全，是全社會廣泛關注的重要民生問題，同時也是關系到社會和諧穩定的重要政治問題。黨中央十分重視人民群眾食品安全問題，并督促各地區及各部門要著力推進實施食品安全的戰略策略，重點解決影響食品安全的各項突出問題，使國內的食品安全形勢朝大好的形式發展[1]。

“食品分析”與生物、化學、化學等大類學科的基本知識交叉，同時運用國家食品衛生及安全標準，對食品物料的主要成分及其含量，包括食品生產中的各種原料、輔料、成品、半成品及其副產品等進行一定的檢測和分析，進一步控制和管理安全生產，確保食品的品質。同時，也可以為開發新的食品資源以及新產品、探索新的加工技術和生產工藝條件等提供較為可靠的依據[2]。課程實踐應用性極強，但是在教學過程中發現，該課程理論教材更新緩慢；課堂氛圍枯燥；課程考核方式單一等問題。銅仁學院作為貴州省地方性本科院校，其開設的食品科學與工程專業肩負著為確保當地的食品安全以及對中小型食品加工企業的產品進行品質控制等方面培養專業人才的使命。因此，能否改善當地食品安全問題，提高地方食品加工企業的產品品質，對企業提供食品安全的技術支持就是其食品分析課程開設的宗旨之一[3]。同時“食品分析”也是大部分學校食品加工與安全專業研究生招生考試的重要內容，為提高學生研究生考試通過率，為當地食品行業培養符合行業新趨勢的食品分析人才，結合所承擔的食品分析理論及實驗課程，通過緊緊圍繞人才培養目標，融入課程思政，改革課程體系，教學方法改進等方面探索提高課堂教學質量的有效途徑。

1 “食品分析”教學過程中存在的問題

目前，國內地方本科院校的食品科學與工程專業學生的培養有個共同缺點，就是“重理論、輕實踐”。同時，在平常授課的過程中還缺乏對食品的品質進行控制的實踐性。因此，需強化學生心中對食品的質量安全進行控制的理念，提升本專業學生產品安全控制的水平，適應新工科人才培養模式下對產品過程管控能力的新要求，強化學生作為未來食品安全管控者的責任擔當，運用所學專業知識對食品安全品質進行控制是本課程探索解決的問題[4]。“食品分析”課程是銅仁學院食品科學與工程專業的核心必修課程，理論36 學時，實驗36 學時，教學過程中仍存在許多需要改進的地方，具體問題如下：

1.1 教學內容老化

“食品分析”是一門需實時更新的應用型課程，因食品中營養成分、添加劑、有害物質等的檢測分析手段都在隨著科學技術的發展而逐漸更新，但目前在理論及實驗教學過程中所用教材的內容相對落后[5]。例如，在蛋白質這一章節主要集中在常量、微量凱氏定氮法的具體操作及注意事項中，而目前大多數的食品企業及科研機構已在使用耗時省事的凱式定氮儀。在氨基酸測定中主要講的是甲醛滴定及電位滴定法，而現代食品企業多用氨基酸自動分析儀來測定食物中的氨基酸含量。隨著科學技術的日益更新及食品工業的不斷發展，應用技術型人才正是當下食品行業尋求的資源，唯有掌握當前最先進，應用面最廣的檢測技術才能符合食品行業相關企事業發展的需要，不難看出，理論教材內容的陳舊會直接影響對食品專業學生的培養，因此，教材內容與實際應用之間的良好對接對培養應用型人才顯得格外重要[6]。

1.2 課堂氛圍枯燥

食品分析的重點內容就是檢測食品中各種成分的檢測原理、操作步驟、注意事項及計算，為完成教學目標，課堂仍然存在“滿堂灌”現象，教師通過傳統的課堂講授不能及時了解學生的學習情況及對知識的理解掌握情況，學生一旦出現畏難情緒，課堂參與度也會隨之降低，進而導致學習進度跟不上、作業測試不理想等現象。因此，如何通過對教學內容整合及教學環節的巧妙設計提高課堂的趣味性、提高學生課堂參與度及學生對重點知識掌握度，也是教學的努力方向。

1.3 課程考核方式單一

目前，學生的課程成績主要由平時成績和期末成績構成，平時和期末各占50%，其中平時成績主要包括考勤和課后作業，課后作業設計也存在較機械的問題，學生相對較容易通過課程考核，而對于教學過程中如何考核學生對知識的掌握程度沒有體現，因此使得部分自覺性差的學生學勁不足，不利于專業人才整體素質的提升。因此，怎樣優化過程性考核，讓學生參與課堂，活躍課堂氣氛，也是今后教學努力的方向。

1.4 實驗教學存在不足

經過幾年的實驗教學，發現食品分析實驗教材的內容較為陳舊，與分析化學、儀器分析等實驗存在重復，且基本上均為驗證性實驗，很多實驗無法進行，因為缺乏相應的儀器設備，而且實驗環節并不完整，其中樣品的采集、藥品的配置、稱量瓶、接收瓶及坩堝前期的恒重都由實驗準備老師完成，實驗設計根據實驗教材，學生僅僅做了實驗中的分析檢測和結果處理；而且儀器數量有限，分析天平、分光光度計、凱氏定氮儀等儀器較少，學生需要長時間的排隊，分組較少又使學生缺乏充分的獨立操作機會；食品分析實驗基本營養成分的測定實驗中好幾個實驗流程長（如直接干燥法測水分、馬弗爐測灰分、索氏提取法測脂肪、凱氏定氮法測蛋白質），且直接操作少需要很長的等待時間，學生印象不深。實驗過程中學生缺乏主動性，都是被動地根據實驗方案或聽從安排，且由于實驗時間長實驗結果失敗的在課內又無法重復實驗，導致實驗效果不佳[7]。

綜上所述，基于以上問題，旨在培養適應區域經濟社會發展需要，專業基礎堅實、實踐能力較強、人格品質健全、富有創新精神和社會責任感的高素質應用型專業人才的目標下，對“食品分析”的課程理論和實踐教學進行相應的改革與探索，切實提高新建本科院校學生的創新能力與實踐動手能力。

2 課堂教學改革的思路

2.1 課程內容體系優化

根據專業人才培養方案上課程的設置，整合“食品分析”“儀器分析”“食品添加劑”“食品感官分析”“食品試驗設計與統計分析”“食品包裝技術”等課程之間的知識體系，將“食品分析”的課程體系調整為緒論、樣品的采集與預處理、食品的物理檢測法、水分和水分活度的測定、灰分的測定、酸度的測定、蛋白質和氨基酸的測定、糖類的測定、脂肪的測定、維生素的測定、重金屬含量的測定，避免各課程知識點的重復，同時“食品分析”是一門需實時更新的應用型課程，因食品中營養成分、添加劑、有害物質等的檢測分析手段都在隨著科學技術的發展而逐漸更新，在教學的過程中需不斷更新國內外食品分析領域研究動態及食品分析標準。因此，在課程教學的最后設置了一章食品分析中的高新技術。

設置食品分析課程內容需求調查問卷，向在食品企業工作的學生及歷屆考研的學生調查在工作及考研的過程中涉及到的食品分析內容。

水分測定方法見圖1，蛋白質測定方法見圖2。

圖1 水分測定方法

圖2 蛋白質測定方法

根據調查結果，學生不論是在工作中還是在考研中涉及到的營養成分檢測最多的為蛋白質的定量分析。而在各個知識點中，測定水分含量時采用直接干燥法最多，占83.58%，測定蛋白質含量時采用凱氏定氮法最多，占92.54%，測定碳水化合物含量時采用直接滴定法居多，占67.16%，測定脂肪含量時采用索氏提取法居多，占86.57%，測定酸含量時采用pH 計居多，占82.09%。在礦物質含量測定中有74.63%涉及到鐵含量的測定，在添加劑測定中有79.1%涉及到防腐劑含量的測定，因此，在教學的過程中對這些占比較多的內容進行了重點講解。

2.2 教學中融入思政元素，提升專業課的育人功能

近年來，食品行業發展迅猛，但相關食品的質量安全問題也不斷出現，包括2022 年“3·15”晚會曝光的“土坑”酸菜、木薯粉條事件，各種違規添加劑、假冒偽劣事件等依舊發生在日常生活中，影響了行業的健康發展。而這些問題，主要是因為食品行業相關從業人員道德的缺失[8]。而“食品分析”是對產品質量保證的最后一道防線，起著至關重要的作用。因此，應當將食品分析課程的特點充分剖析，充分發掘與其有關的典型思政元素，并將其自然地融入到課程教學中，盡可能地調動學生的學習積極性，使其家國情懷、責任擔當、世界觀和價值觀得到加強。同時在課堂教學中突出重點，結合學科和專業的特點有機地將思政元素融入到授課內容中，實現課程目標和思政目標，從而達到教書育人的目的。

例如，在緒論的教學中，可引入食品安全事故案例三聚氰胺事件，由于食品工業中蛋白質含量測試方法凱氏定氮法的缺陷，許多不法商人將三聚氰胺用作食品添加劑，用來提升食品檢測分析出來的蛋白質含量指標，最終導致30 萬的嬰幼兒造成了不同程度的身體損傷。給學生樹立正確職業道德觀以及強烈社會責任感的同時激發學生對食品分析課程的興趣。在脂肪測定的教學中，根據乙醚易燃易爆有毒的特性，引入2005 年首都師范大學化學系的乙醚火災事故，對此類事故給予足夠的重視。讓學生充分認識危險化學品使用過程中可能造成的危害，并警惕以下易燃易爆品：爆炸性藥品，液氮，易燃易爆氣體等，以及一些本身容易爆炸的化合物，樹立強烈的實驗室安全意識。

2.3 教學模式的探索：利用信息化手段，引入多種教學模式相結合

目前，大多采用傳統的教學模式即單一的“以課程教學為中心”，對于單純的知識傳遞比較重視、忽略了學生綜合素質的培養，同時缺乏信息化手段與課堂教學的融合，使學生的學習處于被動狀態，且學生的學習興趣和主觀積極性不能充分地激發。因此，利用信息化手段，引入多種教學模式相結合。隨著信息技術手段的不斷發展，新的混合式教學模式隨著出現。在研究食品分析課程的教學內容、教學環境等因素時，設計較優的教學過程，將課堂教學與網絡教學充分結合，達到資源最大化利用，從而將教學效果達到最優化。

2.3.1 采用智慧教學平臺，推進課程建設進度

利用學習通的線上教學平臺，課前進行隨堂練習復習上節課講的內容，加深對知識點的掌握；課中進行討論、PBL 分組任務、隨機抽人等活動與學生互動，改變枯燥的教學氛圍；課后布置作業或測試題檢測學生對知識的掌握程度。

2.3.2 理論與實驗相結合

食品分析主要是測定各種成分的原理、步驟、注意事項及計算等，單純每周一次的理論課很難使學生印象深刻。因此，在理論課上將實驗適當滲透十分必要，比如可以在課上增加一些相對簡單的實驗、實驗室無法實際操作的實驗可以制作操作的Flash 動畫，如直接滴定法測定還原糖含量、砷斑法測定砷含量等。實驗課的考核以抽簽實驗、制作視頻的方式進行，視頻的內容包括實驗過程、數據處理及實驗器材的善后，考核總分100 分，實驗過程占70%，數據處理占20%，實驗器材善后占10%。以此考核學生對該實驗理論及操作的掌握程度，學生對實驗室環境的愛護程度，同時也能和拍攝、視頻的相關制作方法等相結合，拓寬學生的興趣。在下一屆上理論課的同時可以播放學長學姐操作的視頻，讓學生觀察有沒有操作不當的地方，以此提高學生學習的興趣，同時也能現身說法，加強學生對知識的掌握程度。

2.3.3 融入虛擬仿真技術

在當前的精密儀器實訓項目中，由于儀器設備成本高，占用空間大，因此儀器數量有限，學生根本無法做到人手一臺儀器，導致部分學生無法掌握儀器結構和操作步驟，實驗效果較差。因此使用虛擬仿真軟件，使學生能隨時隨地進入虛擬的仿真環境中開展實驗，培養動手能力。同時，可以彌補實驗室中精密儀器的不足，提高實驗的效果，讓學生在一個高仿真模擬的，全程參與的，虛擬的操作平臺，熟悉專業基礎知識，了解精密儀器的實際工作環境，培訓基本動手能力，為進行實際工作奠定良好基礎。通過仿真實訓項目也可以突出學生學習的主體性、體驗性和探究性。通過引入仿真軟件系統，在理論教學和實驗教學之間搭建起一座橋，充分解決理論教學與實驗操作難融合的問題，提升儀器分析相關知識與實訓操作的效率和效果。學生通過2 種教學方式的結合能夠更好地掌握和鞏固儀器的操作技術，同時培養自主獲取知識、自主發展的能力，優化了學生的學習體驗，使教學資源更生動、教學活動更豐富，充分體現出教育信息化的發展方向。

2.4 加強過程考核，注重學習能力的培養

改變以往課程作業+期末考試的課程考核方式，注重過程考核，在考核中加入課堂互動（隨堂練習、搶答、選人、討論、分組任務等）、章節測驗、PPT匯報等方式，加強學生參與課堂的意識感。過程考核中，課堂討論及匯報環節可以增進學生之間的學習交流，為學生提供展示自己的機會，鍛煉學生的語言組織能力、表達能力和臨場發揮能力，并培養鍛煉學生良好的心理素質，注重學習能力的培養。

3 結語

通過培養方案及問卷對食品分析的課程內容體系進行優化，使課程之間內容不再重復，與學生就業緊密聯系，提高對相關知識點的掌握程度；利用信息化手段，引入學習通、flash 動畫、視頻、虛擬仿真等多種教學模式提高課堂趣味性，激發學生學習興趣，培養學生自主學習、探索知識和解決實際問題的能力。通過不斷地改革課堂教學模式，參與課堂教學PK，課程于2020 年被評為銅仁學院“銀課”，并獲校級教學技能大賽二等獎和課程思政優秀獎。同時，還利用課程優勢指導學生分析類的項目課程和畢業論文，學生以第二作者發表核心論文5篇，學生對知識的綜合利用能力得到了很大的提升。