林业院校食品工艺学实验教学改革实践

王丰俊 孙爱东 王晓楠 王建中

(北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083)

目前,我国大多数林业高等院校都设有食品科学与工程专业。食品工艺学课程是该专业的重要课程,具有很强的实践性。在以往的教学安排中,食品工艺学实验作为食品工艺学课程的一部分,一般放在理论课教学完成之后。其作为理论课的附属,教学效果并不很理想。为了提高学生的实验技能,使学生能够将学到的理论知识系统地应用于实验,我们将食品工艺学实验从食品工艺学课程中分离出来,作为一门单独的课程开设,从而增强了学生对实验课的重视,提高了学生的动手能力,使教学效果有了明显提高。

一、食品工艺学实验教学存在的问题

(一)教学方法陈旧,学生缺乏能动性

在以往的食品工艺学实验教学中,教师会将每个实验的原理、所需的原料、工艺流程等都写在黑板上,要求学生在听完教师讲解后再开始按照配方和工艺流程进行操作,最后做出实验产品[1]。在这个过程中,学生只是机械地完成实验操作,对实验过程中的参数设置、配方的比例等都缺乏思考。这种验证性的实验使学生达不到锻炼思考问题、解决问题能力的目的。

例如,在做果脯实验时,学生会按照“原料选择→清洗→去皮→切分→护色硬化→预煮→调酸→糖煮→糖渍→干燥→修整→成品”这样的步骤按部就班地做,工艺中的参数都是教师给定的。做完实验后,对实验前就讲过且在实验过程中也遇到的诸如“护色过程除了采用亚硫酸氢钠还可以采用什么试剂”“预煮的目的是什么”“调酸除了用来增加口感的酸度之外还有什么作用”等问题,大部分学生却回答不出来。经过分析我们认为,造成这种情况的主要原因是学生被动地接受知识,没有对实验过程进行认真的思考。在以往的实验教学过程中,学生处于被动状态,思维被固定在教师定好的框架中,只能按照既定的步骤进行实验,这不利于学生掌握知识和培养思考能力。

(二)实验内容千篇一律,实验方法有些落伍

不管是高等农业院校、高等轻工院校,还是高等林业院校,食品工艺学实验的内容基本是相同的,主要包括饮料、肉制品、果蔬、面制品的加工工艺,缺乏行业特色;而且学生在加工过程中也都是学习工艺流程和操作方法,了解相关的机械设备[2]。同时,由于以往实验室的硬件条件有限,食品工艺学实验所加工的产品种类较少,且手工实验占的比例较大,所以实验方法缺少特色[3]。

在实验项目的选择上,食品工艺学实验主要采用传统的加工工艺。例如,在饮料加工过程中仍采用二次灭菌工艺,而没有采用现在更为先进的超高温瞬时灭菌工艺;在果酱加工过程中仍采用夹层锅加热浓缩的方式,而没有采用现在效率更高且对物料中营养成分破坏更小的真空浓缩的方式。因此,食品工艺学实验教学的许多内容都不能代表食品工业的新技术,已经与行业的发展相脱节。

(三)实验课程的考评方式过于简单,评价指标不够完善

食品工艺学实验的考评主要是以学生的实验报告为依据,教师根据实验报告的书写质量、思考题的回答情况等给出学生的实验成绩。但是,根据以往的经验,每次实验课上,动手操作的往往都是固定的一小部分学生,他们的实验报告书写质量高,思考题的回答也非常好,所以他们的实验成绩比较理想[4];而那些不喜欢动手操作的学生往往抄袭这些学生的实验报告,思考题的回答也是大同小异,所以他们的实验成绩也不会很低。这样,积极动手操作的学生与那些很少动手操作的学生的实验成绩相差不大,从而造成了不公平,难以达到促进全体学生积极参与实验的效果。这说明实验课程的考评方式是不合理的,实验成绩不能准确地反映学生参与实验操作的实际情况以及学生对实验技术的掌握程度和独立完成实验报告的情况。

二、食品工艺学实验教学改革的具体措施

(一)以林产品作为实验材料,增加林产品来源认知的实验内容,突出实验教学的林业特色

目前,全国设有食品科学与工程专业的高校有100多所,所开设的课程基本相同。为了突出林业特色,使培养的学生掌握更多的林产品知识,高等林业院校所开设的食品科学与工程专业在食品工艺学实验教学方面进行了改革尝试。

一是在安排食品工艺学实验时,将一些常做的实验材料改为林产品。例如,在饮料工艺实验中,以往植物蛋白饮料实验往往采用花生做原料,现在则将花生换成核桃或山杏仁。核桃、山杏仁是木本油料,以此作为实验原料可以增加学生对林产品的认识;同时,由于核桃、山杏仁的含油量较高,所制作的蛋白饮料稳定性差,所以以此作为实验原料可以使学生思考如何通过添加乳化剂、表面活性剂等方法来保持蛋白饮料的稳定性等问题,这增加了实验难度。再如,在粮油食品实验中,考虑到油脂是学生接触非常多的食品,而大多数高等院校的食品专业并没有这方面的实验,为了扩大学生的知识面,我们增加了木本油料的制取实验,要求学生从核桃、山杏仁、松籽中制取油脂,同时由教师全面介绍毛油经过精炼得到色拉油的整个过程及其理论依据。

二是在食品工艺学实验教学内容中增加了林业食品资源的认知内容。例如,由于在实验中用到的核桃、山杏仁和槐角等实验材料都是从树上采摘的,所以我们利用高等林业院校在植物认知方面的优势,抽出1节课的时间请植物学教研室的教师带食品科学与工程专业的学生去认识相关植物,并讲解这些植物的生长习性和特点,从而使学生的知识面得到拓宽。

(二)在实验内容的安排方面,突出层次性

在食品工艺学实验的教学实践中,为了增加实验的难度,我们将实验内容分为基础性实验和创新设计实验2个层次。基础性实验仍按以前常规的实验方法进行,主要目的是丰富学生的基本实验知识和加强学生实验操作技能的锻炼,以保证每个学生都能掌握基础的实验知识[5]。创新设计实验要求学生每5人组成一个小组,每个小组根据实验目的自己查资料,然后写出包括产品配方、工艺流程和参数控制在内的实验方案;实验方案提交教师审核并通过教师的提问后,方可进入实施阶段。最后,全体学生对每个组的实验产品进行评价,选出最优产品,进而得到最优的实验方案。在创新实验过程中,学生的实验不再是千篇一律,不同实验组所设计的配方、参数甚至工艺都会有所不同,因而所得到的产品也会有所差别。正是这些差别引起了学生的好奇,促使他们进行分析,找到造成差别的因素,从而增加了对实验的兴趣。学生的实验报告也不再是近乎雷同的,除了实验目的相同以外,配方、工艺和参数都会有所差别;思考分析题的解答也会有较大的差别,有的学生甚至会主动分析问题。例如,在硬糖加工实验中,由于添加物料、熬制时间、熬制温度的不同,有的小组能做出很好的硬糖,有的小组却不能制成硬糖。这就促使学生提出并思考“为什么会有这种不同的结果产生”“采取怎样的工艺才能生产出良好的产品”等问题。

(三)采用多媒体教学,丰富实验教学的手段

多媒体已成为课堂理论教学的重要手段,但在实验课中的应用还相对较少[6-7]。食品工艺学实验的理论内容非常多,知识点比较丰富,仅仅通过实验教学很难全部覆盖;尤其是有些食品工艺流程需要通过计算机动画模拟予以展示。为了满足实验教学的需要,在学校的支持下,我们进行了实验室改造,安装了多媒体设备。这样,实验工艺的讲解可以全部通过多媒体进行;而且,对难以讲解的加工设备,可以借助计算机通过三维动画介绍其内部结构和工作原理。这大大增加了实验教学的信息量,丰富了实验教学的内容。同时,以多媒体教学代替传统的板书教学,还节约了教学时间,降低了教学难度,增强了学生的学习兴趣。

(四)加强实践教学基地的建设,构建有效的三级实习体系

食品工艺学实验课程的实践性非常强,单纯的课堂讲解只能传授理论知识。实验室的操作也只能让学生掌握基本的操作工艺和参数,所以这个阶段只可以称为模拟性实习阶段。而要使学生了解大生产中的实际情况,就必须让学生在实践基地进行实际操作[7],这个阶段则可以称为综合性实习阶段。

为了给学生提供综合性实习的机会,使学生将所学的理论知识与生产实际联系起来,食品工艺学实验课程组结合教师的科研课题,与北京红螺食品有限公司、露露集团北京国芝香食品有限公司、北京华都肉鸡食品有限公司等单位签订了实践教学基地共建协议。这样,学生每年都可以在这些实践教学基地进行综合性实习,现场了解相关的食品生产工艺和流程,了解相关的机械设备,比较实验室操作与工业化生产的不同,从而加深了对食品生产的感性认识。

在工厂实习结束后,学生再回到学校的中试实验室,就可以综合利用在模拟性实习阶段和综合性实习阶段学到的知识、经验,自行设计产品配方、工艺流程和相关的控制参数,生产出高质量的中试产品。这个阶段可以称为创造性实习阶段。通过构建模拟性实习、综合性实习和创造性实习3级阶梯式实习体系,使学生的理论知识得到了巩固、动手能力得到了加强、创新精神得到了培养,有效地增强了食品工艺学实验教学的效果。

(五)在实验课程的考核方面,强调精细化

以往的实验课程考核仅仅依据实验报告的撰写质量对学生的学习做出评价,是不太公平的[8]。为了避免这种现象,我们对食品工艺学实验课程的考核进行了细化。一是对学生在实验过程中的表现予以评分,尤其是对积极动手实验和操作技能良好的学生给与高分。这部分分数占实验课程总成绩的50%。二是根据学生实验报告的撰写质量及对实验中所遇到问题的分析情况予以评分。这部分分数占实验课程总成绩的30%。由于思考题解答得好坏充分反映了学生是否认真做过实验、是否对问题进行了认真的思考,所以如果在这一环节发现学生有抄袭行为,教师应要求学生重写,同时予以口头批评教育,并在成绩评定中有所体现。三是对实验抽查情况给与评分。这部分分数占实验课程总成绩的20%。通常,在所有实验都结束后,抽出部分实验对学生进行测验。测验主要是由教师针对实验过程中的一些现象进行提问,然后让学生分析产生这些现象的原因,以此考核学生对实验所依据的理论知识的掌握情况以及分析问题的能力。

这种精细化实验课程考核方式能够真实地反映学生参与实验的实际情况和实验效果。学生不再只是完成实验报告即可,而要认真做好每一次实验并对出现的问题进行认真的思考分析。这提高了学生学习的主动性和动手操作能力,达到了食品工艺学实验课程要求学生将理论应用于实际的教学目的。

通过食品工艺学实验教学改革的实践,我们认为,高等林业院校的食品工艺学实验应该增加具有林业特色的实验内容,要紧盯食品行业先进的发展方向,要不断改进教学方法,构建有效的教学实习体系。只有这样,才能提高食品工艺学实验课程的教学质量,才能调动学生学习的积极性、丰富学生的综合知识、增强学生分析和解决实际问题的能力。

[1]吕远平,贾利蓉,赵志峰,等.食品工艺学实验教学改革与实践[J].实验技术与管理,2007,24(6):124-127.

[2]李洁.食品工艺学实验教学与考核方法的改革[J].科技咨询导报,2007(17):207.

[3]刘晶晶,徐培娟.食品工艺学实验教学的探索[J].食品工程,2007(3):26-28.

[4]滕建文,夏宁,黄丽,等.食品工艺学实验教学改革初探[J].广西大学学报:哲学社会科学版,2008,30(增刊):37-38.

[5]叶文峰.浅谈食品工艺学实验教学的改革[J].江西教育学院学报:自然科学,2000,21(3):86-87.

[6]刘瑞,卢晓黎,张文学.食品工艺学实验室建设与教学方法的探讨[J].实验技术与管理,2004,21(1):163-166.

[7]陈伟,刘青梅.食品工艺学实验教学改革与实践[J].浙江万里学院学报,2009,22(5):97-99.

[8]姚兴存,舒留泉.食品工艺学实验教学改革与实践[J].科技信息,2007(36):354-378.