在“卓越工程师教育培养计划”新形势下的“食品化学实验”课程教学改革初步探索

时晓磊，马 爽，张铁华，杨 彬

（1.吉林大学食品与科学工程学院，吉林长春 130021；2.吉林大学机械科学与工程学院，吉林长春 130021）

早在2010年6月，我国启用了“卓越工程师教育培养计划”，目的是为了培养一批创新能力强、适应经济社会发展需要的工程技术人才[1]。主要分3个层次进行实施，包括工科的本科生、硕士研究生、博士研究生，目的是培养多种类型的工程师后备人才。其中，工科本科生的卓越工程师计划是基础，以吉林大学的食品科学与工程专业为例，隶属于工学部，在食品科学与工程专业领域起到了举足轻重的作用，如何适应国家形势，通过教学改革的方式，培养出适应经济社会发展的高质量工程技术人才是所面对的首要问题[2]。

根据中华人民共和国食品科学与工程专业高等学校教学指导委员会提出的课程设置，“食品化学”是食品科学与工程专业的主干基础课，包括2个部分，即基础理论课与实验课。“食品化学实验”是“食品化学”理论教学的深化和补充，具有较强的实践性。“食品化学实验”作为“食品化学”课程的重要组成部分，在培养强化大学生创新精神科研能力[3]、动手能力等方面有着重要的作用，课堂中采用不同的方法及检测手段深化补充理论教学，使学习者对这些理论进一步理解与掌握，并运用这些方法与手段对食品中主要成分的理化特性、营养价值等进行分析[4]。然而，在长期的教学实践中发现以往的教学方法，在一定程度上与卓越计划存在一定的差异。对实验课程中存在的问题进行分析，并对其进行初步探讨。

1 目前“食品化学实验”教学过程中存在的问题

已有的“食品化学实验”教学模式，分为4个部分。第一部分，实验前准备。由任课教师确定实验方案、实验对象、实验方法，学会使用仪器、药品使用和用量，制作成实验项目卡，提交给实验辅助教师，由实验辅助教师准备各项用品。第二部分，实验开始时。由任课教师制作板书，内容包括实验目的、实验原理、操作步骤、注意事项和课后讨论，然后对学生进行详细讲解。第三部分，为学生完成实验、数据处理、实验报告。第四部分，教师批阅。这种传统的教学方法存在如下问题。

1.1 注重规范性，创新性不足

“食品化学”的实验内容，以课堂理论教学为基础，辅助课堂教学，加深学生对所学习的理论知识的理解，所以以验证性实验为主，通过对实验现象的观察，加深理论知识的掌握，如食品水分活度的测定、蛋白质的定性反应、碳水化合物的定性反应、油脂的定性反应和植物色素的定性反应等[4]。原有的教学模式更加注重规范性，以教师传授知识为核心，以验证理论知识作为主要内容。然而在这种教学模式下培养出的学生存在一定的问题，并不符合卓越计划的要求，如学生在知识获得的层面上确实有一定的收获，然而缺乏学习热情，无法体会科学研究所带来的激情和乐趣，只是在固定的模式下完成实验，而无法发现实验过程中存在的各种问题，独立解决问题方面能力不足，最重要的是学生缺乏创新意识。因此，对原有的教学内容进行改革势在必行。

1.2 注重研究性，应用性不足

采用过多的以验证性实验为主的内容，更加侧重于研究性，培养出的学生只能是按照一定的操作规程，重复实验步骤，按照理论所学习的知识分析实验现象；就深化理解理论课所学习内容方面，这种验证性实验具有不可忽视的优势。例如，实验题目为美拉德初始反应条件的实验。美拉德反应是所有学习食品化学的学生的学习重点和难点，这种以科学研究为基础的验证性实验可以帮助学生理解在理论课中所遇到的难点，然而这种条件下培养的学生只能是熟练工种，如何将美拉德反应应用于生产实践中去，以目前的学生所学习的实验内容，恐怕永远都是无法解决的问题。所以，应当采取一定的措施，培养学生对所学习知识的实际应用能力。

1.3 注重培养操作能力，综合能力培养不足

传统的“食品化学实验”教学模式，总共分为4个部分，其中有学生参与的只有1/4，即实验的操作过程，其余的大部分工作是由任课教师和实验辅助教师来完成，可以说这种教学方式也是一种变相的“填鸭式”教学，并不适用于新形势下的工程师的培养。虽然学生对实验过程了如指掌，动手能力得到了充分的锻炼，但是学生对于整个的实验过程没有了解，有关实验报告的撰写部分也是集中在书本或者网络的知识，最后也只是达到了不求甚解的教学效果，学生的综合能力并没有得到锻炼。

1.4 评判标准单一

教师的评判标准非常重要，不仅是学生学习水平的评价，在一定程度上决定了学生的学习态度。传统的教学评判标准主要分为3个部分：第一部分，实验预习情况。在某些情况下，这部分的评价已经成为形式化，大多集中于对实验预习报告的评分，由于现在网络资源的丰富，有学生对预习报告的撰写内容都是来源于网络，并没有经过思考，为了完成报告而完成报告。第二部分，实验数据评价。虽然实验结果的好坏在一定程度上能够反映实验能力的高低，但是部分学生存在数据雷同的现象，这种现象不利于培养学生的严谨的科学态度。第三部分，实验报告的完成情况。实验报告由实验目的、实验原理、实验步骤、结果分析和讨论部分组成，任课教师会根据实验报告的书写情况给予评分，评分的标准会参考以下内容：①实验报告撰写是否规整，有无抄袭情况；②实验目的是否明确；③实验原理描述是否合理，学生理解是否透彻；④步骤是否完全正确；⑤数据结果是否合理，间接证明实验操作是否正确；⑥讨论部分多为实验过程的注意事项，考查学生对其的掌握情况。以上的评判标准只能说是标准化、规范化，深入探讨会发现，这种评价模式依旧是以教师为中心的模式，学生经过多次实验成绩的总结，为了取得较高的成绩，在一定程度上会为了迎合教师的评判标准来进行实验，因此必须进行评判方式的改革。

2 拟采取的改革方案

2.1 改革实验课程教学内容

传统“食品化学”实验课程的学时数目为16学时，实验设置为8个实验，每个实验为2个学时，以验证性实验为主。考虑到以上所提到的教学过程中所遇到的问题，在理论课所讲授的重点难点内容的基础上，拟对“食品化学实验”进行如下的改革，将实验课程分为4个部分：第一部分为验证性实验，主要目的是为了深化理论课堂知识，通过实验现象的观察，深入理解理论课堂的难点重点内容；第二部分为综合性实验，选取典型的研究对象，如蛋白质、碳水化合物、油脂类成分等，综合性考查主要的营养成分在运输、贮藏、加工等不同环境的变化，包括感官水平、理化水平等；第三部分为自主创新设计实验，设计不同的题签，学生分组，每组学生从方案设计到实验的准备、操作步骤、报告记录和数据处理等各个环节全部独立完成；第四部分为应用性实验，结合工业生产，将所学习的知识应用到实际工作中。

2.2 改革授课模式

将以往的以教师为中心的授课模式向模块化转变。可以分为4个模块：第一模块，预习阶段的实验方案设计。首先由教师给出题目，学生通过阅读大量的文献，自己完成实验方案的设计，提交给任课教师，由教师多次修改实验方案，直至方案完善，指导学生根据实验方案制作实验项目卡，根据项目卡准备实验，培养学生文献查阅能力、实验设计能力、总结能力。第二模块，小组讨论。拟定实验方案后，根据实验方案中的步骤进行小组讨论，各抒己见，探讨出在实验过程中容易出现问题，并且就此问题进行查阅文献，提出应对方案，培养学生综合设计能力、创新能力。第三模块，实验进行。按照已经制得的方案进行实验，合理分工，共同解决在实验过程中所出现的各种问题，培养学生的团队合作能力和独立解决问题能力。第四模块，实验报告的书写记录和数据分析。提倡实验结果多样化，不完全否定不合理结果，可通过讨论部分发现问题，并解决问题，培养学生解决问题的能力和严谨的科学态度。

2.3 改革评价体系

改革以往的单一的评价体系，使评价体系规范化、系统化、标准化。评价体系应该包括实验课程的全部内容、实验方案的评价、实验过程的评价和实验报告的评价。

实验方案的评价，将学生的实验方案分为5个等级进行评判，分别是优、良、中、合格和差；评判的内容为4个方面，即实验目的的明确程度、实验操作步骤设计的合理性、易出现问题的归纳情况、对出现问题的应对方案。

实验过程的评价，对学生的试验过程进行详细的评价，将学生的实验过程分为5个等级进行评判，分别是优、良、中、合格和差；评判的内容为4个方面，即操作的规范性、步骤的合理性、用时和在实验过程中遇到问题时解决问题的能力。

实验报告评分，实验报告分为7个部分：①实验名称的准确程度；②实验目的是否明确；③实验仪器使用步骤的说明；④实验原理，叙述简捷完整，重点突出，依据正确；⑤实验内容与步骤内容清楚，步骤简捷明确，顺序正确；⑥数据记录表格；⑦结果与讨论表格规范、整洁、真实、清楚、无涂改，有数据处理的主要过程，按实验要求处理数据，作图法处理数据用坐标纸或用计算机打印，作图格式正确完整，清楚美观。

3 结语

“食品化学实验”课程的教学改革任重而道远，相信经过全体教师的努力，一定会取得较好的成绩。从学生的角度，能够提高学生上课的热情和兴趣，培养学生的设计能力、创新能力、解决实际问题等综合能力；从教师的角度讲，提高教师自身的素质，并且在改革的过程中不断地发现问题、更新改革方法，一定能够培养出国家需求的，符合“卓越计划”的新型人才。