工程教育专业认证背景下“食品化学”课程的教学改革与实践——以海南大学为例

蒋志国，陈卫军，张伟敏，陈文学

（海南大学食品科学与工程学院，海南海口570228）

“食品化学”课程是高校食品科学与工程、食品质量与安全等专业的一门主干专业基础课程。食品化学类学科的主要研究目的是完善加工和包装技术、革新储存方式、改善食品质量、平衡膳食结构、开发新的食品类型、提高食品的安全性和健康性。在现代社会，食品化学这门科学被广泛应用到了营养学、产品开发、食品安全、卫生检验等领域。2020年，海南大学“食品科学与工程”专业通过国家工程教育专业认证，是海南省第一个通过认证的专业。侧重在工程教育专业认证背景下对“食品化学”课程教学改革问题进行研究。

1 工程教育专业认证的内涵

全球一体化趋势下，工程教育专业认证逐渐走向国际化，为多数国家的工程教育类专业的开展提供了重要的标准和保障，是实现工程教育证书和工程师证国际互认的重要条件[1]。工程教育专业认证的特征体现主要体现在：以学生为本，以质量保证和质量提升为指导思想和出发点，侧重开展针对工程教育专业的合格性评估和认证，由非营利性认证机构组织实施等。

工程教育认证的重要性集中体现在3个方面：第一，对学生和家长而言，工程教育认证可以为其择校提供参考，选择教育质量有保障的学校和专业，可以为学生出国深造提供国际性认可的资格，也可以培育学生的核心能力、专业节能等，使学生可以适应社会发展的需求。第二，对高校而言，工程教育认证可以提升学校的竞争力，确保学校可以获得足够的生源，也可以提升高校的国际化影响力和国际化办学水平。

通过工程教育认证可以更好地确认学生是否达到了行业内部对工程类人才的需求标准[2]。高校开设工程类专业的最终目的就是向社会输出更多专业能力强、综合素质高的工程类人才，满足工业发展的需要[3]。因此，我国的工程教育类专业必须始终围绕着提高学生工程能力及素养这个核心展开，引进先进理念、优化课程体系、完善教学内容、创新教学方法、完善评价机制不断地为工程类专业教育注入新鲜血液[4]。

2 工程教育专业认证背景下食品化学课程教学改革路径

“食品化学”课程是从化学和分子构成的视角研究食品的构成成分、分子结构、化学性质、营养成分，以及在经过加工、贮藏、运输等工序之后，食品的分子成分、化学性质、安全性质发生了哪些变化的一门科学[5]。在工程教育专业认证背景下，探索“食品化学”课程的教学改革路径，对培育社会发展所需的食品类专业人才具有重要的现实意义。以海南大学为例侧重对“食品化学”课程的教学改革的具体路径进行探索，以期可以培育更多契合社会和经济发展需要的食品类优质人才。

2.1 树立明确的课程教学目标，突出学生实践能力的培育

工程教育专业的学生需要达到工程教育认证通用标准中的12个指标才能顺利毕业，具体来说就是要求学生能够灵活运用理论知识解决实际问题，具备创新精神，能够与团队合作讨论解决实际问题。工程教育专业主要从学生对工程知识的掌握程度、运用工程知识的能力、通用技能和对待工程的态度等4个方面对学生进行考核[6]。因此，在“食品化学”课程教学中，应当明确课程教学目标的重点，即突出对学生实践能力的培育。“食品化学”课程是一门具有很强的理论性和实践性，是一门综合性很强的课程，要求学生灵活掌握食品化学理论知识及各个知识点之间的联系，要求学生既要有坚实的理论基础，又能够将理论知识灵活应用到实践中去，可以帮助学生解决实际问题，提高学生的实际操作能力和创新能力，培养学生对待问题实事求是的态度，为学生日后参加科研活动、食品开发与生产、视频质量检测等工作打下坚实的基础。以海南大学为例，海南大学在开展“食品化学”课程时，科学合理地设定了如下课程目标：

第一，明确“食品化学”课程在整个食品科学中的重要位置，掌握各类食品材料成分的结构、性质和功能等。同时，能够根据不同食品原料的成分和特性合理地选择相应的研究方法。此外，要求学生能够正确掌握各类食品的正确制作方法。

第二，能够了解并掌握不同食品在加工、保障方面的化学变化，能够正确地对这些变化对食品品质和储藏的影响，能够正确地运用“食品化学”课程所学的知识解决食品相关的实际问题，并可以正确地运用所学知识对食品的安全性进行评价等。

第三，要求学生能够在正确把握食品的成分基础上，结合其化学变化生产安全且有营养的食品。同时，在这个过程中，使学生可以树立正确的三观，培育和提升学生的科研探索精神和食品安全意识。

2.2 合理地优化和丰富教学内容，对接行业前沿发展动态

“食品化学”课程是一门涉及多学科的课程。课程中涉及的内容与其他学科有很多交叉的知识点。例如，与有机化学和无机与分析化学2门学科存在知识点的交叉；又如，与“食品生物化学”“食品营养学”“食品添加剂”等众多专业课程存在知识点上的重复等。因此，在工程教育认证背景下，高校在开展“食品化学”课程教学时，应当对教学内容进行合理地优化。具体而言，应注意以下几个方面：

第一，要对接行业前沿发展动态，及时将一些学科最新的研究内容、科研动态等分享给学生或者以具体的案例等引入到课堂教学当中，一方面可以有效增进学生对课程教学内容的兴趣，另一方面可以辅助学生积累更多的知识，为其专业学习和深造奠定扎实的基础。

第二，要注重课程教学知识的有机整合和合理安排。例如，在“食品化学”课程与“食品营养”课程存在一些交叉的知识点。如维生素和各种矿物质是维持人体机能必不可少的元素，也是衡量食品营养品质的重要指标。这一内容在“食品化学”课程和“食品营养学”课程中均有涉及。在“食品化学”课程中，对各种营养成分的分子结构及其在食品加工、贮藏、运输过程中有可能产生的变化等做出细致的阐述，而“食品营养学”课程中对食品包含的人体必需的营养因子做出了详细的阐述。显然，2门课程既有充分的内容，但又有相互补充的地方。因此，可以结合在一起开展教学，对教学内容进行有效的整合。才能达到知识内容上的相互补充，学生所学到的食品知识才能更加系统化、科学化。

在“食品化学”课程的日常教学中，教师应该明确学生对各种概念的认知，向学生阐明每种食品的理化性质。例如，糖的变旋、蛋白质性质的变化、脂肪的烟点、着火点等。还要让学生掌握食品中各类营养成分反应机理，如糖的美拉德反应和焦糖化反应、氨基酸的脱羟反应和脱胺反应、淀粉的糊化现象、老化现象等。

第三，合理安排实验教学内容。在以往“食品化学”课程教学中，实验教学内容以验证性实验为主，如淀粉还原糖的测定、蛋白质含量测定等。实验教学内容单调且与其他课程存在重复。在工程教育专业认证背景下，为培养学生运用理论解决实际问题的能力，应当合理安排实验教学内容。例如，减少验证性实验，增加综合性实验和设计性实验。同时，也可以将验证性实验归入到综合性实验中，建构完善的综合性实验体系。例如，在“美拉德反应对食品的影响”的综合性实验中，可以将以往关于“美拉德初始反应速度的测定”内容归入其中。又如，可以契合热点增加设计性实验，如关注度较高的地沟油等内容，通过安排油脂氧化和油脂品质检测的实验内容，帮助学生更好地提升自身的研究能力和创新能力。在完整的实验教学内容体系下，通过综合性实验和设计性实验的合理设计可以更好地帮助学生掌握实验操作方法。

2.3 深入理解和把握工程教育认证理念，合理完善课程教学体系

根据工程教育认证理念的要求，食品化学专业的教学内容不能脱离实际需求，高校和教师应时刻关注最前沿的食品科技，并将其拓展到课堂当中。食品化学专业开设了25节综合实验课程，其中包括15节必修课程和10节选修课程。实验内容主要围绕食品的组成成分展开，根据难易程度划分了4个层次：基础性课程、综合实验课程、设计性课程、创新性课程。这几个模块对学生知识能力的要求由易到难，层次分明。设计性项目需要学生从几个项目中选择一个自己比较感兴趣的项目进行实验，可以调动学生的主观能动性；除此之外，学校还开设了24个学时的实验项目研究、科技竞技比赛等，学生可以根据自己的需求自由参加。

2.4 合理选择和创新教学形式，提升课堂教学的有效性

“食品化学”所包含的理论内容都比较抽象，单纯讲述理论知识会让学生感到枯燥乏味，学生理解起来也比较困难，相对于其他学科来说，“食品化学”的知识点很分散，重难点也不明确，学生很容易产生厌烦情绪，学习效果往往不够理想。针对这种现状，相关专业的教师应该不断创新教学模式，穿插一些新颖的教学方法，让学生的注意力始终集中在课堂教学上，提高课堂效率，为社会培养更多优秀的高素质工程人才。谈到课堂教学方式，主要可以总结为以下几类：①讲授式教学；②讨论式教学；③互动式教学；④实践式教学；⑤驱动式教学；⑥案例教学；⑦分组合作教学；⑧突出重点式教学；⑨双语教学；⑩以能力为本位的教学。其中，讲授式教学和互动式教学应用最为广泛，应用时间也比较长；驱动式教学和以能力为本位的教学近几年才引起学术界的关注；双语教学平台近些年来也越来越受人们的欢迎。教师在上课之前可以根据学生的数量、上课时间的长短及学生对知识的掌握程度来选择合适的教学方式，调动学生学习的积极性，督促学生主动参与课堂活动，提高教学效率。例如，一个班有30个学生，教师可以根据学生对知识的掌握程度将其划分成6个小组，提出一个食品生产过程中可能产生的问题，让学生分组讨论，用所学理论知识解决实际问题；然后，各组分别派代表讲解本小组的解决办法，教师进行点评，各小组也可以互评，这样既可以帮助学生更好地掌握运用所学理论知识，又可以丰富学生的认知。

2.5 突出学生工程应用能力培育，有序开展课程实验教学

传统教学模式下，通常是教师提前准备好实验材料，说明实验步骤和注意事项，学生直接进行实验，最后提交报告。学生只需要按照教师说的去做就可以完成任务，缺少动手动脑的机会，实验报告也大同小异。因此，应当突出学生工程应用能力的培养，合理优化实验教学。

第一，合理地改进课堂内的教学形式。例如，改变实验预设模式。在全班学生或者小组内部集体讨论预设实验报告中提出的各种问题。实验过程中，教师根据实验的需要随时提出一些问题，让学生回答，并计入平时成绩。这就要求学生必须熟练的掌握实验步骤和反应原理，避免一部分学生不懂装懂，浑水摸鱼，从而调动学生探究学习的积极性和主动性。同时，也可以开设自主设计的实验项目。教学中，学生可以自主选择一个具有设计性的实验项目，教师根据学生的选择划分小组，让学生自行查阅资料，制定实验步骤，然后交给教师审阅、修改，共同制定实验方案。设计性实验项目的考核内容主要包括设计方案、操作过程、学生分析、实验结果、答辩互评和教师评价等。这种评价方式有助于提高学生对知识的综合应用能力，培养学生的团队合作精神，另外，教师也可以通过这种方式随时了解学生的学习情况和学习状态，督促学生主动学习，努力提升自身素质。

第二，创造更多的课外开放式实验机会。高校应当为学生进行实验活动创造良好的机会，例如，每个学期可以有目的地开放3~5个实验项目，调动学生参与学习的积极性。为了更好地鼓励学生参与实验，高校可以制定学分规则，允许学生在开放性实验中获取的学分。目前，食品专业大部分学生都能主动参与到开放性实验项目中去。开放性实验项目要求学生能够自主设计实验方案，并按照方案完成实验，教师再根据方案内容、操作流程、实验效果评定学生的成绩。开放性实验能够有效地调动学生参与实验活动的积极性，帮助学生实现理论与实践的融会贯通，为学生以后参加竞技大赛奠定坚实的基础。

2.6 完善食品化学课程考核评价方式

工程教育专业认证背景下，应突出培养学生的能力，树立起以学生为主体的现代教育思想。在课程教学评价环节，为了全面反馈学生的学习情况，评价课程教学效果，应当建立起“课堂考核+实验考核+期末考试”相结合的“食品化学”课程教学评价体系。其中，课堂考核占20%，实验考核占20%，期末考试占60%。

第一，日常课堂考核。日常考核以过程性评价为主，除出勤率、课堂回答问题和课后作业这3个方面，还可以把学生主动参与实践活动的情况纳入平时成绩的范畴。例如，学生参与小组讨论，通过自己动手制作PPT向大家讲解问题的解决方案。通过完成课后作业巩固学生对理论知识掌握，拓展学生视野；另外，教师在批改作业的过程中也要及时给出指导意见。分组讨论的情况和PPT展示的效果等均应纳入到日常课堂考核当中。学生通过自己动手查阅各种资料、制作课件、展示讨论结果既提高了语言表达能力和灵活应变能力，又提高了分析解决问题、总结归纳知识要点的能力。

第二，实验教学评价。“食品化学”实验课程考核学生的依据主要包括以下几点：①实验报告。根据实验报告中提出的问题和最终的实验结果对学生进行考核。②口头知识提问。教师口头提问学生各种仪器设备的名称及使用方式。③团队合作情况。通过实验设计方案、操作过程及实验报告中呈现的实验结果了解团队合作的情况。“食品化学”实验成绩占总成绩的20%，其中综合性实验和设计性实验分别占10%。在设计性实验中，应将实验方案设计、实验操作情况、实验报告及PPT总结等作为评价指标，其中实验报告作为重点予以评价。

第三，通过期末考试来全面反馈学生的真实学习情况和课程教学效果。期末成绩可以反映出学生平时对知识的积累程度，能够让学生意识到日常积累的重要性，避免考前临阵磨枪、知识点掌握不牢固等情况的出现。只有充分调动学生的学习积极性，让学生主动参与学习，才能使高校“食品化学”课程达到最佳的教学效果，从而为企业和社会培养更多高素质的专业人才。