基于雨课堂背景下双语教学在食品化学开放性实验课中的实践研究*

宋小娟

(贵州医科大学公共卫生学院，贵州 贵阳 550025)

食品化学实验是食品化学课程的有机组成部分，与现实生活联系比较紧密，具有灵活性、设计性等特点，更应从新的综合性教学目标出发，结合食品科学自身的特点，以培养高素质人才为目的[1]。目前食品化学实验课程以验证性实验为主，实验内容无连续性，且实验技术、实验方法陈旧，课前任课教师根据实验内容做好预实验以确定各项试剂的添加量，并在课前将所需试剂、仪器设备等准备好，学生根据指导教师提供的实验指导步骤以及当场演示的操作过程重复操作即可，学生没有主动思考实验原理，严重限制学生的独立思考和实践的能力。针对以上问题，本研究以开放性实验为载体，结合食品化学理论知识设计与生活相关的实验，并融入双语教学。开放性创新实验是一个以问题为导向的研究与实践相结合的探索性实验，利用“雨课堂”智慧教学工具以及MOOC网络资源实现了课堂教学与课外学习的有效互动，拓展了学生学习空间，从而建立起由课堂教学、网络自主学习和在线指导于一体的混合式教学体系[2]。

1 双语教学在食品化学开放性实验课程中的应用—以发酵刺梨果汁为例

为了让学生切实体会到学有所用，选择被称为“维C之王”的刺梨(Rose roxburghii Tratt)制作发酵饮料，让学生参与到从原料—发酵—杀菌—成品，并测定发酵刺梨汁理化指标的变化，同时引入双语教学，以兴趣激发学生学习食品化学，实现教学目的。同时，为了让学生将理论知识与实验更好的联系起来，首先进行理论课双语教学，让学生掌握理论知识后，再进行实验课双语教学，开放性实验课时量分配具有灵活性，改变了传统教学课时局限性的问题[3]。

1.1 开放性实验课程安排

本实验从刺梨的营养成分(维生素C)、生物活性成分(多酚类化合物)的含量为基础，通过不同接种量的乳酸菌发酵、不同的灭菌方式对这些成分的影响，选择一种损失较小的灭菌方式，整个过程涵盖了食品专业开设的专业基础课程：食品化学、分析化学、食品营养学、食品工艺学、食品微生物学等课程，对学生的综合实验能力全方面培养，为学生独立进行毕业设计打下良好的基础。课程安排如表1所示。

表1 开放性实验课程安排Table 1 Arrangement of open experiment course

开放性实验共计30学时，10名食品专业大三学生参与，从文献查阅到方案设计均由学生独立完成，教师指导学生利用知网、万方、贵州数字图书馆以及ScienceDirect等数据库查阅最近5年的相关文献，并根据实验课程内容撰写详细实验方案，包括仪器设备、试剂耗材等，指导教师对方案进行修改完善。

1.2 制作双语课件以及实验手册

实验课的讲义和多媒体课件采用中英文对照展示，教师在制作PPT课件时通过补充实验材料方法和基本原理等双语内容，多使用简单句，并配以流程图让学生更易理解和记忆。同时，针对实验课程的主要内容，对关键的专业词语以及仪器设备重点标注，如：发酵(Ferment)、多酚(Polyphenols)、维生素C(Vitamin C)、可溶性固形物(Soluble solids)、菌落总数(Total number of colonies)、高压蒸汽灭菌锅(High pressure steam sterilizer)、恒温生化培养箱(Constant temperature biochemical incubator)、高速冷冻离心机(High-speed refrigerated centrifuge)、酶标仪(Microplate reader)等。

2 开放性实验课程实施过程

2.1 课前发布预习课件

翻转课堂核心理念是课堂由先教后学向先学后教翻转，移动互联网的快速发展催生了翻转课堂教学模式，改变了传统教学结构、教学方式，实施翻转课堂，能够让学生掌握学习的主动权，提高学生参与课堂的积极性，是实现个性化教学，达到更好教学效果的一种方式[4]。通过“雨课堂”智慧教学工具，教师将包含实验原理、实验目的、操作步骤的MOOC视频、实验过程注意事项以及测试题的预习课件推送到学生手机，学生对预习课件内容可利用MOOC资源初步了解实验原理、操作步骤以及试剂配制，对存在疑问的地方主动查阅资源，有效记录，及时反馈给指导教师，指导教师根据学生预习情况及时调整上课方案。通过雨课堂中的课前预习情况统计、考勤统计、课堂测验结果统计、课后作业统计、学生进入课程的次数、上交作业的情况等数据收集与统计分析，全面涵盖了学生在整个课程学习过程中的表现情况[5]。

2.2 课堂讲解

在双语教学中，针对讲解内容的难易程度以及学生预习反馈的结果，对中英文比重进行适当调节，遵循由浅入深、循序渐进的教学规律，并且在英文讲解时，尽量放慢语速，使学生能够听懂[3]。开放性实验课堂上将板书与多媒体相结合，比如将专业词汇、主要试剂写在黑板上，讲解仪器时，直接向学生们展示实验室仪器实物，对于操作步骤可展示PPT课件中的MOOC视频资源。课堂上学生实时答题、弹幕互动，这样“线上+线下”混合式教学，既能激发学生的自主性，又能发挥教师的启导作用，从而有效提升了课堂有效性。

2.3 开放性实验具体实施方案

根据课前预习以及课堂教师讲解情况，学生进行自由组合，分成小组开展实验。如发酵刺梨汁的制备：刺梨打浆，分别添加白砂糖，各小组分别按0%，1%，3%，5%，7%不同比例接种活化的植物乳杆菌菌种，30 ℃恒温发酵48 h，通过比较不同接种量对发酵后刺梨汁的多酚、VC、可溶性固形物含量、pH值的影响，从而分析出最佳接种量。在实验过程中会使用高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、酶标仪、pH计以及手持阿贝斯折光仪等设备，在使用过程教师首先操作演示，强调仪器使用注意事项，学生操作过程出现不规范行为，教师要及时纠正。通过预习以及课堂练习，学生掌握测定多酚和VC以前，需要测定多酚、VC的标准曲线，测定标准曲线的时候也格外注重取量的精准，标准品的称量采用分析天平，将标准品稀释成不同浓度梯度，按照文献方法配置试剂，将不同浓度标准液与其他试剂进行反应，将发生反应后的溶液添加到96孔板中，在酶标仪上测定不同浓度标准品的OD值。同时规范的掌握移液器的使用方法，在对样品进行稀释后用酶标仪测量吸光度的过程中各组平行组之间标准差较小，测定标曲的相关系数R2=0.999。样品中可溶性固形物含量的测定使用手持式阿贝斯折光仪，为防止不同样品间交叉污染影响实验结果，学生掌握到每次测定完一个样品以后都要清理干净样品窗口，在pH值测定过程中掌握到每次测量前和测量后都要清洗电极，规范操作仪器。

杀菌是食品加工过程中常见的一种处理方式，杀菌过程对食物中的营养素和生理活性成分造成一定的影响。根据实验室现有条件，将不同接种量的5组样品分别采用巴氏杀菌(90 ℃，10 s)、超声波(900 W，45 ℃，15 min)以及微波(400 W，120 s)处理，探讨不同杀菌对不同接种量发酵后的刺梨汁维生素C、多酚含量以及活菌数的变化，使学生认识到最大限度的保存食物中的营养成分，加工方式的选择非常重要。在进行活菌数指标测定过程，学生掌握将不同杀菌处理以及未杀菌的发酵刺梨样品进行活菌计数试验，将待检样品采用无菌的生理盐水进行梯度稀释，将不同稀释度的样品100 μL涂布到PCA培养基中进行涂布，涂布完后便将培养基倒置，接下来就将涂布好的培养基进行标号分组，然后用保鲜膜进行固定，放入37 ℃恒温培养箱中48 h。整个样品的稀释和涂布都是在无菌工作台(超级工作台)中完成的，并且整个过程都得在酒精灯旁进行操作，每次涂布前后都要对涂布器和锥形瓶瓶口进行灼烧灭菌，特别需要注意的是涂布器灼烧完后要冷却，避免高温照成实验误差，实验结果未造成污染。在活菌数计数过程，学生提前查阅文献和相关标准，选择菌落数在30～300个之间的培养皿进行计数，将计数结果乘以相对应的稀释倍数以后采用科学计数法记录，单位是CFU/mL。

2.4 数据分析与讨论

各小组完成实验以后，指导教师集中讲解数据处理与分析，对多酚和维生素C测定的标准曲线结果导入Excel制作标准曲线图，得出标准曲线方程，计算不同处理组的多酚、维生素C含量。同时根据各组测定的实验结果，指导学生利用Excel进行数据批量处理，并指导学生安装SPSS、Origin等软件，分别对各小组实验结果进行统计分析，实验结果的表示采用平均值±标准差，同时利用SPSS对各组实验结果进行统计分析，当P<0.05时表示各组间存在显著差异，根据实际情况选择实验结果采用三线表形式表示，或者利用Origin作图，并要求学生在作图和数据分析时尽可能采用英文，提升运用英语的能力。

2.5 撰写实验总结

实验结束以后，各小组将实验结果汇总给大组长，根据实验结果进行组间方差分析，得出结论，组内成员根据指导教师提供的论文撰写模板，分工完成文章前言、材料与设备、实验方法、数据分析讨论以及全文格式校对。通过分析讨论实验结果、查阅大量参考文献撰写前言等，能够提高学生独立思考、分析问题解决问题能力，因此在毕业实习过程中能快速进入实习状态，独立完成方案撰写、仪器设备的使用以及实验数据的统计与分析，对实习期间顺利完成研究内容起到重要作用[6]。

3 结 语

双语教学是一个循序渐进的过程，通过雨课堂智慧教学工具和MOOC资源实现“线上+线下”混合式的翻转课堂教学。我们以开放性实验的方式开展综合性的食品化学实验双语教学，激发了学生的学习兴趣和自主学习的积极性，同时，学生掌握了食品研究常用仪器设备、专业名词的英文以及研究过程所需文献查阅、实验方案设计、数据批量处理和分析讨论以及作图等技能。学生运用英语的能力逐步提升，对于了解食品化学领域最新动态及进展、学习最新国际研究方向意义重大。