地方高校食品化学实验课程多维度教学的改革与实践*

赵兰，林清强，余佳薇，李达谅

（福建师范大学生命科学学院，福建 福州 350108）

食品化学是食品科学与工程和食品质量与安全专业的一门重要的基础课程，该学科主要探究食品营养价值、安全性和风味特性，探究食品的组成、性质、结构和功能以及食品成分在各种条件下的化学和生物化学上的变化。该学科因食品工业的兴起而诞生，而其不断深入发展对于现代食品工业来说意义重大[1]。高校食品化学实验课以实验为根本，旨在着重促进学生创新意识的形成和完善，并提高其实践素质和探究水平。然而，就当前该学科教学实践现状而言，教学内容陈旧，教学方式难以适应新形势要求，无助于学生素质的全面提升，实验条件满足不了教学需求，在很大程度上抑制了学生主观能动性的发挥，降低了学生对科研的兴趣和关注度，进而导致综合素养难以得到相应的提升，因此，对食品科学与工程专业“食品化学实验”课程进行探讨与改革具有非常重要的现实意义。

1 食品化学实验教学的现状

1.1 教学内容陈旧，需要调整

1.1.1 课程设计简单，缺乏现实性、远瞻性

食品化学实验内容涉及的知识非常广泛，涵盖了不同基础学科。由于各实验室条件不同，教学课时不同，在制定实验教学计划时，通常只能安排一些简单易懂、易操作的验证性实验。传统实验课程主要围绕七大营养素，包括水、碳水化合物、蛋白质、矿物质、维生素、脂质等相关的一些实验及其性质的测定，以验证性实验为主，但是，通常情况下，生产过程中的实际问题涵盖了各个领域，是高度交叉的，具有很强的综合性，然而目前的实验课却难以反映这一点，实验课后，学生仍不能解决现实存在的问题。这一事实大大减弱了实验课在理论研究与生产实践之间所应具有的链接作用，也从侧面说明如今的实验课内容设计缺乏现实性和远瞻性[2]。

1.1.2 与其他实验课内容易重复

食品化学实验等专业课一般设置在大二或者大三阶段，对于学过几门基础实验课的学生来说，已经具备一定的实验技能，学生结合过去所学的实验技能，完全可以完成一些简单实验。但是，由于条件限制，食品化学实验课内容实验设置综合性较低甚至某些实验内容可能在一定程度上和其他基础实验课内容一致，因此，实验内容在设置上应当根据专业进行统筹调整[3]。

1.2 教学方式较为滞后

1.2.1 轻视对学生探索能力的培养

实验教师多数依照实验教材内容讲解，最后进行结果分析与探讨，这种多年不变的授课模式，学生们只能按照课本进行整个实验过程。实验的过程中，老师们重视的是实验安全，实验是否启发学生的思想和科研兴趣，往往没有那么重要。这种刻板的教学安排，非但不能有效促进学生们领会实验目的，在很大程度上限制学生的发散思维，从而限制他们综合能力的全面提升，不利于科研能力和创新能力的培养。

1.2.2 教学效果参差不齐

受到场地设备和时间的限制，实验过程具体以小组为单位展开。同组学生之间协作完成实验，不能做到所有学生都动手参与全部实验操作步骤，有些学生在实验过程中出现偷懒和依赖心理，并未积极掌握实验操作步骤，不能达到应有的学习效果。由于只是机械地遵从教师的安排，大多数学生们在课后很快就会遗忘本次实验的内容，导致教学成效难以显现，不利于挖掘学生学习的内在动机[4]。

1.2.3 教学方法比较过时

教师在教授过程中仍存在照本宣科的现象，教学实验内容多年不变，并未与时俱进。教师需要在教学过程中与科技前沿的新成果新发现紧密联系，并注意与实验内容相融合，要有学习新教学技能的紧迫性，例如采用新的计算机的多媒体技术，结合互联网+的优势等，大力鼓励老师科研反哺于教学。

1.3 实验条件满足不了教学需求

1.3.1 师资规模不匹配

近些年，高校招生规模不断扩增，学生规模日益增多，师资队伍却没能进一步扩大，给教研工作带来一系列问题。一些在岗时间较长的教师要被要求集中精力上好理论课，但却又被赋予了实验课的任务，这就大大压缩了他们进行试验教学研究的时间，造成实验教学效果无法令人满意。

1.3.2 经费投入不足

食品化学实验教学需要设备和器材做载体，很多高校存在科研重于教学，唯论文论现象突出，本科教学经费预算的投入欠缺，致使实践活动教学设备不足，原材料匮乏，很多食品化学实验课不能完整地进行，通常只能设计一些简单易做的验证性内容[5]。有些重要的实验，由于实验条件的限制，如实验设备贵等，或者实验存在危险，或者过程复杂，有些必须开展的实验没有开展，达不到培养学生的目的。

2 针对食品化学实验改革的对策分析

2.1 增加综合型实验的设计

综合性实验，包括课程内容、专业知识与操作技能等各方面内容，为了学生适应食品工业的发展，实验内容最好体现综合性，并且最好与实际生产密切结合。教育部通过对教育评价制度的改革，实施了教育制度改革焦点的新实验——综合性开放性实验，学生的动手操作能力以及自主学习能力被提高，学生根据文献等资料设计出切实可行的实验方案，提高了学生学习和动手能力[5]。

2.2 思政融入课堂

2.2.1 挖掘思政元素，让思政教育有深度2016 年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，高校人才培养要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。

在大学阶段学生通过实践学到的知识、掌握的技能以及观念将对职业生涯甚至生活产生深刻的影响，故此，教师将思想政治教育渗透到实践活动和课堂教学中具有重要的意义。课程思政，即将思政知识与专业知识融会贯通，让思想政治教育成为专业课程教学全过程的一部分，为了确保专业知识的完整性，思政教育应该涵盖于教学大纲中[5]，以提高学生的科学涵养。运用食品科学与人文社会科学相结合的方法，以食品化学相关概念、理论和知识的教学为基础，综合运用自然、继续教育培养学生的职业责任感和使命感，教导学生为人处世，引导学生做到认真细致、求真务实、负责的态度，激发学生的主观能动性。按照食品化学实验教学特点，在实验的专业技能和综合培养两个不同维度上，发掘出不同的思政德育。

2.2.2 融合时事热点展开实践，使思政教育多维覆盖

食品化学实验这门课程涵盖了多样化的思政教育，在实际教学中，结合如今食品化学的社会形势和学生关注的热点问题，将时事引入课堂教学，使课堂与社会问题实时接轨，在更深层次思想的领导下培养专业素养，能够提升学生各方面的能力，将以德育人落实于教学实践中。在实践教学课堂中，以专业科研能力为基础，学生可以运用思政观念，在实验中感悟文化元素。

2.3 拥抱新的教学载体

2.3.1 鼓励师生定位互变，建立智慧课堂教学

在新型教学过程中，学生是课堂的主导者，这就要求教师改变自身的定位，成为引领课堂的引导者。在动手实验前，预先告知实验课题，将实验的各项要求以及操作目的明确化，让学生有目的的预习实验内容，对存疑部分收集资料，待实验过程中对已查阅资料进行分析验证，沉浸式体验操作过程，成为实验的主导者。化被动为主动，为实现逆向课堂打下基础，教师可在实验中挑选一些重要而复杂的问题进行讲解，逐渐由“当局者”变为“旁观者”，由“主导者”变为“引导者”[6]。

2.3.2 采用基于虚拟仿真平台的食品化学实验教学

食品化学实验中，实验条件繁多且复杂，一直以来国内学校在进行实验时面临很多难题，比如持续时间长、干扰因素多、设备匮乏等，然而，虚拟仿真具有实验条件、实验过程可控化和直观化、突出实验要点和提高效率等特点，克服了周围环境条件对实验的影响，且能够站在更加宏观的角度上做系统性的考察，由此优化了实验教学效果。通过虚拟仿真教学系统进行教学，通过操作模拟设定数值就能观察到参数的变化，补齐了实物设备缺失的教学短板[7]。

2.4 深度开放合作

2.4.1 利用好校内资源

优化配置校内资源，食品化学实验不一定要把实验课局限在一间固定的食品化学实验室里面，可以通过整合学校的资源上好食品化学实验课，比如有些高校是把食品专业放在生物科学学院或者化学学院，可以利用其他专业的实验条件丰富食品化学实验课内容，像食品化学酶的实验完全可以放在微生物实验室进行操作，关于食品中的一些有害物质的检测也可以放在无机化学实验室进行操作。因此，可以充分整合全校资源，取长补短，上好食品化学实验课。

2.4.2 利用好周边高校资源

加快实现育人资源“校外找”，打造产学研高效交互机制，吸引更多社会有益力量，坚持深化育人资源“校际选”，推动校际交流，促进院校资源开放共享。现在很多高校都地处大学城，高校之间距离得很近，高校间可以互相利用实验硬件和软件条件，达到取长补短的效果。深化大学的全面协作，打造更加立体化的成果分享和联合开发机制，建立更加广泛的校间合作网络。

2.4.3 利用好企业资源

校内实践环境不同于企业生产一线，因此，积极推动建立校外实训基地的主旨就是推动学生实地感受生产实践情况，借助于针对性很强的校外实习基地使教学质量大幅度提升。同时，充分考虑到企业的需要，合理安排课程内容，将企业岗位、技能要求和课程教学充分融合，从而进一步提升学生参与的积极性和教学质量。

2.5 建立合理的成绩评定规则

评价是对学生学习效果的测试，它旨在客观地考核学生各方面的能力，但是，平时实验成绩更依赖于教师的自我印象，无具体标准。在实验课中，往往同一组学生中的实验报告的内容几乎完全相同，因此，对学生的学习成绩进行准确、客观的评价是很困难，通常考试成绩较低的学生不知道扣分的原因，也不知道今后如何改进。

在教学改革实践中，一方面要提高平时的学习成绩占比，进行量化的测量；另一方面，考核的依据不限于报告、观察、标准实验操作、课上提问、课堂秩序、考勤记录及设备损坏情况等。部分实验要结合翻转课堂教学和虚拟仿真教学表现进行评定，评定要结合在课上实验想法讨论以及实验步骤设计，与此同时，将教师评估与组内和组间评估相关联，评估内容要涵盖了团队报告、实验设计及成果以及论文写作等。

2.6 完善保障机制

食品化学实验课是本科教学中一门重要的课程，必须要站在更高的角度，全面统筹管理服务体系、师资力量建设、考核评价体系和资源分配等，一流的本科教育必须得到更加多元保障体系的支撑。立德树人的理念必须得到充分的贯彻，确保管理重心、师资配备、资源分配都优先供应本科教育。全力支持教学一线必须转化为行动和效果，这里面离不开扎扎实实的措施，以及实实在在的资源支持，使人才培养的重点工作任务得到优先的支持。

3 课程总结

在以教师为中心的实验教学下，学生未能成为实验过程中的主导者，以学生为中心，学生则学会了多种方式的主动实践，如构思、设计、钻研等。一切教学须围绕学生的需求而开展，真正做到以学生为主体，教师为主导的新型教学方式，使得学生在牢固掌握理论的基础上，获得扎实的实践工作体验。

3.1 激发学习兴趣

通过对食品化学实验课程的改革，提高了学生运用专业基础知识分析和解决问题的能力。理论学习和实验动手能力也得到提高，更加坚定了对食品专业的兴趣，降低了食品专业学生转专业率。

3.2 培养学生自主研究能力

对于设计性实验，鼓励学生自主规划，结合生活实际，围绕食品化学问题设计实验，独立解决问题，制定操作步骤、独立操作实验，最后完成报告，这样培养了学生的专业能力，将来进入工作就有可能直接入职上岗。

3.3 实验的成功率大大提高

通过翻转式课堂学习和虚拟仿真的模拟操作，解决了真实实验过程时间过长与教学时间短的矛盾，避免了实际操作中昂贵的设备出现问题，也能有效避免学生因不熟悉生产工艺、操作方法带来的实训结果无法正常呈现等问题，也大大减少了错误操作带来的潜在安全风险等问题。

3.4 调动了学生学习的主观能动性

实验前要求学生围绕实验项目，通过翻转课堂学习模式查阅资料了解实验内容，做好预习。课程建立了几种交流方式，如“理论课程微信群”“实验微信群”“发酵QQ群”，大家在群里可以提出问题展开讨论。在实验过程中分工协作，充分调动学生主观能动性，保证每个学生都能操作，若在实验过程中发现问题，学生能够迅速寻求指导老师的帮助。

4 结语

教学改革需要长时间的投入和优化，教师必须能够深刻剖析食品化学实验课程教学存在的不足，打开眼界，深入了解全球知名大学关于食品化学实验的先进经验。与学生沟通交流，倾听学生们的意见，努力进行实践教学改进和创新，准确研判未来行业方向，提高食品化学实验课程教学的预见性，力求在培育人才过程中实现思想、理念、方法技术和模式等多个方面的创新。