新农科背景下高等农业院校食品化学教学团队建设探索与实践
2023-02-19王乃富张海伟孔德瑞周裔彬
王乃富 张海伟 张 强 孔德瑞 周裔彬
(安徽农业大学茶与食品科技学院,安徽合肥 230036)
全国农林高校于2019年6月发布了新时代中国农科教育建设规划,该规划认为,新时期的高等农林教育应该强调学生科学研究素养与创新、创业能力的培养,造就适应新时代社会经济发展需要的优秀农林新人才[1]。要实现上述目标,对当前农林高校的教育教学模式进行改革刻不容缓。食品化学是食品科学与工程、食品质量与安全,以及营养与食品卫生相关本科专业的核心专业基础课,是学好其他专业课程的前提,课程教学质量将直接影响到学生对专业本身的认识和兴趣[2]。在新农科背景下,食品化学教学中主要存在以下不足:①教学团队组成不合理或根本没有教学团队。食品科学包含的知识比较广泛,包含粮油、果蔬、畜产品等加工技术及贮藏运输技术等。有些学校只安排1名老师讲授食品化学课程,而其可能只熟悉食品领域的某个方面的内容,不利于食品化学知识全面、系统地讲授,影响教学效果;②教学内容侧重于知识传授,授课内容陈旧,无法反映当前食品科学技术的最新进展;③教学方法以教师课堂讲授为主,不利于发挥学生的主观能动性和培养学生自主学习的能力;④课程考核方式不合理,大部分高校的考核方式仍然以期末考试和平时考勤为主,考试重点考核课堂所讲授知识,而课程思政、学生科研和创新能力评价未纳入考核体系[3-4]。
随着科技的不断进步,食品加工理论知识和技术取得了快速发展,新的食品加工品种也不断出现,教学理念和教学方法都需要进行改革,以适应新时代不断发展的要求[5]。近年来,安徽农业大学食品化学教学团队积极开展以教学内容、教学手段、教学方法、考核模式为主要内容的教学改革,把培养学生自主学习能力、团队协作能力、实践能力和创新能力作为改进教学方法的起点与落脚点,在长期的探索与实践中取得了良好的教学效果。
1 团队建设目标
立足新时代新农科教育改革理念,通过建设,形成一支构成合理、教学理念先进,教学手段丰富,教学方法新颖灵活,基础理论扎实,实践与科研能力较强,具有创新精神、合作精神的教师队伍,突出农业高校食品科学类专业食品化学专业基础教学的核心地位。通过3~5 年对教材、精品课程、慕课、多媒体课件、试题库、实验课程等方面的建设,争取将食品化学教学团队打造成国家级教学团队。
2 团队师资力量建设
以具有食品不同研究方向科研或技术背景的师资队伍作为构建团队的原则,同时要考虑团队成员的职称、学历与年龄结构组成。目前,安徽农业大学食品化学教学团队师资力量实力雄厚,年龄结构、知识结构合理。团队共有教师6 人,平均年龄44 岁,其中教授2 人、副教授3 人,中级职称1人,省级教学名师1 人。团队成员均具有博士学位,分别毕业于中国海洋大学、江南大学、南京农业大学等国内知名院校,具有良好的学缘背景。团队成员中有博士生导师2 人,硕士生导师4 人,其中5 人具有海外留学经历,具有深厚的食品化学基础理论知识与良好的科研思维、较强的实践创新能力和良好的科研素养,可胜任食品化学课程理论与实践教学。
3 理论课创新性改革措施
3.1 优化教学内容
食品化学教学既要讲授食品化学的基础理论知识,又要符合新农科的教育理念,反映新时代对农林高等教育的发展要求。食品化学既是食品专业的基础课程,建立在无机化学、有机化学等公共课程的基础之上,又与食品营养学、食品酶学、食品添加剂等课程有很大的相关性,在教学内容上与上述课程存在重叠[6]。为了避免不同课程在教学内容上的重复,造成教学资源的浪费,食品化学教学团队多次与担任食品营养学、食品酶学、食品添加剂等课程的任课教师举行共同备课会,商定重复内容在各自在授课中的侧重点。食品化学课程在讲述食品中的酶、维生素和矿物质元素时把重点放在食品加工工艺、贮藏条件对上述成分的影响,以及导致食品品质发生变化的内容上,达到与其他课程在授课内容上相互支撑与补充的效果,使学生更加系统全面地理解和掌握食品化学知识。
在合理选择教学内容的基础上,在教学中除反映传统的食品化学基础理论外,还加入食品科学领域的新技术、新进展,突出现代食品科学研究中发现的新问题,并同时引入课程思政。如在讲述美拉德反应内容时不仅讲述其对食品的色、香、味作出重要贡献,还要强调反应中会生成丙烯酰胺等有毒有害的物质,并结合科研讲解丙烯酰胺的控制措施,使教学内容能够彰显新时代高等农林教育的科学性、时代性和先进性。
3.2 改革教学方法
以人为本,教学互动,培养创新意识和创新人格。在课堂理论教学中,主要采用基于问题学习(Problem Based Learning,PBL)的混合教学模式。首先,教师将课件、相关文献、作业和自测题库等学习资源上传到超星学习通平台中,让学生提前了解授课内容的重点、难点。同时,制作教学视频,讲解食品化学理论课中的难点、重点等,为学生线上自主学习,提前了解授课内容提供便利。本着“以学生为中心、以问题为导向”的教学理念,教师根据每次授课内容的教学目标,列出需要学生在实验前思考回答的问题清单。学生依托教师提供的资源或查阅相关资料,进行“以问题为导向”的小组合作式和探究式学习,最终形成一份小组预习报告。在此过程中能够激发学生学习的主观能动性,培养自主学习能力、独立思考能力与相互团结合作的能力。这与以往的教学中仅依靠老师课堂讲解,大部分学生课前对上课内容不了解相比,学生能够做到心中有数、有备而来。
教师依据学生线上学习的登录次数、登录时长以及问题回答质量等学习情况,准备好课堂测试题,检查学生的课前学习质量。在实际的课堂教学中,教师还可以依据学生对内容的掌握情况,适当进行内容拓展及深化。教师要做好评价总结,及时肯定学生的闪光点,激发学生的学习热情。对于学生学习中存在的问题及时纠正和补充,从而完成相关理论内容的教学。
4 实验教学或实践性教学改革措施
4.1 开放实验室,培养学生动手实践能力
近年来,食品化学教学实验室实施开放管理,本科生在遵守实验室规则,确保实验室安全的条件下可以申请进入实验室,开展如多糖凝胶性能测定、酶促褐变机理及控制方法等综合性设计实验工作,也可以结合大学生创新创业项目、安徽省食品创新大赛等开展实验研究、提升学生具有初步独立开展研究性实验的能力,培养学生独立思考、独立操作、理论联系实际和融会贯通的能力,进一步提高学生的实验技巧与技能,为以后毕业论文的开展打下坚实的基础。
4.2 参与教师科研项目,培养学生创新能力
近年来,团队成员共获得国家自然科学基金项目、安徽省自然科学基金项目、安徽省科技攻关项目等多项科技项目,在Carbohydrate polymers、Food Chemisty、Journal of Agriculture and Food Chemistry等重要刊物发表学术论文30 余篇。将科研项目转化成学生的综合实验和研究设计型实验,使实验内容与科学研究和生产开发紧密结合,丰富学生的知识,提高了学生的学习兴趣和创新能力。
教师通过将自己的科研成果带入课堂,把最新的知识和信息传递给学生,促进教学质量的不断提升[7]。在食品化学的教学实践中,将教师承担的科研项目的内容引入教学中,作为教学案例,让学生通过实实在在的项目、研究内容、研究方法加深对课本理论概念的理解及实际应用。将教师发表的与课程有关的研究论文作为课外阅读资料,将科研及科技服务工作中积累的经验带到课堂,丰富课堂教学内容,提高课程教学质量。
积极吸收本科学生参与教师的科学研究,将学生所学的理论知识转化成学生认识和解决实际问题的能力;将学生的毕业论文与教师的科研方向结合起来,让教师对学生论文能有的放矢地进行指导;开展系列特色活动、积极鼓励学生参加课外科技社团和科技实践活动。
4.3 建立教学实践基地,培养学生理论联系实际能力
为培养学生对食品化学课程及食品专业的兴趣,在进行食品化学教学时,根据教学章节内容带领学生到相关教学实践基地参观学习,如安徽皖雪食品有限公司、安徽省粮油检验站、国科检测有限公司等校外教学实践基地。通过了解食品企业的真实运转情况,激发了学生的学习兴趣,食品化学及后续相关食品课程的学习效果有了明显提升,有利于实现提高学生动手实践能力与创新性思维能力的教学目标。
5 资源建设措施
5.1 教学资源建设
为了方便食品化学教学,建立了食品化学试题库和作业库。试题库和作业库中的作业含有大量的实际案例和数据,成为教师进行课程考核、教学科研的十分有价值的参考资料。重视加强教材与指导书的建设,为了使教材能够反映新时代农科教育特色,编写了适用于农业高校教学的教材《食品化学》。针对现行食品化学实验课程体系存在的“实验内容低水平重复,学科间逻辑关联缺乏,部分内容陈旧落后,验证性实验多,综合性、设计(或研究或创新)实验少”等不足,编写了农工科相互渗透、相互交叉,验证性、综合性、设计(或研究或创新)性实验有机结合”极富特色的《食品化学实验》讲义。这些教学指导书中包含着大量的教学经验积累,为今后的课程建设提供了珍贵的教学资料。
以网络信息为载体,丰富和拓展学习空间,培养学生学习热情。特别是新冠疫情暴发以来,超星学习通、雨课堂与腾讯课堂等线上教学辅助平台在高校教学中得到了广泛的应用。为此,课程团队建设了食品化学网络课堂,包括教学大纲、教案、课件、实验指导书、作业和自测题库、视频等模块,方便学生进行课前预习,也可以课后对重要知识点、难点进行回顾等。同时,开辟了食品化学知识网上讨论区,对食品化学课程的重点、难点问题进行解答,以及对涉及食品化学知识的食品安全问题进行讨论。如与美拉德反应有关的油炸食品中丙烯酰胺含量,与脂肪氢化有关的反式脂肪酸等问题,培养学生的食品专业素养,增强其社会责任感。
5.2 教学实验室建设
为满足食品化学教学需要,安徽农业大学茶与食品科技学院已建成一个专门的食品化学实验室,实验室具有紫外可见分光光度计、真空干燥箱、旋转蒸发仪等设备,可以开展本科生或研究生食品化学教学和科研工作。同时,学院拥有茶树生物学与资源利用国家重点实验室、安徽省农产品加工工程实验室、合肥市农产品加工研究院、与安徽省出入境检验检疫局共建的食品安全分析与检测省级重点实验室等多个实验室,实验设备齐全,实验、实践性教学条件完善,可满足学生进行设计性、创新性实验的需要。
5.3 校外教学基地建设
团队注重加强校外实践教学基地建立,已与安徽皖雪食品有限公司、安徽省粮油检验站、国科检测有限公司等多个企事业单位签订了实践教学基地建设协议。此外,团队成员通过与相关企业进行产学研合作项目,教师到企业进行技术指导,合作进行新产品的研发等,同时,邀请生产一线具有丰富实践经验的技术专家到学校参与课程建设或开办专题讲座,以增强团队专业教师对食品生产企业生产实际的了解,促进团队教师教学和科研水平提升。
6 团队青年教师培养工作
进一步推进青年教师培养工作,帮助青年教师尽快成长,促进青年教师在教学和科研领域取得突出成就,成为教学和科研领域的骨干力量,切实提高教师的理论水平和工程实践能力,使中青年教师的培养步入规范化、制度化和科学化的轨道。在队伍建设过程中,注意师资队伍的学缘交叉,积极吸收外校毕业生补充师资力重。加大对骨干教师的培养力度,每年安排一定比例的教师到国内外知名高校、科研院所学习深造。近5年来,已派到美国访问学者3名,国内访问学者1名。
发挥名师、学术带头人作用,坚持以老带新的方式传帮带,对青年教师实行“导师制”进行培养,从思想、教学、科研等各方面对青年教师予以指导,帮助青年教师实现由学生到教师的角色转变,指导内容包括更新教学内容、改进教学方法、改善教学技巧等。青年教师从担任辅导课、实验课开始,经2~3 年的教学锻炼后,试讲通过后才能面向本科生授课,最后进入主讲教师队伍。团队带头人常以听课的方式检查青年教师的教学情况,并定期召开集体备课会,让青年教师熟悉各个教学环节的要求和标准,及时纠正教学中存在的不足,提升教学水平。
7 结语
经过长期的建设积累,安徽农业大学食品化学教学团队现已基本形成一支基础理论扎实,实践能力较强,教学经验丰富,教学水平较高,科研能力较强,爱岗敬业,治学严谨,年龄结构合理的教师队伍。近5 年来,团队教师共获得省级教学成果奖2项、承担省级教改项目3 项,国家级和省级大学生创新性实验项目各3 项,校级教改项目4 项,校级大学生创新性实验项目7 项,省级精品课程1 门,主编国家级本科教材2 部,参编1 部,取得了良好的教学效果。