基于能力导向一体化的“食品化学”教学模式探索与实践

马意龙，商亚芳，魏兆军，章建国，胡 飞，马 飞

（合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽 合肥 230009）

随着经济社会的高速发展，2012 年以来我国高等教育的入学率提高了近30 个百分点[1]，说明我国高等教育已经进入普及化阶段。为了应对更加复杂的发展形势，提高人才培养质量已成为我国高等教育亟待解决的核心问题。习近平总书记多个场合对我国教育事业的高质量发展提出了希望和要求，通过总结习近平总书记的相关讲话内容，并结合教育部相关文件精神发现，改革创新是我国高等教育高质量发展的核心[2]。高等教育高质量发展的内涵丰富，包括更高的教学目标、更有效的教学手段和更新的教学理念等，其中教学理念的转变和创新是推动高等教育向着更高更远的目标奋进的基础和前提。合肥工业大学是教育部直属的全国重点大学，经历了我国高等教育发展的全过程，并对高等教育的高质量发展提出了思考。2014 年以来，合肥工业大学以“双一流”建设为契机，积极推进教学改革和创新，提出了培养目标- 教学过程- 质量提升“三位一体”的以能力导向一体化教学体系[3]，旨在全面提升教学水平，提高人才培养质量，持续推进学校的内涵式发展。在此基础上，合肥工业大学积极开展课程改革和创新实践，目前已基于能力导向一体化教学体系，对“环境评价与规划”等多个课程的教学模式进行了探索和研究[4]。

“食品化学”是食品专业的必修基础课程，主要讲授食品中的水分、糖类、脂类、蛋白质、维生素与矿物质、色素等内容，能帮助学生比较系统地了解食品的组成及其在加工贮藏等过程的变化特点等，将为“食品工艺学”“食品分析检测”等课程的讲授奠定一定的基础。作为专业基础课，“食品化学”课程的教学质量和效果，对食品专业的其他相关专业课程的学习及食品类人才的培养质量具有重要影响。

1 “食品化学”课程目前存在的问题

要探索和提高“食品化学”课程的教学效果，首先需要对该课程目前存在的问题进行梳理和总结。通过对“食品化学”教学大纲进行仔细分析，发现该课程目前尚存在以下问题：①教学内容重复。该课程与“生物化学”等专业基础课程的教学内容存在部分的交叉重叠。通过对比2 门课的教学大纲发现，其在糖、脂和蛋白质的结构及性质等内容方面存在较大的交叉和重叠，课堂上对其进行反复讲授会降低学生的学习兴趣和积极性。②授课方式单一。该课程在传统教学模式中主要以教师课堂讲授为主，学生在被动学习的过程中容易产生疲劳，导致学习效率和效果不高。③考核方式较少。该课程传统的评价体系主要包括出勤率和期末考试，只能在总体上对教学效果进行控制，很难解决学生“上课不学”“课后不复习”和“考前突击”的弊端，因此学生参加课堂教学的积极性不高，课程学习的投入度较低。④课程目标简单。以掌握课程知识点为主，缺乏对学生综合能力培养的思考，无法满足现阶段人才培养复合化的要求。

因此，以“能力导向一体化教学体系”为指导，结合相关课程在教学模式和教学思想方面的研究成果[5]，对“食品化学”教学过程中存在的若干问题进行思考和探索。

2 基于能力导向一体化的“食品化学”教学模式探索和实践

2.1 调整课程大纲，优化教学内容

“食品化学”中氨基酸与蛋白质、单糖与多糖、脂类的结构及性质相关教学内容，与“生物化学”存在较多重叠，但是直接删除相关重复教学内容的做法并不可取，因为会导致教学内容的连续性下降，最终破坏教学大纲及教学内容的系统性，影响学生学习效果。结合该课程的实际情况，最终决定在教学过程中对相应重复内容的讲解进行简化处理，即对重复的知识点进行简要介绍。通过这种方式既避免了重叠内容的重复讲授带来的问题，又可以将重复知识点前后的教学内容串联起来，因此是一种处理课程重复内容比较好的方法。例如，2 门课程都会学习糖、脂、蛋白质的基本结构和理化性质等内容，重复讲授会降低学生对课程的学习兴趣和课堂积极性。因此，在“食品化学”授课过程中，适当压缩了重复内容的讲授时间，增加了该内容在食品领域应用的例子。例如，讲述氨基酸和蛋白质时，减少了氨基酸基本结构及理化性质的介绍，增加了蛋白质与食品相关的功能性质介绍，并对该性质在食品领域的应用进行延伸。例如，在介绍蛋白质的溶解性时，通过介绍市面常见植物饮料的主要成分和工艺，分析植物蛋白的溶解性对蛋白质饮料稳定性的影响，使学生初步了解蛋白质溶解性在食品领域的应用。对教学内容进行优化后，通过问卷调查发现，学生普遍认为“食品化学”授课内容与“生物化学”重叠量较小，并且“食品化学”讲授的内容与食品专业及行业密切相关，表明该课程对教学大纲和教学内容的优化调整，基本达到了预期的改革目标。

2.2 丰富教学方式，提高教学效果

“食品化学”传统的教学方式以教师主动讲授、学生被动接受为主，授课方式比较单一。在学习过程中，学生因为过于被动而容易产生疲劳和厌学情绪。因此，该课程适当引入视频教学、研讨教学和随堂演练（线上） 等教学方式，通过丰富教学手段，调节授课节奏，提高学生注意力，提升教学效果。例如，在讲到单糖氧化反应产物葡萄糖酸内酯时，通过播放豆花制作视频，详细介绍了葡萄糖酸内酯在豆制品、烘焙食品加工中的应用，让学生直观地了解葡萄糖酸内酯在食品领域的应用情况。该过程成功激发了学生的学习积极性，加深了学生对相应知识点的印象，对提升学生学习效果产生了积极作用。在介绍焦糖化反应时，通过提问和讨论等互动式的教学方式，引导学生联系知识点了解生活中与焦糖化反应相关的例子，并通过对可乐颜色口感的介绍，让学生了解到焦糖化反应在食品工业的实际应用，将枯燥的课堂教学内容与生产实践紧密关联，使原本枯燥乏味的冰冷知识点变得具体和生动。该过程既调节了课堂氛围，提高了学生的专注度，也提高了学习效果。由于该课程的知识点比较多，只注重“学”而不重视“练”，很难得到很好的教学效果。因此，该课程引入“雨课堂”等线上教学模式，在每个章节的知识点讲授结束后，会对相关内容进行随堂测试。该模式不仅可以提高学生的注意力，还能巩固其对授课知识点的掌握，提高教学效果。通过观察学生课堂反映和问卷调查，发现学生上课走神情况显著减少，学生课堂参与度明显增加；此外，学生也反馈多样化的教学方式有助于课堂气氛的调节和学习效率的提高。

2.3 加强过程管理，提高教学质量

传统教学模式中“食品化学”的过程控制比较简单，主要以平时作业和期末考试2 种方式为主，导致了学生课堂的听课积极性不高，主要精力放在期末的集中突击复习，很难达到课程预期的教学目标。因此，在“能力导向一体化教学体系”指导下，增加了课程考核的方式和种类，通过加强过程管理，确保学生在课程学习的全过程都能充分投入、认真学习。该课程将总成绩分成了5 个部分，分别是随堂测试（15%）、平时作业（15%）、课程论文（15%）、课内实验（15%） 和期末考试（40%），贯穿“食品化学”教学的整个过程，促进学生全程充分投入课程学习，提高学习效果，提升教学质量。

随堂测试贯穿了“食品化学”课堂教学的整个过程，每次课都会考核学生对课中重要知识点的掌握情况，这部分成绩约占总成绩的15%。随堂测试主要使用“雨课堂”等线上教学方式开展，通过设计单选题、多选题和填空题等方式，对学生掌握课堂讲授知识点的效果进行检查。其中，单选题以考核单个重要知识点为主，而多选题主要是同时考核多个相关知识点；与选择题相比，填空题可以更深入考核学生对个别知识点的掌握情况，因为这类题目没有相关选项可以参考，需要学生认真理解题干，并填写出正确答案。因为“雨课堂”相关模块可以对上述考核方式的结果进行快速自动批改，因此学生可以迅速了解自己尚未掌握的知识点，课后可以针对性地进行复习。此外，教师也可以根据测试结果，快速了解学生对相关难点的掌握情况，并可以对相关知识难点进行补充讲解，确保学生充分掌握课程要求的学习内容。

平时作业是对随堂测试的补充，目的是将课程学习由课堂延伸到课后，使学生课后继续学习，提高学习效果，占该课程总成绩的15%。课程的平时考核包括以下几种：①名词解释。需要学生对课程中的相关概念进行准确阐述，主要考核学生对概念是否了解、理解是否准确等。例如“食品化学”。②简答题。主要用于考核学生对几个相关知识点掌握情况，考核的目的与多选题类似，但是难度更大一些。例如“简述影响淀粉糊化的主要因素”。③问答题。需要学生对相关知识点进行归纳和总结，例如“试述油脂在高温下的反应类型及其产物特点。”由于平时作业基本覆盖了课程全部知识点，因此通过平时作业可以帮助学生比较系统地掌握教学大纲规定的内容。

课程论文需要学生对相关知识点的应用情况进行学习和探索，占该课程成绩的15%。通常以该课程的一个具体知识点为圆心，鼓励学生使用联想和发散的思维方式，通过查询论文等相关资料，尽可能多地收集与知识点相关的内容，并撰写成小论文。例如“蛋白质凝胶化作用在食品中应用”。

课内实验是一个直观教学过程，占课程成绩的15%。实验课中学生能够看到课程内容介绍的相关实物，并能亲自动手对相应的知识点进行验证，提高其对相关知识点的认识和理解。例如“蛋白质功能性质”的实验，可以直观地让学生观察蛋白质气泡的产生，比较不同起泡方式对气泡数量及稳定性的影响，加深其对蛋白质界面性质的理解。

期末考试是课程的最终环节，但其占比只有40%，明显小于传统教学模式中的60%～80%，这是该课程加强过程管理的重要体现：60%的课程成绩主要分布于平时学习过程。期末考试基本涵盖了随堂测试、平时作业和课程论文中的各种考核形式，考核的知识点覆盖了教学大纲的主要重难点，目的是比较全面地了解学生对知识点的掌握情况。

加强过程管理后，学生不及格率明显降低，成绩分布趋于正态分布。苏馈足等人[6]对《水资源利用与保护》教学模式的研究也表明，教学过程的精细化管理有助于教学质量的提升。

2.4 细化目标管理，完善能力培养

传统教学过程中“食品化学”的教学目标比较单一，以掌握教学大纲规定的内容为主。但在当前社会背景下，课程学习如果只关注专业知识点学习，则无法满足人才培养复合化的要求。因此，该课程除了完成知识点学习的基本目标，还增加了其他多种能力的培养，例如归纳总结、学以致用、创新创业等能力。

对于归纳总结能力的培养，主要通过采用形式多样的平时作业，尤其是其中的问答题。通过引导学生对授课内容进行归纳和总结，找出相关知识点之间的关系，帮助学生比较系统地理解该课程的教学内容。例如，在讲授蛋白质水合性质时，要求学生将其与蛋白质中氨基酸结合水的能力，以及溶质分子与水的作用方式和作用力等进行关联，找出不同章节知识点的内在联系，培养学生归纳、总结和构筑课程知识体系的能力，有利于学生使用“事物普遍联系”的思想对所学知识进行管理，可以帮助学生将相对独立或零碎的知识点进行系统化；此外，归纳总结和重构知识点的能力还可以进一步促进其他相关课程的学习。

学以致用的能力主要是培养学生使用该课程所学知识点，分析了解生活中相关现象或食品行业中相关产品的加工原理等能力，鼓励学生将课堂所学知识用于实际生活。该课程主要通过课程小论文，帮助学生了解和关注“食品化学”相关知识点在生活中的应用。例如，针对淀粉糊化的知识点，要求学生了解实际生产中淀粉预糊化的方法、预糊化淀粉在米糊等方便食品中的应用，培养学生理论联系实际、学以致用的能力。

通过介绍学科相关的前沿热点，将最新的学术及市场动态传递给学生，培养学生积极接收新事物、新理念的意识和主动性，促进其创新能力的培养。例如，针对蛋白质水解反应，介绍了蛋白质水解多肽的制备、功能及应用等相关研究，引导学生了解蛋白质水解肽制备的最新进展，鼓励其基于这些新技术和新方法进行思考，探索新型蛋白质源产品的开发，培养学生创新创业能力。

通过丰富培养目标，学生的归纳总结、学以致用及创新创业等能力得到明显提升；学生基于课堂相关授课内容，咨询及参与大学生创新训练项目申请、创新比赛的人数显著增加，说明学生创新意识和能力明显提升。

3 结语

高等教育高质量发展的核心是改革与创新，作为高等教育重要组成部分的课程教学是其重要实施载体。合肥工业大学提出的“以能力为导向的一体化教学体系”，是国家高等教育高质量发展要求与学校“双一流”建设目标充分结合的成果，对高等学校的课程改革和创新具有一定的指导意义。“食品化学”以其为指导思想，对教学模式进行了思考和探索，取得了较好的实践效果，探索成果将为学校及其他高校食品类课程的改革及创新提供思路，促进食品专业课程教学的发展和进步，助力我国高等教育事业的高质量发展。