“食品物性學”教學方法的實踐與探討

牛　猛，張賓佳，尤　娟，趙思明，熊善柏

（華中農業大學食品科技學院，湖北武漢　430070）

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“食品物性學”教學方法的實踐與探討

牛猛，張賓佳，尤娟，趙思明，熊善柏

（華中農業大學食品科技學院，湖北武漢430070）

摘要：通過介紹“食品物性學”課程的主要特點和任務，分章講述了前期教學過程中實踐方法，并結合前人經驗和自身總結，提出擴充教師知識體系、激發學生興趣、理順章節邏輯關系和靈活考核等觀點，以期增強“食品物性學”課程教學效果，并提高教學質量。

關鍵詞：食品物性學；教學方法；探討

“食品物性學”主要講述食品和食品原料的物理特征與工程特性，如力學特性、熱學特性、光學特性和電學特性，這些特性與食品組成、微觀結構和存在狀態等因素密切相關［1］。食品物性學涵蓋食品及其原料中影響食品質構特征（如黏彈性、凝聚性、流動性及感官品質）的各種因素和機制，這些因素也同時影響食品品質穩定性、影響環境與食品的相互作用、影響食品分析的檢測結果。作為一門學科基礎課程，“食品物性學”對形成食品學科的基礎知識體系、掌握食品體系的基本組成、明確食品加工和貯藏過程中變化及機制、選擇合理的表征方法研究食品的特性、討論實驗分析結果等具有重要意義。

1　“食品物性學”的課程特點

“食品物性學”課程能夠揭示食品品質與原料物性之間的關系，描述食品物性特征的產生機理和檢測評估方法，闡述食品材料的力學、熱學、光學和電學特征，為改善調整食品的加工工藝，開發利用光、熱、電等多種加工技術，減少光、熱、電對食品品質的不良影響提供必要的理論支撐和實踐指導［2］。

食品大多是由蛋白質、碳水化合物、脂肪、水分等成分組成，它們以一定結構和形態共同或作為單個組分影響食品的質構特性、流變學特征、感官品質、營養特點和貯藏穩定性。食品物料來源復雜，有的來源于生物組織（如肉類和谷物），有的具有特殊的結構特征（如多孔性等）［1］。“食品物性學”主要研究食品物料本身特點及其在加工過程中與力、熱、電、光等加工技術相互作用，從而確定食品品質的主要和次要影響因素，解決食品在研究和開發中的主要物性問題。因為食品物料來源豐富、表現特征不一，所以本課程中知識點較多，不同知識點間需要串聯才能形成知識體系結構，而且由于與力學、熱學、光學和電學等知識相聯系，需要對相關學科有一定基礎，因此會造成課程學習的難度增加、學習興趣下降等問題。形成知識體系框架、系統講解知識點，與實踐緊密結合是保證本課程的教學質量、提高學生興趣、增加課程效率的重要措施。

2　“食品物性學”課程的教學實踐

在前期教學過程中，“食品物性學”課程的主要章節內容和安排為緒論、力學性質、熱學性質、光學性質和熱學性質。教學中采用理論課與實驗課相穿插，基礎教學和實踐教學相結合的方式。

在“緒論”中，重點介紹與食品物性相關的基本概念，如食品物性學、物性特征、力學性質、食品質構、熱學性質、光學性質、電學性質等。明確該課程的學習目的為掌握食品主要大分子結構和食品的基本物理特性，熟練運用食品體系物理特性的研究手段。介紹課程的特點，如涉及多學科領域（普通物理學、力學、熱力學、光學、電學），需要深厚的理論研究基礎等。另外，強調在學習時要注意在理論上的深入，從純物質出發明確機理，以共混體系作為載體熟悉應用，還要理論與實踐的結合，為工程設計奠定理論基礎。最后，介紹了“食品物性學”的發展歷史，使學生站在歷史角度對本課程的形成過程產生認識。

在“力學性質”中，首先概述食品力學性質研究的范疇，然后講述力學性質的基本物理量（如應力、應變）、力的種類、基本受力-形變方式、應力-應變曲線、力學性質的主要表征（如硬度、強度、脆性、韌性）等。對于食品的流變學特性，先從黏性和彈性的定義出發，引出流體的分類和區分標準，并采用魚肉和豬肉肌球蛋白、淀粉糊的例子，加深學生對流變特征的理解。

在“熱學性質”中，首先介紹食品熱力學基本參數（如溫度、比熱、焓等）、食品傳熱性質（如熱流量、平均溫度、傳熱方式等）和熱參數檢測技術等。講述大分子的熱運動與狀態轉變，包括玻璃態、高彈態和黏流態及玻璃化轉變和流動轉變。最后介紹熱力學特性的分析方法，包括差示掃描量熱儀（DSC）分析熱特性的檢測量、研究領域、影響因素和典型曲線特征，并分析了凝膠結構變化、淀粉糊老化和蛋白質變性的熱特性曲線。

在“光學性質”中，講述光學性質的基本概念，包括光學基本物理量、光的反射、吸收和透過、光的反射類型。然后介紹食品的顏色特征，如色彩三要素、測試標準體系（L*，a*，b*），并列舉鮮濕掛面顏色測定和米茶顏色測定等例子。

在實驗教學中，重點選取質構儀、動態流變儀、差示掃描量熱儀、色差儀和電阻抗儀，研究對象分別選取了魚腸、半糊化淀粉懸濁液、膠原蛋白、掛面。在實驗過程中重點培養學生動手和解決問題的能力，熟練掌握各儀器的工作原理和使用方法。

3　“食品物性學”課程的教學方法總結

通過對前期教學實踐的總結，教師發現在教學過程中仍然存在一些問題需要改進，教學方法需要不斷改善和更新，以增加學生興趣，提高課堂效率和保證教學質量。結合前人經驗和自身總結，主要歸納如下。

（1）擴充自身學科知識體系。作為“食品物性學”的教學任務承擔者，應當具備扎實的專業基礎知識，不僅能夠掌握“生物化學”“物理化學”“高分子化學”和“食品化學”的基本知識，而且具備將各門知識有機結合并與實際相聯系的能力。另外，還要提高在食品加工檢測技術方面的實踐操作能力，熟悉各類食品檢測儀器的操作和應用，為學生掌握實驗技能提供充分幫助［3］。此外，作為高校教師還應關注本學科的前沿研究，并加以豐富課堂內容，使學生在學到書本知識的同時還能接觸到本學科知識前沿，充實知識體系。

（2）激發學生對課程的學習興趣。列舉學生熟悉的物性應用案例，以激發學生對“食品物性學”課程的興趣。例如，以面粉做成的面團，制作常見的面條、饅頭和面包等面制品，采用質構儀、動態流變儀等測定固體或半固體的流變學特性；采用淀粉、面粉、燕麥粉、雜糧粉等制成麥片、薯片等休閑食品，用色差儀、質構儀等測定不同配方對產品品質的影響；購買常見的飲料（如碳酸飲料、果汁和茶飲料等），以電化學儀測定不同組分對水溶液的介電特性的影響。另外，加強與學生之間的交流，了解較難理解的章節并重點分析和講解，通過與學生的互動增強師生間的交流，促進共同進步和提高。

（3）建立知識體系，理順邏輯關系。在教學過程中，將各章知識點有機結合起來，方便學生建立知識體系。例如，在力學性質以玻璃態、高彈態和黏流態作為軸心，以玻璃態轉變和流動轉變作為軸線開展內容，將分散的知識點集合在一起，形成涵蓋絕大部分內容的知識體系。另外，對于一些基本概念尤其是容易混淆的定義，要重點強調使學生產生聯想記憶。例如，牛頓流體與非牛頓流體、布朗運動和非布朗運動、鏡反射和漫反射等，講解時要強調區別，并與實際例子對應，加深同學印象。

（4）靈活考核，突出實用。“食品物性學”是一門知識點豐富、與實際聯系較多、能夠涵蓋科技前沿的課程［4-5］。單獨以試卷考核的形式是無法考查學生對該課程的綜合掌握，所以不斷更新課程考核項目也是授課教師要面臨的重要課題。加入實驗項目的考核，并鼓勵學生運用實驗數據撰寫論文；采用專題講座和讀書匯報的方式考查學生對課程知識體系和實踐能力的掌握；借助實驗室平臺，以某一食品作為載體，考核學生對食品評價的綜合能力等，都是可以作為考查學生對本課程學習的重要方法。

4　結語

“食品物性學”作為食品科學與工程專業重要的知識體系之一，在培養學生基礎知識和實踐操作能力，以及以后從事食品生產技術管理、品質控制、產品開發、科學研究的工作等方面起到非常重要的作用。本文總結“食品物性學”課程的主要特點和任務，介紹教學過程中實踐方法，并討論需要改進和提高的方面，以期能夠提高本課程的教學效果，為本專業知識的傳承做出貢獻。

參考文獻：

［1］李云飛，殷涌光，徐樹來，等.食品物性學［M］.北京：中國輕工業出版社，2009：1-3.

［2］李里特.食品物性學［M］.北京：中國農業出版社，2001：1-3.

［3］吳滿剛，陳洋洋，莊濤，等.研究性教學在“食品物性學”中的實際應用［J］.農產品加工，2015（8）：72-74.

［4］林顥，趙杰文，郎濤，等.高校“食品物性學”課程教學實踐方法的探索［J］.農產品加工（學刊），2012（5）：148-149.

［5］姜燕，張海悅.研究生“食品物性學”課程教學方法研究［J］.農產品加工（學刊），2013（5）：86-88.

Practices and Investigation on the Teaching Methods of Physical Properties of Foods

NIU Meng，ZHANG Binjia，YOU Juan，ZHAO Siming，XIONG Shanbai
（College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan，Hubei 430070，China）

Abstract：This paper，the main feature and tasks of Physical Properties of Foods are introduced，the practice methods from previous teaching procedures are also represented by chapter divisions.The author provided four viewpoints，extending the scope of knowledge，stimulating students'interest，rationalizing the logical relationship of every chapter，and enrich assessment methods，in order to improving teaching efficiency and enhancing teaching quality.

Key words：Physical Properties of Foods；teaching method；investigation

中圖分類號：G642.4

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.05.053

文章編號：1671-9646（2016）05b-0077-02

收稿日期：2016-04-08

作者簡介：牛猛（1985—），男，博士，講師，研究方向為谷物大分子結構與功能特性。