高等學校“食品化學”課程教學改革的探索與實踐

徐寶成 ，羅登林 ， 任國艷 ，崔國庭 ，馬紅燕

（1.河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽 471023；2.河南科技大學食品加工與安全國家級實驗教學示范中心，河南洛陽 471023）

“食品化學”是普通本科食品科學與工程和食品質量與安全專業的基礎核心課程之一，其主要是從化學角度和分子水平研究食品的化學組成、結構特性、理化性質、營養和安全性質，以及它們在生產、加工、貯藏和運銷過程中的變化及其對食品品質和安全性影響的一門學科。該課程為改善食品品質、革新食品加工工藝和儲運技術、科學調整膳食結構以及提高食品質量和安全監控水平等提供基礎理論支撐[1]。由于“食品化學”課程內容理論性強，涉及“無機化學”“有機化學”“生物化學”“食品科學”等多課程的交叉與融合，對于初學者在認識和理解上存在一定的難度，極易失去學習興趣。因此，探索新的教學方法、革新常規教學手段、提高學生學習興趣、使學生從被動接受到主動學習一直是多年“食品化學”教學過程中密切關注和思考的問題。就“食品化學”理論和實驗教學過程中存在的常見問題進行探索和討論，并提出解決方案，以期提高該課程的理論和實驗教學效果，為食品專業相關專業課程的教學打好理論基礎。

1 理論和實驗教學中存在的問題

1.1 課程內容交叉重疊

“食品化學”課程中一些章節的內容與食品專業的其他課程存在交叉和重疊，如“食品化學”課程體系中《水分》、《蛋白質》、《碳水化合物》、《脂質》等章節的內容和“無機化學”“有機化學”“生物化學”等基礎課程就存在一定程度的交叉。另外，“食品化學”課程中有關維生素、礦物質、酶等章節的內容與“食品營養學”和“食品酶學”也有一定的重疊；其他章節，如食品風味物質、添加劑則與“食品風味化學”和“食品添加劑”有重復[2]。在實際教學過程中，由于任課教師很難做到對專業課程體系相關課程教學大綱的深刻領會和把握，難免造成在講授內容上與其他課程存在一定程度的重復，這不僅會降低課程教學效果，而且還會降低學生的學習興趣和積極性。

1.2 課程教學內容陳舊

“食品化學”是食品類專業的一門重要的專業基礎課，目前隨著國內外食品科學與技術發展迅速，新的食品原料、食品加工、包裝與貯藏技術，以及新的食品營養與安全問題不斷涌現，這就需要“食品化學”的教學內容不斷進行更新，以滿足食品學科其他專業課程的發展對基礎理論的新需求[3]。隨著油脂加工及安全控制技術的發展，人們對食用油品質提出了更高的要求，新的油脂適度加工技術和高甾醇食用油也相繼出現，然而在目前常見“食品化學”教材中，對脂質體系中植物甾醇及其酯類衍生物的介紹幾乎沒有涉及，這顯然已經不能滿足油脂加工及安全檢測對基礎理論的新需求[4]。因此，在“食品化學”教學過程中如何更新教學內容，加入食品化學領域的最新研究成果，滿足食品加工、貯藏和安全控制對基礎理論的新需求，已成為“食品化學”教學工作者的一個新挑戰。

1.3 多媒體教學手段單一

隨著網絡教學技術的發展，“食品化學”已經實現多媒體教學的普及。然而，在教學過程中，仍然存在以下一些問題，如多媒體課件制作不夠精美，大部分以文字敘述為主，缺乏形象生動的動畫和三維演示技術，這就導致教師上課時習慣性地按照課件上的內容照本宣科、平鋪直敘，而學生則眼睛盯著屏幕，忙于記筆記，達不到生動形象、科學解釋食品化學抽象理論的效果。在教學座談會上，曾有學生多次反映有些教師上課時PPT切換太快，跟不上講課的節奏，也沒法完整記錄教師講的重點內容，導致聽課效果很差，過不了多久就忘得一干二凈。綜上所述可知，多媒體教學雖然方便，將教師從繁瑣的板書中解放出來，但是如果僅僅是文字式的平鋪直敘，其教學效果反而不如板書式好。因此，如何科學使用多媒體，將復雜抽象食品化學理論通過多媒體動畫或三維演示技術展現出來已成為擺在教師面前的一個重要課題。

1.4 實驗教學創新性不夠

實驗教學是培養和提高學生綜合能力和創新思維的重要環節，是理論教學的延續和檢驗。按照實驗的性質，我國高等院校的“食品化學”實驗教學可以分為驗證性實驗、綜合性實驗和設計創新性實驗[5-6]。從目前情況來看，大多數學校仍以驗證性實驗為主，采取傳統教學模式，即教師是主角，課前負責實驗材料的準備，試劑的配制、標定和分裝，并分配給每組學生；同時，教師將實驗原理和具體步驟詳盡地寫于黑板之上，以便學生照著做。這樣學生倒是輕松，只要依葫蘆畫瓢，就可以得出預定結果，甚至有個別學生課前不預習，上課不認真聽講，做完實驗都沒弄清其中原理，知其然不知其所以然。因此，現在的實驗教學方式不利于培養學生的能動性、思考性和創新性，盡快進行實驗教學改革已勢在必行。

1.5 課程考核方式不科學

“食品化學”課程的考核必須綜合考慮學生理論知識的掌握情況、實驗技能和設計創新能力，這也是檢驗課程教學是否適合培養創新性人才的唯一科學途徑[7-8]。以往“食品化學”的課程考核平時成績占10分，實驗成績占20分，期末考試占70分，一考定等級。值得注意的是在對學生實驗綜合能力考核時，往往只根據實驗報告來確定學生的實驗成績，這樣使得個別上課不認真聽講，不主動參與實驗設計，靠抄襲別人實驗數據的學生，憑著一份工整的實驗報告就能獲得較高的實驗成績，這顯然不能客觀、科學地評價學生對食品化學理論知識的掌握情況，更不利于培養食品類創新性人才。因此，改革“食品化學”課程的考核方式已成為當前迫切需要解決的問題。

2 改革措施探索與實踐

2.1 優化課程教學內容，實施精品教學

為適應新形勢下培養高素質食品專業人才的需求，在“食品化學”教學過程中，應根據該專業課程建設的要求，對教學內容進行調整和優化，以激發學生的學習興趣，提高教學質量。首先，開課前應充分了解學校食品專業（如食品科學與工程、食品質量與安全）的歷史沿革、特色和優勢，并根據專業培養計劃和課程教學大綱的要求，優化教學內容，避免教學內容的重復。學校食品化學教學團隊在給食品科學與工程和食品質量與安全專業的學生講授該課程時，在具體授課內容側重點上就有所區別。例如，給食科學生上課時，維生素、礦物質、食品添加劑的內容不作介紹，因為這些知識在“食品營養學”和“食品添加劑”等課程教學中會作更詳盡的講解；相反，在給食安專業學生上課時食品添加劑的內容需重點介紹，而食品中有害成分等章節的內容則無需講解，因為這些內容與食安專業開設的“食品安全學”和“食品毒理學”等課程重復。另外，任課教師還應該根據食品專業的特色和優勢，對具體章節的講授內容進行優化和升級，以滿足專業和學科特色的發展需求，如學校農產品特色資源干燥理論與技術是食科專業的特色優勢學科，因此在給食科專業學生講授水分這一章節時，除了介紹水分活度、水與食品的穩定性等內容外，還根據最新的研究進展，對食品中水分的位轉移、相轉移和分子的移動性等內容進行拓展和補充，以滿足干燥特色優勢學科對人才培養的需求。總之，在“食品化學”的理論和實踐教學過程中，應結合學校食品專業的人才培養要求和學科發展的特色和優勢，對“食品化學”的教學內容進行優化和升級，實施精品教學，提高教學效果和人才培養質量，確保專業和特色優勢學科的持續發展。

2.2 采用混合式教學模式，提高教學效果

隨著網絡和新型多媒體技術的發展，學校“食品化學”教學團隊積極進行教學方法和教學手段的改革，利用雨課堂平臺這一智慧教學工具，積極探索和實踐混合式教學模式，極大地提高了學生學習“食品化學”的興趣和熱情，教學質量顯著提高[9]。教學團隊建立的雨課堂平臺的教學模式主要通過以下3個階段進行實施。

第一階段，課前活動安排。教師在課前要科學設計教學方案，精心制作課件，可通過慕課平臺、學堂在線、土豆、優酷等網站精選與授課內容相關的視頻，并通過雨課堂的“慕課視頻”功能將精選的視頻片段插入PPT課件中，最后通過雨課堂將制成的課件發送至學生手機終端，供學生課前預習。教師則可通過自己的手機終端，隨時掌握學生的預習情況，如瀏覽課件的頁數、有無不理解的難點內容等。學生根據教師布置的學習任務，提前預習課件和相關視頻材料，并圍繞教師提出的問題收集材料、撰寫專案或進行科學實驗和社會調研，為課堂小組討論和成果展示做好準備。這種方式可以極大地提高學生的學習熱情和參與度，培養學生自主學習和主動獲取知識的能力。

第二階段，課堂活動的開展。學生通過手機微信登陸線上課堂，快速實現課堂考勤簽到。授課時，教師的課件會通過雨課堂平臺同步到學生的手機上，學生根據自己對知識點的理解和接受情況，可以通過“雨課堂”平臺向教師提問；教師則根據學生的反饋，及時調整講課的速度，并對學生的提問作進一步解答。為了活躍課堂氣氛，提高學生聽課注意力，教師在授課過程中可以開啟彈幕功能，學生可以通過手機終端就某個問題與教師或其他學生展開討論和互動。另外，教師也可以通過雨課堂平臺發布習題，檢測學生的學習效果，并可對答案分布情況及答題正確率作出現場統計，以及時了解學生對相關知識點的掌握情況；同時，教師根據學生對知識點重點和難點的掌握情況進行有針對性的補習，以進一步提升學生的學習效果。

第三階段，課后活動延續。授課結束后，學生仍可利用手機終端在雨課堂平臺上隨時查看教師的授課課件，復習課堂學習內容。對于有理解不透或者想進一步探討的問題，可以通過雨課堂平臺的在線留言功能與教師進行互動、探討，直至問題解決。目前，此功能受到了普遍歡迎，極大地提高了課后復習的積極性和主動性，并可做到實時提問和解答，使線上和線下2個課堂有機融合在一起，顯著提高了教學效果[10]。

2.3 改革實驗教學，培養學生創新思維

實驗教學不僅是對課堂理論知識的檢驗和驗證，而且可以培養學生的創新思維，激發學生探索未知領域的興趣。為了提高食品化學教學效果，教學團隊積極創新實驗教學體系，改革傳統實驗教學內容和實驗教學方法，增加綜合性、設計性和創新性實驗的比例，使該3項實驗占總實驗學時的比例不低于50%。另外，學院實驗教學中心也進行了一系列服務措施改革，大力提高實驗室對本科生的開放水平，為綜合性、設計性和創新性實驗的開展提供了有力保障。

在實驗開展時，重點突出學生的主體地位。對于設計性和創新性實驗，首先由教師擬定實驗題目，并規定實驗的主要內容、預期目標和相關要求；然后結合學生的興趣，將學生分配到不同的實驗課題下，組建設計性和創新性實驗團隊，選定1名組長，實行組長負責制。各團隊根據實驗的具體目標、要求和研究內容，進行文獻資料的查閱并擬定具體實驗方案，具體包括確定所需的儀器設備、實驗試劑、耗材、測試方法等。在這種實驗模式下，學生具有廣闊的自由發揮空間，由過去的被動接受和實驗過程復制者變為主動思考和實驗創新的開拓人。實驗過程中材料的準備、試劑的配置、儀器的操作、數據的采集和分析、實驗結果的分析與討論均由學生自己完成。對于實驗中遇到的難題，鼓勵學生通過文獻資料的查閱和小組研討自己解決，也可在教師的指導和幫助下尋求解決方案[11]。通過設計性和創新性實驗的開展，不僅增強了學生對“食品化學”的學習熱情和興趣，而且還培養了學生的創新思維和綜合實踐能力，為后續食品類專業課程的學習打下了良好的基礎。

2.4 革新課程考核方法，科學評估學生學習效果

“食品化學”課程考核是課程體系建設的重要組成部分，是檢驗教學效果、提高教學質量的重要環節。考試方法和考試內容多樣化改革是“食品化學”課程考核改革的核心，也是培養高素質創新性食品類人才的必然選擇[12]。教學團隊在“食品化學”課程考核實踐中進行了大膽探索和改革，并取得了良好效果，現總結如下。

2.4.1 注重過程考核，提高平時成績比例

“食品化學”課程成績由期末考試成績、實驗成績和平時成績3個部分組成，其中平時成績占課程總成績的比例由原來的10%提高至30%。為了加強對學生學習過程的監控和考核，教研組引入“專題匯報”“課堂知識競賽”和“團隊合作”等考核方式，對學生的平時成績進行科學評價。如食品的變色是“食品化學”教學過程中一個重要的知識點，許多食品在加工過程中均涉及到食品的變色問題。針對此問題，教研組在教學過程中引入專題匯報的方式來考核評價學生對該知識點的掌握情況。學生在課后充分利用學校圖書資源、網絡數據庫資源查閱相關文獻資料，進行專題報告撰寫，并在課堂上匯報各自的調研成果。這樣不僅可以調動學生學習的主動性，而且可以引導學生不斷思考，拓展“食品變色”這個知識點的廣度和深度，提高課堂教學效果。

2.4.2 注重實踐動手能力，完善實驗考核制度

為了強化學生的實踐動手能力，培養其創新思維，教研組除了增加綜合性、設計性和創新性實驗的比例外，還將實驗成績占課程總成績的比例由原來的20%提高至30%。同時，在實驗成績評定時，注重對實驗過程的考核，要求學生在實驗前做好充分預習，對于設計性實驗還要求學生預先制定詳細的實驗方案，實驗中必須獨立操作，并能夠針對實驗中出現的問題及時提出解決方案。實驗結束后，要求每位學生對采集的實驗數據進行科學統計和分析，并按規范撰寫實驗報告。實驗成績具體由實驗預習和實驗方案設計（30%）、實驗操作（30%）、實驗報告（30%） 和實驗出勤（10%） 構成。該考核方式注重對整個實驗過程的考核，可以充分調動學生實驗課的主動性和參與性，培養學生創新思維和實踐能力，真正做到理論聯系實際、學以致用。

2.4.3 注重知識應用能力考核，期末考試命題科學化

為了強化對學生平時學習過程和實驗技能的考核，教研組將食品化學期末考試成績占課程總成績的比例由原來的70%降至40%；同時在命題時加大主觀應用題型的比例，注重考核學生分析問題和解決問題的能力。例如，隨著煎炸時間的延長，食用油常常會出現煙點降低、起泡和黏度的增加，對此要求學生結合油脂的氧化、水解和熱聚合等知識點進行分析和解釋；同時還可要求學生進一步探討如何選擇理想煎炸用油及如何延長煎炸油使用壽命。這樣靈活多樣的題型，不僅可以提高學生分析問題和解決問題的能力，而且還能激發學生的自主學習熱情，提高其思維辨析能力。

3 結語

通過課程理論教學內容的優化、實驗教學體系的創新，以及混合式教學模式的實施和課程考核方法的革新等多元化舉措，極大地提高了學生學習“食品化學”的興趣和熱情，充分調動了其參與實驗和實踐的主動性和參與性。近3年教學改革和實踐結果表明，學生分析和解決食品化學相關問題的能力均顯著增強，能真正做到理論聯系實際、學以致用。另外，學生整體的創新思維、實踐和協作能力均得到了培養、鍛煉和提高，為保障食品類專業人才培養目標的實現提供了有力支撐。教學改革和創新是一個永無止境的過程，只有在實踐中與時俱進，不斷探索新的教學方法、創新教學手段，才能使高校“食品化學”教學取得更好的成效，培育出更多的高素質創新型人才。