慕鴻雁
(青島農業大學食品科學與工程學院,山東青島 266109)
“油脂制取與加工工藝學”是一門理論性和操作性極強的課程,是學院糧食工程專業的一門專業核心課程。主要講授油料的種類及特點、油料制油前的處理工序、機械壓榨法和溶劑萃取法的原理工藝[1-2]。該課程體系由理論、實驗、實習3個部分構成,目的在于通過理論學習和實驗操作相結合,使學生在熟悉油脂化學基本理論的基礎上,掌握油脂制取原理和技術,能夠以課堂所學知識來指導實際生產,為學生未來從事油脂工業生產及脂質科學與技術方面的研究打下堅實的基礎。
學院自2011年成立糧食工程專業以來,該課程已開設了9年,理論授課學時達216課時,實驗課時達144課時。課程的開設豐富了學院食品工藝學課程體系內容,填補了三大宏量營養素之一的油脂獲得途徑的空白,增加了學生對脂質科學與技術的理解,近年來在學院考研錄取率、報考脂質相關專業的學生數量逐年增加。
由于油脂的疏水性特性,其制取途徑及所需的工藝設備與碳水化合物、蛋白有很大的不同,油脂制取設備的龐大使得實驗室完全模擬工業生產也不可行,因此課程理論比較抽象和枯燥,學生難以形成感官認識,采用傳統的教師講、學生被動接受的授課方式,難以使學生理解大型油脂制取設備的工作原理,理論與實際無法有機結合,課堂氣氛不活躍,授課效果不佳。顯然,在應用型人才培養模式的推動下,有必要提出切實可行的課程改革方案,將抽象枯燥的理論轉變為生動有趣的知識,以便于學生更容易消化和吸收,促進學生就業和升學。從課程大綱、教學方法和課程考核等方面展開探索,提出課程改革的思路,以改進課程教學模式,提高教學質量。
“油脂制取與加工工藝學”課程包括3個模塊,分別是理論課程大綱、實驗大綱和實習大綱3個部分。在編撰課程大綱時,立足油脂工業發展現狀,以充分適應實際生產為目標制定課程大綱,突出理論性與實踐性的有機結合。比如在編制理論課程大綱時,在遵循現有教材內容編排的基礎上,除了介紹主要的制油方法、原理及工藝,新增新型或者綠色制油理念,如在油料預處理環節中增加低壓脈沖電廠、超聲波、微波輔助處理油料對出油率及油脂品質的影響等。在理論課課時一定的基礎上,精選教學內容,使得課程設置符合當前油脂工業發展狀況,體現當前社會發展的需求。
“油脂制取與加工工藝學”課程涉及學科廣[3]、內容雜、知識點分散。針對學生上完課后知識把握不牢固、記不住的現狀,每堂課前抽出幾分鐘對上次課講授內容進行梳理和回憶,之后承上啟下引出此次課要講的內容,使得學生較好地了解課程體系,增加對知識層次的理解。授課繼續采用多媒體授課方式,并結合視頻、工廠實際生產的圖片,適當增加英文學術文獻的講解,學生也可以自己查閱脂質科學與技術相關的外文文獻,在結課前成立seminar討論小組,分享文獻中提供的新技術、新方法。這種多元化的授課方法可以增加課堂內容的趣味性和可接受性,既有助于加強學生對理論知識的理解,又可以在一定程度上提高學生的專業英語水平。
通過分析歷年理論課考試卷面得分情況,發現學生在填空題上錯誤較多,說明學生對細節問題掌握不夠扎實;此外,在問答題上回答不全面。針對上述問題,在授課過程中突出課程教學的重難點,實行劃撥關鍵詞模式,比如在講授機械壓榨法制油工藝原理時,圍繞提高出油率這一宗旨,分別從物料、設備、物料與設備之間的作用來進行解析。提醒學生在回答此類問題時,也應該涵蓋3個方面的內容。在授課過程中逐步轉換教師為主體的模式,采用啟發式、問題式教學,引導學生主動去思考問題并分析原因。而在學習比較抽象的知識點時,宜采用層進式教學方法,比如在非水化磷脂脫除這一部分,首先介紹什么是非水化磷脂,這是個特殊性概念名詞,與普通磷脂的結構不同,不同點在于sn-3位上的-X是鹽,而不是膽堿、絲氨酸、肌醇或者磷脂酸。由于磷脂的sn-3位是帶有極性的,而以鹽形式存在的磷脂不帶有極性,與水的親和性差,因此不與水發生作用。那么,為何會存在這種磷脂呢,與原料在生長過程中的變化有關。植物組織內還有磷脂酶D,這種酶可將水化型的磷脂水解成磷脂酸,而后者可與植物作物在種植過程中遇到的鈣、鎂離子等發生復合反應,從而生成鹽,這就是形成原因。由于鹽在酸的作用下可以發生酸解反應,因而可以通過加入酸來生成具親水性的磷脂酸,從而非水化磷脂轉變為水化型磷脂,從而得以脫除。
此外,建立網絡教學平臺,將相關教學材料上傳到網絡教學平臺,便于學生隨時隨地進行課程學習,并在網絡教學平臺上設立學習測驗小程序,在每一章課程內容后對本章重點進行梳理,以便于學生充分掌握章節的重點、難點。
在課程中設置實驗教學環節,有助于增強學生對基本概念和規律的理解,也有助于培養學生的科研思維、提高動手操作能力[4]。因此,完善實驗教學內容,可以與理論課教學內容相輔相成,充分提高學生的學習主動性。
油脂從油料籽粒中的溶出需要破壞油料籽粒細胞結構、破壞油脂體,以及蛋白體與油體之間由于膜中極性組分間的氫鍵結合等作用,因此油脂的制取時間長、工序復雜。由于實驗學時限制,因而油脂制取一部分難以作為實驗內容,而毛油的精煉時間相對較短,可操作性較強。此外,可以增加油脂改性與調制方面的實驗內容。在實驗內容的編排上,適當增加設計性和綜合性實驗項目,以提高學生的動手實踐和思維能力,鍛煉學生的科研思維和分析水平。比如,在觀察油料籽粒細胞結構時,可以選擇含油量不同的油料籽粒(花生、大豆、油菜籽)進行觀察;在測定油脂色澤的時候,選擇不同精煉階段的油脂首先通過目測觀察要求學生描述不同精煉階段的油脂的感官品質,接下來采用羅維朋比色計測定不同種類油脂的色澤。而在油脂脫膠、脫酸和脫色過程中,先讓學生在實驗前查閱資料,明確影響油脂脫膠、堿煉脫酸、脫色的因素有哪些,在脫膠過程中,要求學生自己設計脫膠的溫度、加水量、磷酸添加量和攪拌速度。提醒學生在實驗過程中觀察實驗現象,并結合課堂理論知識對實驗現象做出分析和解釋。在每個實驗后設計一些問題,由學生查閱資料后完成實驗報告。
教學實習采用油脂產品市場調查、實驗室操作與企業參觀實習相結合的模式,通過調查各商超食用油的品種、營養成分、產品標識、生產廠家、用途等信息來了解消費者選擇食用油的發展趨勢,通過企業參觀實習,讓學生深入工業生產一線,不僅有助于他們學到實際生產技能,還可以熟悉掌握各工序中所用的儀器設備的工作原理和先進儀器的使用方法,提高對油脂工業的感官認識,努力培養應用型的專業技術人才。
建立合理的課程考核評價制度是提高實踐教學質量的關鍵環節[5]。課程考核圍繞理論課、實驗課、實習實踐3個方面來展開,每一方面均設有考勤成績,該部分各占總分值的10%,20%,20%,理論課中設有平時成績,通過課堂提問情況、課程論文、小測試結果、課程seminar來評價。在以往的實驗課中,學生扎堆進行實驗,由于實驗分組少、儀器設備供量不足,因此許多學生沒有機會動手操作,更有部分學生在實驗過程中有玩手機等現象,在寫實驗報告時抄襲的情況也較普遍。因此,以實驗報告為主要的考核基準的方式不僅難于掌握學生的真實學習情況,也無法全面考核學生的實際操作能力[6]。在實驗課程考核方式上,可將實驗考核設為考勤、實驗操作、實驗報告和技能考試4個部分。由于增加操作技能考試環節,有望提升學生對實驗課的重視程度,提高學生的實驗動手操作能力和團隊合作能力。
隨著脂質科學與技術的發展,油脂工藝學領域的新技術、新方法不斷出現,為了保證教學內容與實際緊密結合而不脫節,充分提高教學效果,提高教師的業務水平是其中關鍵的一環。教師可以通過網絡、刊物、學術交流等渠道及時了解與該課程相關的最新動態,并利用假期到油脂生產企業進行參觀學習或者掛職鍛煉,加強與國內高校的合作交流,將生產實際經驗和科研新思路新方法融入到講課中來,以豐富教學內容。
通過課程教學改革,學生的積極主動性顯著增加,對知識的接受度增強,學生問卷調查結果顯示,學生對課程內容的理解程度已經顯著改善,而通過理論課考試情況來看,學生對知識點的把握程度提高,細節問題的回答準確率上得到了明顯提高。通過教學實踐,學生的思維分析能力得到了大大提高,對油脂化學及研究的熱情度明顯提高,近幾年來在考研錄取率上,報考油脂方向的比例顯著提高,從事油脂專業崗位的人員數量也逐年增加,充分說明課程改革是行之有效的。