食品類專業“無機化學”課程的改革與實踐

趙莉麗 李 超 傅小波 廖文波

（東莞理工學院化學工程與能源技術學院，廣東 東莞 523808）

0 引言

無機化學是高等院校食品類專業的第一門重要的專業基礎課程，該課程的開設不僅可以使學生掌握化學的基礎理論知識，而且可為后續的專業課程的深入學習以及科學素養的提高打下基礎。因此，無機化學課程的學習對提高學生的邏輯思維能力、科技創新能力以及分析解決實際問題的能力起著至關重要的作用。如何針對食品類專業的需求進行無機化學課程的有效教學，達到良好的教學效果，是值得無機化學授課教師深入思考與探究的重要問題。本文分析了目前食品類專業無機化學課程教學中存在的一些問題，并從優化教學內容、改進教學方法、提高學生能力、融入課程思政和完善評價體系等方面對該課程的教學改革進行了初步探索和實踐。

1 傳統教學過程存在的問題

第一，在教育部持續推動深化本科教育教學改革的形勢下，教學內容的急劇膨脹與教學課時減少的矛盾日益凸顯，導致無機化學的授課時間大幅縮減。第二，由于中學教學資源配置的不均衡，加上高考改革后，化學不是高考必考科目，致使大一新生的化學水平參差不齊，對同一知識點的領悟和理解能力存在差距，給無機化學教學的實施帶來一定的挑戰。很多學生認為無機化學為非食品類專業課程，對該課程的重要性認識明顯不夠；第三，食品類專業的無機化學課程多由化學化工類專業的教師擔任，如若教師自身缺乏食品類專業知識，同時在授課中忽視課程與食品類專業的聯系，會導致學生的專業意識淡薄；第四，傳統的教學過程中，教師主導與支配整個課堂教學活動，學生被動參與到教學過程中，無法發揮其主觀能動性；第五，課程考核通常設置在期末展開，無法綜合且科學地評估學生的學習能力。因此，基于上述食品類專業無機化學課程在授課過程中存在的普遍問題，對無機化學課程進行教學改革與創新勢在必行。

2 無機化學改革探索與實踐

2.1 考慮學科差異，優化教學內容

無機化學教學內容主要包括化學反應基本原理、物質結構基礎及元素化學三篇，如果僅按照傳統課程設置的內容與比例進行教學，會導致教學內容的專業針對性不足。比如，食品類專業會涉及很多化合物在反應過程中的熱量變化，學生需要掌握各種元素對人體健康作用等方面的相關知識，通過學習元素化學可以讓學生了解日常生活中的飲食平衡，為后期食品營養學和食品毒理學等專業課的學習提供知識儲備。然而，食品類專業對物質結構基礎中原子或分子軌道結構以及薛定諤方程等純理論性的內容需求相對較小。因此，在課時縮減的大背景下，筆者在教學內容設計以及學時分配中更需要考慮到食品學科的特殊性，對授課內容有所側重，加強無機化學教學內容與食品類專業知識的融合。此外，在講授無機化學基本原理與概念等重要理論的前提下，需要注重結合食品學科的發展現狀，將最新的科研成果與學科前沿知識引入教學，更好地激發學生的創新思維，提高學生的科學素養。

2.2 改進教學方法，凸顯專業特點

無機化學課程具有知識點多而繁雜，理論性強等特點。單純的講授和推導會使學生感到枯燥乏味。因此在教學過程中，授課團隊注重采用“教師提問—學生問答討論—教師補充”等多種教學方式并行，注重提升學生的主體地位。比如，在介紹酸堿平衡章節的時候，教師拋出問題“日常生活中我們吃的哪些食物是酸性的？”很多同學會回答“吃起來感覺酸的食物是酸性的，比如水果”。其實不然，在食品專業營養學上的食物酸堿性不能僅用食物的味覺來判定，而是要根據食物經過人體的消化和吸收后的最終生成物的酸堿性來判斷。很多水果雖然口感呈酸性，但經過人體代謝后在體內的最終產物是鈉、鉀、鈣、鎂等金屬陽離子形成的堿性化合物，因此大多數水果是堿性食品，對人體是健康有益的。

此外，為加強無機化學課程與食品類專業的聯系性，在講述具體知識點的時候會貫穿食品學科的知識，加強學生對專業的認知。比如，在講述化學熱力學焓變計算的時候，讓學生計算葡萄糖在人體內供給的能量值。在這道題的計算過程中，學生既可以根據課程內容掌握焓變的計算方法，也可以根據葡萄糖的焓變進而求出熱值。舉一反三，學生可以根據食物的反應方程式求得各種食物的熱量。再比如，元素化學部分的知識點瑣碎零散，但卻與日常生活聯系十分緊密，尤其是微量元素。如鐵是構成人體內血紅蛋白的不可或缺的重要組分，但飲食中鐵的利用率很低，而硫酸亞鐵、檸檬酸鐵等可以顯著提高鐵的吸收率，因而，可以通過以上物質作為食品添加劑強化人體內鐵元素的吸收。其他微量元素如鋅、硒、鉻等也在強化食品中也有重要地位。筆者通過在無機化學教學過程中滲透食品類專業的相關知識，并與生活中的具體事例相結合，在避免教學內容抽象、枯燥的基礎上，拓寬了學生的知識面。讓學生意識到，所學無機化學的知識不僅能夠解釋一些生活中常見的現象，同時還與所學專業緊密結合，激發了學生的主動性和學習興趣。

2.3 實施翻轉課堂，提高學生能力

大一新生面對大學授課課時少，信息量大的教學模式必然存在極大的不適應，但學生處于高中與大學學習的過渡期，在認識能力、思維方法、興趣塑造等方面均有較強的可塑性，因此在這個階段對學生學習能力進行培養至關重要。教師首先會向學生介紹中學學習與大學學習的差異性，并介紹一些適合學生的學習方法，尤其是強調自學能力培養的重要性。教師在授課中也會改變填鴨式的傳統教學模式，增強師生互動，使課程煥發出新的生命力。如在教學過程中實施“翻轉課堂”，不僅是教學模式的創新，更重要的是可以改變學生消極被動接受知識的狀態，幫助他們完成角色轉變，培養他們的學習能動性。教師團隊在教學過程中可將學生分為若干小組，以授課內容的每個章節作為主題，在教師授課完畢后，要求學生對該章節內的知識點進行回顧、提煉，總結、匯報，在這個過程中實現學生學習知識的主動建構，對其學習能力與交流匯報能力都實現了鍛煉的效果，真正體現了“以學生為中心，以成果為導向”的OBE理念。其他小組可以在匯報組講述完畢后，對該匯報的全面性和精準性進行點評與討論，進而達到知識體系的升華，同時也可以為教師更好地去講述課程中的重難點知識提供了新思路。以“翻轉課堂”為代表的創新教學方法的實施，可以幫助學生成為教學過程的主角，提升學生自學能力和思維水平，培養其獨立思考與解決實際問題的能力。

2.4 融入課程思政，提升課堂溫度

在傳統的教學過程中，教師往往注重學生對基礎理論與知識的掌握情況，而對學生的世界觀、人生觀和價值觀的引領有所忽略。如何增強學生的專業認同感，實現科學素養與價值引導的有機結合，將思政要素融入無機化學課程是一種切實可行的方法。在整個教學過程中，教師可以介紹如侯德榜、徐光憲、波義爾、門捷列夫等國內外科學家的生平及卓越貢獻，讓學生學習科學家們艱苦奮斗的精神與科學品質，激發學生的愛國情懷與信念；在緒論學習中，教師可以旁征博引地穿插講述中國古代的四大發明，以及釀酒、釀醋等發酵技術，激發學生對食品類專業的學習興趣，提升名族自豪感；在介紹化學平衡章節時，引導學生去思考影響食物變質的如溫度、氧氣含量等因素，在化學知識傳授中融入專業知識，增加學生的專業興趣度和認同感；在元素章節介紹硫氧化合物以及亞硝酸鹽等化合物時，引出食品中一些常見的防腐劑及添加劑的主要成分及作用，進一步聯想到食品科學中形形色色的添加劑，強化食品質量安全的觀念，將“綠色化學”的發展理念內植于心。通過將思政元素與課程內容有機結合，教師可以在知識傳授過程中向學生傳遞正確的價值導向，培養學生的科學精神和使命擔當，激發學生的愛國熱情。

2.5 完善考核評價，注重過程管理

基于OBE的教育理念，教師在授課過程中要堅持以“厚基礎、重實踐、強素養”為導向，注重評定過程的客觀性、公正性和科學性，從多方面綜合考核評價學生的學習效果。其中，平時成績所占比例（30%），包括出勤（5%）、隨堂測驗（10%）、課后作業（10%）、翻轉課堂（5%），期末考試卷面成績占總成績的70%。平時成績的考核注重過程化管理，充分利用優學院平臺上的教學資源，對學生課前預習、課堂測驗、翻轉課堂以及課后作業等進行全面統計和掌握。此外，還融入學生互評的考核方式，如針對翻轉課堂，由學生與教師共同進行打分，既給予學生一定的權限，又避免了因學生打分不合理造成成績不公正的現象發生。多元化的考核方式，鼓勵學生全程參與，提高學生的學習積極性和主動性，讓學生更加重視平時學習過程和綜合能力的鍛煉，極大提高了教學效果。

3 結語

在學時減少背景下，以食品類專業需求為導向，以學生為中心，通過優化教學內容，改革教學方法，提高學生能力，強化價值引導，實施多元化考核方式等措施，充分發揮現代化教學手段的優勢，不斷激發學生學習的興趣，使學生的認知結構和專業知識實現有機整合。授課教師也應關注食品類專業的動態發展，不斷探索基礎理論與專業需求相結合的教學方法，在加強無機化學知識教學的基礎上，注重培養學生專業認知及解決實際問題的能力。