基于雨課堂背景下雙語教學在食品化學開放性實驗課中的實踐研究*

宋小娟

(貴州醫科大學公共衛生學院，貴州 貴陽 550025)

食品化學實驗是食品化學課程的有機組成部分，與現實生活聯系比較緊密，具有靈活性、設計性等特點，更應從新的綜合性教學目標出發，結合食品科學自身的特點，以培養高素質人才為目的[1]。目前食品化學實驗課程以驗證性實驗為主，實驗內容無連續性，且實驗技術、實驗方法陳舊，課前任課教師根據實驗內容做好預實驗以確定各項試劑的添加量，并在課前將所需試劑、儀器設備等準備好，學生根據指導教師提供的實驗指導步驟以及當場演示的操作過程重復操作即可，學生沒有主動思考實驗原理，嚴重限制學生的獨立思考和實踐的能力。針對以上問題，本研究以開放性實驗為載體，結合食品化學理論知識設計與生活相關的實驗，并融入雙語教學。開放性創新實驗是一個以問題為導向的研究與實踐相結合的探索性實驗，利用“雨課堂”智慧教學工具以及MOOC網絡資源實現了課堂教學與課外學習的有效互動，拓展了學生學習空間，從而建立起由課堂教學、網絡自主學習和在線指導于一體的混合式教學體系[2]。

1 雙語教學在食品化學開放性實驗課程中的應用—以發酵刺梨果汁為例

為了讓學生切實體會到學有所用，選擇被稱為“維C之王”的刺梨(Rose roxburghii Tratt)制作發酵飲料，讓學生參與到從原料—發酵—殺菌—成品，并測定發酵刺梨汁理化指標的變化，同時引入雙語教學，以興趣激發學生學習食品化學，實現教學目的。同時，為了讓學生將理論知識與實驗更好的聯系起來，首先進行理論課雙語教學，讓學生掌握理論知識后，再進行實驗課雙語教學，開放性實驗課時量分配具有靈活性，改變了傳統教學課時局限性的問題[3]。

1.1 開放性實驗課程安排

本實驗從刺梨的營養成分(維生素C)、生物活性成分(多酚類化合物)的含量為基礎，通過不同接種量的乳酸菌發酵、不同的滅菌方式對這些成分的影響，選擇一種損失較小的滅菌方式，整個過程涵蓋了食品專業開設的專業基礎課程：食品化學、分析化學、食品營養學、食品工藝學、食品微生物學等課程，對學生的綜合實驗能力全方面培養，為學生獨立進行畢業設計打下良好的基礎。課程安排如表1所示。

表1 開放性實驗課程安排Table 1 Arrangement of open experiment course

開放性實驗共計30學時，10名食品專業大三學生參與，從文獻查閱到方案設計均由學生獨立完成，教師指導學生利用知網、萬方、貴州數字圖書館以及ScienceDirect等數據庫查閱最近5年的相關文獻，并根據實驗課程內容撰寫詳細實驗方案，包括儀器設備、試劑耗材等，指導教師對方案進行修改完善。

1.2 制作雙語課件以及實驗手冊

實驗課的講義和多媒體課件采用中英文對照展示，教師在制作PPT課件時通過補充實驗材料方法和基本原理等雙語內容，多使用簡單句，并配以流程圖讓學生更易理解和記憶。同時，針對實驗課程的主要內容，對關鍵的專業詞語以及儀器設備重點標注，如：發酵(Ferment)、多酚(Polyphenols)、維生素C(Vitamin C)、可溶性固形物(Soluble solids)、菌落總數(Total number of colonies)、高壓蒸汽滅菌鍋(High pressure steam sterilizer)、恒溫生化培養箱(Constant temperature biochemical incubator)、高速冷凍離心機(High-speed refrigerated centrifuge)、酶標儀(Microplate reader)等。

2 開放性實驗課程實施過程

2.1 課前發布預習課件

翻轉課堂核心理念是課堂由先教后學向先學后教翻轉，移動互聯網的快速發展催生了翻轉課堂教學模式，改變了傳統教學結構、教學方式，實施翻轉課堂，能夠讓學生掌握學習的主動權，提高學生參與課堂的積極性，是實現個性化教學，達到更好教學效果的一種方式[4]。通過“雨課堂”智慧教學工具，教師將包含實驗原理、實驗目的、操作步驟的MOOC視頻、實驗過程注意事項以及測試題的預習課件推送到學生手機，學生對預習課件內容可利用MOOC資源初步了解實驗原理、操作步驟以及試劑配制，對存在疑問的地方主動查閱資源，有效記錄，及時反饋給指導教師，指導教師根據學生預習情況及時調整上課方案。通過雨課堂中的課前預習情況統計、考勤統計、課堂測驗結果統計、課后作業統計、學生進入課程的次數、上交作業的情況等數據收集與統計分析，全面涵蓋了學生在整個課程學習過程中的表現情況[5]。

2.2 課堂講解

在雙語教學中，針對講解內容的難易程度以及學生預習反饋的結果，對中英文比重進行適當調節，遵循由淺入深、循序漸進的教學規律，并且在英文講解時，盡量放慢語速，使學生能夠聽懂[3]。開放性實驗課堂上將板書與多媒體相結合，比如將專業詞匯、主要試劑寫在黑板上，講解儀器時，直接向學生們展示實驗室儀器實物，對于操作步驟可展示PPT課件中的MOOC視頻資源。課堂上學生實時答題、彈幕互動，這樣“線上+線下”混合式教學，既能激發學生的自主性，又能發揮教師的啟導作用，從而有效提升了課堂有效性。

2.3 開放性實驗具體實施方案

根據課前預習以及課堂教師講解情況，學生進行自由組合，分成小組開展實驗。如發酵刺梨汁的制備：刺梨打漿，分別添加白砂糖，各小組分別按0%，1%，3%，5%，7%不同比例接種活化的植物乳桿菌菌種，30 ℃恒溫發酵48 h，通過比較不同接種量對發酵后刺梨汁的多酚、VC、可溶性固形物含量、pH值的影響，從而分析出最佳接種量。在實驗過程中會使用高壓蒸汽滅菌鍋、恒溫培養箱、酶標儀、pH計以及手持阿貝斯折光儀等設備，在使用過程教師首先操作演示，強調儀器使用注意事項，學生操作過程出現不規范行為，教師要及時糾正。通過預習以及課堂練習，學生掌握測定多酚和VC以前，需要測定多酚、VC的標準曲線，測定標準曲線的時候也格外注重取量的精準，標準品的稱量采用分析天平，將標準品稀釋成不同濃度梯度，按照文獻方法配置試劑，將不同濃度標準液與其他試劑進行反應，將發生反應后的溶液添加到96孔板中，在酶標儀上測定不同濃度標準品的OD值。同時規范的掌握移液器的使用方法，在對樣品進行稀釋后用酶標儀測量吸光度的過程中各組平行組之間標準差較小，測定標曲的相關系數R2=0.999。樣品中可溶性固形物含量的測定使用手持式阿貝斯折光儀，為防止不同樣品間交叉污染影響實驗結果，學生掌握到每次測定完一個樣品以后都要清理干凈樣品窗口，在pH值測定過程中掌握到每次測量前和測量后都要清洗電極，規范操作儀器。

殺菌是食品加工過程中常見的一種處理方式，殺菌過程對食物中的營養素和生理活性成分造成一定的影響。根據實驗室現有條件，將不同接種量的5組樣品分別采用巴氏殺菌(90 ℃，10 s)、超聲波(900 W，45 ℃，15 min)以及微波(400 W，120 s)處理，探討不同殺菌對不同接種量發酵后的刺梨汁維生素C、多酚含量以及活菌數的變化，使學生認識到最大限度的保存食物中的營養成分，加工方式的選擇非常重要。在進行活菌數指標測定過程，學生掌握將不同殺菌處理以及未殺菌的發酵刺梨樣品進行活菌計數試驗，將待檢樣品采用無菌的生理鹽水進行梯度稀釋，將不同稀釋度的樣品100 μL涂布到PCA培養基中進行涂布，涂布完后便將培養基倒置，接下來就將涂布好的培養基進行標號分組，然后用保鮮膜進行固定，放入37 ℃恒溫培養箱中48 h。整個樣品的稀釋和涂布都是在無菌工作臺(超級工作臺)中完成的，并且整個過程都得在酒精燈旁進行操作，每次涂布前后都要對涂布器和錐形瓶瓶口進行灼燒滅菌，特別需要注意的是涂布器灼燒完后要冷卻，避免高溫照成實驗誤差，實驗結果未造成污染。在活菌數計數過程，學生提前查閱文獻和相關標準，選擇菌落數在30～300個之間的培養皿進行計數，將計數結果乘以相對應的稀釋倍數以后采用科學計數法記錄，單位是CFU/mL。

2.4 數據分析與討論

各小組完成實驗以后，指導教師集中講解數據處理與分析，對多酚和維生素C測定的標準曲線結果導入Excel制作標準曲線圖，得出標準曲線方程，計算不同處理組的多酚、維生素C含量。同時根據各組測定的實驗結果，指導學生利用Excel進行數據批量處理，并指導學生安裝SPSS、Origin等軟件，分別對各小組實驗結果進行統計分析，實驗結果的表示采用平均值±標準差，同時利用SPSS對各組實驗結果進行統計分析，當P<0.05時表示各組間存在顯著差異，根據實際情況選擇實驗結果采用三線表形式表示，或者利用Origin作圖，并要求學生在作圖和數據分析時盡可能采用英文，提升運用英語的能力。

2.5 撰寫實驗總結

實驗結束以后，各小組將實驗結果匯總給大組長，根據實驗結果進行組間方差分析，得出結論，組內成員根據指導教師提供的論文撰寫模板，分工完成文章前言、材料與設備、實驗方法、數據分析討論以及全文格式校對。通過分析討論實驗結果、查閱大量參考文獻撰寫前言等，能夠提高學生獨立思考、分析問題解決問題能力，因此在畢業實習過程中能快速進入實習狀態，獨立完成方案撰寫、儀器設備的使用以及實驗數據的統計與分析，對實習期間順利完成研究內容起到重要作用[6]。

3 結 語

雙語教學是一個循序漸進的過程，通過雨課堂智慧教學工具和MOOC資源實現“線上+線下”混合式的翻轉課堂教學。我們以開放性實驗的方式開展綜合性的食品化學實驗雙語教學，激發了學生的學習興趣和自主學習的積極性，同時，學生掌握了食品研究常用儀器設備、專業名詞的英文以及研究過程所需文獻查閱、實驗方案設計、數據批量處理和分析討論以及作圖等技能。學生運用英語的能力逐步提升，對于了解食品化學領域最新動態及進展、學習最新國際研究方向意義重大。