食品化學實驗課程的分層混合式教學研究與實踐*

王芮東 李楠 王艷萍

（1運城學院理科實驗中心，山西運城 044000）

2（運城學院生命科學系，山西運城 044000）

分層混合式教學是基于學生不同特點，對不同層次的學生提出不同的教學要求，滿足學生學習興趣、能力鍛煉目標的不同需求，并采用“線上—線下”混合式教學的一種新教學模式，契合了“以人為本、因材施教”的教學理念，可以充分調動不同層次學生的學習興趣，滿足不同層次學生多樣化的學習需求。

食品化學是面向我校食品科學與工程專業開設的一門專業基礎課程，而食品化學實驗課程是理論與實踐聯系的紐帶，主要培養學生的實踐操作能力、綜合應用能力和創新能力。隨著食品行業飛速發展，對食品專業人才培養提出了新要求，食品化學實驗課程的傳統教學模式已無法滿足人才培養的新需求。因此，食品化學實驗課程如何進行教學改革，提高學生學習積極性，滿足學生多樣化學習需求，為食品行業培養各類創新型、高素質人才，值得食品化學實驗課程教學團隊進行深入思考和探究。

1 食品化學實驗課現狀及存在的問題

食品化學實驗課的教學內容中驗證性實驗偏多，綜合設計性、探索創新性實驗較少，實驗內容更新緩慢，創新性、應用性不強；實驗內容的統一化，忽視了不同職業目標、就業方向的學生對學習需求的差異性，缺乏一定針對性；學生在實驗課上只是被動、按部就班地去完成實驗，不去深入思考實驗原理和方法，師生互動少，不能激發學生的學習激情；教師對實驗成績的評定主要依據學生的實驗報告，未對學生實驗過程中的表現進行考評，導致學生把主要精力放在撰寫實驗報告上，而未認真做實驗，因而不能真實、全面地評價學生的真實水準。

2 分層混合式教學模式的構建與實施

為解決食品化學實驗課程傳統教學中存在的問題，教學團隊提出并構建了食品化學實驗課程分層混合式教學模式，主要包括將學生正確合理分層，優化實驗教學內容，創新實驗教學手段，建立分模塊、分層次的綜合考核評價方式等4個方面。

2.1 合理分層，明確各層次學生的培養要求

2.1.1 根據就業方向將學生合理分層

正確合理地對學生分層是做好分層混合式教學的基礎，根據學生將來畢業后的就業方向，通過教師引導、學生自愿選擇的形式，將同一個班級的學生分為3 個層次。第1 層：畢業后有繼續升學深造意愿，在本專業或相關專業繼續考研、讀博，將來從事科學研究工作的學生；第2 層：畢業后有意向報考公務員，在市場監督管理局、海關、衛生防疫、進出口等政府或事業單位部門進行食品分析檢測、食品質量監督等工作的學生；第3 層：畢業后有意向去食品生產企業，從事新產品研發、食品質量檢測、食品品質控制技術等工作的學生。

2.1.2 明確各層次學生培養能力側重點要求

教學大綱和培養要求是分層實驗教學的依據，分層實驗教學既要達到本專業對學生培養的基本要求，又要因人而異，滿足不同層次學生的不同學習需求。因此，教學團隊根據教學大綱要求確定了3個層次培養能力的側重點要求。第1 層：側重培養學生的科研創新思維、學術思維和科學探索能力；第2 層：側重培養學生掌握食品質量、安全領域中經典分析和測試方法的能力；第3 層：側重培養學生實際操作能力、運用專業理論知識解決企業生產中實際問題的能力。

2.2 優化實驗教學內容，實行模塊化教學

實驗教學內容的與時俱進和實驗項目的豐富是分層教學的基本要求，保留經典的實驗項目，增加綜合設計性、創新探索性實驗，按分層教學和培養能力的要求，將食品化學實驗教學內容劃分為3 大模塊：必做實驗模塊、各層次對應實驗模塊和自主創新實驗模塊。

2.2.1 必做實驗模塊

必做實驗模塊是要求3 個層次學生均必須完成的基礎性實驗項目，選取一些基本的、經典的、具有代表性的食品營養成分測定實驗項目作為該模塊的實驗內容，比如水果中總糖的測定、豆制品中蛋白質的測定、果蔬中Vc含量的測定等，將2名學生分為1 小組，不同小組可以選用不同的測試方法進行實驗操作，最后小組之間可以對實驗結果進行對比分析。該實驗模塊主要讓所有學生學會食品最基本、傳統的分析方法和實驗操作技能，掌握微量凱氏定氮儀、紫外—可見分光光度計、粗脂肪測定儀等常用儀器的使用方法，為后續的綜合設計性和自主創新性實驗打好基礎。

2.2.2 各層次對應實驗模塊

各層次對應實驗模塊是針對3 個層次學生分別設計的綜合性實驗項目，該模塊由教師結合各層次學生的培養能力側重點分別給出對應的實驗選題，將同一層次的3～4 名學生分為1 小組，通過查找資料、設計實驗方案，分工協作完成實驗，最后提交實驗報告，在實驗過程中教師進行整體把關與指導。該實驗模塊不但可以讓學生鞏固必做實驗模塊所學的實驗方法和操作技能，還可以提高學生查閱資料、設計實驗方案、團結協作精神與組織管理能力，使不同層次學生的獨立思考能力和實踐創新能力得到訓練和提升，為畢業后從事相關工作奠定良好基礎。

第1 層：研究探索性實驗項目。在實驗項目中融入新的科學研究課題和成果，讓該層學生了解更多本學科的前沿知識和科研動態，開闊科研眼界，拓寬科研視野，激發科研興趣。把教師創新性強的科研項目提煉、分解成多個子項目，作為該層次的實驗教學內容。如黑小麥中多糖的分離、純化及結構鑒定，綠茶中多酚類物質的分離與檢測等實驗項目。第2 層：與食品質量與安全相關的實驗項目。結合當前社會比較關注的食品質量安全問題，把食品中農藥殘留、污染物限量和添加劑等檢測的國家標準融入到實驗教學內容中，培養該層次學生處理復雜樣品的能力以及規范使用大型精密儀器的能力，如采用原子吸收分光光度法檢測蔬菜中的鉛、鎘、砷等重金屬殘留，用氣相色譜法測定水果中敵敵畏、久效磷、甲胺磷等有機磷農藥殘留等實驗項目。第3 層；應用性較強的實驗項目。結合食品企業生產實際，把教師與企業簽訂的橫向科研項目融入到該層次的實驗教學內容中，讓該層次的學生運用專業知識解決企業生產過程中遇到的技術難題，并在學習過程中拓展思維、激發靈感、實現創新。如果汁生產過程中褐變發生與控制實驗、采用高效液相色譜法（HPLC）對山西老陳醋發酵過程中有機酸成分的測定等實驗項目。

2.2.3 自主創新實驗模塊

自主創新性實驗模塊主要是針對動手能力強、有科研創新興趣的學生開設的延伸拓展性實驗，實驗形式、內容和方法都是開放的，學生結合自身興趣自行組隊，4～5 名同學為1 組，自主選題，自主設計實施方案，教師根據設計方案的科學性、可行性分析討論后予以實施，學生最終撰寫并提交一篇科研小論文。如冬棗白蘭地香氣特征和風味成分分析、當歸中阿魏酸的提取與含量分析、糙小米發芽多酚積累規律及組成分析等實驗項目，該實驗模塊主要調動學生學習的主動性、積極性和創造性，培養學生的創新精神、創新思維和自主創新能力。

2.3 開展“線上線下”相結合的混合教學方式

在分層分模塊教學方案下，食品化學實驗課程采用“線上線下”相結合的混合教學方式，合理分配教師和學生的角色，充分發揮學生在實驗教學過程中的主觀能動性。

線上教學主要采用“雨課堂”形式，教師把實驗原理、儀器操作等內容制成視頻，與實驗預習報告、測試題等一并在線上推送，學生根據個人情況安排自己的學習時間、學習內容，學生通過測試題檢驗自己的學習效果，可以有針對性地彌補不足；線下教學在實驗室進行，在實驗操作前，教師對學生在線上學習反饋較多的問題進行講解，并引導學生進行共同分析、討論和交流，在實驗操作過程中教師針對不同層次學生進行有針對性地指導，解答實驗過程中遇到的問題，記錄學生的參與情況和對實驗的貢獻情況。課后學生通過“雨課堂”上傳實驗報告和老師布置的課后作業，教師根據學生實驗報告和課后作業完成情況進行反饋評價、集中答疑和課后測試，同時，教師也可以發布各層次的拓展訓練任務，學生根據個人學習需求、能力、興趣有針對性地選擇本層次的學習內容，有余力或感興趣的學生也可以選擇學習其他層次的實驗內容和拓展訓練任務。

2.4 建立分模塊、分層次的綜合考核評價方式

考核是檢驗實驗教學效果的重要手段，不同考核方式會產生不同教學效果。食品化學實驗課程采用分模塊、分層次的綜合考核評價方式，將每個實驗項目作為一個考核節點，不同實驗模塊的考核重點不同，不同層次學生的考核評價指標也不相同。

對于必做實驗模塊，主要對學生的學習過程和實驗報告進行考核，學習過程的考核由學生在線上學習的簽到頻次、學習時長、答題情況和線下的實驗考勤、實驗準備、課堂表現等組成，實驗報告評定包括實驗報告的規范性、實驗數據的準確性、實驗數據分析的科學性、課后問題回答的正確性等。線上考核由教師評定，線下考核采用教師評價、學生自評與小組內互評相結合的評價方式。

對于各層次對應實驗模塊和自主創新實驗模塊，重點對學生查閱文獻、實驗方案設計、實驗操作以及實驗報告或科研小論文撰寫的規范性等內容考核。由于各實驗的實驗類型不同，難度大小不一，完成的功能也各有差異，因此考核評價指標要全面綜合考慮，首先需要對實驗項目的難度進行區分，其次對實驗項目的完成質量進行考評，從而得到本組整體實驗成績，最后根據每位組員參與度、貢獻率給出學生個人成績。

3 結論

分層混合式教學模式在食品化學實驗課程中的實踐和探索取得了良好效果，促使學生從被動學習到主動獲取知識，能滿足不同就業方向學生的學習需求，達到各層次學生分頭并進的教學效果。教學改革一直在路上，本教學團隊將繼續加強食品化學實驗課程的教學改革，進一步完善學生分層方案，豐富實驗內容，改進教學方式，努力為社會培養更多高水平的專業人才。