王乃富 張海偉 張 強 孔德瑞 周裔彬
(安徽農業大學茶與食品科技學院,安徽合肥 230036)
全國農林高校于2019年6月發布了新時代中國農科教育建設規劃,該規劃認為,新時期的高等農林教育應該強調學生科學研究素養與創新、創業能力的培養,造就適應新時代社會經濟發展需要的優秀農林新人才[1]。要實現上述目標,對當前農林高校的教育教學模式進行改革刻不容緩。食品化學是食品科學與工程、食品質量與安全,以及營養與食品衛生相關本科專業的核心專業基礎課,是學好其他專業課程的前提,課程教學質量將直接影響到學生對專業本身的認識和興趣[2]。在新農科背景下,食品化學教學中主要存在以下不足:①教學團隊組成不合理或根本沒有教學團隊。食品科學包含的知識比較廣泛,包含糧油、果蔬、畜產品等加工技術及貯藏運輸技術等。有些學校只安排1名老師講授食品化學課程,而其可能只熟悉食品領域的某個方面的內容,不利于食品化學知識全面、系統地講授,影響教學效果;②教學內容側重于知識傳授,授課內容陳舊,無法反映當前食品科學技術的最新進展;③教學方法以教師課堂講授為主,不利于發揮學生的主觀能動性和培養學生自主學習的能力;④課程考核方式不合理,大部分高校的考核方式仍然以期末考試和平時考勤為主,考試重點考核課堂所講授知識,而課程思政、學生科研和創新能力評價未納入考核體系[3-4]。
隨著科技的不斷進步,食品加工理論知識和技術取得了快速發展,新的食品加工品種也不斷出現,教學理念和教學方法都需要進行改革,以適應新時代不斷發展的要求[5]。近年來,安徽農業大學食品化學教學團隊積極開展以教學內容、教學手段、教學方法、考核模式為主要內容的教學改革,把培養學生自主學習能力、團隊協作能力、實踐能力和創新能力作為改進教學方法的起點與落腳點,在長期的探索與實踐中取得了良好的教學效果。
立足新時代新農科教育改革理念,通過建設,形成一支構成合理、教學理念先進,教學手段豐富,教學方法新穎靈活,基礎理論扎實,實踐與科研能力較強,具有創新精神、合作精神的教師隊伍,突出農業高校食品科學類專業食品化學專業基礎教學的核心地位。通過3~5 年對教材、精品課程、慕課、多媒體課件、試題庫、實驗課程等方面的建設,爭取將食品化學教學團隊打造成國家級教學團隊。
以具有食品不同研究方向科研或技術背景的師資隊伍作為構建團隊的原則,同時要考慮團隊成員的職稱、學歷與年齡結構組成。目前,安徽農業大學食品化學教學團隊師資力量實力雄厚,年齡結構、知識結構合理。團隊共有教師6 人,平均年齡44 歲,其中教授2 人、副教授3 人,中級職稱1人,省級教學名師1 人。團隊成員均具有博士學位,分別畢業于中國海洋大學、江南大學、南京農業大學等國內知名院校,具有良好的學緣背景。團隊成員中有博士生導師2 人,碩士生導師4 人,其中5 人具有海外留學經歷,具有深厚的食品化學基礎理論知識與良好的科研思維、較強的實踐創新能力和良好的科研素養,可勝任食品化學課程理論與實踐教學。
食品化學教學既要講授食品化學的基礎理論知識,又要符合新農科的教育理念,反映新時代對農林高等教育的發展要求。食品化學既是食品專業的基礎課程,建立在無機化學、有機化學等公共課程的基礎之上,又與食品營養學、食品酶學、食品添加劑等課程有很大的相關性,在教學內容上與上述課程存在重疊[6]。為了避免不同課程在教學內容上的重復,造成教學資源的浪費,食品化學教學團隊多次與擔任食品營養學、食品酶學、食品添加劑等課程的任課教師舉行共同備課會,商定重復內容在各自在授課中的側重點。食品化學課程在講述食品中的酶、維生素和礦物質元素時把重點放在食品加工工藝、貯藏條件對上述成分的影響,以及導致食品品質發生變化的內容上,達到與其他課程在授課內容上相互支撐與補充的效果,使學生更加系統全面地理解和掌握食品化學知識。
在合理選擇教學內容的基礎上,在教學中除反映傳統的食品化學基礎理論外,還加入食品科學領域的新技術、新進展,突出現代食品科學研究中發現的新問題,并同時引入課程思政。如在講述美拉德反應內容時不僅講述其對食品的色、香、味作出重要貢獻,還要強調反應中會生成丙烯酰胺等有毒有害的物質,并結合科研講解丙烯酰胺的控制措施,使教學內容能夠彰顯新時代高等農林教育的科學性、時代性和先進性。
以人為本,教學互動,培養創新意識和創新人格。在課堂理論教學中,主要采用基于問題學習(Problem Based Learning,PBL)的混合教學模式。首先,教師將課件、相關文獻、作業和自測題庫等學習資源上傳到超星學習通平臺中,讓學生提前了解授課內容的重點、難點。同時,制作教學視頻,講解食品化學理論課中的難點、重點等,為學生線上自主學習,提前了解授課內容提供便利。本著“以學生為中心、以問題為導向”的教學理念,教師根據每次授課內容的教學目標,列出需要學生在實驗前思考回答的問題清單。學生依托教師提供的資源或查閱相關資料,進行“以問題為導向”的小組合作式和探究式學習,最終形成一份小組預習報告。在此過程中能夠激發學生學習的主觀能動性,培養自主學習能力、獨立思考能力與相互團結合作的能力。這與以往的教學中僅依靠老師課堂講解,大部分學生課前對上課內容不了解相比,學生能夠做到心中有數、有備而來。
教師依據學生線上學習的登錄次數、登錄時長以及問題回答質量等學習情況,準備好課堂測試題,檢查學生的課前學習質量。在實際的課堂教學中,教師還可以依據學生對內容的掌握情況,適當進行內容拓展及深化。教師要做好評價總結,及時肯定學生的閃光點,激發學生的學習熱情。對于學生學習中存在的問題及時糾正和補充,從而完成相關理論內容的教學。
近年來,食品化學教學實驗室實施開放管理,本科生在遵守實驗室規則,確保實驗室安全的條件下可以申請進入實驗室,開展如多糖凝膠性能測定、酶促褐變機理及控制方法等綜合性設計實驗工作,也可以結合大學生創新創業項目、安徽省食品創新大賽等開展實驗研究、提升學生具有初步獨立開展研究性實驗的能力,培養學生獨立思考、獨立操作、理論聯系實際和融會貫通的能力,進一步提高學生的實驗技巧與技能,為以后畢業論文的開展打下堅實的基礎。
近年來,團隊成員共獲得國家自然科學基金項目、安徽省自然科學基金項目、安徽省科技攻關項目等多項科技項目,在Carbohydrate polymers、Food Chemisty、Journal of Agriculture and Food Chemistry等重要刊物發表學術論文30 余篇。將科研項目轉化成學生的綜合實驗和研究設計型實驗,使實驗內容與科學研究和生產開發緊密結合,豐富學生的知識,提高了學生的學習興趣和創新能力。
教師通過將自己的科研成果帶入課堂,把最新的知識和信息傳遞給學生,促進教學質量的不斷提升[7]。在食品化學的教學實踐中,將教師承擔的科研項目的內容引入教學中,作為教學案例,讓學生通過實實在在的項目、研究內容、研究方法加深對課本理論概念的理解及實際應用。將教師發表的與課程有關的研究論文作為課外閱讀資料,將科研及科技服務工作中積累的經驗帶到課堂,豐富課堂教學內容,提高課程教學質量。
積極吸收本科學生參與教師的科學研究,將學生所學的理論知識轉化成學生認識和解決實際問題的能力;將學生的畢業論文與教師的科研方向結合起來,讓教師對學生論文能有的放矢地進行指導;開展系列特色活動、積極鼓勵學生參加課外科技社團和科技實踐活動。
為培養學生對食品化學課程及食品專業的興趣,在進行食品化學教學時,根據教學章節內容帶領學生到相關教學實踐基地參觀學習,如安徽皖雪食品有限公司、安徽省糧油檢驗站、國科檢測有限公司等校外教學實踐基地。通過了解食品企業的真實運轉情況,激發了學生的學習興趣,食品化學及后續相關食品課程的學習效果有了明顯提升,有利于實現提高學生動手實踐能力與創新性思維能力的教學目標。
為了方便食品化學教學,建立了食品化學試題庫和作業庫。試題庫和作業庫中的作業含有大量的實際案例和數據,成為教師進行課程考核、教學科研的十分有價值的參考資料。重視加強教材與指導書的建設,為了使教材能夠反映新時代農科教育特色,編寫了適用于農業高校教學的教材《食品化學》。針對現行食品化學實驗課程體系存在的“實驗內容低水平重復,學科間邏輯關聯缺乏,部分內容陳舊落后,驗證性實驗多,綜合性、設計(或研究或創新)實驗少”等不足,編寫了農工科相互滲透、相互交叉,驗證性、綜合性、設計(或研究或創新)性實驗有機結合”極富特色的《食品化學實驗》講義。這些教學指導書中包含著大量的教學經驗積累,為今后的課程建設提供了珍貴的教學資料。
以網絡信息為載體,豐富和拓展學習空間,培養學生學習熱情。特別是新冠疫情暴發以來,超星學習通、雨課堂與騰訊課堂等線上教學輔助平臺在高校教學中得到了廣泛的應用。為此,課程團隊建設了食品化學網絡課堂,包括教學大綱、教案、課件、實驗指導書、作業和自測題庫、視頻等模塊,方便學生進行課前預習,也可以課后對重要知識點、難點進行回顧等。同時,開辟了食品化學知識網上討論區,對食品化學課程的重點、難點問題進行解答,以及對涉及食品化學知識的食品安全問題進行討論。如與美拉德反應有關的油炸食品中丙烯酰胺含量,與脂肪氫化有關的反式脂肪酸等問題,培養學生的食品專業素養,增強其社會責任感。
為滿足食品化學教學需要,安徽農業大學茶與食品科技學院已建成一個專門的食品化學實驗室,實驗室具有紫外可見分光光度計、真空干燥箱、旋轉蒸發儀等設備,可以開展本科生或研究生食品化學教學和科研工作。同時,學院擁有茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室、安徽省農產品加工工程實驗室、合肥市農產品加工研究院、與安徽省出入境檢驗檢疫局共建的食品安全分析與檢測省級重點實驗室等多個實驗室,實驗設備齊全,實驗、實踐性教學條件完善,可滿足學生進行設計性、創新性實驗的需要。
團隊注重加強校外實踐教學基地建立,已與安徽皖雪食品有限公司、安徽省糧油檢驗站、國科檢測有限公司等多個企事業單位簽訂了實踐教學基地建設協議。此外,團隊成員通過與相關企業進行產學研合作項目,教師到企業進行技術指導,合作進行新產品的研發等,同時,邀請生產一線具有豐富實踐經驗的技術專家到學校參與課程建設或開辦專題講座,以增強團隊專業教師對食品生產企業生產實際的了解,促進團隊教師教學和科研水平提升。
進一步推進青年教師培養工作,幫助青年教師盡快成長,促進青年教師在教學和科研領域取得突出成就,成為教學和科研領域的骨干力量,切實提高教師的理論水平和工程實踐能力,使中青年教師的培養步入規范化、制度化和科學化的軌道。在隊伍建設過程中,注意師資隊伍的學緣交叉,積極吸收外校畢業生補充師資力重。加大對骨干教師的培養力度,每年安排一定比例的教師到國內外知名高校、科研院所學習深造。近5年來,已派到美國訪問學者3名,國內訪問學者1名。
發揮名師、學術帶頭人作用,堅持以老帶新的方式傳幫帶,對青年教師實行“導師制”進行培養,從思想、教學、科研等各方面對青年教師予以指導,幫助青年教師實現由學生到教師的角色轉變,指導內容包括更新教學內容、改進教學方法、改善教學技巧等。青年教師從擔任輔導課、實驗課開始,經2~3 年的教學鍛煉后,試講通過后才能面向本科生授課,最后進入主講教師隊伍。團隊帶頭人常以聽課的方式檢查青年教師的教學情況,并定期召開集體備課會,讓青年教師熟悉各個教學環節的要求和標準,及時糾正教學中存在的不足,提升教學水平。
經過長期的建設積累,安徽農業大學食品化學教學團隊現已基本形成一支基礎理論扎實,實踐能力較強,教學經驗豐富,教學水平較高,科研能力較強,愛崗敬業,治學嚴謹,年齡結構合理的教師隊伍。近5 年來,團隊教師共獲得省級教學成果獎2項、承擔省級教改項目3 項,國家級和省級大學生創新性實驗項目各3 項,校級教改項目4 項,校級大學生創新性實驗項目7 項,省級精品課程1 門,主編國家級本科教材2 部,參編1 部,取得了良好的教學效果。