參與式教學聯合費曼學習法在食品分析中的運用探究

蔣子賢，潘和飛，胡月煊，姚立華

(云南師范大學 職業技術教育學院應用化學系，云南 昆明 650031)

食品分析是應用化學專業學生一門重要的專業主干課程，包含理論和實踐兩部分內容。通過該課程的學習，促使學生深入理解理化分析的基本理論知識和技能，該課程主要研究和探討食品樣品的采集和預處理、食品外觀、口感、化學組成及微生物的檢驗與分析，對食品中的蛋白質、氨基酸、碳水化合物、維生素和脂類進行定性定量的測定，鑒定食品品質和營養組成，對食品中的添加劑和有害物質進行測定，判斷食品是否受到污染，開發新的食品資源，提高食品質量及尋找食品的污染源，以促使生產出品質優良、營養齊全的食品。結合理論知識，每一單元開出相關實驗，使學生掌握各種食品的分析檢驗方法，掌握食品分析儀器的正確使用及維護等知識，訓練學生掌握食品分析檢驗基本操作技能。

食品分析課程在教學方法上沿用傳統的灌輸式教學方法，整體教學效果不夠理想，部分同學缺乏學習興趣，學習效果不佳。

針對這一問題，我們提出了參與式教學和費曼學習法相結合的教學方法，參與式教學是一種鼓勵學習者參與教學過程的合作式教學模式，其主要包括：合作學習法、案例教學法、實驗研究法、探究式教學法、討論法等等，參與式教學能充分發揮學生的主觀能動性，采用直觀形象的教學手段，鼓勵學習者積極參與到教學當中，使學習者深刻的領會和掌握所學知識，真正實現以學生為中心，以成果為導向的教學模式，并對部分知識進行深入探索。

1 參與式教學模式在食品分析中的運用

1.1 教學內容分析

課程“蛋白質的定性定量測定”選于普通高等教育“十五”國家及規劃教材“食品分析”第十章第二節。蛋白質是食品的重要組成部分，也是生命的基礎，是食品的最重要質量指標。在“食品分析”課程中，蛋白質的定性定量測定是本課程的重點內容，為后續氨基酸的定量定性測定的學習做好了鋪墊，其在該章節中起著承前啟后的作用，本節課的學習有助于學生鞏固已經學過的知識，為后續學生自學奠定基礎。

1.2 教學目標設計

知識教學目標：掌握蛋白質在食品中的作用及其意義；能夠描述凱氏定氮法測定蛋白質的原理；掌握凱氏定氮法測定蛋白質的步驟；能夠通過實驗現象掌握蛋白質的基本性質。

能力培養目標：通過課前學習任務的完成，培養學生自主學習的能力，學會自學方法；通過小組合作探究，培養學生的合作能力、團隊精神、溝通能力，提高學生分析問題和解決問題的能力[1]；通過實驗操作，掌握移液管、滴定管、容量瓶的使用方法；聯系實際問題進行教學，提高學生對于理論知識的應用和分析。

思想教育目標：通過社會熱點分析，樹立實事求是、崇尚科學真理的科學素養和誠實守信的職業素養，融入企業精神元素，注重培養團隊精神，主要是引導學生處理個人、集體和社會的關系，克服學生的個人主義，增強學生的集體主義感，滲透學生的集體主義精神，提高了學生的自身素養，可以讓學生更好的融入集體[2]。

1.3 教學實施過程

1)課前線上教學

上傳學習資源。筆者在前三天在學習通上上傳學生學習資源，讓學生自主學習本章節內容，包括蛋白質在食品中的作用，凱式定氮法的原理，凱氏定氮法的操作步驟，容量瓶、滴定管的使用。

發布任務。筆者將“蛋白質的定性定量的測定”學習任務單發布于學習通中，學生根據任務單的要求完成相應任務，將討論題發布于討論區。

2)課中線下探究

問題情景導入。以2003年安徽阜陽的大頭娃娃事件和2005年山東皮革奶事件等奶粉相關食品安全事件為情景，總結這些事件的相同點和不同點，總結為什么要在奶制品中添加其他物質？在以社會熱點問題為情景的同時，設置問題情景，引導學生進行更深層次的思考，讓學生感受到學習帶來的快樂，從而激發學習熱情和學習動力。

3)多種教學方法講授新課

案例教學法。以“2008年，三鹿的三聚氰胺奶粉事件”為具體案例，選擇與學生生活緊密聯系的事件作為案例，學生小組合作交流總結蛋白質測定原理，激發學生的學習興趣和學習動機。對于凱氏定氮法的原理學生一開始是不清楚的，通過學生之間的探討，筆者解釋后，學生們發現蛋白質是含氮的有機化合物。蛋白質與濃硫酸和催化劑一起加熱消化，使蛋白質分解，分解后的氨與硫酸結合生成硫酸銨。然后用堿化蒸餾將氨游離，用硼酸吸收，然后用硫酸或鹽酸標準溶液滴定，根據酸的消耗量乘以換算系數換算成蛋白質含量。將理論知識與學生的生活緊密聯系在一起，激發學生學習興趣，提高學生綜合運用知識的能力，引導學生尊重生命，培養學生誠實守信的職業素養，引導學生關注社會問題。

探究式教學法。以筆者自己制作的微課播放蛋白質在食品中的重要性、凱氏定氮法的原理和操作步驟，以此加深學生的理解。教師交給學生一些問題，讓學生通過自己的觀看、分析來自行思考[3]，自主發現并掌握凱氏定氮法的操作步驟。通過學習通“課堂提問”隨機抽取學生回答凱氏定氮法的測定步驟，通過學生的回答，教師帶領學生總結完善凱氏定氮法的測定原理。

最后，分析凱氏定氮法測定步驟的注意事項以及蛋白質的測定在生產生活中的應用，凱氏定氮法廣泛用于食品、農作物、種子、土壤、肥料等樣品的含氮量或蛋白質含量分析。

融入實際生活相關的一些事例培養學生將理論知識與實際生活相聯系，培養學生用科學的態度來分析生活中的問題，培養了學生的科學素養。

討論法。在教師的組織和指導下，提出凱氏定氮法測定步驟的常見問題引導學生進行小組討論，如定氮瓶為何斜著放？如果要想加速實驗，縮短消化時間，是不是應該繼續用大火，為什么？等等。通過師生之間、學生之間的多邊交流，相互探索和啟發，培養學生獨立思考和自主學習的能力。在討論中，教師要引導好，耐心溝通，因勢利導。教師要調動全體討論者的積極性，讓大家敢于發表自己的見解，不斷深入引導討論[7]，解決問題。本課程運用討論法，不僅能活躍學生的思維，調動他們的學習積極性和主動性，還能提高學生的認識水平，幫助學生形成正確的情感態度和價值觀。

實驗教學法。實驗法是學生在教師的指導下，運用一定的儀器設備進行獨立的實驗作業，探求事物的規律，以獲得知識和驗證知識，培養操作能力和科學精神的方法。通過實驗讓學生在實驗過程中自主學習，加深學生對知識點的理解和吸收，通過科學的方法營造輕松愉快的學習氛圍，激發學生的學習興趣，培養學生的探索力、創新力、觀察力等。

經過課堂的學習，學生已經掌握了凱氏定氮法的基本原理、操作步驟、實驗要求和注意事項，教師組織學生進行實驗，以5人為一個小組進行實驗。在學生實驗的過程中教師在旁指導，提醒學生做好實驗現象的觀察和記錄。

小組合作進行實驗，首先，消化，其次蒸餾；緊接著，吸收，洗滌。最后，滴定：用 0.025 mol/L 硫酸標準溶液滴定吸收液至灰色。

實驗結束后，對數據進行計算，對比實驗結果與理論結果的差異，對差異的原因進行分析，加深學生對知識的理解和應用，提出消化時如果遇到不容易消化的樣品時應該怎么辦的課后思考題，讓學生自己思考，培養學生解決問題的能力。

首先，實驗教學法有利于提高課堂的教學效果，有利于提高學生對學習食品分析的學習興趣，激發學生的創造力和探究能力，提高學生的學習感受，幫助學生加深對知識的理解和內化[4]，是一種不容忽視的重要教學方法。其次，實驗需要小組分工與合作才能很好地完成，在小組合作的過程中培養學生的合作意識，幫助學生樹立團結友愛、互幫互助的品質。最后，通過實驗操作，學生能夠掌握移液管、滴定管、容量瓶的使用方法。在合作學習中掌握團隊合作方法，引導學生處理個人、團體的關系，培養團隊合作能力，培養溝通能力，提高學生分析問題和解決問題的能力。

通過參與式教學，學生學習的主動性和積極性顯著增強，能充分發揮學生的主觀能動性，提高課堂教學效果。

2 基本理論的應用和費曼學習法

傳統的學習主要以灌輸式學習為主，但是費曼學習法在學習中的作用，及其在教學中的應用程度還很低。

“以教代學”是費曼學習法的核心，即在學習的過程中向他人輸出你學到的知識。應試教育中的大部分學生，他們的思維和行為模式驚人的一致，那就是認真的聽、拼命地記和反復地高強度的練習，依靠勤奮促進知識的生長，但是這些方式的內容留存率很低。只有以討論、輸出為主的學習方法，才能用較少的代價獲得較高的內容留存率(見圖1)。

圖1 學習方式和內容留存率

因此，學生在通過參與式教學的學習后，我們要求學生就“蛋白質的定性定量的測定”做思維導圖，做好講解的準備，在課堂上抽取幾位同學給大家講解，并且請其他同學進行點評和補充，完成輸出式學習。在輸出的過程中，學生不僅要將學到的知識融會貫通，還要內化為自己的知識，思考采用什么樣的方法把它表達出來，在輸出的過程中，學生不僅學會了知識，而且提高了語言表達能力、分析問題、解決問題的能力。

3 結語

在食品分析中融入參與式教學和費曼學習法，能有效提升師生互動效果，產生更好的學習效果，提高學生應用知識和分析問題的能力，從而高效地輸出知識。其具有一定的優勢，主要表現在：

1)有利于學生實現個性化學習，培養自主學習能力

以學習者為中心，能充分發揮學習者的主觀能動性，結合費曼學習法，使學習者深入理解和掌握所學知識，使這些知識靈活地融入社會生活以便應用，通過課前自學培養學生獨立思考和分析問題的能力。

2)培養學生綜合運用知識的能力

其是師生之間、生生之間教學相長的過程，在相互交流與探討中，可以分享經驗，共享資源，豐富了教學內容；在食品分析中運用參與式教學與費曼學習法，學生不僅習得了理論知識，而且還能對理論知識進行應用和分析，通過小組合作將理論知識運用到實踐中，培養了學生的合作能力、探究能力、分析問題和解決問題的能力，從而能夠綜合運用所學知識。

3)有利于思政元素的融入

通過社會熱點分析，激發學生愛國情懷，樹立實事求是、崇尚科學真理的科學素養和誠實守信的職業素養；融入企業精神元素，注重培養團隊精神，主要是引導學生處理個人、集體和社會的關系，克服學生的個人主義，增強學生的集體主義感，可以讓學生更好的融入集體；培養學生的合作能力，幫助學生樹立團結友愛、互幫互助的品質。

4)有利于增強師生互動

參與式教學中師生互動性比較強，關系和諧，有利于知識的遷移；通過小組合作，師生、生生之間的互動性，教師和學生可以積極的進行溝通、交流、討論，教師成為學生學習的伙伴、合作者、促進者、引導者。

學生在課堂上表現出很大的參與度，教學效果明顯提升，這種教學方法也可以推廣到其他課程中去，改變滿堂灌的課堂教學模式，通過讓學生積極主動地參與到課堂中，提高學生學習積極性，最終通過討論和講解的形式解決問題，完成輸出式學習。