曹宏梅,云永歡,陳健,吳龍
(海南大學 食品科學與工程學院,海南海口 570228)
食品分析是研究各種食品組成成分的檢測方法及有關理論,從而評估食品的品質及變化并保障食品質量與安全的綜合性學科。食品分析課程不僅是食品科學與工程相關專業的必修課程,而且是從事食品生產加工科技人員的必修科目,具有理論性和實踐性較強的特點,在食品行業發展中有著極其重要的作用[1]。大多數高校的食品分析分為食品分析理論和食品分析實驗兩部分,其中,理論教學主要是利用化學分析或儀器分析技術檢測食品營養成分、食品添加劑、食品中有毒有害物質等基礎理論知識,培養學生觀察、分析、處理工程實際問題的能力;食品分析實驗是理論指導下的實驗研究,幫助學生更好地理解和掌握理論基礎知識,側重培養學生專業實驗技能和實驗設計能力,從而進一步提高學生分析和解決實際工程問題的能力。食品分析理論課和實驗課充分體現了理論與實踐相結合,理論指導實踐,實踐檢驗科學理論[2-3]。
近年來,隨著我國食品生產企業的規范化和標準化改革,對食品分析檢測人才的培養質量提出了更高的要求。同時,培養創新型食品分析檢測人才也是食品科學學科建設的重要內容之一,食品分析教學方式改革是影響創新型高素質人才培養質量的關鍵因素之一[4],本文以食品分析課程為例,將理論與實踐相結合教學模式融入食品分析課程教學中,對食品分析課程理論與實踐存在的問題和課程建設應采取的措施進行初步探討。
首先,大部分高校食品分析的理論課與實驗課屬于獨立的課程,由不同的理論課教師和實驗課教師承擔,這樣容易造成理論教學與實驗教學進度不統一,甚至出現理論內容與實驗內容脫節問題[5]。其次,理論教學內容和實驗內容較為滯后,由于科學技術迅速發展,檢測對象更加復雜和多樣化,而理論和實驗教學過程不能與時俱進,接軌最新國標的檢測方法和新型檢測方法,未對教材內容和實驗內容及時補充更新,導致食品分析的理論內容和實驗技術相對滯后,進而與企業需求脫節,不利于創新型人才的培養[6]。同時,實驗課程開設的實驗項目以驗證性實驗為主[7-9],缺乏對學生理論思維與自主實驗設計、分析問題和解決問題能力的培養,會影響學生自主學習的積極性。再次,食品分析內容豐富、知識點多,傳統的授課方法單一,以教師講授為主,導致學生難以廣泛地參與課堂互動并主動思考[10-12]。由此可見,目前的理論教學與實驗教學模式已經不能滿足現代教學發展的需要,需要進行教學模式改革[13]。最后,課程考核評價體系簡單。在大多數高校,食品分析理論課主要采用期末閉卷考試方式進行考核,很多學生為了通過期末考試而突擊學習,難以真實反映學生對知識的理解和掌握情況。因此,為了全面客觀地評價學生的學習過程,需要制定完善的學習過程和學習結果考核體系。
針對上述食品分析理論和實驗課存在的問題,如理論與實驗脫離、理論教學內容和實驗內容較為陳舊、授課方法單一等,將理論與實踐相結合模式融入食品分析理論和實驗課程,不僅要讓學生掌握扎實的食品分析專業知識和專業實驗操作技能,同時也要提高學生分析和解決實際工程問題的能力,達到培養創新型高素質食品專業人才的目標。主要建議措施如下。
針對食品分析理論和實驗課分別由不同的理論教師和實驗教師承擔,造成理論與實驗教學進度不一致等問題,需要由相同的教師講授食品分析理論課和實驗課,同時,在教學進度方面,在上完理論課,學生了解基本原理后再開始對應的實驗課。提高教師隊伍的基礎理論水平和實踐能力是實施食品分析理論與實驗一體化教學的關鍵之一。對于食品分析理論課教師,鼓勵其與企業合作,了解企業技術問題,或者與企業聯合申報產學研項目,使自己的研究成果能更好地產業化,提高理論課教師解決企業實際生產問題的能力。對于實驗課教師,鼓勵其積極參加各類業務培訓,或到企業進行掛職,了解食品企業的新需求、面對的新問題,更新知識結構,提高自己的理論知識水平和解決工程問題的能力。總之,不論是理論課教師,還是實驗課教師,都要積極與企業開展合作,了解企業需求,不斷學習新知識,與時俱進,不斷創新,提高理論與實踐相結合的能力。
針對目前食品分析理論課和實驗課授課方法單一的問題,教師需要革新教學方法,采用探索和實踐探究式、啟發式、互動式、研討式、混合式等多元化教學方式,提高學生學習課程的興趣。隨著教學資源的數字化、教學途徑的多樣化,為了彌補線下教學的不足,可以開展線上線下相結合的混合式教學,例如教師通過超星學習通、雨課堂、智慧樹、中國大學MOOC(慕課)等,在上課前上傳每章的教學PPT、最新國家標準、小視頻、課后作業及思考題,讓學生提前自學本章教學內容,查閱最新文獻、設計多種實驗方案,然后在線下課堂,教師可以組織學生針對具體實驗方案進行分組討論,并針對重點以及學生在預習中發現的問題、難點等進行詳細講解,同時,針對相關儀器的操作過程,可以進行演示實驗。這樣不但提高了學生自主學習的能力,還鍛煉了學生查閱文獻的能力,使其更好地了解食品領域前沿知識。研討式和啟發式教學可以設計與實際生活相關的教學內容,使學生采用討論方式分析和解決問題。
針對食品分析理論和實驗內容陳舊等問題,可以將理論教學內容和實驗內容與校內課題組導師的研究方向以及大學生創新創業課題相結合[14],結合具體研究方向講解基本的理論內容,根據導師的最新研究成果開設綜合性和開放性實驗。例如,筆者所在課題組發表文章,基于單原子納米酶的智能手機比色傳感器檢測食品中重金屬Hg2+,除了掌握傳統的檢測方法——原子吸收分光光度法原理,也了解了前沿的食品安全快速檢測方法。食品分析理論課和實驗課教師要關注食品分析領域研究現狀和熱點,緊跟學科發展潮流,不斷更新和豐富自己的知識儲備,并且結合自己的科研工作,在食品分析理論與實驗教學中增加現代食品分析的前沿技術。
在傳統的食品分析考核中,平時分占總分的30%,期末考試占總分的70%,加權計算得到總成績,總成績主要取決于期末考試。這種考核重視學生知識記憶,忽略學生靈活應用知識的能力。為更好地培養創新能力強、實踐能力強的食品領域高素質人才,食品分析課程教師應設計全過程、多元化考核方式,既要注重過程考核,又要側重能力考核。食品分析理論課程采取以下考核方式進行教學改革:提高平時成績占比,理論課可以由平時成績(占比為40%)和期末成績(占比為60%)組成,并進行多元化考核,例如平時成績100 分,其中考勤占比為10%,平時作業占比為15%、課堂表現占比為30%,最后PPT 匯報展示占比為30%、PPT 展示后回答問題占比為15%。期末考試卷面成績總分100 分,其中主觀題占比超過50%,具體題型包括選擇題、判斷題、簡答題、計算題和綜合分析題等。在實驗考核評價中,提高實驗預習和結果討論的權重,側重多元化考核,其中,實驗預習報告占比為10%,實驗操作的規范性占比為35%、實驗原始數據記錄占比為10%,實驗報告的數據處理占比為20%,實驗報告的結果與討論占比為25%。全過程、多元化考核方式可以從理論和實驗兩個角度對學生食品分析理論知識與實驗技能進行綜合評價,激發學生對課程的學習熱情,提高學生的實踐創新能力。
本文針對食品分析理論課與實驗課存在的問題,提出將理論與實踐相結合模式應用于食品分析理論和實驗課程,并采取一系列改革措施:同一教師講授食品分析理論課和實驗課,提高教師理論與實踐能力;改革傳統單一的教學方法,采用線上線下混合的多元化教學模式;理論和實驗內容與時俱進,與科研前沿相結合,同時增設綜合性和開放性實驗;設計全過程、多元化考核方式,注重過程與能力考核等。最終使學生不僅能掌握扎實的食品專業基礎理論知識和實驗操作技能,而且具有分析和解決實際工程問題的能力,培養出既具有理論創新思維,又具有實踐創新能力的優秀人才。