《食品分離技術(shù)》課程教學(xué)的思考與實(shí)踐

陳琪等

摘 要：《食品分離技術(shù)》課程是食品質(zhì)量與安全專業(yè)的專業(yè)選修課。該文著重對食品工業(yè)中的常用現(xiàn)代分離技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)的探索，從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的組織、增強(qiáng)自學(xué)與課堂討論的引入以及促進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能的提升等方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：食品分離技術(shù)；食品科學(xué)；教學(xué)

中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）23-143-03

Abstract：Food Separation Techniques is a high theoretical and paractical specialized basic course.How to arouse the interest of students and cutivate the students scientific research ability and comprehensive quality was discussed from reasonable organization of teaching contents，combining theory with practice and teaching with experiments.

Key words：Separation technology；Food Science；Teaching methods

現(xiàn)代食品分離技術(shù)是以化工分離技術(shù)為基礎(chǔ)和依托，根據(jù)化學(xué)分離過程的原理和方法，在多學(xué)科融合發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，符合食品衛(wèi)生與營養(yǎng)要求的新型分離技術(shù)。由于其在食品科學(xué)、農(nóng)產(chǎn)品深加工、環(huán)境與化工行業(yè)以及生物技術(shù)領(lǐng)域等方面應(yīng)用的飛速發(fā)展，該技術(shù)已成為食品學(xué)科本科課程教育的一個重要組成部分[1]?！妒称贩蛛x技術(shù)》課程教學(xué)，不要向?qū)W生講授傳統(tǒng)食品加工過程中的經(jīng)典分離技術(shù)，構(gòu)建學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且要對近年來在食品科學(xué)領(lǐng)域和輕工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較快，應(yīng)用較廣的先進(jìn)技術(shù)和一些學(xué)科發(fā)展前沿的分離技術(shù)進(jìn)行選擇性講授。其目的在于使學(xué)生在進(jìn)一步扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時，也能在一定程度上了解分離科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展前沿，從而達(dá)到拓寬視野，提高學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)素質(zhì)的目的。本文就如何合理組織教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生自學(xué)能力、嘗試啟發(fā)式教學(xué)實(shí)踐以提高實(shí)際動手能力等環(huán)節(jié)上，就培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)進(jìn)行了分析與探討。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)新修改的培養(yǎng)方案，《食品分離技術(shù)》課程的開設(shè)一般是在第7學(xué)期。此前，學(xué)生已經(jīng)對食品科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行了一定的系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，掌握了一些傳統(tǒng)的分離技術(shù)以及生物工程下游技術(shù)的基礎(chǔ)知識。因此，本課程需要在了解學(xué)生的知識背景的基礎(chǔ)上，從中選取與食品科學(xué)和食品工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展密切的內(nèi)容，同時又具備良好發(fā)展前景甚至具有一定前瞻性的內(nèi)容組織課程教學(xué)。筆者在選定教材的基礎(chǔ)上，針對近年來迅速發(fā)展起來的新材料、新工藝及新技術(shù)，如超臨界流體萃取技術(shù)、微波萃取技術(shù)及泡沫吸附分離技術(shù)等進(jìn)行了專題講座[2-3]，以引起同學(xué)的關(guān)注與興趣，收到了良好的教學(xué)效果。

在組織課程教學(xué)內(nèi)容的過程中，應(yīng)注意滿足學(xué)生的實(shí)際需求，如對于電泳分離及凝膠過濾的環(huán)節(jié)，教材具有一定的滯后性，而大部分學(xué)生考研需要對該部分內(nèi)容的理論和前沿發(fā)展有一定的理解，因而在講授該章節(jié)內(nèi)容時，教師不僅要根據(jù)教材講授電泳技術(shù)的發(fā)展歷程，從紙電泳、圓盤電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳到束膠毛細(xì)管電泳的原理和應(yīng)用實(shí)例，還需要進(jìn)一步講授毛細(xì)管微陣列測序電泳、雙向蛋白電泳等前沿技術(shù)的進(jìn)展及在科學(xué)研究中的應(yīng)用。另外，注重運(yùn)用多種手段提高學(xué)生興趣和感性認(rèn)識。例如，在講到分離技術(shù)的操作和流程環(huán)節(jié)，為了防止學(xué)生對分離設(shè)備和操作過程不熟悉感到茫然枯燥，除了精心準(zhǔn)備多媒體課件，多以圖片和動畫內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，還在前期實(shí)踐過程中拍攝一定的影像資料，在上課時播放，以增強(qiáng)學(xué)生對于工廠化的大型設(shè)備和操作流程的認(rèn)識與理解。

總的來說，在精心準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容的過程中，要注重突出講授食品科學(xué)與工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較快及有良好應(yīng)用前景的分離技術(shù)，既要突出知識點(diǎn)的理論支撐，又要以應(yīng)用實(shí)例作為學(xué)生從理論的記憶升華成具體認(rèn)知的突破點(diǎn)。在知識點(diǎn)的講授過程中，整個教學(xué)過程突出從現(xiàn)象到本質(zhì)，從分離技術(shù)的出現(xiàn)到發(fā)展應(yīng)用，從基本原理、工藝過程再到發(fā)展趨勢，逐步深入，層層遞進(jìn)，以利于使學(xué)生系統(tǒng)地理解并掌握[4]。同時，在授課過程中，注重援引實(shí)例，精心選擇工業(yè)發(fā)展實(shí)例與科研成果相結(jié)合的案例，例如天津?yàn)I海新區(qū)大型海水凈化裝置與膜分離技術(shù)的快速發(fā)展密不可分；近年流行的中藥飲片與微波萃取密不可分等等。這不僅有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，拓寬學(xué)生對現(xiàn)代食品分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域的認(rèn)知，同時還有利于培養(yǎng)同學(xué)形成將理論知識運(yùn)用于日后的科研或生產(chǎn)實(shí)踐的良好習(xí)慣，建立符合學(xué)科發(fā)展和社會需要的知識儲備體系。

2 組織學(xué)生自學(xué)與課堂討論相結(jié)合

除了精心準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容，對于如何在課堂上吸引學(xué)生的興趣，取得更好的教學(xué)效果，也是教師需要認(rèn)真思考的課題之一。目前，新課程的教改主要集中在課堂討論與翻轉(zhuǎn)教學(xué)2個方面。課堂討論作為一種傳統(tǒng)教學(xué)手段的延續(xù)，如何在大學(xué)課堂取得良好的效果，需要在討論主題和程序上進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，避免學(xué)生畏懼發(fā)言或者討論較為空洞，從而流于形式。教師需要充分運(yùn)用心理學(xué)原理設(shè)計(jì)課堂討論，選擇教學(xué)中較為重點(diǎn)的，又具有一定爭議性或前瞻性的知識點(diǎn)作為討論的主題，同時這個知識也應(yīng)該是同學(xué)通過查閱文獻(xiàn)能夠獲取，具備一定背景知識儲備，而非完全陌生的，這樣才能充分調(diào)動同學(xué)的積極性，引導(dǎo)他們廣泛地參與討論。而“翻轉(zhuǎn)教學(xué)”作為一種新興的教學(xué)形式，起源于美國，亦可稱為翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom），是一種把技術(shù)用于課堂教學(xué)從而使教師有更多的時間來與學(xué)生進(jìn)行交流的教學(xué)模式。通常是通過在課外時間觀看教師制作的視頻來進(jìn)行的[5]?？紤]到食品分離技術(shù)中有很多與實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)的技術(shù)知識很難在課堂上通過口、筆來呈現(xiàn)，因而選用工廠中的機(jī)械分離流程視頻讓學(xué)生課后觀看，也是一種良好的對知識的吸收與消化的方式。endprint

總的來說，在教學(xué)過程中，適當(dāng)采用課外自學(xué)和課堂討論相結(jié)合的方式，不僅有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，還能促進(jìn)對所學(xué)內(nèi)容的深入理解[6]。在具體實(shí)踐中，筆者主要采取以下2種方式：一是對講授過內(nèi)容的進(jìn)行自學(xué)和討論。如在講授完某些前沿的分離技術(shù)（超臨界流體萃取技術(shù)、泡沫吸附分離技術(shù)）之前，先給學(xué)生們幾段視頻資料自學(xué)，上課時通過提問與引導(dǎo)討論了解同學(xué)對資料的掌握程度，再就一些重要的知識點(diǎn)進(jìn)行講解，避免同學(xué)自學(xué)時對于重點(diǎn)掌握不足；課后還可以再介紹幾篇綜述性文章讓他們?nèi)ラ喿x，會取得更好的效果；或者在講授完膜分離技術(shù)后，讓同學(xué)思考自來水、礦泉水、純凈水、超純水和蘋果汁都采用了什么分離技術(shù)，設(shè)計(jì)出大致的分離流程，在下次課中占用很少的時間討論。二是選擇幾種未講授的分離技術(shù)，如親和分離、雙水相萃取、結(jié)晶、逆流分配等，讓同學(xué)分組自學(xué)、選好切入點(diǎn)，查閱和收集相關(guān)資料，以自己設(shè)計(jì)制作PPT演示文檔的展示形式，表達(dá)觀點(diǎn)，最后由每組抽出一人在課堂上進(jìn)行講解，并要求其他同學(xué)提問。結(jié)果同學(xué)都非常積極，課堂氣氛相當(dāng)活躍。同學(xué)講授結(jié)束后，教師再統(tǒng)一組織討論，在討論過程中，教師要積極引導(dǎo)討論的深度與廣度，著重于啟發(fā)式的問答形式，使討論沿著既定的方向發(fā)展。同時在討論過程中學(xué)生將純理論的學(xué)習(xí)與日后可能接觸的科研內(nèi)容相結(jié)合，使學(xué)習(xí)的目標(biāo)性更強(qiáng)。對于本科高年級同學(xué)，應(yīng)具備查閱文獻(xiàn)，制作課件并闡明一個基本問題的能力，這種自學(xué)與課堂討論的結(jié)合方式，不但提高了學(xué)生的自學(xué)能力，還通過查資料，對所討論的分離技術(shù)研究現(xiàn)狀有了較為深該的了解。事實(shí)證明，這種形式對于學(xué)生對課內(nèi)知識的理解有明顯的加強(qiáng)作用，在后續(xù)的實(shí)踐實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中，許多同學(xué)還對自學(xué)的內(nèi)容念念不忘，在參觀過程中不忘講解。

3 提升實(shí)驗(yàn)技能

食品分離技術(shù)作為一門理論與實(shí)踐緊密相連的課程，不僅需要同學(xué)對理論知識進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，還需要輔以對產(chǎn)業(yè)實(shí)際的感性認(rèn)知，才能有效調(diào)動同學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。在學(xué)習(xí)本課程前，學(xué)生已有了一定的生產(chǎn)實(shí)習(xí)經(jīng)歷，對食品企業(yè)生產(chǎn)過程有了初步的感性認(rèn)識，因此在講授過程中應(yīng)重點(diǎn)以這些生產(chǎn)過程中涉及的分離技術(shù)，引導(dǎo)同學(xué)熟悉分離技術(shù)的原理與設(shè)備，思考生產(chǎn)過程中的影響因素與工藝的優(yōu)化，以及討論如何根據(jù)成本與技術(shù)難易選擇適合的分離方法等。同時配合理論課教學(xué)，結(jié)合本學(xué)校教師的科研課題內(nèi)的相關(guān)內(nèi)容為實(shí)例，給學(xué)生介紹涉及到分離技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重點(diǎn)講解以研究為主的實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線的設(shè)計(jì)，并讓同學(xué)討論如何利用已學(xué)過的內(nèi)容合理地進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)[7]。除此之外，還可增設(shè)實(shí)驗(yàn)課，以提高學(xué)生的動手能力并鞏固課堂教學(xué)效果。根據(jù)本校實(shí)驗(yàn)室的情況，筆者為學(xué)生開設(shè)的實(shí)驗(yàn)有：雙水相萃取法分離螺旋藻藻藍(lán)蛋白、等電點(diǎn)沉淀法分離牛奶酪蛋白、活性碳吸附脫色、反滲透法除鹽等，這些實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度得到了大大的加強(qiáng)。除了課程內(nèi)的實(shí)驗(yàn)之外，在課程實(shí)習(xí)階段，筆者根據(jù)《食品分離技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，開設(shè)了綜合性設(shè)計(jì)性大實(shí)驗(yàn)《等電點(diǎn)沉淀法分離大豆蛋白中氨基酸》，涉及到多門課程的內(nèi)容，由同學(xué)自行分組，以小組為單位檢索資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提交方案初稿給教師閱讀后，老師提出修改意見，再由學(xué)生進(jìn)一步完善，最后學(xué)生按照自行設(shè)計(jì)的方案準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料并完成實(shí)驗(yàn)，由教師對最終實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評價。整個過程運(yùn)用了很多所學(xué)的專業(yè)知識，鍛練了學(xué)生的動手能力，取得了良好的教學(xué)效果。

4 結(jié)語

通過一系列教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，教學(xué)手段的更新與教學(xué)實(shí)踐的改進(jìn)，使得學(xué)生們在《食品分離技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)過程中，不僅掌握了現(xiàn)代分離技術(shù)在食品學(xué)科發(fā)展和食品工業(yè)應(yīng)用中的主要技術(shù)理論，還增進(jìn)了對實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的理解，使其全面掌握知識并具備開拓創(chuàng)新能力，同時亦使任課教師在教學(xué)相長的過程中，豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提高教學(xué)能力，使課程教學(xué)更加生動化和細(xì)致化。

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