在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”新形勢下的“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)改革初步探索

時(shí)曉磊，馬 爽，張鐵華，楊 彬

（1.吉林大學(xué)食品與科學(xué)工程學(xué)院，吉林長春 130021；2.吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春 130021）

早在2010年6月，我國啟用了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，目的是為了培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)人才[1]。主要分3個(gè)層次進(jìn)行實(shí)施，包括工科的本科生、碩士研究生、博士研究生，目的是培養(yǎng)多種類型的工程師后備人才。其中，工科本科生的卓越工程師計(jì)劃是基礎(chǔ)，以吉林大學(xué)的食品科學(xué)與工程專業(yè)為例，隸屬于工學(xué)部，在食品科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用，如何適應(yīng)國家形勢，通過教學(xué)改革的方式，培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的高質(zhì)量工程技術(shù)人才是所面對的首要問題[2]。

根據(jù)中華人民共和國食品科學(xué)與工程專業(yè)高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)提出的課程設(shè)置，“食品化學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的主干基礎(chǔ)課，包括2個(gè)部分，即基礎(chǔ)理論課與實(shí)驗(yàn)課。“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”是“食品化學(xué)”理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”作為“食品化學(xué)”課程的重要組成部分，在培養(yǎng)強(qiáng)化大學(xué)生創(chuàng)新精神科研能力[3]、動(dòng)手能力等方面有著重要的作用，課堂中采用不同的方法及檢測手段深化補(bǔ)充理論教學(xué)，使學(xué)習(xí)者對這些理論進(jìn)一步理解與掌握，并運(yùn)用這些方法與手段對食品中主要成分的理化特性、營養(yǎng)價(jià)值等進(jìn)行分析[4]。然而，在長期的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)以往的教學(xué)方法，在一定程度上與卓越計(jì)劃存在一定的差異。對實(shí)驗(yàn)課程中存在的問題進(jìn)行分析，并對其進(jìn)行初步探討。

1 目前“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)過程中存在的問題

已有的“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式，分為4個(gè)部分。第一部分，實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備。由任課教師確定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)使用儀器、藥品使用和用量，制作成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目卡，提交給實(shí)驗(yàn)輔助教師，由實(shí)驗(yàn)輔助教師準(zhǔn)備各項(xiàng)用品。第二部分，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)。由任課教師制作板書，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、操作步驟、注意事項(xiàng)和課后討論，然后對學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)講解。第三部分，為學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第四部分，教師批閱。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在如下問題。

1.1 注重規(guī)范性，創(chuàng)新性不足

“食品化學(xué)”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以課堂理論教學(xué)為基礎(chǔ)，輔助課堂教學(xué)，加深學(xué)生對所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)的理解，所以以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，加深理論知識(shí)的掌握，如食品水分活度的測定、蛋白質(zhì)的定性反應(yīng)、碳水化合物的定性反應(yīng)、油脂的定性反應(yīng)和植物色素的定性反應(yīng)等[4]。原有的教學(xué)模式更加注重規(guī)范性，以教師傳授知識(shí)為核心，以驗(yàn)證理論知識(shí)作為主要內(nèi)容。然而在這種教學(xué)模式下培養(yǎng)出的學(xué)生存在一定的問題，并不符合卓越計(jì)劃的要求，如學(xué)生在知識(shí)獲得的層面上確實(shí)有一定的收獲，然而缺乏學(xué)習(xí)熱情，無法體會(huì)科學(xué)研究所帶來的激情和樂趣，只是在固定的模式下完成實(shí)驗(yàn)，而無法發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中存在的各種問題，獨(dú)立解決問題方面能力不足，最重要的是學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識(shí)。因此，對原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革勢在必行。

1.2 注重研究性，應(yīng)用性不足

采用過多的以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的內(nèi)容，更加側(cè)重于研究性，培養(yǎng)出的學(xué)生只能是按照一定的操作規(guī)程，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，按照理論所學(xué)習(xí)的知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；就深化理解理論課所學(xué)習(xí)內(nèi)容方面，這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具有不可忽視的優(yōu)勢。例如，實(shí)驗(yàn)題目為美拉德初始反應(yīng)條件的實(shí)驗(yàn)。美拉德反應(yīng)是所有學(xué)習(xí)食品化學(xué)的學(xué)生的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，這種以科學(xué)研究為基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生理解在理論課中所遇到的難點(diǎn)，然而這種條件下培養(yǎng)的學(xué)生只能是熟練工種，如何將美拉德反應(yīng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中去，以目前的學(xué)生所學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，恐怕永遠(yuǎn)都是無法解決的問題。所以，應(yīng)當(dāng)采取一定的措施，培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)習(xí)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。

1.3 注重培養(yǎng)操作能力，綜合能力培養(yǎng)不足

傳統(tǒng)的“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式，總共分為4個(gè)部分，其中有學(xué)生參與的只有1/4，即實(shí)驗(yàn)的操作過程，其余的大部分工作是由任課教師和實(shí)驗(yàn)輔助教師來完成，可以說這種教學(xué)方式也是一種變相的“填鴨式”教學(xué)，并不適用于新形勢下的工程師的培養(yǎng)。雖然學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程了如指掌，動(dòng)手能力得到了充分的鍛煉，但是學(xué)生對于整個(gè)的實(shí)驗(yàn)過程沒有了解，有關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫部分也是集中在書本或者網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)，最后也只是達(dá)到了不求甚解的教學(xué)效果，學(xué)生的綜合能力并沒有得到鍛煉。

1.4 評判標(biāo)準(zhǔn)單一

教師的評判標(biāo)準(zhǔn)非常重要，不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)水平的評價(jià)，在一定程度上決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。傳統(tǒng)的教學(xué)評判標(biāo)準(zhǔn)主要分為3個(gè)部分：第一部分，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況。在某些情況下，這部分的評價(jià)已經(jīng)成為形式化，大多集中于對實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告的評分，由于現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)資源的豐富，有學(xué)生對預(yù)習(xí)報(bào)告的撰寫內(nèi)容都是來源于網(wǎng)絡(luò)，并沒有經(jīng)過思考，為了完成報(bào)告而完成報(bào)告。第二部分，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)評價(jià)。雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞在一定程度上能夠反映實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ母叩?，但是部分學(xué)生存在數(shù)據(jù)雷同的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象不利于培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。第三部分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況。實(shí)驗(yàn)報(bào)告由實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析和討論部分組成，任課教師會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫情況給予評分，評分的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)參考以下內(nèi)容：①實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫是否規(guī)整，有無抄襲情況；②實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠衩鞔_；③實(shí)驗(yàn)原理描述是否合理，學(xué)生理解是否透徹；④步驟是否完全正確；⑤數(shù)據(jù)結(jié)果是否合理，間接證明實(shí)驗(yàn)操作是否正確；⑥討論部分多為實(shí)驗(yàn)過程的注意事項(xiàng)，考查學(xué)生對其的掌握情況。以上的評判標(biāo)準(zhǔn)只能說是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，深入探討會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種評價(jià)模式依舊是以教師為中心的模式，學(xué)生經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)成績的總結(jié)，為了取得較高的成績，在一定程度上會(huì)為了迎合教師的評判標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此必須進(jìn)行評判方式的改革。

2 擬采取的改革方案

2.1 改革實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)“食品化學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)數(shù)目為16學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)置為8個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)為2個(gè)學(xué)時(shí)，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主?？紤]到以上所提到的教學(xué)過程中所遇到的問題，在理論課所講授的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，擬對“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行如下的改革，將實(shí)驗(yàn)課程分為4個(gè)部分：第一部分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要目的是為了深化理論課堂知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，深入理解理論課堂的難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容；第二部分為綜合性實(shí)驗(yàn)，選取典型的研究對象，如蛋白質(zhì)、碳水化合物、油脂類成分等，綜合性考查主要的營養(yǎng)成分在運(yùn)輸、貯藏、加工等不同環(huán)境的變化，包括感官水平、理化水平等；第三部分為自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)不同的題簽，學(xué)生分組，每組學(xué)生從方案設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、操作步驟、報(bào)告記錄和數(shù)據(jù)處理等各個(gè)環(huán)節(jié)全部獨(dú)立完成；第四部分為應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)，將所學(xué)習(xí)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中。

2.2 改革授課模式

將以往的以教師為中心的授課模式向模塊化轉(zhuǎn)變?？梢苑譃?個(gè)模塊：第一模塊，預(yù)習(xí)階段的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。首先由教師給出題目，學(xué)生通過閱讀大量的文獻(xiàn)，自己完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，提交給任課教師，由教師多次修改實(shí)驗(yàn)方案，直至方案完善，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目卡，根據(jù)項(xiàng)目卡準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)查閱能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、總結(jié)能力。第二模塊，小組討論。擬定實(shí)驗(yàn)方案后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案中的步驟進(jìn)行小組討論，各抒己見，探討出在實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)問題，并且就此問題進(jìn)行查閱文獻(xiàn)，提出應(yīng)對方案，培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力。第三模塊，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。按照已經(jīng)制得的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，合理分工，共同解決在實(shí)驗(yàn)過程中所出現(xiàn)的各種問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和獨(dú)立解決問題能力。第四模塊，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫記錄和數(shù)據(jù)分析。提倡實(shí)驗(yàn)結(jié)果多樣化，不完全否定不合理結(jié)果，可通過討論部分發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

2.3 改革評價(jià)體系

改革以往的單一的評價(jià)體系，使評價(jià)體系規(guī)范化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化。評價(jià)體系應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)課程的全部內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)、實(shí)驗(yàn)過程的評價(jià)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評價(jià)。

實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)，將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案分為5個(gè)等級進(jìn)行評判，分別是優(yōu)、良、中、合格和差；評判的內(nèi)容為4個(gè)方面，即實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡拿鞔_程度、實(shí)驗(yàn)操作步驟設(shè)計(jì)的合理性、易出現(xiàn)問題的歸納情況、對出現(xiàn)問題的應(yīng)對方案。

實(shí)驗(yàn)過程的評價(jià)，對學(xué)生的試驗(yàn)過程進(jìn)行詳細(xì)的評價(jià)，將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程分為5個(gè)等級進(jìn)行評判，分別是優(yōu)、良、中、合格和差；評判的內(nèi)容為4個(gè)方面，即操作的規(guī)范性、步驟的合理性、用時(shí)和在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題時(shí)解決問題的能力。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告分為7個(gè)部分：①實(shí)驗(yàn)名稱的準(zhǔn)確程度；②實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠衩鞔_；③實(shí)驗(yàn)儀器使用步驟的說明；④實(shí)驗(yàn)原理，敘述簡捷完整，重點(diǎn)突出，依據(jù)正確；⑤實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟內(nèi)容清楚，步驟簡捷明確，順序正確；⑥數(shù)據(jù)記錄表格；⑦結(jié)果與討論表格規(guī)范、整潔、真實(shí)、清楚、無涂改，有數(shù)據(jù)處理的主要過程，按實(shí)驗(yàn)要求處理數(shù)據(jù)，作圖法處理數(shù)據(jù)用坐標(biāo)紙或用計(jì)算機(jī)打印，作圖格式正確完整，清楚美觀。

3 結(jié)語

“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn)，相信經(jīng)過全體教師的努力，一定會(huì)取得較好的成績。從學(xué)生的角度，能夠提高學(xué)生上課的熱情和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問題等綜合能力；從教師的角度講，提高教師自身的素質(zhì)，并且在改革的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題、更新改革方法，一定能夠培養(yǎng)出國家需求的，符合“卓越計(jì)劃”的新型人才。