食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探索

王 卉 左文健

（海南熱帶海洋學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南 三亞 572022）

0 引言

創(chuàng)新是國(guó)家繁榮富強(qiáng)的基礎(chǔ)，民族興旺昌盛的根本，人民安居樂(lè)業(yè)的保障。習(xí)近平總書(shū)記指出“誰(shuí)擁有了一流創(chuàng)新人才、擁有了一流科學(xué)家，誰(shuí)就能在科技創(chuàng)新中占據(jù)優(yōu)勢(shì)”。我國(guó)要建設(shè)創(chuàng)新型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，必須注重創(chuàng)新人才培養(yǎng)，探索多維度考核學(xué)生的方式，不斷改革創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中做到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是實(shí)驗(yàn)教育工作者致力研究的方向。食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)是食品專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中不可缺少的組成部分，是提高食品專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。為了讓學(xué)生能夠緊跟學(xué)科前沿，營(yíng)造有利于創(chuàng)新性人才學(xué)習(xí)的空間，筆者在遵循人才培養(yǎng)的教育教學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索激發(fā)學(xué)生追求知識(shí)和探索未知的內(nèi)在動(dòng)力，培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)理論、熟練實(shí)驗(yàn)操作技能和獨(dú)立思考能力的創(chuàng)新型人才。

1 在課程中加入思政內(nèi)容

立德樹(shù)人為教育之本，心懷為國(guó)是育人的初心，食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在食品化學(xué)理論課的基礎(chǔ)上一門(mén)實(shí)踐課程。食品安全是關(guān)系到廣大群眾的生命安全及健康，食品質(zhì)量不容忽視，所以需要廣大的食品從業(yè)人員具有較高的職業(yè)道德。鑒于思想政治教育的重要性，目前很多高校已經(jīng)將思政元素引入理論課的教學(xué)當(dāng)中，然而在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)依然停留在實(shí)驗(yàn)操作和技能的訓(xùn)練。因此，食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)課有必要做出改革和創(chuàng)新，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能傳授與思想政治教育有機(jī)地結(jié)合在一起，根據(jù)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所包含的思想價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀，科學(xué)客觀地分析判斷自然現(xiàn)象，結(jié)合當(dāng)下實(shí)踐情況和社會(huì)關(guān)切的問(wèn)題，將各種社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題帶入課堂，將課堂教學(xué)延伸至社會(huì)，深入挖掘并利用食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的思想政治元素具有重要的意義。例如，在實(shí)驗(yàn)課程考核中，除了要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整性、實(shí)驗(yàn)操作的正確以及實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果的可靠性之外，還包括實(shí)驗(yàn)要穿白大褂、實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生的要求，以及實(shí)驗(yàn)物品的有序排放，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，廢氣、廢水、廢物的處理要嚴(yán)格按照環(huán)境保護(hù)的要求，這樣能夠增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，并且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要真實(shí)完整地記錄原始數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)，以及精益求精的工匠精神。

食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及很多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，每次實(shí)驗(yàn)課上，都要求學(xué)生需要秉持求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，實(shí)事求是，不弄虛作假。以培養(yǎng)學(xué)生不忘初心、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，不虛報(bào)，不造假，如實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并通過(guò)翟天臨學(xué)術(shù)造假事件的警示，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。

在“食品中蛋白質(zhì)含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中，將測(cè)定奶粉中蛋白質(zhì)含量作為思政要點(diǎn)，引入三聚氰胺奶粉事件，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到食品檢測(cè)的局限性，可能會(huì)被不良企業(yè)鉆空子，生產(chǎn)劣質(zhì)甚至有害的產(chǎn)品。高校學(xué)生要以天下為己任，把廣大群眾的食品安全放在第一位，提高自己的檢測(cè)能力，增強(qiáng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神，激發(fā)學(xué)生對(duì)構(gòu)建和諧社會(huì)，以及人類(lèi)命運(yùn)共同體的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

2 將邏輯科學(xué)思維訓(xùn)練融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

邏輯科學(xué)思維是通過(guò)對(duì)事物進(jìn)行比較、分類(lèi)、分析、綜合、歸納、演繹等各種方式形成的規(guī)律、概念、原理性認(rèn)識(shí)的理性思維。教師在實(shí)驗(yàn)中，要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察、記錄、思考，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維。逆向思維是邏輯思維中的另一個(gè)重要形式，是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，讓學(xué)生進(jìn)行逆向分析，從而揭示事物及變化的本質(zhì)。如在食品水分活度測(cè)定中，樣品重量增加是由于樣品的水分活度低于標(biāo)準(zhǔn)溶液的水分活度，從而使標(biāo)準(zhǔn)溶液中的水分向樣品擴(kuò)散，只要樣品和標(biāo)準(zhǔn)溶液的水分活度不一樣，兩者之間就可以進(jìn)行水分?jǐn)U散，使樣品的重量發(fā)生變化，從而計(jì)算出樣品的水分活度，這樣就使學(xué)生對(duì)水分活度的原理有了深刻的認(rèn)識(shí)。

教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，通過(guò)直覺(jué)思維將知識(shí)正向遷移，盡可能設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生由已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)合理解釋實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題，學(xué)會(huì)進(jìn)行對(duì)比，在未知的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)其中的聯(lián)系。引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行思考，深入合理的延伸，使抽象的問(wèn)題能夠形象化，離散的知識(shí)能夠條理化。傳統(tǒng)的食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是通過(guò)教師講解實(shí)驗(yàn)原理、儀器使用、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)以及如何處理數(shù)據(jù)等，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)教材按部就班地進(jìn)行操作，這種機(jī)械的保姆式的教學(xué)方式，不利于學(xué)生深刻理解其中的實(shí)驗(yàn)原理和方法，不能培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不僅要讓學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)，更應(yīng)重視學(xué)生科研思維的培養(yǎng)。為了讓學(xué)生形成思辨性思維和培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的綜合素質(zhì)，筆者在食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入對(duì)學(xué)生科研思維的訓(xùn)練，注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。例如，在酸水解法測(cè)定食品中淀粉含量的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對(duì)還原糖測(cè)定的機(jī)理不是很清楚，老師在實(shí)驗(yàn)前讓學(xué)生比較還原糖和非還原糖的區(qū)別，通過(guò)提出相關(guān)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，查閱文獻(xiàn)，并進(jìn)行小組討論來(lái)理解還原糖的反應(yīng)機(jī)理。當(dāng)學(xué)生對(duì)反應(yīng)所需的pH條件有疑問(wèn)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生比較不同pH下的顯色現(xiàn)象，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所需條件產(chǎn)生深刻印象。這樣不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，還能進(jìn)一步培養(yǎng)他們科學(xué)研究的能力。

3 強(qiáng)化基礎(chǔ)訓(xùn)練，提高實(shí)驗(yàn)技能

扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本技能是保證學(xué)生安全完成實(shí)驗(yàn)的條件，也是學(xué)生在以后工作中實(shí)現(xiàn)新突破的基礎(chǔ)。因此，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安全的培訓(xùn)，主要內(nèi)容包括熟悉實(shí)驗(yàn)室的安全設(shè)施，以及它們的正確使用方法，了解實(shí)驗(yàn)所用到的儀器、原料及操作過(guò)程中的危險(xiǎn)性和安全注意事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)廢棄物的正確處理方法。這樣能夠保證學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的人身安全，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)室和周?chē)h(huán)境的保護(hù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生比較不同操作方法，分析并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，透過(guò)現(xiàn)象解釋科學(xué)原理。例如，在使用凱氏定氮儀測(cè)定蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，首先要求學(xué)生掌握蒸餾、溶解、冷凝、吸收等基本實(shí)驗(yàn)操作，以及稱(chēng)量、移液、定容和滴定等分析操作，確保夯實(shí)實(shí)驗(yàn)技能，并且要求學(xué)生分析該實(shí)驗(yàn)的加樣特點(diǎn)，找出實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵點(diǎn)，了解可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍治龊涂偨Y(jié)規(guī)律。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能。

4 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

上實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生會(huì)按照教師的要求進(jìn)行預(yù)習(xí)，但一般只是將教材上的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、注意事?xiàng)以及實(shí)驗(yàn)步驟直接抄到預(yù)習(xí)報(bào)告本上，基本不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵進(jìn)行思考，這樣的預(yù)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)效果有限。因此教師要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)，要思考有關(guān)問(wèn)題。如食品水分活度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，教師提出學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)要思考水分活度與水分含量這兩個(gè)概念的區(qū)別，以及它們的測(cè)定方法有什么不同，讓學(xué)生進(jìn)行小組討論，這樣有助于加深學(xué)生對(duì)相似概念的區(qū)別和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。提出的相關(guān)問(wèn)題如表1所示。

在實(shí)驗(yàn)中融入學(xué)生對(duì)操作原理的理解和思考能力的培養(yǎng)。如凱氏定氮法中所涉及的儀器設(shè)備比較多，有水蒸氣發(fā)生器、反應(yīng)器、冷凝管和吸收瓶等，連接也比較復(fù)雜，如果學(xué)生只是按照教材中的示意圖進(jìn)行操作，那么學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置沒(méi)有深刻的理解。因此在實(shí)驗(yàn)課上，教師要讓學(xué)生先了解儀器，熟悉各部分裝置的特點(diǎn)，并講解實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，例如，加料口的小波杯內(nèi)加入一定量的水可以起到液封作用，保證反應(yīng)的氨氣不會(huì)從加料口逸出，冷凝管的下端要完全插入吸收瓶中的液體，以防止氨氣在吸收瓶中逸出。教師要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括檢查氣密性、水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)瓶中的時(shí)間、加樣次序和蒸汽停止后的處理方法。

表1 需要預(yù)習(xí)的相關(guān)問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理，并分析可能出現(xiàn)的誤差。例如，在水分活度的測(cè)定中，要求學(xué)生使用Excel軟件進(jìn)行作圖并線性擬合，評(píng)估實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，若線性相關(guān)系數(shù)R值越接近于1，說(shuō)明數(shù)據(jù)相關(guān)性越好，精確度越高，并分析實(shí)驗(yàn)誤差可能產(chǎn)生的原因。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要能夠注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這對(duì)于學(xué)生更好地掌握食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能提高實(shí)驗(yàn)效果具有重要意義。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了在食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中加入思政內(nèi)容，將邏輯科學(xué)思維訓(xùn)練融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化基礎(chǔ)訓(xùn)練，提高實(shí)驗(yàn)技能，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的實(shí)踐與探索。對(duì)涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行深度挖掘，使驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)逐步向創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)過(guò)渡，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和操作有更全面的掌握，并能夠舉一反三，不僅培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，還提高了學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，達(dá)到了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的。