胡晓丹 孙爱东 王丰俊 王晓楠 汪 涛
北京林业大学 北京 100083
食品化学实验教学的改革与实践*
胡晓丹 孙爱东 王丰俊 王晓楠 汪 涛
北京林业大学 北京 100083
食品化学是食品科学与工程专业一门实验性和应用性很强的专业基础课。为了提高实验教学质量,通过改革实验教学的安排、优化教学内容、改进教学方法、改革考核方式等措施对实验教学进行了改革和实践,取得了良好的效果。
食品化学;实验课程;教学改革;教学实践
食品化学课程是食品科学与工程专业必修的专业基础课,也是学习食品加工和贮藏课程的基础。该课程的教学任务中有大量的实验内容,这些实验既有基础性又有应用性。实验教学环节的目标是,不仅能使学生巩固已学的专业基础知识,而且能让学生学到完整的科研工作知识和技巧,有助于培养学生动手能力以及分析问题与解决问题的能力。但在以往的实验教学中,由于多方面的原因,普遍存在学生动手能力不强、创新能力和独立工作能力差的情况。面对当今社会对学生素质与能力的要求,我们对该课程实验教学进行了一些探索性的改革,并在教学实践中取得了良好的效果。
加大食品化学的实验比重,并设置为独立的实验课程。改革前是讲授完一章就进行这一章的相关实验,学生只是理解和掌握本章的内容,与其他章节的知识容易出现脱节,造成了学生理解和掌握知识的片面性。现在我们先完成全部理论教学,然后再进行实验教学,学生就可以在系统学完食品化学理论知识后进行实验。实践证明,实验教学环节的调整不仅没有影响理论教学,反而促进了学生对基本知识的理解和掌握,激发了学生的学习兴趣。
食品化学实验教学中,需要训练的基本操作技能很多,仅靠课前预习和课堂训练,往往难以熟练掌握。通过开放实验室,可以改变学生课前的预习方式,让学生参与实验准备工作,使学生对整个实验过程和实验原理有更明确、更完整的认识,对实验内容也有更全面的掌握。通过准备实验,学生掌握了试剂的配制,对一些化学试剂和药品的性能有进一步的了解;对实验所用的仪器和设备学会了安装调试并能做一些基本的维修处理;增加了和实验指导教师交流的机会,同时减轻了实验员的负担。
在完成各个单元基础理论的学习及实验操作的训练后,开设与食品工艺学、食品化学、食品营养学等相关学科的理论相结合的综合性实验,如食品储藏、加工工艺对食品品质的影响,储藏及加工过程食品化学变化,食品品质的综合评价等,体现出实验内容的综合性、设计性和研究性。综合实验的目的是使已学过的单元知识与技能得到巩固、充实与提高,并将各个单一的分析内容联结起来,从而提高学生的综合分析及解决问题的能力。通过综合实验,培养学生具有初步独立开展食品化学研究性实验的能力,为以后毕业论文与毕业设计的开展,打下坚实基础。
食品化学的学习必须考虑其实际应用,而食品化学实验项目繁多,在有限的课程学时内,学生不可能学习所有的内容。因此,必须合理选择实验教学内容。目前与食品化学相关的就业领域主要是食品生产第一线的质量检测岗位,根据这一情况,在教学中我们要求学生熟练掌握食品行业常规的检验项目,如食品基本成分分析、常用食品添加剂的测定等。同时,根据社会需要及时对教学内容进行改进,充实新的教学内容,比如增加食品安全方面的检测项目。其次,实验内容不应该脱离食品加工过程,不仅对食品生产中的原料、辅料、半成品、成品、副产品等进行检验,而且应该设置有关食品结构、性质、功能和应用方面的实验,如蛋白质的功能性、食品物性测定、风味成分分析及含量测定等。再次,应结合生物化学、有机化学等相关课程的实验内容设置合适的实验项目,防止重复和脱节现象产生,激发学生热情,提高学习效率,比如蛋白质和粗脂肪的测定分别在生物化学、有机化学中已经开设,因此本课程不再重复。
食品化学是一门技术性、操作性和科学性很强的课程,而且检测技术和手段日新月异。目前,食品化学分析技术已得到迅速的发展,一般来说所用教材都会相对滞后。因此,在实验教学中除了介绍常规的分析方法外,尽可能把前沿知识及发展趋势介绍给学生。比如对食品中重金属的检验方法,常用的是比色法和原子吸收分光光度法,而示波极谱法、等离子体发射光谱法、原子荧光光谱法现已被广泛应用,应及时补充新方法、新技术,以扩展学生的视野。
强调实验教学重要性的同时,也要重视理论教学,重点培养学生独立分析问题的能力。实行循序渐进的启发式教学,鼓励学生积极思考,如在讲授某一组分的测定前,引导学生推测所有可能的方法,再从定量的角度一一加以论证,确定可行的方法后,再讨论测定时的各种问题以及处理方法,包括如何制备样品、如何排除干扰、如何定量结果等。这样能让学生主动思维,有利于培养学生的分析问题能力。理论教学以必需、够用为度,以讲清概念,强化应用为教学重点。
学生进行各个基本技能训练之前,实验指导教师应检查学生的实验预习情况,对实验原理、要点和注意事项进行提问。在学生做实验的过程中,要始终和学生在一起,随时纠正、解决学生实验中出现的问题,检查学生的操作方法和实验记录。对学生操作过程中的普遍性问题或需要给予启发的问题,及时指点讲授,让学生自己解决,遇到实验结果异常时,及时指导学生分析产生异常现象的原因。通过基本技能训练的指导,使学生真正在实验中得到训练和提高,最终能借助资料从事已学和未学内容的分析检测工作。
在完成各个单元基础理论的学习及基本技能的训练后,进行综合能力的训练。实验项目由学生自行设计,并在规定的时间段选择具体的实验时间。实验前,实验室根据学生的设计方案提供所需仪器设备并办理仪器设备借用手续,然后让各小组按自己的设计方案和实验步骤由实验小组成员分工协作完成全部实验。实验指导教师的作用主要是辅导有关仪器设备操作中应注意的问题并及时对学生所遇到的困难进行启发和提出建议。待实验结束后,各小组提交实验报告并交流心得体会。这样不仅能极大地调动学生的主动性和积极性,而且可以培养学生的独立思维能力和团结协作精神。
以往的实验报告只是要求学生将实验目的、步骤、内容与结果进行反映,忽视了实验过程中数据记录、问题讨论和结果分析。改革后,我们强调在实验步骤中记录相关数据,重分析与讨论。有时面对一个不期而遇的实验结果的出现,经过仔细的分析,反复的验证,最终总是能够找出原因出在什么地方,做出合理的实验解释,从而培养和提高学生分析问题的思维能力。在设计实验训练中,我们要求把实验报告写成科学研究报告的形式,既要有仪器与设备、材料与方法、结果与分析,还需查阅文献资料、写好实验目的以及实验的结果和整个实验的改进意见。这样大大提高了对学生分析问题和解决问题的能力训练,也为将来的科学研究打下良好的基础。
在过去的实验教学中我们只局限于书本上的实验内容,毕业后学生掌握的知识大多与实际生产相脱节。所以,我们鼓励或安排学生利用课余时间或假期,到一些与所学专业相关的行业去实习、参观、社会实践或勤工俭学,把发现的问题及时带回实验室,使学生学以致用,提高了学生的实际工作能力,并将生产实践中的新知识、新技术、新思想带回学校,促进学校的教学改革,及时调整实验教学内容,淘汰旧实验增加新实验,以适应社会的发展和需求。同时,通过与生产实际紧密结合,使学生觉得学有所用,从而产生学习的紧迫感。
实验教学是为了培养学生的实验能力和良好的实验素质,提高学生的科研能力。考核是对教学效果的检验,考核方式也起着引导学生学习方式的作用。食品化学与分析实验考核采用单独口试部分和动手操作部分相结合,单独口试部分通过现场提问的方式进行,主要考核基本原理和方法,以及学生综合运用所学知识解决实际问题的能力;动手操作主要考核学生的实际操作能力,进行现场实验操作。并改变以往期末一次性评分为综合记分,将学生实验课成绩与学生的平时实验操作、实验设计、实验报告、动手动脑能力、科学态度、工作作风以及期末考核等联系起来,全面考核学生。学生普遍反映,这种考核方式对他们的实验课学习有较大的促进作用。
通过本课程实验教学的改革与实践,激发了学生的学习兴趣和学习主动性,提高了毕业论文的水平,增强了毕业后从事工作的能力,取得了较好的成效,有力地促进了教学质量的提高。
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The teaching reform and practice in experiment course of food chemistry
Hu Xiaodan, Sun Aidong, Wang Fengjun, Wang Xiaonan, Wang Tao
Beijing forestry university, Beijing, 100083, China
Food chemistry is an experimental and applied basic course of food science and engineering major. The arrangements of experiment teaching, the teaching contents, the teaching methods and the assessment methods were reformed and practiced in order to promote the quality of experiment teaching, and good results were obtained.
food chemistry; experiment course; teaching reform; teaching practice
book=79,ebook=265
2010-02-18
胡晓丹,博士,副教授。孙爱东,博士,教授。
*本文获2008年度北京林业大学教学改革研究及2009年度北京林业大学精品课程建设项目资助。