“双一流”背景下基于学生创新能力培养的食品化学课程及实验的探索与实践①

陈可先 陈忠秀 田师一

(浙江工商大学食品与生物工程学院)

一、导 言

2016年初教育部印发的《教育部2016年工作要点》提出了世界一流大学和一流学科建设的“双一流”建设计划，并于2017年正式发布第一批名单。“双一流”建设引领了各高校与各学科资源的整合与优化。一流大学和一流学科的建设离不开一流人才的培养，而一流人才的培养则更需关注学生的创新意识、创新素质与创新能力的协同培养。

食品化学课程及实验是浙江工商大学食品与生物工程学院食品质量与安全专业人才培养模式中既基础又核心的具有阶梯式进程的课程体系，包括：四大化学(无机化学、物理化学、分析化学和有机化学)；以食品化学为基础的分子食品学；以分析化学为基础的食品检验学、仪器分析与食品检验学及实验；以学生学科综合能力运用和与未来就业相衔接的专业核心大实验等课程。在这些食品化学课程的教学与实验过程中，我们始终以学生为中心，以2018年教育部《教育信息化2.0行动计划》为指导，以培养学生的创新能力为目标，不断探索新的教学方法与新的教学技术。

笔者自2016年任教以来，先后参与了分子食品学、食品检验学和食品质量与安全专业核心大实验等食品化学核心课程的教学与研究，在如何通过课程的教学指导来培养学生的创新意识和自主探究能力，如何让学生综合运用所学知识解决当前社会食品品质与安全问题等方面有了一些新的认识与见解，主要包括将独立科研能力培养与学生综合创新素质融入课程教学，体现基于成果导向的教育思维(OBE)，通过科研与教学相长模式，在实际案例研究中全方位提升学生分析问题、解决问题、思考问题等能力，以期为食品化学同行的教学研究提供参考。以下内容以食品质量与安全专业核心大实验课程体系中笔者授课的一个食品化学实验(肉制品中营养素与重金属含量的测定)为例加以说明。

二、以创新能力与兴趣培养为导向的实践

笔者认为，通过食品化学课程培养学生的创新能力，首先要激发学生的兴趣与探知欲。这是因为近年来浙江省出台了普通高考选考政策，多数学生未选考化学，而食品化学类课程知识点多，综合理解与运用能力要求高。食品化学实验的教学内容应该来自生活，一方面更能引起学生的兴趣与共鸣，另一方面更加能推进教学的顺利开展。因此，笔者在食品化学课程教学过程中做了一些理性设计，从学生的兴趣出发，培养学生的独立科研能力。

以肉制品中重金属含量测定的化学实验为例。笔者将班级同学分成8组，每组学生3—4位，实现小班化教学，并让每组学生自己选择具体的实验对象：肉制品，如鱼肉、猪肉、鸭肉等，既可以是新鲜样品，也可以是腌制的样品，还可以自行选择肥肉或瘦肉；重金属也可以根据自己的关注点自行确定种类。

在此基础上，每组同学围绕各自关注的这些对象，通过笔者教学的文献查阅方法和阅读方法(详见“可可食学”微信公众号)去Chem，AnalyticChemistry，FoodAnalyticalmethods，JournalofChromatographyA/B等重要的期刊主页、国家标准网站或Web of Science等重要数据库里查找相应文献，整理并形成一份相对可行的实验方案，供任课教师评阅。该方案中需充分体现实验操作流程、试剂种类及其用量、玻璃器皿数量及规格、样品的前处理方法、仪器要求及其可能的参数设置、实验环境的要求及注意事项、定量方法、含量计算方法(空白实验)、检测方法的精密度/检测限、国家对其在食品中的限量标准、常用检测的常用方法对比及其选择依据等等。每组同学需在将食品化学实验前完成实验流程简图及其含量要求的绘制。

通过任课教师的评阅与修改后，学生可在规定时间内实施食品化学实验方案，包括购买试剂与其他耗材、整理玻璃器皿等。以肉制品中重金属含量测定的化学实验为例，多数同学选择了湿法消解这个化学前处理方法和基于电感耦合等离子质谱的含量分析的化学实验。在实验之前，所有的学生须熟悉化学实验流程与仪器操作，包括仔细阅读，了解仪器原理、化学实验原理等，抽查考核合格后才可以在给定的时间内进行独立的实验操作。在实验结束后，每组学生独立并及时完成实验报告。食品化学实验报告中应体现实验细节、实验现象、结果分析、实验心得和数据处理等内容。

通过对几个以学生自主能力探究为途径的食品化学实验过程的学习与总结，学生的自信心增强，独立科研能力方面得到了较好的提升，为未来就业与继续深造奠定基础。

三、以新媒体为平台的实践

食品化学课程及实验的教学需要配合新媒体平台，包括爱课程、好大学在线、智慧树、Coursera和中国大学(MOOC)慕课等。这些新媒体平台有着很丰富的食品化学课程资源，比如华中农业大学的国家精品课程“无机及分析化学”、江南大学的“食品化学”。这些网络新媒体资源可以很好地辅助食品化学类课程教学，也可以通过这些新媒体平台中的微视频让学生在不接触仪器或不了解方法的情况下较好地熟悉所用仪器与方法的原理与要求。

四、以学生创新素质培养为导向的实践

学生创新素质的培养在学生创新能力培养过程中有着举足轻重的作用。在食品化学课程及实验的教学过程中，我们一直注重学生的创新素质教育与培养，形成了以“一课多考”形成性评价为特色的食品化学教学模式，不仅督促学生及时学习与消化，而且使其养成良好的化学课程学习与总结的习惯。食品化学类课程的知识点多，如果平时不加以消化吸收，学生很难在期末考试前短时间的复习中深入理解与综合运用。笔者近年来在如何培养学生创新能力与创新素质方面获得了学校的教学改革项目支持，并在食品化学课程教学及实验过程中加以运用，这既体现了形成性评价的指标，又有助于任课教师及时了解学生的学习情况，适时调整教学方式。

以肉制品中重金属含量测定的化学实验为例。在实验开始前，笔者对学生提交的实验方案的完整性、字迹工整程度等方面进行打分。实验过程中，从学生实验的操作细节、衣着得体程度、团队合作意识等角度打分。实验报告提交后，根据实验现象记录、字迹工整程度、图文并茂程度、结果计算、结果对比分析、实验心得、实验流程图制作、实验条件记录、数据处理清晰度、有无便签等评分(详见“可可食学”微信公众号)。笔者将这些指标赋予相应分数与比重，最后综合计算出总成绩，其中，实验方案约占30%，平时操作成绩占30%，报告成绩占40%。这种模式能更好地评价学生，与此同时也能更好地引导学生注意细节、实验规范等，这对提高学生的独立科研能力有着协同增强作用。

五、结论与展望

笔者希望学生通过食品化学课程及实验的学习与实践，切实提高学生的独立科研能力与创新素质，也希望学生在课程学习及实验过程中获得自信与自豪感，以便使他们能更好地适应未来化学领域中的各种挑战。笔者认为，在大学的食品化学课程及实验教学中，化学实验的内容对学生来说仅是媒介，而学生通过这类有导向性的食品化学课程及实验的深入学习与探索训练，能从中获取迎接未来各种挑战的自信和必要的学习技能。如果食品化学类课程能够将一课多考与独立科研能力培养相结合，必然将有助于教学相长，改善教学效果，也有助于提高学生的学习主动性和自主性。