吴芳 孙伟明 倪碧莲
(福建医科大学药学院,福建 福州 350122)
食品化学是在分子水平上研究食品及其原材料的化学组成、结构、性质、营养价值和卫生安全以及它们在生产、加工、贮藏、运输和销售过程中的变化及其对食品安全与品质、质量控制的影响,乃至食品成分与人体健康和疾病的相关性的科学[1]。它与人类的工业生产、生活品质、健康安全等息息相关,是目前我国众多培养研究生、本科生的综合、理、工、农、林、医、师范类高等院校和相关科研机构以及培养应用型工程技术人才的高等职业院校的食品及食品相关专业常设的重要专业基础课程或必修专业课程,也是一门涉及化学、生物化学、食品营养学、食品贮运学、食品分析学、食品安全学、食品工艺学等多学科交叉融合的应用课程[2]。食品化学课程知识结构相对庞杂,知识体系涉及众多学科,知识点繁多、零散,既有记忆类的又有理解类的理论知识且实验、实践性很强,往往需要理论知识学习与动手实验、实践相结合才能学懂、弄通、学透、活用、巧用。从20 世纪90 年代我国高校开设食品化学课程以来,以教师讲授为主、辅之PPT 等多媒体的传统教学模式一直占据着主流地位。该教学模式容易使学生沦为被动的知识接受者,进而使教学陷入“课堂冷漠”的情境,显然这既不利于掌握知识,也不利于培养学生自主学习、独立思考、实践探究等能力,更不利于将精神指向性的价值目标潜移默化融入学生头脑中[3],因而越来越难适应新时代背景下青年学生的成长特点和人才培养目标的要求。为此,近年来,笔者所在教学团队主动转变“以教为主”的教学模式,在贯彻落实“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体育人理念的基础上,积极开展食品化学课程教学改革,着力实施“情境创设、注重过程、强化实践、鼓励探究”的“以学生为中心”的实践性、创新性课程教学方式。以下以陈敏主编的食品化学课程中色素章节的情境创设为例,介绍本课程的教学实践改革。
情境在教学上包含“情”与“境”两个维度:前者指学生在认知过程中态度、意志、价值观等情感因素的产生,后者则是根据教学内容及教学目标创设的包括时间、地点、人物等具体情节的特定事件场景[4]。情境创设即创设情境,是情境教学的第一步,它借由情境感同身受的沉浸、濡染、激发,对认知、情感、思维产生影响和激荡,从而促使问题的发生、知识的感悟、思维的推演,促进相关认知的深化、能力的培养和情感的养成[5]。食品化学的理论知识和方法主要来源于生产和生活实际,由此,课程团队从生产生活中寻找事实场景,根据新时代中国青年学生的成长特点,结合课程章节内容特点,利用自编案例、实验等因地制宜、因人而异,灵活创设情境。
新时代的中国青年学生成长于全球化深入发展及中国社会快速转型的时代大背景下,具有接受信息量大、思维开放程度高、思想变化快、主体意识强等特点。这些特点决定了他们更希望在平等、开放、交流、互动的教与学融洽氛围中追求真理,在浸润、参与、融入社会现实大课堂中获得真知。明了学生的这些成长特点,教学团队及时对教学方式进行调整、拓展和深化,以契合青年学生成长成才的需要,激励和引导青年学生积极健康向上。为此,在进行食品化学课程教学之前,团队首先对学生进行全员调查:一是把握每位学生对即将学习的食品化学课程新章节内容的预习情况、了解和掌握程度、遇到的问题和难点、课程教学要求和建议等;二是了解每位学生对课堂教学方式的需求和选择。调查中为学生提供了讲授为主结合解疑释惑问答的教学方式、课题项目探究的研究性学习教学方式、团队合作学习的教学方式、参与式教学方式、开放式教学方式、启发式教学方式以及实验、实践教学方式等多种方式供学生选择。全员调查统计分析后,再根据学生的实际情况和不同的教学需求确立教学模式。根据近五届150 多名学生的调查数据可知,与传统教学方式相比,以学生为中心结合实验、实践探究的开放式教学方式对学习有较大帮助、一定帮助以及没有帮助的占比分别为67.9%、21.4%和10.7%,说明该方式受到了绝大多数学生的肯定。这既是教师开展情境创设教学的动力,也是情境创设教学设计的源头和依据。
兴趣是学生探求新知的原动力,也是学好食品化学课程的内在动力。为此,教师在课程调查和学生分类分组的基础上,把激发和充分调动学生对食品化学课程的自主学习兴趣,引导学生对课程知识进行自主探究学习并运用所学理论知识分析、解决问题,作为情境创设的首要原则。
食品化学是一门实践性很强的学科,只有在实践中才能真正学会应用理论知识去解决各种问题,然而,大二的学生(食品化学通常在大二开课)很难有机会参与相关的食品生产实践,因此有必要结合日常生活中与食品化学密切相关的实例与现象来创设情境呈现食品加工和贮存中的实际问题[6]。为此,教师针对色素章节内容设计了如下案例,并在教学的前两周将案例和相关的图片、视频发送给学生:
假日里,小宝跟随爸爸妈妈去探望爷爷奶奶。奶奶准备了老少皆宜的五彩饭:橙红的胡萝卜丁、黄色的玉米、翠绿的豌豆还有鲜红的火腿,煞是诱人。
爷爷做了小炒牛肉。小宝疑惑道:“妈妈,牛肉为什么叫‘红肉’呢?”“新鲜的生牛肉、生猪肉,肉色鲜红,所以叫‘红肉’,不过煮熟后就变成褐色了。”小宝指了指火腿又说:“那火腿也是猪肉,煮熟了怎么还是红色的?”爷爷说:“那是因为火腿加硝腌制过了,腌制食品吃多了对身体可不好。”奶奶在一旁附和:“对对,这是奶奶今早刚买的牛肉,可新鲜呢!”转头又和爷爷唠叨:“现在,超市卖的‘冷鲜肉’,色泽鲜艳,会不会加色素啊?”“你就放心吧,现在食品安全管得严。这是用了‘气调包装’保鲜新技术,就是充气保鲜,你看那包装盒是不是鼓鼓囊囊的。”
这时,妈妈从厨房端出自制的紫薯汁招呼大家:“来喝紫薯汁了,健康营养又开胃!”爸爸也端出来一盘盐水毛豆。妈妈看着微微发黄的毛豆说:“咱妈做的盐水毛豆那可真是翠绿可人,是有什么妙招吗?”奶奶乐呵呵道:“老办法,煮豆子的时候加点食用碱。”“那五彩饭里的豌豆也是加碱了吗?”“哦,那是罐头豌豆,久煮不黄,颜色还比新鲜豌豆绿,听说豆子在罐头加工时候处理过了,不知道是不是也加碱了。”
这时,小宝突然说:“妈妈,快看,这是什么?”妈妈看着小宝手里的两个杯子好奇地问:“诶,这是什么饮料?”小宝得意地说“都是紫薯汁啊!”,说着举起装着蓝色饮料的杯子说“看,这个加了食用碱”,又举起另一个装红色饮料的杯子说“这个加了醋”。然后又摇头晃脑地说:“真是太奇妙了!红肉不红,青豆不青,紫薯汁既可以是紫色,也可以是蓝色和红色。不过,幸好胡萝卜还是橙色,玉米也还是黄色!生活处处有学问啊!”
大家看着小宝一副很有学问的模样,不仅哈哈大笑……
上述案例设计以聚餐为背景,以生活中常见的牛肉、青豆、紫薯汁等食品为引,结合一系列的对话、细节描述创设了一种“真”“活”的自然生活情境。这种真实的情境容易让学生产生身临其境的感觉并引起情感的共鸣,有利于激发学生浓厚的学习兴趣,进而培养和提高学生自主学习的能力[7]。同时,这个情境能打通书本知识与现实的距离,体现了问题研究的重要性和知识的价值,让学生意识到所学知识并非书本上的空泛理论,学习不能局限于课程目标,学习的目的更不只是为了考试,而是要学有所用、学以致用,因而有助于增强专业自信并进一步激发学习的热情和探索的欲望。如此,案例一下子把他们带入了熟悉的生活场景,使得他们在自学教材知识时能摆脱专业知识的冰冷、枯燥无味,觉得很亲切、很熟悉,从而有了一探缘由的兴趣;同时,相关的图片和视频使得案例画面感更为强烈,让人记忆深刻,增强了他们学好色素章节的信心和热情,也更加憧憬即将到来的课堂开放式教学。
制造疑问、创造悬念、引发思考、激活兴趣、调动学生参与学习的积极性和主动性,是成功创设情境的第一步[8]。而要让学生全面、准确理解,牢固掌握并能活学活用新知识,还必须进一步创设与学习新知识、新内容有关、能产生良好教学质量和效果的课堂教学情境。食品化学是一门以实验为基础的学科,而青年学生对实验具有较强的好奇心并且乐于、勇于动手实践。为此,在激活学生学习兴趣的基础上,课程进一步把生动有趣的实验搬进课堂,创设了开放式的教学情境。
在色素章节的课堂教学过程中,教师结合前面的案例精心设计了相应的实验。比如,为了探究叶绿素的稳定性及变色影响因素,团队在课前先为学生准备了一些常见的富含叶绿素的蔬菜,如青豆、四季豆、绿叶蔬菜等,然后在课堂上让学生亲自动手对理论知识进行验证与探索。在教师的指导下,学生进行了如下实验:以新鲜的四季豆作为对照组,分别对四季豆进行加酸、加酸并加热、加碱并加热以及加铜盐并加热等几种处理,引导学生观察、比较在几种不同处理条件下四季豆颜色的变色快慢和变色程度,从而得出相应的结论:叶绿素在加热、酸性条件下很不稳定,导致绿色蔬菜容易变黄甚至变为暗褐色,而加碱、加铜盐则有利于蔬菜在加热条件下较长时间地保持原有的绿色。在此实验基础上,再顺理成章地引导学生从分子水平上更为深入地探究变色原理并总结归纳护色的方法。而在学习花青素变色知识时,不仅为学生准备了案例中提及的紫薯,还鼓励学生自己寻找生活中常见的富含花青素的食品(如蓝莓、桑葚、紫/黑米、紫甘蓝等)并带到课堂中展开相关的实验(如加酸、加碱、加热及加金属离子等)。这些鲜活而有趣的色素小实验增强了学生的参与感,促进学生从“要我学”向“我要学”的转变,同时为枯燥的理论知识找到鲜活的载体,加强了学生对理论知识的感性认识,从而帮助学生正确理解、有效消化并掌握色素章节中重要的基础理论、专业知识,使课堂教学收到事半功倍的效果。
思维始于问题,又在讨论、分析问题中得以发展和提升。在情境案例的设计中,借助激疑吸引、提问、对比、细节描述等多种方式(如,奶奶对冷鲜肉的疑问、豆类颜色的对比、紫薯汁颜色的变化以及对五彩饭颜色的详细描述等),以引发学生的观察、思维等探究活动,帮助学生找到案例中蕴含的色素相关问题。这些问题大致可分为两类:第一类问题主要针对章节的重要知识点设置,比较直观,学生较易发现。比如学生根据案例提出的“烹调和储存过程中肉色如何变化,为什么?”等问题;第二类问题则具备一定的拓展性,尝试在第一类问题的基础上突破章节内容的限制去探讨更深层次的问题。比如,学生阅读案例后提出了腌制食品的安全性、花青素的保健作用、食品色素的发展趋势、气调包装技术原理及应用等问题。
发现问题之后当然就要解决问题。对于第一类问题,情境案例将解决方法巧妙地隐藏其中,比如案例中提及的“火腿加硝腌”和“气调包装”,就点出了两种常见的、重要的肉类护色方法,但答案又藏而不露、点到为止,仍需学生通过阅读案例和相关教材,仔细观察、认真思考、充分讨论甚至动手实验才能获得答案并最终形成系统化、专门化的食品化学基础理论知识。对于第二类问题,不管是问题的提出还是解决,都需要学生进一步查阅课外书籍、文献资料乃至新闻报道等,使学生不仅掌握科技文献资料的检索方法,也能了解食品化学领域的研究动态和发展趋势。
因此,将案例和实验相结合创设情境的教学模式,有助于提升学生发现、分析和解决问题的能力和创新能力,同时培养学生严谨求实的工作态度和良好的实践操作能力,符合现代社会对应用型人才的需求[9-10]。问卷调查结果表明,学生认为从情景创设的教学模式得到的收获包括:有利于掌握课程知识点(24.2%),提高发现问题、分析问题、解决问题的能力(33.4%),提高自主学习能力(19.7%)以及其他能力(如实践操作、沟通协作、查阅资料等)(22.7%)。
全球化思潮正潜移默化地影响着人们的理想信念、思维方式和行为模式。大学阶段既是学生思维最为活跃的时期,又是其价值观和思维方式形成的关键时期,全球化思潮为大学生带来新机遇的同时也带来了许多负面的影响。2016 年12 月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调:“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿于教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面。”在习近平总书记教育思想、国家课程思政“三位一体”的育人理念和学校“以人为本、求是至臻”办学理念的指导下,团队教师在食品化学课程的思政情境创设过程中,紧紧围绕青年学生关心和关注的“食品生产”“食品检测”和“食品安全”等关系国计民生、健康安全的问题以及学生将来可能从事食品相关领域工作这一主线,深入发掘教材、时事热点和身边事例所蕴含的思政元素,将专业知识与思政教育有机融合,创设了课程思政的教学情境。
教学过程中,在提及案例中的“五彩饭”时,联系古代劳动人民对天然色素的使用情况(如,用红糟调制红糟肉、红糟鳗、红糟鸡等食品),引导学生体会祖国饮食文化之美,激发民族自豪感,厚植爱国主义情怀。在比较天然食品色素和人工合成色素的优缺点时,引导学生认识事物的两面性,学习用马克思主义的辩证思维方法处理学习、生活中遇到的具体问题。在探究肉制品中亚硝酸盐的发色机理(即案例中提及的“硝腌制”)时,则把备受广大人民群众关注、探讨的“食品安全”问题嵌入思政教育中[11]。教师首先向同学们介绍一些典型的食品安全事件(如,2005 年报道的海鲜孔雀石绿事件),再联系对照近几年来国家市场监督管理总局发布的关于色素使用情况不符合食品安全国家标准规定的通告实例(如,鱼类产品中孔雀石绿使用不当等),最后围绕《GB 2760-2014食品安全国家标准食品添加剂使用标准》剖析食用色素及非食用色素的滥用情况及可能造成的危害。该过程使学生切身体会到认真学好食品专业课程知识以及用所学知识来解决食品问题、服务人民的必要性与重要性,更深刻地理解个人使命及应该承担的社会责任,同时渗透社会主义核心价值观,“隐性”而有效地达成思想政治教育目的。
食品化学课程教学改革把“情境创设”贯穿于色素章节和以“以学生为中心”的教学模式全过程中,充分做到理论联系实际,有效激发学生的学习兴趣及主观能动性,加深学生对理论知识的理解与掌握,培养学生的综合能力并塑造学生正确的思想观念,为大学人才培养奠定良好的专业基础和人文素养,得到大多数学生的好评。同时,“情境创设”在食品化学课程色素章节的应用探索可以为食品化学课程其他章节或其他学科“以学生为中心”的教学模式提供有价值的参考和借鉴。当然,“情境创设”在食品化学教学应用过程中,仍需教师们不断地探索和总结,并根据学生的反馈进行不断地调整、丰富和完善。