参与式教学联合费曼学习法在食品分析中的运用探究

蒋子贤，潘和飞，胡月煊，姚立华

(云南师范大学 职业技术教育学院应用化学系，云南 昆明 650031)

食品分析是应用化学专业学生一门重要的专业主干课程，包含理论和实践两部分内容。通过该课程的学习，促使学生深入理解理化分析的基本理论知识和技能，该课程主要研究和探讨食品样品的采集和预处理、食品外观、口感、化学组成及微生物的检验与分析，对食品中的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素和脂类进行定性定量的测定，鉴定食品品质和营养组成，对食品中的添加剂和有害物质进行测定，判断食品是否受到污染，开发新的食品资源，提高食品质量及寻找食品的污染源，以促使生产出品质优良、营养齐全的食品。结合理论知识，每一单元开出相关实验，使学生掌握各种食品的分析检验方法，掌握食品分析仪器的正确使用及维护等知识，训练学生掌握食品分析检验基本操作技能。

食品分析课程在教学方法上沿用传统的灌输式教学方法，整体教学效果不够理想，部分同学缺乏学习兴趣，学习效果不佳。

针对这一问题，我们提出了参与式教学和费曼学习法相结合的教学方法，参与式教学是一种鼓励学习者参与教学过程的合作式教学模式，其主要包括：合作学习法、案例教学法、实验研究法、探究式教学法、讨论法等等，参与式教学能充分发挥学生的主观能动性，采用直观形象的教学手段，鼓励学习者积极参与到教学当中，使学习者深刻的领会和掌握所学知识，真正实现以学生为中心，以成果为导向的教学模式，并对部分知识进行深入探索。

1 参与式教学模式在食品分析中的运用

1.1 教学内容分析

课程“蛋白质的定性定量测定”选于普通高等教育“十五”国家及规划教材“食品分析”第十章第二节。蛋白质是食品的重要组成部分，也是生命的基础，是食品的最重要质量指标。在“食品分析”课程中，蛋白质的定性定量测定是本课程的重点内容，为后续氨基酸的定量定性测定的学习做好了铺垫，其在该章节中起着承前启后的作用，本节课的学习有助于学生巩固已经学过的知识，为后续学生自学奠定基础。

1.2 教学目标设计

知识教学目标：掌握蛋白质在食品中的作用及其意义；能够描述凯氏定氮法测定蛋白质的原理；掌握凯氏定氮法测定蛋白质的步骤；能够通过实验现象掌握蛋白质的基本性质。

能力培养目标：通过课前学习任务的完成，培养学生自主学习的能力，学会自学方法；通过小组合作探究，培养学生的合作能力、团队精神、沟通能力，提高学生分析问题和解决问题的能力[1]；通过实验操作，掌握移液管、滴定管、容量瓶的使用方法；联系实际问题进行教学，提高学生对于理论知识的应用和分析。

思想教育目标：通过社会热点分析，树立实事求是、崇尚科学真理的科学素养和诚实守信的职业素养，融入企业精神元素，注重培养团队精神，主要是引导学生处理个人、集体和社会的关系，克服学生的个人主义，增强学生的集体主义感，渗透学生的集体主义精神，提高了学生的自身素养，可以让学生更好的融入集体[2]。

1.3 教学实施过程

1)课前线上教学

上传学习资源。笔者在前三天在学习通上上传学生学习资源，让学生自主学习本章节内容，包括蛋白质在食品中的作用，凯式定氮法的原理，凯氏定氮法的操作步骤，容量瓶、滴定管的使用。

发布任务。笔者将“蛋白质的定性定量的测定”学习任务单发布于学习通中，学生根据任务单的要求完成相应任务，将讨论题发布于讨论区。

2)课中线下探究

问题情景导入。以2003年安徽阜阳的大头娃娃事件和2005年山东皮革奶事件等奶粉相关食品安全事件为情景，总结这些事件的相同点和不同点，总结为什么要在奶制品中添加其他物质？在以社会热点问题为情景的同时，设置问题情景，引导学生进行更深层次的思考，让学生感受到学习带来的快乐，从而激发学习热情和学习动力。

3)多种教学方法讲授新课

案例教学法。以“2008年，三鹿的三聚氰胺奶粉事件”为具体案例，选择与学生生活紧密联系的事件作为案例，学生小组合作交流总结蛋白质测定原理，激发学生的学习兴趣和学习动机。对于凯氏定氮法的原理学生一开始是不清楚的，通过学生之间的探讨，笔者解释后，学生们发现蛋白质是含氮的有机化合物。蛋白质与浓硫酸和催化剂一起加热消化，使蛋白质分解，分解后的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后用碱化蒸馏将氨游离，用硼酸吸收，然后用硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数换算成蛋白质含量。将理论知识与学生的生活紧密联系在一起，激发学生学习兴趣，提高学生综合运用知识的能力，引导学生尊重生命，培养学生诚实守信的职业素养，引导学生关注社会问题。

探究式教学法。以笔者自己制作的微课播放蛋白质在食品中的重要性、凯氏定氮法的原理和操作步骤，以此加深学生的理解。教师交给学生一些问题，让学生通过自己的观看、分析来自行思考[3]，自主发现并掌握凯氏定氮法的操作步骤。通过学习通“课堂提问”随机抽取学生回答凯氏定氮法的测定步骤，通过学生的回答，教师带领学生总结完善凯氏定氮法的测定原理。

最后，分析凯氏定氮法测定步骤的注意事项以及蛋白质的测定在生产生活中的应用，凯氏定氮法广泛用于食品、农作物、种子、土壤、肥料等样品的含氮量或蛋白质含量分析。

融入实际生活相关的一些事例培养学生将理论知识与实际生活相联系，培养学生用科学的态度来分析生活中的问题，培养了学生的科学素养。

讨论法。在教师的组织和指导下，提出凯氏定氮法测定步骤的常见问题引导学生进行小组讨论，如定氮瓶为何斜着放？如果要想加速实验，缩短消化时间，是不是应该继续用大火，为什么？等等。通过师生之间、学生之间的多边交流，相互探索和启发，培养学生独立思考和自主学习的能力。在讨论中，教师要引导好，耐心沟通，因势利导。教师要调动全体讨论者的积极性，让大家敢于发表自己的见解，不断深入引导讨论[7]，解决问题。本课程运用讨论法，不仅能活跃学生的思维，调动他们的学习积极性和主动性，还能提高学生的认识水平，帮助学生形成正确的情感态度和价值观。

实验教学法。实验法是学生在教师的指导下，运用一定的仪器设备进行独立的实验作业，探求事物的规律，以获得知识和验证知识，培养操作能力和科学精神的方法。通过实验让学生在实验过程中自主学习，加深学生对知识点的理解和吸收，通过科学的方法营造轻松愉快的学习氛围，激发学生的学习兴趣，培养学生的探索力、创新力、观察力等。

经过课堂的学习，学生已经掌握了凯氏定氮法的基本原理、操作步骤、实验要求和注意事项，教师组织学生进行实验，以5人为一个小组进行实验。在学生实验的过程中教师在旁指导，提醒学生做好实验现象的观察和记录。

小组合作进行实验，首先，消化，其次蒸馏；紧接着，吸收，洗涤。最后，滴定：用 0.025 mol/L 硫酸标准溶液滴定吸收液至灰色。

实验结束后，对数据进行计算，对比实验结果与理论结果的差异，对差异的原因进行分析，加深学生对知识的理解和应用，提出消化时如果遇到不容易消化的样品时应该怎么办的课后思考题，让学生自己思考，培养学生解决问题的能力。

首先，实验教学法有利于提高课堂的教学效果，有利于提高学生对学习食品分析的学习兴趣，激发学生的创造力和探究能力，提高学生的学习感受，帮助学生加深对知识的理解和内化[4]，是一种不容忽视的重要教学方法。其次，实验需要小组分工与合作才能很好地完成，在小组合作的过程中培养学生的合作意识，帮助学生树立团结友爱、互帮互助的品质。最后，通过实验操作，学生能够掌握移液管、滴定管、容量瓶的使用方法。在合作学习中掌握团队合作方法，引导学生处理个人、团体的关系，培养团队合作能力，培养沟通能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。

通过参与式教学，学生学习的主动性和积极性显著增强，能充分发挥学生的主观能动性，提高课堂教学效果。

2 基本理论的应用和费曼学习法

传统的学习主要以灌输式学习为主，但是费曼学习法在学习中的作用，及其在教学中的应用程度还很低。

“以教代学”是费曼学习法的核心，即在学习的过程中向他人输出你学到的知识。应试教育中的大部分学生，他们的思维和行为模式惊人的一致，那就是认真的听、拼命地记和反复地高强度的练习，依靠勤奋促进知识的生长，但是这些方式的内容留存率很低。只有以讨论、输出为主的学习方法，才能用较少的代价获得较高的内容留存率(见图1)。

图1 学习方式和内容留存率

因此，学生在通过参与式教学的学习后，我们要求学生就“蛋白质的定性定量的测定”做思维导图，做好讲解的准备，在课堂上抽取几位同学给大家讲解，并且请其他同学进行点评和补充，完成输出式学习。在输出的过程中，学生不仅要将学到的知识融会贯通，还要内化为自己的知识，思考采用什么样的方法把它表达出来，在输出的过程中，学生不仅学会了知识，而且提高了语言表达能力、分析问题、解决问题的能力。

3 结语

在食品分析中融入参与式教学和费曼学习法，能有效提升师生互动效果，产生更好的学习效果，提高学生应用知识和分析问题的能力，从而高效地输出知识。其具有一定的优势，主要表现在：

1)有利于学生实现个性化学习，培养自主学习能力

以学习者为中心，能充分发挥学习者的主观能动性，结合费曼学习法，使学习者深入理解和掌握所学知识，使这些知识灵活地融入社会生活以便应用，通过课前自学培养学生独立思考和分析问题的能力。

2)培养学生综合运用知识的能力

其是师生之间、生生之间教学相长的过程，在相互交流与探讨中，可以分享经验，共享资源，丰富了教学内容；在食品分析中运用参与式教学与费曼学习法，学生不仅习得了理论知识，而且还能对理论知识进行应用和分析，通过小组合作将理论知识运用到实践中，培养了学生的合作能力、探究能力、分析问题和解决问题的能力，从而能够综合运用所学知识。

3)有利于思政元素的融入

通过社会热点分析，激发学生爱国情怀，树立实事求是、崇尚科学真理的科学素养和诚实守信的职业素养；融入企业精神元素，注重培养团队精神，主要是引导学生处理个人、集体和社会的关系，克服学生的个人主义，增强学生的集体主义感，可以让学生更好的融入集体；培养学生的合作能力，帮助学生树立团结友爱、互帮互助的品质。

4)有利于增强师生互动

参与式教学中师生互动性比较强，关系和谐，有利于知识的迁移；通过小组合作，师生、生生之间的互动性，教师和学生可以积极的进行沟通、交流、讨论，教师成为学生学习的伙伴、合作者、促进者、引导者。

学生在课堂上表现出很大的参与度，教学效果明显提升，这种教学方法也可以推广到其他课程中去，改变满堂灌的课堂教学模式，通过让学生积极主动地参与到课堂中，提高学生学习积极性，最终通过讨论和讲解的形式解决问题，完成输出式学习。