食品化学系列课程是食品科学与工程各专业不同学习阶段的核心课程之一,对学生建立系统的食品成分知识体系、理解食品加工和贮藏过程中的各种变化及反应机理至关重要。本文针对传统食品化学教学中存在的不足,探讨了构建以“食品化学”“高级食品化学”和“食品化学进展”为主线的递进式教学体系的思路,分析了基于OBE(成果导向教育)理念的食品化学课程体系建设理念,并结合教学实践,分享了食品化学系列课程的系统化、模块化和教学资源库建设,阐释了该体系在培养学生科学思维、创新能力和实践能力方面的应用价值,以期为食品化学教学体系的构建与优化提供一定的借鉴。
一、食品化学系列课程简述
开展食品化学课程建设、完善课程教学体系,是提高食品类专业学生职业素养的重要“抓手”。按照食品科学与工程类教学质量国家标准的要求,在本科阶段开设基础的“食品化学”课程,在硕士阶段开设“高级食品化学”课程,在博士阶段开设“食品化学进展”课程以及食品化学在新产品研发和质量控制中的应用。食品化学课程体系可以为不同学习阶段的学生搭建食品科学各专业基础知识和科学研究的框架,通过系统了解和学习食品化学知识,可以将化学、生物化学等知识与食品学科联系起来,培养学生分析问题、解决问题、理论联系实际的能力和创新意识。
目前,硕士和博士阶段开设的“高级食品化学”和“食品化学进展”课程主要以专题形式由授课教师进行讲授,教学中存在的主要问题是学生对教师基础而广泛的教学内容缺乏学习兴趣,导致学习的积极性和主动性不高。针对目前的教学实际,本研究将OBE教育理念应用到食品化学课程体系不同阶段的教学中,以成果为导向、以学生能力培养为目标,逐步搭建线上线下混合式教学训练平台,通过各阶段教学实践培养学生的自主学习能力和对未知领域的探索精神,从而提高教育教学质量,满足学生不同学习阶段的需求,为其未来的职业发展奠定基础。
二、不同学习阶段的食品化学课程体系
在本科阶段,“食品化学”课程注重基础知识和基本技能的培养,教学内容包括食品的化学组成、结构、理化性质、营养和安全性质等方面的基础知识,以及食品加工和保藏过程中发生的化学变化及其对食品品质和安全性的影响。一般以食品中的水、蛋白质、糖类化合物和脂质作为主要讲授内容,有些学校还会涉及维生素、酶和矿物质等内容。绝大多数学校会设置实验教学环节,以验证性实验为主,小部分学校还开设了综合性实验,让学生在实践中加深对理论知识的理解和掌握。
在硕士阶段,“高级食品化学”课程更加注重专业性和前沿性,让学生可以了解到更系统、更先进的食品化学知识,为其科学研究和专业发展提供知识准备。教学内容涵盖食品体系中重要成分的理化性质、成分之间的化学反应历程及主要影响因子、中间产物和最终产物的化学结构,主要成分及变化对食品的安全性、营养性、享受性、质构性、保藏性及人体健康的影响。教学过程中主要关注食品化学领域的最新研究进展和热点课题,注重加强科研方法的教育训练,以提高学生的科研素养和创新意识。
在博士阶段,“食品化学进展”课程主要以专题形式介绍食品化学领域的最新研究成果和发展趋势,教学内容涉及食品中糖类、脂类、蛋白质等成分的化学研究进展,以及食品的重要化学反应、食品营养与安全化学、食品风味化学的进展等。教学过程中,通过讲解、讨论食品化学的热点内容和相关学术论文,让学生了解国际学术前沿和动态,拓宽全球化视野,提高运用食品化学新理论、新方法、新技术的能力,培养创新思维和创新能力。结合学生的兴趣和研究方向,组织开展深入的学术交流与讨论,使学生进一步掌握坚实、宽广的食品化学基础理论和系统、深入的专业知识,把握食品化学的研究现状和发展方向,拓展食品科学新知识,能够立足食品化学领域国际研究前沿,关注本领域发展新动态,提高科研素质和创新能力。
三、食品化学课程体系的建设思路
(一)确立先进的教学理念
目前,OBE教育理念在本科教学阶段得到较广泛的应用且成效显著,但在研究生教学中的实践应用尚处于探索阶段,案例较少。因此,在食品化学课程体系研究生阶段开展基于OBE教育理念的改革研究与实践,可以根据教育教学实际,针对学生的知识基础,结合专业课程体系,按照教学计划安排,建设具有学校特色、真正适合学校发展的教学模式,贯通本硕博不同学习阶段,使学习具有连续性,同时为其他研究生课程基于OBE教育理念的教学改革提供蓝本。
(二)采用先进的教学策略
在AI、大数据、信息化等新兴技术飞速发展的大背景下,食品化学教学内容应密切关注食品产业新技术、新工艺中出现的食品化学问题,确保授课内容实现“基础”和“前沿”相结合,教学重心向产业实际应用拓展和转变,挖掘产教学研的结合点。教师要结合时代背景优化课程内容,利用有效的信息化教学手段,在师生互动中培养学生的分析、联想与比较能力,促进专业知识的融会贯通,促进师生共同学习、共同进步。
四、食品化学教学体系的应用与实践
(一)优化教育资源,开展课程体系的系统化建设
改革前,食品化学系列课程主要由本校教师讲授,但由于研究生主要来源于本校本科毕业生,对课程组教师的授课方式很熟悉,没有新鲜感。所以,教学改革的一个重要举措是邀请国内外相关领域的专家和科研业绩突出的学者进行专题讲座。通过调研把握修课研究生的主要研究领域,有目标地邀请相关专家,为学生提供接触国际和国内优质教育资源的机会,帮助学生及时了解食品化学领域的最新学术进展和研究动态,拓展视野、开阔思维,引导学生科学立题,优质高效地完成学位论文。同时,通过专题课程的互动式教学,践行OBE理念,培养学生的思考、提问、交流能力,提高学习的积极性和主动性。
改革后,每个专题课程讲授之前,教师通过长江雨课堂教学平台或班级课程微信群发布授课内容和预习作业。授课过程中,针对预留的题目组织分组讨论、师生交互式讨论,将教师点评、学生自评和小组互评等多种评价机制相结合,充分激发学生的学习兴趣。同时,鼓励学生围绕自己感兴趣的方向和研究领域提出相应的食品化学问题,通过线上线下讨论,深入探讨这些食品化学问题及其对实际生产生活的影响,提升学生的食品科学综合素养。
(二)因材施教和课程模块化建设,提升课程因需度和可学性
食品化学的研究方向和研究内容众多,而某些授课内容与学生研究内容匹配度低,致使学生学习兴趣不高。针对此类问题,可采用统计、归纳、分类与归类等方法,分析历届修课学生的研究方向,据此划定专业领域,确定并创制专题报告的需求模块;归纳可建立联系的专家资源库,对专题进行分类;系统化统筹专题课程,根据专题分类建成专题模块;把需求模块与专题模块相对应,确定预选关系,让学生有重点地进行学习。
根据导师和学生的主要研究领域,内蒙古农业大学建立了乳酸菌资源开发与利用、乳制品品质研究与利用、肉制品品质研究与利用、特色农产品加工与利用等专题课程模块,学生可以根据自己的研究方向选择相应的课程模块进行学习。在学习过程中,学生普遍会选择自己擅长或感兴趣的内容,围绕一个主题进行交流,总结该领域值得关注的新成果、新进展等,分析其研究思路,并提出在该领域开展研究的建议。通过交流总结,学生们可以相互借鉴,拓展自己的研究思路,促进研究工作的高质量开展。
(三)整合产教学研资源,建立食品化学课程体系教学资源库
随着食品产业高新技术的研究与应用不断更新,食品行业面临的问题日新月异,既为高校食品化学系列课程教学改革带来了机遇,也提出了挑战。因此,食品化学系列课程内容需要横向拓展和纵向拉伸,引导学生在信息化时代适应产业需求和研究需要,不断提升自主学习和创新能力,以满足社会对食品专业人才的需要。
教学资源库的建设具有促进主动式、协作式、自主型学习的作用,是形成开放、高效的新型教学模式的重要途径。为实现食品化学课程体系教学资源的多元化、规范化和系统化,增进食品化学课程体系的吸引力和需求度,内蒙古农业大学逐步建立和完善了食品化学课程教学资源库,如各种反应图片/短视频库、分子结构数据库、试题库、SCI前沿论文数据库和专家专题课程影像数据库,学生可根据自己的兴趣访问相应数据库,在线学习相关课程。
教学资源库建设过程中,内蒙古农业大学课程组统筹已有教学资源,不断规划和补充新的内容和信息,逐渐对分散的课程专题进行系统化集中管理,初步建立了适应学生研究方向和兴趣爱好的分类、可选的模块化专题教育体系,引导学生了解前沿学术知识和动态,开阔眼界、拓宽视野,培养创新思维和职业素养。
基金项目:内蒙古自治区研究生教育教学改革项目“‘双一流’学科建设背景下,基于OBE理念的食品化学教学体系建设与完善”(JGCG2022069);内蒙古农业大学教育教学改革研究项目“‘双一流’学科建设背景下,基于OBE理念的食品化学教学体系建设与应用”(KTJX202314);内蒙古自治区研究生教育教学改革项目“食品科学与工程学科人才培养模式的改革与实践”(JGCG2023058)。
作者简介:杨飞芸(1979-),女,汉族,内蒙古鄂尔多斯人,教授,博士,研究方向为食品化学相关教学。
*通信作者:陈永福(1979-),男,蒙古族,内蒙古兴安盟人,研究员,博士,研究方向为乳酸菌及发酵乳制品。