殷立穎 劉玉偉 張軒 吳修利(長春大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130012)

0 引言

我校食品專業(yè)成立于2003年，由起初的食品科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在食品科學(xué)與工程和食品安全與檢驗兩個專業(yè)，并在2017年均獲批轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型專業(yè)，這就要求我校培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的具有實踐能力、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的應(yīng)用人才。為此，我院從培養(yǎng)方案到教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容均做了適當(dāng)調(diào)整，提高了實踐教學(xué)的地位，增加了實踐教學(xué)比重，展開一系列教學(xué)改革和探索活動。有機化學(xué)實驗是食品專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，開設(shè)在大一學(xué)年第二個學(xué)期，此前開設(shè)無機及分析化學(xué)實驗，此后開設(shè)食品類專業(yè)課實驗，在整個課程體系中既起到基石作用又具有承上啟下的關(guān)鍵作用。為了適應(yīng)轉(zhuǎn)型和人才培養(yǎng)要求，我院結(jié)合實際情況，對有機化學(xué)實驗教學(xué)采取了一系列改革措施，初見成效。

1 原食品專業(yè)有機化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

(1) “重理論，輕實踐”現(xiàn)象普遍存在。有機化學(xué)實驗作為一門考查課，相對于考試課，對于部分教師和學(xué)生而言，理應(yīng)花費少量精力和時間。這就導(dǎo)致了教師對實驗教學(xué)投入的精力有限，同時對學(xué)生實驗學(xué)習(xí)要求不嚴(yán)；因?qū)W生對課程重視度不足，自然學(xué)習(xí)主動性和積極性不強，這就導(dǎo)致了其實驗學(xué)習(xí)活動敷衍了事：實驗課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)照抄書本、課中實驗過程“按方抓藥”、課后實驗報告?zhèn)€人感悟不深。從接受高等教育的過程看，大一階段屬于從中學(xué)應(yīng)試教育向大學(xué)全面培養(yǎng)人才教育過渡的階段，這個階段將影響到大學(xué)生學(xué)業(yè)的成功與否。食品專業(yè)是以實踐為基礎(chǔ)的學(xué)科，若忽視了實踐的重要地位，將注定學(xué)業(yè)失敗[1]。

(2)實驗教學(xué)內(nèi)容老化，部分實驗原料和試劑污染性較大。有機化學(xué)實驗安全教育，長期以來受實驗學(xué)時的限制，只能在課上做簡明扼要的介紹，主要依靠學(xué)生自行閱讀和學(xué)習(xí)有機化學(xué)實驗室規(guī)則和有機化學(xué)實驗室安全知識等，但由于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性不足，此部分教學(xué)內(nèi)容往往無法得到有效落實；傳統(tǒng)的高校有機化學(xué)實驗內(nèi)容對不同專業(yè)具有普適性，卻無法針對食品專業(yè)人才培養(yǎng)特色提供最適合的實驗項目，如經(jīng)典項目乙酰苯胺的制備，所用試劑苯胺具有致癌性，與綠色化學(xué)相沖突，并且與食品專業(yè)緊密程度不足，不利于加強學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識，也不易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，因此改革實驗內(nèi)容勢在必行。

(3)教學(xué)模式單一。傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)采用教師與學(xué)生面對面地講解、傳授教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生兩人一組，利用實驗室現(xiàn)有的實驗儀器和藥品，按照既定實驗內(nèi)容和實驗步驟進行實驗。這種線下教學(xué)模式，必然受實驗計劃學(xué)時數(shù)、實驗場地、實驗儀器及藥品的種類和數(shù)量等因素制約。比如，極其重要的有機基本操作—蒸餾裝置的搭建，教師講授時必然在課堂上親自演示整個搭建過程，占用一定上課時間，從而縮短了學(xué)生親自動手動腦實驗時間。

(4)考核方式單一。原有的有機化學(xué)實驗考核主要考察學(xué)生預(yù)課前的習(xí)報告和實驗之后完成的實驗報告，但報告內(nèi)容主體都是來自實驗教材，無法作為評價學(xué)生實驗水平真實、準(zhǔn)確的評價標(biāo)準(zhǔn)。實驗操作技能雖然是實驗?zāi)芰Φ闹匾疾熘笜?biāo)，但受到實驗學(xué)時數(shù)的限制，卻很難有充足的時間對所有學(xué)生逐一考核。

2 有機化學(xué)實驗教學(xué)改革和探索

2.1 加強主講實驗教師力量，同時糾正學(xué)生思想認(rèn)識上的不足

(1)搭建高素質(zhì)的實驗教師梯隊。實驗教師是保證實驗教學(xué)效果的關(guān)鍵因素。以對專業(yè)深度理解、教學(xué)極其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕淌?、督?dǎo)教師帶隊，加上對學(xué)生滿懷責(zé)任心，對教學(xué)擁有深度熱情的實驗教師和助理實驗教師，共同承擔(dān)有機化學(xué)實驗課。這樣的教師隊伍不僅掌握有機化學(xué)學(xué)科前沿知識，而且具有高水平實驗技能，實現(xiàn)了構(gòu)建理論運用與實踐能力相互促進的實驗教學(xué)體系[2]。

(2)針對學(xué)生對有機化學(xué)實驗思想認(rèn)識的不足，結(jié)合專業(yè)特點予以糾正。對于大一新生，還無法真正理解自己所學(xué)食品專業(yè)是以化學(xué)學(xué)科為基礎(chǔ)這一事實，加上一部分學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)存在為難情緒，所以實驗教學(xué)過程中如果單純地教授化學(xué)知識，很難帶動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。為此，實驗教學(xué)團隊對實驗教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)調(diào)整，在借鑒經(jīng)典有機化學(xué)實驗內(nèi)容的前提下，對實驗項目內(nèi)容進行適當(dāng)調(diào)整及拓展，使之與食品學(xué)科緊密結(jié)合，讓學(xué)生認(rèn)識到有機化學(xué)實驗不是無關(guān)緊要的學(xué)科，而是與所學(xué)專業(yè)實實在在緊密聯(lián)系在一起的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[3]。

2.2 創(chuàng)新設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容

(1)增設(shè)有機化學(xué)實驗安全教育模塊。有機化學(xué)實驗所用的化學(xué)試劑很多都是易燃的，而且基本每個實驗項目都包括加熱的反應(yīng)裝置，一旦操作不當(dāng)就有爆炸的危險。近年來化學(xué)實驗室安全事故頻發(fā)，追其根源是師生的實驗安全意識不夠，實驗安全知識不足。食品專業(yè)是實踐性很強的專業(yè)，在校期間，學(xué)生需要在實驗室展開諸多實踐類課程，就業(yè)后如果從事生產(chǎn)、研發(fā)、質(zhì)檢等崗位，依然離不開實驗室，因而對大一新生展開系統(tǒng)的實驗室安全教育是非常必要的且意義深遠。具體做法是在第二學(xué)期期初進行2學(xué)時實驗室安全知識教育，課后一個月內(nèi)安排3次筆試考核，通過一次即為合格。考核合格者可以進行本學(xué)期有機化學(xué)實驗課學(xué)習(xí)；考核不合格的學(xué)生，本門有機化學(xué)實驗課則需要重修。此法試行兩年來，通過三次考核機會，全部學(xué)生均可通過考核。此法提高了學(xué)生的實驗安全意識，為今后安全從事實踐學(xué)習(xí)及科研、工作等打下了良好基礎(chǔ)。

(2)更新實驗項目，創(chuàng)建由基礎(chǔ)到專業(yè)，由簡單到綜合的遞進式教學(xué)體系。適當(dāng)減少基礎(chǔ)性實驗學(xué)時，避免實驗方法重復(fù)，增加綜合性實驗內(nèi)容?；A(chǔ)性實驗可以培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能，掌握基本實驗方法；綜合實驗可以鍛煉學(xué)生運用已學(xué)知識、技能分析并解決實際問題，并在解決問題的過程中，拓展思維、激發(fā)靈感，實現(xiàn)創(chuàng)新。本著綠色化學(xué)的思想，乙酰苯胺的制備和熔點的測定項目因試劑苯胺具有致癌性，在更新實驗內(nèi)容過程中被天然產(chǎn)物的提取實驗(茶葉中咖啡因/茶多酚的提取及測定)所替代。創(chuàng)新性綜合實驗項目來源于我院教師的科研項目、學(xué)科競賽項目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等，此類實驗項目并不夠經(jīng)典和成熟，都有可探討和可創(chuàng)新的空間，學(xué)生需要參考已有資料，查閱文獻，研究比較實驗方法，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头磻?yīng)條件展開實驗，并對實驗結(jié)果進行分析處理。如水溶性N-琥珀?；鶜ぞ厶堑闹苽鋵嶒?，該創(chuàng)新性綜合實驗來源于教師科研項目，包含的實驗內(nèi)容豐富，包括：合成反應(yīng)、分離、提純、性質(zhì)測定。需要掌握的基本知識和操作有溶解度、酰化反應(yīng)、回流、減壓過濾、重結(jié)晶等。在復(fù)雜的合成反應(yīng)中，每個學(xué)生所得產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量都會因?qū)嶒灱寄?、實驗條件的設(shè)置而不同，在查閱文獻和對實驗結(jié)果進行析評價的過程中，學(xué)生的思維能力，綜合實驗?zāi)芰Χ紝⒌玫脚囵B(yǎng)和提高[4-5]。

2.3 采用多樣化教學(xué)模式

(1)實驗教學(xué)與科學(xué)研究緊密結(jié)合。積極鼓勵大一新生在入學(xué)的第一個學(xué)期就參加大學(xué)生基礎(chǔ)創(chuàng)新實踐活動和化學(xué)教師的科研計劃當(dāng)中，經(jīng)導(dǎo)師的指導(dǎo)，學(xué)長的幫帶，在科學(xué)研究務(wù)實、求真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆諊障?，新生的實驗態(tài)度、實踐能力、創(chuàng)新能力迅速發(fā)展。在第二學(xué)期的有機化學(xué)實驗教學(xué)活動中，受益于科研的新生不但自身學(xué)習(xí)效果優(yōu)益還可以幫扶他人；其他同學(xué)也很會受到感染，使全體學(xué)生都能在實驗教學(xué)活動中積極探索，從而形成積極向上的良好學(xué)風(fēng)。

(2)應(yīng)用虛擬仿真實驗系統(tǒng)。虛擬仿真實驗系統(tǒng)是綜合應(yīng)用多種互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)如增強現(xiàn)實技(Aug-mented reality)、大數(shù)據(jù)云儲存分析、數(shù)字化智能人機交互、等來進行實驗教學(xué)內(nèi)容的整合，以便增強實驗課堂教學(xué)的參與度、互動性和吸引力，進而提高實驗教學(xué)的質(zhì)量和水平[5]。我院虛擬仿真實驗室始建于2018年，是學(xué)校投入專項資金240萬元重點建設(shè)的教學(xué)項目。在有機化學(xué)實驗教學(xué)活動中，實行虛擬仿真實驗平臺線上教學(xué)與線下教學(xué)有機結(jié)合的方式。虛擬平臺可以為學(xué)生提供具最為逼真的實驗室場景、儀器、藥品等。在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，基本操作單元總是因為學(xué)生手頭沒有直觀的儀器而無法達到理想的預(yù)習(xí)效果，導(dǎo)致教師不得不花費長時間用于講解和演示；基于虛擬平臺，學(xué)生可以進入對應(yīng)實驗項目，在虛擬環(huán)境中親手操作各儀器，因視覺效果直觀，故而學(xué)生通過線上預(yù)習(xí)便能深刻理解和記憶，實現(xiàn)有效預(yù)習(xí)，同時為線下教學(xué)活動的時間分配提供了可行性，教師可以簡化講解基本操作單元，把更多時間留給學(xué)生操動手作。

3 采用多元化考核方式

考核結(jié)果雖然未必是檢驗教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果的準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)，但考核卻是促使學(xué)生積極學(xué)習(xí)的一個動力因素，所以有必要建立全面準(zhǔn)確的考核體系。考慮到既要重視過程控制，又要兼顧結(jié)果，因而我們把考核環(huán)節(jié)分為以下三部分：實驗過程40%，實驗操作30%，實驗報告30%。

4 結(jié)語

經(jīng)過近三年的實驗教學(xué)改革實踐，現(xiàn)有的有機化學(xué)實驗教學(xué)體系激發(fā)了學(xué)生對本門實驗課的濃厚興趣，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的邏輯思維能力和動手實踐能力及創(chuàng)新能力，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定了堅實基礎(chǔ)。