楊悅，李大鵬，陳義倫，張小燕，張晨，孫欣

山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（泰安 271018）

“食品營養(yǎng)與安全學(xué)”是普通高校食品專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課程，也是培養(yǎng)食品專業(yè)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵課程[1]。“食品營養(yǎng)與安全學(xué)實(shí)驗(yàn)”作為該課程的實(shí)驗(yàn)課，在達(dá)成人才培養(yǎng)目標(biāo)的過程中扮演了重要的角色。通過實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，使學(xué)生比較全面、系統(tǒng)地掌握理論課的基本理論、基本方法和基本技能，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力，進(jìn)一步理解飲食營養(yǎng)、食品安全與人體健康的密切關(guān)系，具有很強(qiáng)的科學(xué)性、社會(huì)性和應(yīng)用性[2]。

2016年我國開始工科專業(yè)工程認(rèn)證，強(qiáng)調(diào)“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向（OBE）與持續(xù)改進(jìn)”三大基本理念，極大地推動(dòng)了我國教學(xué)體系的完善與人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高[3]，教學(xué)的重點(diǎn)聚焦于“學(xué)生產(chǎn)出”，注重學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐等工程能力的培養(yǎng)。課程實(shí)驗(yàn)作為培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的重要途徑之一，是課程體系的重要組成部分，對畢業(yè)要求的達(dá)成起到了重要的支撐作用，但是目前傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在創(chuàng)新性差、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多等多種弊端，導(dǎo)致課程結(jié)束后學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力及自我分析能力等掌握不足，難以體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，無法滿足當(dāng)前食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新型、復(fù)合型及應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求[4]。

文章針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的種種弊端，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等幾個(gè)方面改革和探索綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方案，旨在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)符合食品產(chǎn)業(yè)需求的工程技術(shù)人才。

1 傳統(tǒng)食品營養(yǎng)與安全學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)簡單

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)手冊設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行機(jī)械式操作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)簡單且多為單個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，例如，食品中各種營養(yǎng)素（如抗壞血酸、黃酮、脂肪）的測定等，這樣導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差、缺乏思考與創(chuàng)新能力的鍛煉，無法有效培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不先進(jìn)

目前實(shí)驗(yàn)課任課教師以講授與演示為主，這種“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式是教師事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)用品，上課時(shí)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、注意事項(xiàng)，最后由學(xué)生按照所講解的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，缺乏對學(xué)生預(yù)習(xí)行為的監(jiān)督和檢查，這種教學(xué)模式下學(xué)生很少主動(dòng)思考實(shí)驗(yàn)每步操作的原理，也不會(huì)去主動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)沒有興趣和積極性，不能很好地參與實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致課堂氛圍沉悶，嚴(yán)重束縛了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3 考核方式不科學(xué)

傳統(tǒng)的考核方式是實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)技能操作結(jié)合作為期末成績考核的依據(jù)，其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告只考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案的執(zhí)行能力，同時(shí)抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，無法考察學(xué)生真正解決復(fù)雜工程問題的能力。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)技能操作缺乏具體的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，造成難以評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)際的分析問題和解決問題能力。教師難以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)問題，不利于正確評(píng)價(jià)學(xué)生課程目標(biāo)的達(dá)成情況。

2 食品營養(yǎng)與安全學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要更新，不僅要考慮對學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，還要緊跟科技發(fā)展的前沿，對當(dāng)前食品營養(yǎng)與安全相關(guān)的熱點(diǎn)問題，制定相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在一定程度上增加實(shí)驗(yàn)的深度與廣度。將分散的單獨(dú)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)地整合起來，形成系統(tǒng)性的綜合性實(shí)驗(yàn)體系，開展開放式和探索性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生逐步將課堂上獲得的食品工程知識(shí)與工程實(shí)踐相聯(lián)系，以提高學(xué)生工程應(yīng)用能力。每個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)中包含教學(xué)大綱涉及到的知識(shí)，不同實(shí)驗(yàn)小組間的實(shí)驗(yàn)條件不同或者材料不同，確保了各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組形成獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)方案，避免了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的雷同現(xiàn)象。

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)列舉：

1)“不同種類及貯存期的蔬菜中亞硝酸鹽含量變化的監(jiān)測及安全控制”，其中涉及的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作有亞硝酸鹽含量的測定、pH的測定等；

2)“果汁不同殺菌工藝過程中質(zhì)量品質(zhì)的變化”，根據(jù)實(shí)驗(yàn)組設(shè)計(jì)不同種類的果汁，不同的殺菌工藝，測定質(zhì)量品質(zhì)中各個(gè)指標(biāo)的變化，涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括各種殺菌工藝技術(shù)、維生素C含量的測定、色差的測定、酸度的測定、糖度的測定、菌落總數(shù)的測定等。

3)“不同種類、不同劑量的抗氧化劑對食品品質(zhì)的影響”，根據(jù)實(shí)驗(yàn)組設(shè)計(jì)不同種類、不同劑量的抗氧化劑，根據(jù)觀察比較食品脂肪氧化值等，分析抗氧化劑的使用種類、使用量與抗氧化效果之間的關(guān)系[5]。

實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)綜合性、系統(tǒng)性更強(qiáng)，可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如實(shí)驗(yàn)材料不同、檢測方法不同或者樣品前處理方法不同，這種簡單的研究性實(shí)驗(yàn)課程由學(xué)生團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成。從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)到具體步驟的操作，再到數(shù)據(jù)的處理整個(gè)全過程，這種連貫性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)不僅有助于學(xué)生實(shí)踐技能的提高，重要的是能夠大大提升學(xué)生解決問題能力和工程實(shí)踐能力，這充分地體現(xiàn)了工程認(rèn)證的教育模式，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手及獨(dú)立思考的能力與素質(zhì)，極大程度提高了學(xué)生的科研創(chuàng)新意識(shí)。

2.2 更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中嘗試引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的各種虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境[6]，將實(shí)驗(yàn)操作步驟制作成視頻、圖像動(dòng)畫等，提前發(fā)給學(xué)生們自主預(yù)習(xí)，通過小組討論的方式解決遇到的問題，方便自身糾錯(cuò)和總結(jié)，這樣將傳統(tǒng)學(xué)生的“被動(dòng)”轉(zhuǎn)為現(xiàn)在的“主動(dòng)”[7]。

課程教學(xué)要緊跟高科技發(fā)展的步伐，為同學(xué)們提供參觀企業(yè)工廠的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生廣闊的思維空間和實(shí)際應(yīng)用鍛煉能力，改革后的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)能夠使學(xué)生既能夠理解運(yùn)用理論基礎(chǔ)知識(shí)，又能幫助學(xué)生從學(xué)校學(xué)習(xí)到工廠實(shí)踐實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡，從而加深對專業(yè)知識(shí)的理解和掌握以及對生產(chǎn)實(shí)際的領(lǐng)悟和感受。

2.3 完善實(shí)驗(yàn)考核制度

“食品營養(yǎng)與安全學(xué)實(shí)驗(yàn)”是一門強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作技能的課程，改革后的實(shí)驗(yàn)課程成績采用“態(tài)度+興趣+能力”相結(jié)合的形成性考核模式，由過程考核和結(jié)課考核兩大部分構(gòu)成，比例各占50%，具體見表1，使考核方法制度更加科學(xué)、全面、具體。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)詳見表2和表3。

表1 期末成績評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表2 過程考核成績評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表3 課程卷面成績評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

過程考核中，要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)、查閱相關(guān)文獻(xiàn)并撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，以便提前掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理及操作步驟，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品和儀器。實(shí)驗(yàn)過程中老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn)，對學(xué)生的操作進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，同時(shí)引導(dǎo)糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的不規(guī)范操作，給予正確的評(píng)價(jià)與導(dǎo)向。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鼓勵(lì)學(xué)生提出有困惑或疑問的地方并加以指導(dǎo)。通過過程考核，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、過程操作能力，發(fā)現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫不認(rèn)真的同學(xué)，及時(shí)提醒、談話，并召集這部分學(xué)生座談、建群，及時(shí)輔導(dǎo)，做到學(xué)習(xí)過程預(yù)警，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)與課程目標(biāo)的吻合度。

結(jié)課考核中，課程卷面題目覆蓋本課程的全部課程目標(biāo)，通過閉卷考試，考察學(xué)生對不同食品中有益成分、有害成分和質(zhì)量指標(biāo)的分析測定方法的掌握程度，是能夠?qū)κ称焚|(zhì)量做出科學(xué)合理的評(píng)價(jià)；能否靈活運(yùn)用營養(yǎng)學(xué)知識(shí)，針對不同人群提出合理化膳食建議；考察學(xué)生是否具備對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行分析的能力，通過書面報(bào)告和口頭陳述清晰地表達(dá)食品營養(yǎng)與安全相關(guān)實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果，可對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題提出合理的解決方案。

期末考試后根據(jù)分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)每位學(xué)生每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成情況，撰寫課程達(dá)成度報(bào)告，對于某個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度未到0.7的同學(xué)，對每位同學(xué)按照課程目標(biāo)達(dá)成不足的指標(biāo)點(diǎn)量身定做考題或者實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對其重新考核，加強(qiáng)對課程目標(biāo)及課程具體內(nèi)容的理解和運(yùn)用，最終目的是持續(xù)改進(jìn)，使全部同學(xué)完成課程目標(biāo)的達(dá)成要求。

2.4 吸納學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目

鼓勵(lì)和吸納學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的整理工作，老師進(jìn)行全程指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中，需要學(xué)生親自配制實(shí)驗(yàn)試劑，必要時(shí)要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，這些均能對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力有較大的提升作用，同時(shí)還需要較強(qiáng)的工作協(xié)調(diào)能力，如及時(shí)更換和補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)試劑、器皿和器材，這樣既能夠激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的主動(dòng)性和積極性，又提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能[8]。

同時(shí)依托課程團(tuán)隊(duì)教師的科研項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)優(yōu)勢，吸納班級(jí)學(xué)生進(jìn)入不同的科研課題組做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生以此為基礎(chǔ)能夠申請各級(jí)別的大學(xué)生創(chuàng)新課題。這種以教學(xué)促科研、以科研成果支撐教學(xué)改革的教學(xué)方法，使教學(xué)和科研工作相互促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的良性循環(huán)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的評(píng)價(jià)與效果

在學(xué)期末實(shí)驗(yàn)授課全部結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)授課教師認(rèn)為教學(xué)改革后學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)操作的積極性及一次實(shí)驗(yàn)操作的成功率等方面都有所進(jìn)步。但授課教師認(rèn)為教學(xué)改革后對教師的要求很高，綜合評(píng)價(jià)體系更是要花費(fèi)數(shù)倍于傳統(tǒng)教學(xué)模式的精力，可能會(huì)對大范圍推廣會(huì)帶來一定困難。另一方面，學(xué)生對于教學(xué)改革的反饋，我們通過問卷星對2016級(jí)食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、葡萄與葡萄酒工程三個(gè)專業(yè)556名學(xué)生發(fā)放了調(diào)查問卷，學(xué)生共提交調(diào)查問卷507份，回收率為91.2%，根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)可這種開放式的教學(xué)模式，調(diào)查問卷結(jié)果詳見圖1～圖7。

圖1 學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革效果的滿意程度

圖2 學(xué)生對開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的喜好程度

圖3 學(xué)生對教學(xué)改革激發(fā)自己對實(shí)驗(yàn)課程的興趣程度

圖4 學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革對提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的幫助程度

圖5 學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革后的減負(fù)情況

圖6 學(xué)生對教學(xué)改革的考核方式的滿意程度

圖7 學(xué)生是否愿意在其他實(shí)驗(yàn)課中嘗試這種學(xué)習(xí)模式

從圖1～圖7可以看出，超過80%的學(xué)生對這種教改后的教學(xué)效果表示滿意，72.55%的學(xué)生贊同這種新型教學(xué)模式；超過70%的學(xué)生認(rèn)為教改后的教學(xué)模式對于實(shí)驗(yàn)的興趣和動(dòng)手能力更有幫助，41.18%的學(xué)生認(rèn)為在新的教學(xué)模式下減輕了學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，這一部分學(xué)生普遍成績較好，他們在老師的指導(dǎo)下課前預(yù)習(xí)做的比較好；超過65%的學(xué)生表示愿意在其他實(shí)驗(yàn)課程嘗試這種新型的教學(xué)模式，33.33%的同學(xué)對綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)這一教學(xué)改革持無所謂的態(tài)度，原因可能是自主設(shè)計(jì)研究課題及開展實(shí)驗(yàn)需花費(fèi)大量的精力和時(shí)間，極少部分對課程不感興趣的同學(xué)對這項(xiàng)改革持反對意見，因此在綜合性實(shí)驗(yàn)推廣方面應(yīng)當(dāng)考慮到學(xué)生的興趣問題。

同時(shí)依據(jù)學(xué)生考試、平時(shí)考核，包括課堂考勤，課堂提問，實(shí)驗(yàn)記錄等成績，按照《食品科學(xué)與工程學(xué)院本科人才培養(yǎng)方案制（修）定實(shí)施辦法》《食品科學(xué)與工程學(xué)院本科人才培養(yǎng)方案制（修）訂實(shí)施辦法》中的計(jì)算方法，對本課程的課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并與2015級(jí)相比較。圖8和圖9分別為2015年和2016年食品科學(xué)專業(yè)本課程的課程目標(biāo)達(dá)成情況。2015級(jí)學(xué)生本課程的三個(gè)課程目標(biāo)分別為0.83，0.76和0.90；2016級(jí)學(xué)生本課程的三個(gè)課程目標(biāo)分別為0.84，0.79和0.91，較2015級(jí)學(xué)生有所提升，說明本課程的教學(xué)改革能夠提高課程的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)了學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的全面提高，為培養(yǎng)高素質(zhì)的食品專業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖8 2015級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程達(dá)成度

圖9 2016級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程達(dá)成度

4 結(jié)語

總體而言，通過實(shí)驗(yàn)課程的改革和探索，目前我校食品專業(yè)類學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能已有較大的提高，教學(xué)改革成果得到大部分學(xué)生的認(rèn)可和肯定。在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中解決復(fù)雜工程問題的能力，是“食品營養(yǎng)與安全學(xué)實(shí)驗(yàn)”這門課程的關(guān)鍵核心點(diǎn)所在。以工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，緊跟食品行業(yè)發(fā)展新趨勢，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建食品科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)方案及課程體系，建立靈活創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過“食品營養(yǎng)與安全學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)改革探索，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力，對食品專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程具有一定的借鑒意義，同時(shí)也為其他基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。