李海芹,杜 娟,劉利強,謝嬋媛,常世敏
(河北工程大學生命科學與食品工程學院,河北邯鄲 056000)
近年來,國內(nèi)越來越多的高校以新工科與工程認證為背景,結合OBE 理念,以推動工程認證為目標[1],相繼對“新工科”的教學模式、實驗實踐和課程改革進行了探索和研究[2],通過對專業(yè)核心課程不斷的探索和實踐,推動了工程教育改革,推進了“新工科”的建設和發(fā)展,也滿足新工科和工程教育認證的適應度[3]。
作為食品科學與工程專業(yè)的核心專業(yè)課程,“食品添加劑”課程涉及多學科、偏應用型,內(nèi)容包括原料貯運保鮮、加工與質(zhì)量控制、副產(chǎn)物天然產(chǎn)物提取、新產(chǎn)品研發(fā)、食品安全等在內(nèi)的食品全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。并與“食品工藝學”“食品化學”“食品分析”“食品微生物”等多門主干課程在食品科學與工程專業(yè)課程體系中緊密聯(lián)系[4],對食品專業(yè)學生工程能力的培養(yǎng)具有重要作用,具有知識點繁雜、綜合性強、應用性強等特點[5]。
“食品添加劑”實施教學改革與實踐,旨在以OBE 模式推進食品科學與工程專業(yè)工程教育實踐活動,培養(yǎng)大學生適應新工科和工程教育的學習能力、創(chuàng)新能力、工程設計能力和研發(fā)能力,提高大學生工程能力[6]。
我國大多數(shù)高校傳統(tǒng)的“食品添加劑”課程教學內(nèi)容以純理論課教授為主,課程教學多是典型的知識灌輸型模式,最大的缺陷是缺乏綜合性、創(chuàng)新性和工程能力培養(yǎng)。這種傳統(tǒng)的教育模式,培養(yǎng)出的大學生不具備新工科和工程背景所要要求的能力,使學生只能掌握書本中的知識,到實際工作中一旦出現(xiàn)變數(shù)很難快速反應,不能及時處理實際生產(chǎn)中所遇到的問題,導致學不能致用。因此,傳統(tǒng)的教學模式已不能滿足新工科形勢下對食品專業(yè)學生培養(yǎng)目標的支撐,亟需對“食品添加劑”教學模式進行改革和探索。
工程教育認證通用標準明確了12 個畢業(yè)要求指標觀測點,畢業(yè)要求指標觀測點的達成需要有課程目標作支撐[7-8]。課程目標是指導編寫“食品添加劑”的核心指導原則。確定“食品添加劑”課程目標,先要明確“食品添加劑”課程與畢業(yè)要求的對應關系[9],才能保證課程教學中能體現(xiàn)這些要求。結合畢業(yè)要求,設置4 個課程目標。
(1) 掌握食品添加劑的種類、基本概念、作用機理、特性、安全性、使用范圍及使用方法,能夠熟練識別食品標簽上食品添加劑的種類和用途。
(2) 掌握一定的工藝設計及相關食品添加劑的正確使用,能夠針對食品加工中出現(xiàn)的問題進行分析并提出解決的方案。
(3) 了解國內(nèi)外食品添加劑的定義、作用、安全及國內(nèi)外食品添加劑標準體系、評價體系和行政許可等管理體系特點,強化法制觀念,明確食品添加劑的正確使用必須遵從食品添加劑相關標準和法規(guī)。
(4) 培養(yǎng)學生具有較強的社會責任感,能為食品行業(yè)把好食品質(zhì)量關、食品安全關。
課程目標與畢業(yè)要求對應關系見表1。
表1 課程目標與畢業(yè)要求對應關系
表2 課程總成績考核
以案例的方式選取近年來的食品安全熱點問題引入課堂教學,通過分析食品安全相關案例,找出問題的原因、社會危害的程度,解決的方案和措施等,從而引出食品安全法。讓學生直觀地認識到食品添加劑引發(fā)的食品安全問題,不僅是食品從業(yè)人員的道德問題,更涉及到法律層面,從而加強正面思想的灌輸,通過案例的方式,使學生理解食品添加劑安全使用的重要性,幫助學生樹立誠實守信的道德品質(zhì),樹立食品安全的法制意識[4]。
與OBE 的教學理念不符的是,“食品添加劑”課程理論知識非??菰铮瑢W生聽課效率不高,學習主動性不強。食品添加劑與人們?nèi)粘I罹o密相關,選取學生平常喜歡的食品,以其食品標簽為案例,講解食品添加劑在該類食品中的作用、意義、用量范圍及使用安全性,教會學生讀懂食品標簽上的食品添加劑,發(fā)現(xiàn)美味背后的秘密,科學地選購食品。例如,教師列舉橙汁飲料中的胡蘿卜素、葡萄水果飲料中的葡萄皮紅,醬油、可樂、酸梅湯中的焦糖色素等,引出天然色素的內(nèi)容,講完這一章后,拿出相應的標簽讓學生指出該標簽配料表中的食品添加劑,其在該食品中作用,如果不添加,會出現(xiàn)什么問題,同時增加課下作業(yè),調(diào)研添加該類食品添加劑的食品并了解該類食品的加工工藝,通過應用篇內(nèi)容的增加,不僅增加學生學習課程的興趣,還有助于學生食品配方創(chuàng)新和研發(fā)。
“食品添加劑”是一門應用性較強的課程,在配方設計中尤其重要[10],每屆學生的畢業(yè)論文的配方設計占到50%以上,但是大四的學生對配方設計依然很陌生,開題報告中畢業(yè)論文設計非常困難,因此,在該課程中增加實踐內(nèi)容,可根據(jù)配方設計選擇適宜的食品添加劑,并能正確使用,在設計過程中考慮創(chuàng)新點,以解決相關食品工程問題[11]。
每學期初針對食品添加劑相關的食品研發(fā)項目進行不同模塊的設計。例如,功能食品的研制開發(fā)、冷凍飲品的研制、焙烤食品中的應用研究、肉制品的加工品質(zhì)控制等項目,把這些項目進行公布,4~5名學生為一組,對所選模塊進行設計,利用食品添加劑解決食品研發(fā)中的主要問題,提高食品的品質(zhì),也可以申請自選食品工程問題,在課程結束前完成并在最后1 周以小組為單位提交項目報告并進行匯報。此外,還可以鼓勵選課學生參與食品添加劑方向的研究課題,如大學生創(chuàng)新實驗計劃項目、研發(fā)新型食品添加劑,研制復配食品添加劑等,在實踐中激發(fā)學生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力。
考核環(huán)節(jié)包括課程學習過程考核和期末考試,過程性考核將有所增加,其中課程過程性考核將占到整個考試分值的40%,分別由課堂表現(xiàn)、觀看視頻、線上測試、課后作業(yè)和實驗情況進行評定;期末考試成績占總成績的60%。
課程總成績考核見表1。
在內(nèi)容的選擇上,為了考核學生綜合運用所學課程知識分析問題和解決問題的能力。在平時考試中,除傳統(tǒng)課程知識點外,增加了試題的難度和挑戰(zhàn)性[12]。
問題驅(qū)動教學法是以學生為主體,以食品專業(yè)領域內(nèi)問題為核心,讓學生圍繞問題尋求解決方法[13],如抗氧化劑這一章,提出5 個問題,什么食品的氧化、食物氧化有什么危害、有什么方法防止氧化、抗氧化劑有什么優(yōu)勢、抗氧化劑的種類有哪些,引出所講的內(nèi)容,并且從生活現(xiàn)象入手,介紹油脂氧化帶給消費者帶來的不愉快體會,引出抗氧化劑的在食品加中的必要性。
對重點內(nèi)容進行有選擇性地講授,同時對學生進行啟發(fā)和引導,使學生在聽課過程中不斷地思考,拓寬思維,把食品添加劑和其他所學課程緊密聯(lián)系,從而使學生集中注意力認真聽課,提高聽課效率,采取有效的方法,培養(yǎng)學生自主學習細節(jié)化內(nèi)容的能力。授課過程中思維導圖的使用,能夠有效幫助學生梳理課程內(nèi)容框架,串聯(lián)起零散的知識點,對課程內(nèi)容的重點或難點做到心中有數(shù)。例如,如何評價一種食品引出食品的品質(zhì),食品的品質(zhì)評價包括什么:色、香、味、形、養(yǎng)用什么食品添加劑來改善:食品色素、食品發(fā)色劑和食品漂白劑等內(nèi)容。
在人工智能與互聯(lián)網(wǎng)時代,通過小組討論、教師點評、學生互評、學生自評等方式,打破學習互動的空間限制,通過線上線下互補,借助雨課堂、學習通、QQ 語音等多元化的網(wǎng)絡教學方法平臺,完成課堂教學,同時利用以上平臺進行更多課堂互動,如隨機點名、搶答、主題討論、課堂提問、問題講座等,從而活躍課堂氣氛,提高教學效果。
傳統(tǒng)的教學方式一般以教師為中心,師生間很少交流,學生被動地接受知識,課堂教學枯燥乏味,往往缺乏學生的參與性和互動性[13],學生缺乏發(fā)現(xiàn)問題的能力和分析問題的能力,難以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。以學生為中心的教學模式,采用啟發(fā)、參與、翻轉(zhuǎn)課程等多種形式,由教師在課程學習中對基礎知識點進行講解,在教師的指導下,學生逐漸占據(jù)主體地位,學生會獨立思考,發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,進而對解決方案進行分析和設計,學生學習積極性顯著提高。無論是具體的教學設計還是實施,都是為了促使學生達到學習效果而展開。例如,提出問題:蘋果汁在加工后出現(xiàn)了褐變,請解釋褐變的原因并寫出解決措施,這滿足了課程目標2 中的內(nèi)容,掌握一定的工藝設計及相關食品添加劑的正確使用,能夠針對食品加工中出現(xiàn)的問題進行分析并提出解決的方案,學生為了找到正確答案,進行大量的文獻查閱和對課本的深入學習,在這個過程中獲得成就感,激發(fā)對“食品添加劑”課程的學習興趣。
積極推廣“以科研促教學,以教輔科研”,以新工科和工程認證為背景,結合OBE 理念[13],將食品添加劑的最新研究成果和未來發(fā)展趨勢介紹給學生,增強團隊意識,鼓勵學生積極參與教師科研項目,同時注重對學生創(chuàng)新思維的啟發(fā)和創(chuàng)造能力的培養(yǎng),通過科研實踐進行科技創(chuàng)新。培養(yǎng)具有新視野、新思路,為新工科服務的創(chuàng)新型人才,鼓勵學生以“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽形式參與食品添加劑方向研究課題[14]。
基于工程認證和新工科的要求,教學內(nèi)容改革創(chuàng)新必須輔以教學實施過程的創(chuàng)新,同時優(yōu)化教學內(nèi)容,以保障教學效果實現(xiàn)和培養(yǎng)目標的達成。
教學內(nèi)容增加了從食品標簽識別食品添加劑、食品配方設計與創(chuàng)新及根據(jù)加工產(chǎn)品進行感官評價,找出問題并提出改進措施,強化綜合性和工程性。內(nèi)容涉及加工和質(zhì)量控制,副產(chǎn)物天然產(chǎn)物提取,研發(fā)新產(chǎn)品以及原料貯運與保鮮等方面的內(nèi)容。最終提高了學生的創(chuàng)新能力、應用能力。
教學過程分為課前、課堂和課后3 個部分進行。課前內(nèi)容主要包括:以教師為主體,精心選擇和設計教學內(nèi)容,優(yōu)化課程知識點制定課前預習指導,學生根據(jù)教師指導,在學習通平臺自行學習課程內(nèi)容,觀看食品添加劑慕課視頻并完成線上知識點測試。課堂上以學生為主體,分重難點講解,融入課程思政,并通過課堂討論、課堂測試等環(huán)節(jié)鞏固知識。課后在學習通進行討論,及時安排作業(yè)并進行課后測試,進一步鞏固所學內(nèi)容。
教學過程中基于新工科與工程認證的背景,結合OBE 理念,以目標為導向,課程目標與畢業(yè)要求相契合,課程目標與畢業(yè)要求指標點的對應關系如何落實到教學過程中,通過案例和配方設計,對設計的配方進行制作,并對制作產(chǎn)品進行感官評價,找出問題并提出改進問題的措施,注意強調(diào)食品添加劑在加工中的安全問題,滿足培養(yǎng)目標4:培養(yǎng)學生具有較強的社會責任感,能為食品行業(yè)把好食品質(zhì)量關、食品安全關。
利用學習通的活動功能,打破空間上的學習互動限制,課堂隨機選、隨堂測、課下考、討論和答疑、線上線下互補。采取互動式、案例式、食品標簽和小組合作等方式改進教學模式和教學手段。對重點內(nèi)容進行有選擇性的講授,同時對學生進行啟發(fā)和引導,采取有效的方法,從而調(diào)動學生學習的積極性,培養(yǎng)學生自主學習細節(jié)化內(nèi)容的能力。
在課程的考核上,改傳統(tǒng)的卷面考核方式為2 個部分:期末考核評價和過程性評價,增加了過程性評價比例。增加分析和解決問題、標簽識別和食品添加劑應用內(nèi)容在期末考試中的比例,提高學生應用食品添加劑能力的訓練力度。過程性評價主要包括課堂表現(xiàn)、動手操作、課后作業(yè)、調(diào)研報告和創(chuàng)新能力等,提高學生主動學習和深入思考的能力,在學生學習實踐活動中,注重學生的創(chuàng)新應用能力。
食品專業(yè)學生的持續(xù)學習能力、創(chuàng)新能力、設計能力和實踐能力的培養(yǎng),是新時期食品專業(yè)院校在新工科和工程認證背景下,結合OBE 理念進行人才培養(yǎng)的重任。通過課程目標、教學過程、考核方式、教學方法等內(nèi)容的改革,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學理念,使教學內(nèi)容、教學手段多樣化,真正把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和課程思政等內(nèi)容融入到“食品添加劑”的課程培養(yǎng)體系中,以達到培養(yǎng)目標的要求。對“食品添加劑”課程進行改革實踐,探索食品專業(yè)新型工科建設模式,滿足新型工科的教育需求,為食品領域新型工科人才需求尋求有效途徑。通過改革實踐,激發(fā)學生的學習主動性,提高教學質(zhì)量,提升學生工程實踐能力,為社會培養(yǎng)更多食品科學與工程專業(yè)的優(yōu)秀人才。