蔣子賢,潘和飛,胡月煊,姚立華
(云南師范大學 職業(yè)技術教育學院應用化學系,云南 昆明 650031)
食品分析是應用化學專業(yè)學生一門重要的專業(yè)主干課程,包含理論和實踐兩部分內(nèi)容。通過該課程的學習,促使學生深入理解理化分析的基本理論知識和技能,該課程主要研究和探討食品樣品的采集和預處理、食品外觀、口感、化學組成及微生物的檢驗與分析,對食品中的蛋白質(zhì)、氨基酸、碳水化合物、維生素和脂類進行定性定量的測定,鑒定食品品質(zhì)和營養(yǎng)組成,對食品中的添加劑和有害物質(zhì)進行測定,判斷食品是否受到污染,開發(fā)新的食品資源,提高食品質(zhì)量及尋找食品的污染源,以促使生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良、營養(yǎng)齊全的食品。結合理論知識,每一單元開出相關實驗,使學生掌握各種食品的分析檢驗方法,掌握食品分析儀器的正確使用及維護等知識,訓練學生掌握食品分析檢驗基本操作技能。
食品分析課程在教學方法上沿用傳統(tǒng)的灌輸式教學方法,整體教學效果不夠理想,部分同學缺乏學習興趣,學習效果不佳。
針對這一問題,我們提出了參與式教學和費曼學習法相結合的教學方法,參與式教學是一種鼓勵學習者參與教學過程的合作式教學模式,其主要包括:合作學習法、案例教學法、實驗研究法、探究式教學法、討論法等等,參與式教學能充分發(fā)揮學生的主觀能動性,采用直觀形象的教學手段,鼓勵學習者積極參與到教學當中,使學習者深刻的領會和掌握所學知識,真正實現(xiàn)以學生為中心,以成果為導向的教學模式,并對部分知識進行深入探索。
課程“蛋白質(zhì)的定性定量測定”選于普通高等教育“十五”國家及規(guī)劃教材“食品分析”第十章第二節(jié)。蛋白質(zhì)是食品的重要組成部分,也是生命的基礎,是食品的最重要質(zhì)量指標。在“食品分析”課程中,蛋白質(zhì)的定性定量測定是本課程的重點內(nèi)容,為后續(xù)氨基酸的定量定性測定的學習做好了鋪墊,其在該章節(jié)中起著承前啟后的作用,本節(jié)課的學習有助于學生鞏固已經(jīng)學過的知識,為后續(xù)學生自學奠定基礎。
知識教學目標:掌握蛋白質(zhì)在食品中的作用及其意義;能夠描述凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)的原理;掌握凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)的步驟;能夠通過實驗現(xiàn)象掌握蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)。
能力培養(yǎng)目標:通過課前學習任務的完成,培養(yǎng)學生自主學習的能力,學會自學方法;通過小組合作探究,培養(yǎng)學生的合作能力、團隊精神、溝通能力,提高學生分析問題和解決問題的能力[1];通過實驗操作,掌握移液管、滴定管、容量瓶的使用方法;聯(lián)系實際問題進行教學,提高學生對于理論知識的應用和分析。
思想教育目標:通過社會熱點分析,樹立實事求是、崇尚科學真理的科學素養(yǎng)和誠實守信的職業(yè)素養(yǎng),融入企業(yè)精神元素,注重培養(yǎng)團隊精神,主要是引導學生處理個人、集體和社會的關系,克服學生的個人主義,增強學生的集體主義感,滲透學生的集體主義精神,提高了學生的自身素養(yǎng),可以讓學生更好的融入集體[2]。
1)課前線上教學
上傳學習資源。筆者在前三天在學習通上上傳學生學習資源,讓學生自主學習本章節(jié)內(nèi)容,包括蛋白質(zhì)在食品中的作用,凱式定氮法的原理,凱氏定氮法的操作步驟,容量瓶、滴定管的使用。
發(fā)布任務。筆者將“蛋白質(zhì)的定性定量的測定”學習任務單發(fā)布于學習通中,學生根據(jù)任務單的要求完成相應任務,將討論題發(fā)布于討論區(qū)。
2)課中線下探究
問題情景導入。以2003年安徽阜陽的大頭娃娃事件和2005年山東皮革奶事件等奶粉相關食品安全事件為情景,總結這些事件的相同點和不同點,總結為什么要在奶制品中添加其他物質(zhì)?在以社會熱點問題為情景的同時,設置問題情景,引導學生進行更深層次的思考,讓學生感受到學習帶來的快樂,從而激發(fā)學習熱情和學習動力。
3)多種教學方法講授新課
案例教學法。以“2008年,三鹿的三聚氰胺奶粉事件”為具體案例,選擇與學生生活緊密聯(lián)系的事件作為案例,學生小組合作交流總結蛋白質(zhì)測定原理,激發(fā)學生的學習興趣和學習動機。對于凱氏定氮法的原理學生一開始是不清楚的,通過學生之間的探討,筆者解釋后,學生們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)是含氮的有機化合物。蛋白質(zhì)與濃硫酸和催化劑一起加熱消化,使蛋白質(zhì)分解,分解后的氨與硫酸結合生成硫酸銨。然后用堿化蒸餾將氨游離,用硼酸吸收,然后用硫酸或鹽酸標準溶液滴定,根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)換算成蛋白質(zhì)含量。將理論知識與學生的生活緊密聯(lián)系在一起,激發(fā)學生學習興趣,提高學生綜合運用知識的能力,引導學生尊重生命,培養(yǎng)學生誠實守信的職業(yè)素養(yǎng),引導學生關注社會問題。
探究式教學法。以筆者自己制作的微課播放蛋白質(zhì)在食品中的重要性、凱氏定氮法的原理和操作步驟,以此加深學生的理解。教師交給學生一些問題,讓學生通過自己的觀看、分析來自行思考[3],自主發(fā)現(xiàn)并掌握凱氏定氮法的操作步驟。通過學習通“課堂提問”隨機抽取學生回答凱氏定氮法的測定步驟,通過學生的回答,教師帶領學生總結完善凱氏定氮法的測定原理。
最后,分析凱氏定氮法測定步驟的注意事項以及蛋白質(zhì)的測定在生產(chǎn)生活中的應用,凱氏定氮法廣泛用于食品、農(nóng)作物、種子、土壤、肥料等樣品的含氮量或蛋白質(zhì)含量分析。
融入實際生活相關的一些事例培養(yǎng)學生將理論知識與實際生活相聯(lián)系,培養(yǎng)學生用科學的態(tài)度來分析生活中的問題,培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)。
討論法。在教師的組織和指導下,提出凱氏定氮法測定步驟的常見問題引導學生進行小組討論,如定氮瓶為何斜著放?如果要想加速實驗,縮短消化時間,是不是應該繼續(xù)用大火,為什么?等等。通過師生之間、學生之間的多邊交流,相互探索和啟發(fā),培養(yǎng)學生獨立思考和自主學習的能力。在討論中,教師要引導好,耐心溝通,因勢利導。教師要調(diào)動全體討論者的積極性,讓大家敢于發(fā)表自己的見解,不斷深入引導討論[7],解決問題。本課程運用討論法,不僅能活躍學生的思維,調(diào)動他們的學習積極性和主動性,還能提高學生的認識水平,幫助學生形成正確的情感態(tài)度和價值觀。
實驗教學法。實驗法是學生在教師的指導下,運用一定的儀器設備進行獨立的實驗作業(yè),探求事物的規(guī)律,以獲得知識和驗證知識,培養(yǎng)操作能力和科學精神的方法。通過實驗讓學生在實驗過程中自主學習,加深學生對知識點的理解和吸收,通過科學的方法營造輕松愉快的學習氛圍,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的探索力、創(chuàng)新力、觀察力等。
經(jīng)過課堂的學習,學生已經(jīng)掌握了凱氏定氮法的基本原理、操作步驟、實驗要求和注意事項,教師組織學生進行實驗,以5人為一個小組進行實驗。在學生實驗的過程中教師在旁指導,提醒學生做好實驗現(xiàn)象的觀察和記錄。
小組合作進行實驗,首先,消化,其次蒸餾;緊接著,吸收,洗滌。最后,滴定:用 0.025 mol/L 硫酸標準溶液滴定吸收液至灰色。
實驗結束后,對數(shù)據(jù)進行計算,對比實驗結果與理論結果的差異,對差異的原因進行分析,加深學生對知識的理解和應用,提出消化時如果遇到不容易消化的樣品時應該怎么辦的課后思考題,讓學生自己思考,培養(yǎng)學生解決問題的能力。
首先,實驗教學法有利于提高課堂的教學效果,有利于提高學生對學習食品分析的學習興趣,激發(fā)學生的創(chuàng)造力和探究能力,提高學生的學習感受,幫助學生加深對知識的理解和內(nèi)化[4],是一種不容忽視的重要教學方法。其次,實驗需要小組分工與合作才能很好地完成,在小組合作的過程中培養(yǎng)學生的合作意識,幫助學生樹立團結友愛、互幫互助的品質(zhì)。最后,通過實驗操作,學生能夠掌握移液管、滴定管、容量瓶的使用方法。在合作學習中掌握團隊合作方法,引導學生處理個人、團體的關系,培養(yǎng)團隊合作能力,培養(yǎng)溝通能力,提高學生分析問題和解決問題的能力。
通過參與式教學,學生學習的主動性和積極性顯著增強,能充分發(fā)揮學生的主觀能動性,提高課堂教學效果。
傳統(tǒng)的學習主要以灌輸式學習為主,但是費曼學習法在學習中的作用,及其在教學中的應用程度還很低。
“以教代學”是費曼學習法的核心,即在學習的過程中向他人輸出你學到的知識。應試教育中的大部分學生,他們的思維和行為模式驚人的一致,那就是認真的聽、拼命地記和反復地高強度的練習,依靠勤奮促進知識的生長,但是這些方式的內(nèi)容留存率很低。只有以討論、輸出為主的學習方法,才能用較少的代價獲得較高的內(nèi)容留存率(見圖1)。
圖1 學習方式和內(nèi)容留存率
因此,學生在通過參與式教學的學習后,我們要求學生就“蛋白質(zhì)的定性定量的測定”做思維導圖,做好講解的準備,在課堂上抽取幾位同學給大家講解,并且請其他同學進行點評和補充,完成輸出式學習。在輸出的過程中,學生不僅要將學到的知識融會貫通,還要內(nèi)化為自己的知識,思考采用什么樣的方法把它表達出來,在輸出的過程中,學生不僅學會了知識,而且提高了語言表達能力、分析問題、解決問題的能力。
在食品分析中融入?yún)⑴c式教學和費曼學習法,能有效提升師生互動效果,產(chǎn)生更好的學習效果,提高學生應用知識和分析問題的能力,從而高效地輸出知識。其具有一定的優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在:
1)有利于學生實現(xiàn)個性化學習,培養(yǎng)自主學習能力
以學習者為中心,能充分發(fā)揮學習者的主觀能動性,結合費曼學習法,使學習者深入理解和掌握所學知識,使這些知識靈活地融入社會生活以便應用,通過課前自學培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力。
2)培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力
其是師生之間、生生之間教學相長的過程,在相互交流與探討中,可以分享經(jīng)驗,共享資源,豐富了教學內(nèi)容;在食品分析中運用參與式教學與費曼學習法,學生不僅習得了理論知識,而且還能對理論知識進行應用和分析,通過小組合作將理論知識運用到實踐中,培養(yǎng)了學生的合作能力、探究能力、分析問題和解決問題的能力,從而能夠綜合運用所學知識。
3)有利于思政元素的融入
通過社會熱點分析,激發(fā)學生愛國情懷,樹立實事求是、崇尚科學真理的科學素養(yǎng)和誠實守信的職業(yè)素養(yǎng);融入企業(yè)精神元素,注重培養(yǎng)團隊精神,主要是引導學生處理個人、集體和社會的關系,克服學生的個人主義,增強學生的集體主義感,可以讓學生更好的融入集體;培養(yǎng)學生的合作能力,幫助學生樹立團結友愛、互幫互助的品質(zhì)。
4)有利于增強師生互動
參與式教學中師生互動性比較強,關系和諧,有利于知識的遷移;通過小組合作,師生、生生之間的互動性,教師和學生可以積極的進行溝通、交流、討論,教師成為學生學習的伙伴、合作者、促進者、引導者。
學生在課堂上表現(xiàn)出很大的參與度,教學效果明顯提升,這種教學方法也可以推廣到其他課程中去,改變滿堂灌的課堂教學模式,通過讓學生積極主動地參與到課堂中,提高學生學習積極性,最終通過討論和講解的形式解決問題,完成輸出式學習。