食品化學系列課程是食品科學與工程各專業(yè)不同學習階段的核心課程之一,對學生建立系統(tǒng)的食品成分知識體系、理解食品加工和貯藏過程中的各種變化及反應機理至關重要。本文針對傳統(tǒng)食品化學教學中存在的不足,探討了構建以“食品化學”“高級食品化學”和“食品化學進展”為主線的遞進式教學體系的思路,分析了基于OBE(成果導向教育)理念的食品化學課程體系建設理念,并結合教學實踐,分享了食品化學系列課程的系統(tǒng)化、模塊化和教學資源庫建設,闡釋了該體系在培養(yǎng)學生科學思維、創(chuàng)新能力和實踐能力方面的應用價值,以期為食品化學教學體系的構建與優(yōu)化提供一定的借鑒。
一、食品化學系列課程簡述
開展食品化學課程建設、完善課程教學體系,是提高食品類專業(yè)學生職業(yè)素養(yǎng)的重要“抓手”。按照食品科學與工程類教學質(zhì)量國家標準的要求,在本科階段開設基礎的“食品化學”課程,在碩士階段開設“高級食品化學”課程,在博士階段開設“食品化學進展”課程以及食品化學在新產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量控制中的應用。食品化學課程體系可以為不同學習階段的學生搭建食品科學各專業(yè)基礎知識和科學研究的框架,通過系統(tǒng)了解和學習食品化學知識,可以將化學、生物化學等知識與食品學科聯(lián)系起來,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題、理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新意識。
目前,碩士和博士階段開設的“高級食品化學”和“食品化學進展”課程主要以專題形式由授課教師進行講授,教學中存在的主要問題是學生對教師基礎而廣泛的教學內(nèi)容缺乏學習興趣,導致學習的積極性和主動性不高。針對目前的教學實際,本研究將OBE教育理念應用到食品化學課程體系不同階段的教學中,以成果為導向、以學生能力培養(yǎng)為目標,逐步搭建線上線下混合式教學訓練平臺,通過各階段教學實踐培養(yǎng)學生的自主學習能力和對未知領域的探索精神,從而提高教育教學質(zhì)量,滿足學生不同學習階段的需求,為其未來的職業(yè)發(fā)展奠定基礎。
二、不同學習階段的食品化學課程體系
在本科階段,“食品化學”課程注重基礎知識和基本技能的培養(yǎng),教學內(nèi)容包括食品的化學組成、結構、理化性質(zhì)、營養(yǎng)和安全性質(zhì)等方面的基礎知識,以及食品加工和保藏過程中發(fā)生的化學變化及其對食品品質(zhì)和安全性的影響。一般以食品中的水、蛋白質(zhì)、糖類化合物和脂質(zhì)作為主要講授內(nèi)容,有些學校還會涉及維生素、酶和礦物質(zhì)等內(nèi)容。絕大多數(shù)學校會設置實驗教學環(huán)節(jié),以驗證性實驗為主,小部分學校還開設了綜合性實驗,讓學生在實踐中加深對理論知識的理解和掌握。
在碩士階段,“高級食品化學”課程更加注重專業(yè)性和前沿性,讓學生可以了解到更系統(tǒng)、更先進的食品化學知識,為其科學研究和專業(yè)發(fā)展提供知識準備。教學內(nèi)容涵蓋食品體系中重要成分的理化性質(zhì)、成分之間的化學反應歷程及主要影響因子、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物的化學結構,主要成分及變化對食品的安全性、營養(yǎng)性、享受性、質(zhì)構性、保藏性及人體健康的影響。教學過程中主要關注食品化學領域的最新研究進展和熱點課題,注重加強科研方法的教育訓練,以提高學生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。
在博士階段,“食品化學進展”課程主要以專題形式介紹食品化學領域的最新研究成果和發(fā)展趨勢,教學內(nèi)容涉及食品中糖類、脂類、蛋白質(zhì)等成分的化學研究進展,以及食品的重要化學反應、食品營養(yǎng)與安全化學、食品風味化學的進展等。教學過程中,通過講解、討論食品化學的熱點內(nèi)容和相關學術論文,讓學生了解國際學術前沿和動態(tài),拓寬全球化視野,提高運用食品化學新理論、新方法、新技術的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。結合學生的興趣和研究方向,組織開展深入的學術交流與討論,使學生進一步掌握堅實、寬廣的食品化學基礎理論和系統(tǒng)、深入的專業(yè)知識,把握食品化學的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向,拓展食品科學新知識,能夠立足食品化學領域國際研究前沿,關注本領域發(fā)展新動態(tài),提高科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
三、食品化學課程體系的建設思路
(一)確立先進的教學理念
目前,OBE教育理念在本科教學階段得到較廣泛的應用且成效顯著,但在研究生教學中的實踐應用尚處于探索階段,案例較少。因此,在食品化學課程體系研究生階段開展基于OBE教育理念的改革研究與實踐,可以根據(jù)教育教學實際,針對學生的知識基礎,結合專業(yè)課程體系,按照教學計劃安排,建設具有學校特色、真正適合學校發(fā)展的教學模式,貫通本碩博不同學習階段,使學習具有連續(xù)性,同時為其他研究生課程基于OBE教育理念的教學改革提供藍本。
(二)采用先進的教學策略
在AI、大數(shù)據(jù)、信息化等新興技術飛速發(fā)展的大背景下,食品化學教學內(nèi)容應密切關注食品產(chǎn)業(yè)新技術、新工藝中出現(xiàn)的食品化學問題,確保授課內(nèi)容實現(xiàn)“基礎”和“前沿”相結合,教學重心向產(chǎn)業(yè)實際應用拓展和轉(zhuǎn)變,挖掘產(chǎn)教學研的結合點。教師要結合時代背景優(yōu)化課程內(nèi)容,利用有效的信息化教學手段,在師生互動中培養(yǎng)學生的分析、聯(lián)想與比較能力,促進專業(yè)知識的融會貫通,促進師生共同學習、共同進步。
四、食品化學教學體系的應用與實踐
(一)優(yōu)化教育資源,開展課程體系的系統(tǒng)化建設
改革前,食品化學系列課程主要由本校教師講授,但由于研究生主要來源于本校本科畢業(yè)生,對課程組教師的授課方式很熟悉,沒有新鮮感。所以,教學改革的一個重要舉措是邀請國內(nèi)外相關領域的專家和科研業(yè)績突出的學者進行專題講座。通過調(diào)研把握修課研究生的主要研究領域,有目標地邀請相關專家,為學生提供接觸國際和國內(nèi)優(yōu)質(zhì)教育資源的機會,幫助學生及時了解食品化學領域的最新學術進展和研究動態(tài),拓展視野、開闊思維,引導學生科學立題,優(yōu)質(zhì)高效地完成學位論文。同時,通過專題課程的互動式教學,踐行OBE理念,培養(yǎng)學生的思考、提問、交流能力,提高學習的積極性和主動性。
改革后,每個專題課程講授之前,教師通過長江雨課堂教學平臺或班級課程微信群發(fā)布授課內(nèi)容和預習作業(yè)。授課過程中,針對預留的題目組織分組討論、師生交互式討論,將教師點評、學生自評和小組互評等多種評價機制相結合,充分激發(fā)學生的學習興趣。同時,鼓勵學生圍繞自己感興趣的方向和研究領域提出相應的食品化學問題,通過線上線下討論,深入探討這些食品化學問題及其對實際生產(chǎn)生活的影響,提升學生的食品科學綜合素養(yǎng)。
(二)因材施教和課程模塊化建設,提升課程因需度和可學性
食品化學的研究方向和研究內(nèi)容眾多,而某些授課內(nèi)容與學生研究內(nèi)容匹配度低,致使學生學習興趣不高。針對此類問題,可采用統(tǒng)計、歸納、分類與歸類等方法,分析歷屆修課學生的研究方向,據(jù)此劃定專業(yè)領域,確定并創(chuàng)制專題報告的需求模塊;歸納可建立聯(lián)系的專家資源庫,對專題進行分類;系統(tǒng)化統(tǒng)籌專題課程,根據(jù)專題分類建成專題模塊;把需求模塊與專題模塊相對應,確定預選關系,讓學生有重點地進行學習。
根據(jù)導師和學生的主要研究領域,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學建立了乳酸菌資源開發(fā)與利用、乳制品品質(zhì)研究與利用、肉制品品質(zhì)研究與利用、特色農(nóng)產(chǎn)品加工與利用等專題課程模塊,學生可以根據(jù)自己的研究方向選擇相應的課程模塊進行學習。在學習過程中,學生普遍會選擇自己擅長或感興趣的內(nèi)容,圍繞一個主題進行交流,總結該領域值得關注的新成果、新進展等,分析其研究思路,并提出在該領域開展研究的建議。通過交流總結,學生們可以相互借鑒,拓展自己的研究思路,促進研究工作的高質(zhì)量開展。
(三)整合產(chǎn)教學研資源,建立食品化學課程體系教學資源庫
隨著食品產(chǎn)業(yè)高新技術的研究與應用不斷更新,食品行業(yè)面臨的問題日新月異,既為高校食品化學系列課程教學改革帶來了機遇,也提出了挑戰(zhàn)。因此,食品化學系列課程內(nèi)容需要橫向拓展和縱向拉伸,引導學生在信息化時代適應產(chǎn)業(yè)需求和研究需要,不斷提升自主學習和創(chuàng)新能力,以滿足社會對食品專業(yè)人才的需要。
教學資源庫的建設具有促進主動式、協(xié)作式、自主型學習的作用,是形成開放、高效的新型教學模式的重要途徑。為實現(xiàn)食品化學課程體系教學資源的多元化、規(guī)范化和系統(tǒng)化,增進食品化學課程體系的吸引力和需求度,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學逐步建立和完善了食品化學課程教學資源庫,如各種反應圖片/短視頻庫、分子結構數(shù)據(jù)庫、試題庫、SCI前沿論文數(shù)據(jù)庫和專家專題課程影像數(shù)據(jù)庫,學生可根據(jù)自己的興趣訪問相應數(shù)據(jù)庫,在線學習相關課程。
教學資源庫建設過程中,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學課程組統(tǒng)籌已有教學資源,不斷規(guī)劃和補充新的內(nèi)容和信息,逐漸對分散的課程專題進行系統(tǒng)化集中管理,初步建立了適應學生研究方向和興趣愛好的分類、可選的模塊化專題教育體系,引導學生了解前沿學術知識和動態(tài),開闊眼界、拓寬視野,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和職業(yè)素養(yǎng)。
基金項目:內(nèi)蒙古自治區(qū)研究生教育教學改革項目“‘雙一流’學科建設背景下,基于OBE理念的食品化學教學體系建設與完善”(JGCG2022069);內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學教育教學改革研究項目“‘雙一流’學科建設背景下,基于OBE理念的食品化學教學體系建設與應用”(KTJX202314);內(nèi)蒙古自治區(qū)研究生教育教學改革項目“食品科學與工程學科人才培養(yǎng)模式的改革與實踐”(JGCG2023058)。
作者簡介:楊飛蕓(1979-),女,漢族,內(nèi)蒙古鄂爾多斯人,教授,博士,研究方向為食品化學相關教學。
*通信作者:陳永福(1979-),男,蒙古族,內(nèi)蒙古興安盟人,研究員,博士,研究方向為乳酸菌及發(fā)酵乳制品。