研究生“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式探索

張英春，丁忠慶，王榮春，盧衛(wèi)紅

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150001）

“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”主要針對食品專業(yè)的研究生而開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，并作為哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課。食品中的營養(yǎng)成分在加工貯藏過程中的變化及其對食品質(zhì)量和加工性能的影響都具有重要的指導(dǎo)意義，“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”主要是利用大型儀器對食品中的功能性成分進(jìn)行分離純化、對微量元素在食品中的賦存狀態(tài)等進(jìn)行分析。開設(shè)“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”，不僅能使學(xué)生鞏固已學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，更能讓學(xué)生掌握一些實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)技能，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和研究開發(fā)能力。因此，如何針對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，對教學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降奶剿?，已?jīng)引起了各高校的重視[1-2]。

“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”一共設(shè)計(jì)了24學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力一直是廣大教師長期探討的問題。結(jié)合多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的最有效途徑。以學(xué)院“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的實(shí)際情況，探討“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)課”教學(xué)模式探索中的問題與對策。

1 研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的問題

1.1 “高級(jí)食品化學(xué)”研究生教材缺乏

“高級(jí)食品化學(xué)”作為食品科學(xué)類研究生一門必修課程，目前高水平和權(quán)威性的教材缺乏。直至2009年，我國才有了唯一的研究生食品化學(xué)教材《高級(jí)食品化學(xué)》，由中國海洋大學(xué)汪東風(fēng)教授主編。2012年有了段振華教授主編的《高級(jí)食品化學(xué)（高等學(xué)校研究生教材）》，目前各個(gè)高校基本上都是參照這2本教材進(jìn)行理論課程內(nèi)容的設(shè)置。但是，有關(guān)“高級(jí)食品化學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程的教材目前還沒有見到。隨著國家對研究生培養(yǎng)目標(biāo)的提高，對“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容的設(shè)置就提出了更高的要求。因此，如何在實(shí)驗(yàn)教材缺乏的情況下，有效組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并達(dá)到很好的教學(xué)效果就顯得尤為重要。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)上存在的問題

我國的研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上是延續(xù)本科生的教學(xué)體系，因?yàn)闆]有可以參考的教材，所以大多數(shù)食品類院校都會(huì)參考本科生的“食品化學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教材，再查閱一些文獻(xiàn)，結(jié)合學(xué)校研究生教學(xué)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和安排，目前可以參考的教材主要由黃曉鈺主編的《食品化學(xué)與分析綜合實(shí)驗(yàn)》 （第2版）。在這本教材里涉及到了一部分綜合實(shí)驗(yàn)，在這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上加以延伸，但是也面臨著很多困難，因?yàn)榇蟛糠值膶?shí)驗(yàn)既要求有可操作性，學(xué)生要能參與其中，又要求有明顯的結(jié)果可見性，因此實(shí)施過程中需要教師付出很多。另外，現(xiàn)在很多學(xué)校實(shí)驗(yàn)課教師都面臨督導(dǎo)檢查和學(xué)生評教的雙重壓力，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置就要考慮在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能否得到好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在這種情況下，實(shí)驗(yàn)教師很容易傾向于選擇一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以期得到精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，就更別說思考問題的能力了；由于有些高校重科研輕教學(xué)的實(shí)際情況確實(shí)存在，研究室實(shí)驗(yàn)室配備的大型設(shè)備陳舊，很難運(yùn)轉(zhuǎn)，這種情況下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及到要使用一些大型的儀器設(shè)備，指導(dǎo)教師就會(huì)放棄，這樣就很難開展一些難度高和探索性的實(shí)驗(yàn)。還有很多學(xué)生做實(shí)驗(yàn)就是為了完成學(xué)分，積極性不夠，習(xí)慣了被動(dòng)接受，實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)問題，也不去分析原因[3]。以上各種問題導(dǎo)致現(xiàn)在的研究生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置缺乏創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性。

1.3 教學(xué)和考核方式單一

目前，大部分高校對實(shí)驗(yàn)課的重視程度不夠，實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于從屬于理論課的地位，在資金和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入上也會(huì)有差別，如果能夠建設(shè)多媒體實(shí)驗(yàn)室就會(huì)大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果[4]。教學(xué)模式基本是實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)講義、配制好實(shí)驗(yàn)所要用到的試劑、準(zhǔn)備好所要用到的一切儀器設(shè)備。教師在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師會(huì)將實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)一一講解清楚，然后學(xué)生就可以按照實(shí)驗(yàn)講義完成實(shí)驗(yàn)，得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，處于被動(dòng)接受的角色，實(shí)驗(yàn)教師唱主角。學(xué)生的成績以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是由固定的幾部分構(gòu)成，包括實(shí)驗(yàn)名稱、目的、原理、試劑及儀器、方法和步驟、結(jié)果與結(jié)論等，多數(shù)是照搬講義就可以完成的內(nèi)容，難以充分體現(xiàn)對學(xué)生思維和動(dòng)手能力的鍛煉，也不能夠全面、客觀、公正地反映學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)際表現(xiàn)，特別是實(shí)際動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力。目前，國外高校的實(shí)驗(yàn)室由于教育經(jīng)費(fèi)較為充足，實(shí)驗(yàn)室的基本設(shè)施、大型儀器設(shè)備的配備、實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范性都能滿足教學(xué)的需要，國外高校實(shí)驗(yàn)室通常配置多媒體教學(xué)系統(tǒng)，這樣能將一些實(shí)驗(yàn)原理的內(nèi)容通過多媒體展現(xiàn)給學(xué)生，這也是值得借鑒地方。

2 改革的探索與對策

針對上述情況，以哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院食品科學(xué)與工程系的研究生課程“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程為目標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革，以期獲得較好的教學(xué)效果。

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置的探索

以哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院的研究生課程“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”為目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中引入基于問題學(xué)習(xí)[5]（Problem-based learning，PBL） 的教學(xué)方法，從調(diào)查研究入手，廣泛搜集國內(nèi)外食品化學(xué)及“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)及基地建設(shè)的相關(guān)資料，并進(jìn)行比較分析研究，提出現(xiàn)有的課程設(shè)置存在的問題。研究和探討在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，實(shí)驗(yàn)課程體系改革的方向和思路。首先，圍繞理論課教學(xué)內(nèi)容和生活實(shí)際，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，提出具有一定難度、覆蓋多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)主題。目前，“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行了3個(gè)教學(xué)循環(huán)，也在不斷對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，由最初的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)調(diào)整為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)各占50%的教學(xué)內(nèi)容體系。原有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)是6個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下：①淀粉α-化度的測定（4學(xué)時(shí)）；②食品中脂肪過氧化值及酸價(jià)的評價(jià)（4學(xué)時(shí)）；③VC在食品加工中保存率的影響因素（4學(xué)時(shí)）；④酶促褐變的影響因素；⑤美拉德反應(yīng)的影響因素（4學(xué)時(shí)）；⑥花青素色素的穩(wěn)定性分析（4學(xué)時(shí)）。根據(jù)以上項(xiàng)目可以看出實(shí)驗(yàn)①、②和⑥是以驗(yàn)證性試驗(yàn)為主，所占比例50%；而實(shí)驗(yàn)③、④和⑤是偏向綜合性實(shí)驗(yàn)，所占比例也為50%。針對以上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目保留了③、④和⑤作為綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而將①、②和⑥驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目修改成2個(gè)主題的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，第1個(gè)主題為食源材料中多糖的分離純化及其結(jié)構(gòu)解析（12學(xué)時(shí)）；第2個(gè)主題為漿果多酚物質(zhì)的提取及其功能性研究（12學(xué)時(shí)）。學(xué)生根據(jù)選題內(nèi)容，結(jié)合“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的理論知識(shí)和自己的課題研究方向，查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，同教師探討實(shí)驗(yàn)的可行性。所有實(shí)驗(yàn)試劑和材料都是自己準(zhǔn)備，教師負(fù)責(zé)定試劑，實(shí)驗(yàn)的時(shí)間可以適當(dāng)放寬。上課的時(shí)候，2個(gè)主題同時(shí)進(jìn)行，根據(jù)選擇的實(shí)驗(yàn)主題不同，將學(xué)生分成2個(gè)部分。設(shè)計(jì)性綜合試驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，探索性實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的科研興趣。這樣就形成綜合性和探索性的實(shí)驗(yàn)體系，為學(xué)生研二期間的課題研究提供幫助。

2.2 教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降奶剿?/h3>

研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不僅是使學(xué)生學(xué)會(huì)一些簡單的實(shí)驗(yàn)操作，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和獨(dú)立進(jìn)行科研工作的能力。因此，教師一定要由“主角”變?yōu)椤芭浣恰?，對學(xué)生以指導(dǎo)為主，激發(fā)學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性，提高其實(shí)驗(yàn)操作技能，達(dá)到提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力的效果[6]。“高級(jí)食品化學(xué)”是在秋季學(xué)期開設(shè)的必修課程，理論課通常會(huì)在1～8周進(jìn)行，教師會(huì)在上課的第1周將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和主題布置給學(xué)生，學(xué)生結(jié)合自己的課題及興趣，選擇實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)主題，查閱中英文文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在理論課期間，指導(dǎo)教師針對學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案中遇到的問題進(jìn)行講解和解答，如材料的選擇、所需要儀器設(shè)備的要求、色譜柱的選擇等一系列問題給予指導(dǎo)。在教學(xué)過程中就遇到這樣的問題，單糖組分的分析過程中，通常都會(huì)選擇液相色譜來分析，那么色譜柱的選擇就尤為重要，如果選擇了安捷倫Agilent ZORBAX Carbohydrate糖分析液相色譜柱，就與遇到同分異構(gòu)體分不開的問題，如葡萄糖和半乳糖的出峰時(shí)間會(huì)重疊在一起。查閱文獻(xiàn)選擇伯樂的Aminex HPX-87H糖分析色譜柱，這樣同分異構(gòu)體也能達(dá)到很好的分離效果。通過這些探索模式的教學(xué)，學(xué)生很受益，尤其進(jìn)行自己的課題研究過程中，反饋的效果特別好。另外，教師還可以隨時(shí)向?qū)W生提出問題，了解每個(gè)學(xué)生提前功課做的怎么樣，并通過對一些問題的引申，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行探索。通過綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生在科研工作中獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。

2.3 考核模式的探索

重視基本考核方式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，改變以往一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告定成績的模式，增加對學(xué)生設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、思考能力、合作能力的考核。實(shí)驗(yàn)課前布置大量預(yù)習(xí)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)前通過選擇題對學(xué)生預(yù)習(xí)進(jìn)行考試，并及時(shí)批改考卷、確定成績，對不合格的學(xué)生則拒絕其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)過程中逐個(gè)檢查、確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，實(shí)驗(yàn)評分包括課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程操作、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)置的合理性、分析問題和解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。雖然有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排2人或多人1組，但從時(shí)間安排上看，他們有充足的時(shí)間可以使每一個(gè)人都能獨(dú)立進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)操作，而且同組人員之間還可以進(jìn)行相互交流和討論，通過觀察就能考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)了。

3 結(jié)語

在“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式探索過程中，總體目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，讓他們參與進(jìn)來成為主角。雖然在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的過程中也遇到了很多問題，比如說學(xué)生實(shí)驗(yàn)課時(shí)間的調(diào)整問題，多糖結(jié)構(gòu)解析設(shè)備的不足等問題限制學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮。但是，經(jīng)反饋調(diào)查發(fā)現(xiàn)通過以上幾方面的教學(xué)改革探討，研究生“高級(jí)食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”效果明顯，一方面體現(xiàn)在學(xué)生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)與撰寫的提高，另一方面體現(xiàn)在學(xué)生遇到困難解決問題能力的提高方面。教師應(yīng)該不斷努力前行，摸索出最佳的研究生實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，讓更多的學(xué)生受益。

[1]邵紅軍.“高級(jí)食品化學(xué)”混合教學(xué)模式的構(gòu)建與應(yīng)用 [J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，22（21）：104-107.

[2]唐浩國，張慧蕓，劉麗莉，等.“高級(jí)食品化學(xué)”課程建設(shè)研究 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2016（7）：81-82.

[3]張英春，董愛軍，張華，等.“食品化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的初探 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015（7）：84-86.

[4]王興邦.面向開放式創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)研究 [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（7）：33-37.

[5]Barrows H S，Tamblyn R M.The portable patient problem pack：a problem-based learning unit[J].Journal of Medical Education，1977，52（12）：1 002-1 004.

[6]李玉賢，萬焱.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力 [J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011（5）：97-99.◇