食品類專業(yè)“無機(jī)化學(xué)”課程的改革與實(shí)踐

趙莉麗 李 超 傅小波 廖文波

（東莞理工學(xué)院化學(xué)工程與能源技術(shù)學(xué)院，廣東 東莞 523808）

0 引言

無機(jī)化學(xué)是高等院校食品類專業(yè)的第一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程的開設(shè)不僅可以使學(xué)生掌握化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，而且可為后續(xù)的專業(yè)課程的深入學(xué)習(xí)以及科學(xué)素養(yǎng)的提高打下基礎(chǔ)。因此，無機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)對提高學(xué)生的邏輯思維能力、科技創(chuàng)新能力以及分析解決實(shí)際問題的能力起著至關(guān)重要的作用。如何針對食品類專業(yè)的需求進(jìn)行無機(jī)化學(xué)課程的有效教學(xué)，達(dá)到良好的教學(xué)效果，是值得無機(jī)化學(xué)授課教師深入思考與探究的重要問題。本文分析了目前食品類專業(yè)無機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中存在的一些問題，并從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、提高學(xué)生能力、融入課程思政和完善評價(jià)體系等方面對該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索和實(shí)踐。

1 傳統(tǒng)教學(xué)過程存在的問題

第一，在教育部持續(xù)推動深化本科教育教學(xué)改革的形勢下，教學(xué)內(nèi)容的急劇膨脹與教學(xué)課時(shí)減少的矛盾日益凸顯，導(dǎo)致無機(jī)化學(xué)的授課時(shí)間大幅縮減。第二，由于中學(xué)教學(xué)資源配置的不均衡，加上高考改革后，化學(xué)不是高考必考科目，致使大一新生的化學(xué)水平參差不齊，對同一知識點(diǎn)的領(lǐng)悟和理解能力存在差距，給無機(jī)化學(xué)教學(xué)的實(shí)施帶來一定的挑戰(zhàn)。很多學(xué)生認(rèn)為無機(jī)化學(xué)為非食品類專業(yè)課程，對該課程的重要性認(rèn)識明顯不夠；第三，食品類專業(yè)的無機(jī)化學(xué)課程多由化學(xué)化工類專業(yè)的教師擔(dān)任，如若教師自身缺乏食品類專業(yè)知識，同時(shí)在授課中忽視課程與食品類專業(yè)的聯(lián)系，會導(dǎo)致學(xué)生的專業(yè)意識淡??；第四，傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師主導(dǎo)與支配整個(gè)課堂教學(xué)活動，學(xué)生被動參與到教學(xué)過程中，無法發(fā)揮其主觀能動性；第五，課程考核通常設(shè)置在期末展開，無法綜合且科學(xué)地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。因此，基于上述食品類專業(yè)無機(jī)化學(xué)課程在授課過程中存在的普遍問題，對無機(jī)化學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新勢在必行。

2 無機(jī)化學(xué)改革探索與實(shí)踐

2.1 考慮學(xué)科差異，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要包括化學(xué)反應(yīng)基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及元素化學(xué)三篇，如果僅按照傳統(tǒng)課程設(shè)置的內(nèi)容與比例進(jìn)行教學(xué)，會導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)針對性不足。比如，食品類專業(yè)會涉及很多化合物在反應(yīng)過程中的熱量變化，學(xué)生需要掌握各種元素對人體健康作用等方面的相關(guān)知識，通過學(xué)習(xí)元素化學(xué)可以讓學(xué)生了解日常生活中的飲食平衡，為后期食品營養(yǎng)學(xué)和食品毒理學(xué)等專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供知識儲備。然而，食品類專業(yè)對物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中原子或分子軌道結(jié)構(gòu)以及薛定諤方程等純理論性的內(nèi)容需求相對較小。因此，在課時(shí)縮減的大背景下，筆者在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)以及學(xué)時(shí)分配中更需要考慮到食品學(xué)科的特殊性，對授課內(nèi)容有所側(cè)重，加強(qiáng)無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容與食品類專業(yè)知識的融合。此外，在講授無機(jī)化學(xué)基本原理與概念等重要理論的前提下，需要注重結(jié)合食品學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀，將最新的科研成果與學(xué)科前沿知識引入教學(xué)，更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法，凸顯專業(yè)特點(diǎn)

無機(jī)化學(xué)課程具有知識點(diǎn)多而繁雜，理論性強(qiáng)等特點(diǎn)。單純的講授和推導(dǎo)會使學(xué)生感到枯燥乏味。因此在教學(xué)過程中，授課團(tuán)隊(duì)注重采用“教師提問—學(xué)生問答討論—教師補(bǔ)充”等多種教學(xué)方式并行，注重提升學(xué)生的主體地位。比如，在介紹酸堿平衡章節(jié)的時(shí)候，教師拋出問題“日常生活中我們吃的哪些食物是酸性的？”很多同學(xué)會回答“吃起來感覺酸的食物是酸性的，比如水果”。其實(shí)不然，在食品專業(yè)營養(yǎng)學(xué)上的食物酸堿性不能僅用食物的味覺來判定，而是要根據(jù)食物經(jīng)過人體的消化和吸收后的最終生成物的酸堿性來判斷。很多水果雖然口感呈酸性，但經(jīng)過人體代謝后在體內(nèi)的最終產(chǎn)物是鈉、鉀、鈣、鎂等金屬陽離子形成的堿性化合物，因此大多數(shù)水果是堿性食品，對人體是健康有益的。

此外，為加強(qiáng)無機(jī)化學(xué)課程與食品類專業(yè)的聯(lián)系性，在講述具體知識點(diǎn)的時(shí)候會貫穿食品學(xué)科的知識，加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)知。比如，在講述化學(xué)熱力學(xué)焓變計(jì)算的時(shí)候，讓學(xué)生計(jì)算葡萄糖在人體內(nèi)供給的能量值。在這道題的計(jì)算過程中，學(xué)生既可以根據(jù)課程內(nèi)容掌握焓變的計(jì)算方法，也可以根據(jù)葡萄糖的焓變進(jìn)而求出熱值。舉一反三，學(xué)生可以根據(jù)食物的反應(yīng)方程式求得各種食物的熱量。再比如，元素化學(xué)部分的知識點(diǎn)瑣碎零散，但卻與日常生活聯(lián)系十分緊密，尤其是微量元素。如鐵是構(gòu)成人體內(nèi)血紅蛋白的不可或缺的重要組分，但飲食中鐵的利用率很低，而硫酸亞鐵、檸檬酸鐵等可以顯著提高鐵的吸收率，因而，可以通過以上物質(zhì)作為食品添加劑強(qiáng)化人體內(nèi)鐵元素的吸收。其他微量元素如鋅、硒、鉻等也在強(qiáng)化食品中也有重要地位。筆者通過在無機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中滲透食品類專業(yè)的相關(guān)知識，并與生活中的具體事例相結(jié)合，在避免教學(xué)內(nèi)容抽象、枯燥的基礎(chǔ)上，拓寬了學(xué)生的知識面。讓學(xué)生意識到，所學(xué)無機(jī)化學(xué)的知識不僅能夠解釋一些生活中常見的現(xiàn)象，同時(shí)還與所學(xué)專業(yè)緊密結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣。

2.3 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，提高學(xué)生能力

大一新生面對大學(xué)授課課時(shí)少，信息量大的教學(xué)模式必然存在極大的不適應(yīng)，但學(xué)生處于高中與大學(xué)學(xué)習(xí)的過渡期，在認(rèn)識能力、思維方法、興趣塑造等方面均有較強(qiáng)的可塑性，因此在這個(gè)階段對學(xué)生學(xué)習(xí)能力進(jìn)行培養(yǎng)至關(guān)重要。教師首先會向?qū)W生介紹中學(xué)學(xué)習(xí)與大學(xué)學(xué)習(xí)的差異性，并介紹一些適合學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，尤其是強(qiáng)調(diào)自學(xué)能力培養(yǎng)的重要性。教師在授課中也會改變填鴨式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，增強(qiáng)師生互動，使課程煥發(fā)出新的生命力。如在教學(xué)過程中實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”，不僅是教學(xué)模式的創(chuàng)新，更重要的是可以改變學(xué)生消極被動接受知識的狀態(tài)，幫助他們完成角色轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)能動性。教師團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過程中可將學(xué)生分為若干小組，以授課內(nèi)容的每個(gè)章節(jié)作為主題，在教師授課完畢后，要求學(xué)生對該章節(jié)內(nèi)的知識點(diǎn)進(jìn)行回顧、提煉，總結(jié)、匯報(bào)，在這個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的主動建構(gòu)，對其學(xué)習(xí)能力與交流匯報(bào)能力都實(shí)現(xiàn)了鍛煉的效果，真正體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向”的OBE理念。其他小組可以在匯報(bào)組講述完畢后，對該匯報(bào)的全面性和精準(zhǔn)性進(jìn)行點(diǎn)評與討論，進(jìn)而達(dá)到知識體系的升華，同時(shí)也可以為教師更好地去講述課程中的重難點(diǎn)知識提供了新思路。以“翻轉(zhuǎn)課堂”為代表的創(chuàng)新教學(xué)方法的實(shí)施，可以幫助學(xué)生成為教學(xué)過程的主角，提升學(xué)生自學(xué)能力和思維水平，培養(yǎng)其獨(dú)立思考與解決實(shí)際問題的能力。

2.4 融入課程思政，提升課堂溫度

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師往往注重學(xué)生對基礎(chǔ)理論與知識的掌握情況，而對學(xué)生的世界觀、人生觀和價(jià)值觀的引領(lǐng)有所忽略。如何增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)與價(jià)值引導(dǎo)的有機(jī)結(jié)合，將思政要素融入無機(jī)化學(xué)課程是一種切實(shí)可行的方法。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師可以介紹如侯德榜、徐光憲、波義爾、門捷列夫等國內(nèi)外科學(xué)家的生平及卓越貢獻(xiàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們艱苦奮斗的精神與科學(xué)品質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷與信念；在緒論學(xué)習(xí)中，教師可以旁征博引地穿插講述中國古代的四大發(fā)明，以及釀酒、釀醋等發(fā)酵技術(shù)，激發(fā)學(xué)生對食品類專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，提升名族自豪感；在介紹化學(xué)平衡章節(jié)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生去思考影響食物變質(zhì)的如溫度、氧氣含量等因素，在化學(xué)知識傳授中融入專業(yè)知識，增加學(xué)生的專業(yè)興趣度和認(rèn)同感；在元素章節(jié)介紹硫氧化合物以及亞硝酸鹽等化合物時(shí)，引出食品中一些常見的防腐劑及添加劑的主要成分及作用，進(jìn)一步聯(lián)想到食品科學(xué)中形形色色的添加劑，強(qiáng)化食品質(zhì)量安全的觀念，將“綠色化學(xué)”的發(fā)展理念內(nèi)植于心。通過將思政元素與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，教師可以在知識傳授過程中向?qū)W生傳遞正確的價(jià)值導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和使命擔(dān)當(dāng)，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。

2.5 完善考核評價(jià)，注重過程管理

基于OBE的教育理念，教師在授課過程中要堅(jiān)持以“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)素養(yǎng)”為導(dǎo)向，注重評定過程的客觀性、公正性和科學(xué)性，從多方面綜合考核評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。其中，平時(shí)成績所占比例（30%），包括出勤（5%）、隨堂測驗(yàn)（10%）、課后作業(yè)（10%）、翻轉(zhuǎn)課堂（5%），期末考試卷面成績占總成績的70%。平時(shí)成績的考核注重過程化管理，充分利用優(yōu)學(xué)院平臺上的教學(xué)資源，對學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂測驗(yàn)、翻轉(zhuǎn)課堂以及課后作業(yè)等進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)和掌握。此外，還融入學(xué)生互評的考核方式，如針對翻轉(zhuǎn)課堂，由學(xué)生與教師共同進(jìn)行打分，既給予學(xué)生一定的權(quán)限，又避免了因?qū)W生打分不合理造成成績不公正的現(xiàn)象發(fā)生。多元化的考核方式，鼓勵(lì)學(xué)生全程參與，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，讓學(xué)生更加重視平時(shí)學(xué)習(xí)過程和綜合能力的鍛煉，極大提高了教學(xué)效果。

3 結(jié)語

在學(xué)時(shí)減少背景下，以食品類專業(yè)需求為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，提高學(xué)生能力，強(qiáng)化價(jià)值引導(dǎo)，實(shí)施多元化考核方式等措施，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和專業(yè)知識實(shí)現(xiàn)有機(jī)整合。授課教師也應(yīng)關(guān)注食品類專業(yè)的動態(tài)發(fā)展，不斷探索基礎(chǔ)理論與專業(yè)需求相結(jié)合的教學(xué)方法，在加強(qiáng)無機(jī)化學(xué)知識教學(xué)的基礎(chǔ)上，注重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)認(rèn)知及解決實(shí)際問題的能力。