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独立学院,是指实施本科以上学历教育的普通高等学校与国家机构以外的社会组织或者个人合作,利用非国家财政性经费举办的实施本科学历教育的高等学校,是民办高等教育的重要组成部分,它应以需求为导向培养应用型人才。
独立学院食品科学与工程专业旨在培养适应我国社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,具有化学、生物学、食品工程、食品营养、食品加工与贮藏技术基础理论、专业知识和实践技能,获得工程师基本训练,能在食品领域从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面工作,具有较强的创新精神及社会适应能力的高素质应用型专门人才。因此,研究独立学院食品科学与工程专业学生的特点,并根据他们的特点采取针对性强、行之有效的教育管理策略,以期培养出食品产业急需的高素质应用型创新人才就显得很有意义。
一、独立学院食品科学与工程专业学生特点
1.自我意识强,欠缺责任感,部分学生理想信念缺失
独立学院食品科学与工程专业学生从小生活环境相对优越,大部分为独生子女,得到长辈无微不至的呵护,逐渐形成了较强的自我意识,他们进入大学后更加喜欢彰显自己的个性,在待人处事中往往以“自我”为中心,不考虑或顾及他人的感受,责任心和集体荣誉感不强,极易出现人际交往危机,从而影响正常的学习、生活。与此同时,随着经济全球化的深入发展和我国改革开放的不断推进,使得社会上充满了多元文化和多种价值观念,独立学院食品科学与工程专业的部分学生在这种背景下,由于明辨是非能力弱,自制力差,抵御不了消极文化的影响,进而贪图物质享受,不重视政治理论学习,功利性倾向严重,且容易随波逐流,没有明确的人生目标。
2.专业了解不足,专业兴趣不浓厚
在独立学院食品科学与工程专业学生中,对待高考志愿填报,一部分学生缺乏经验,没有查询录取学校和专业相关信息就轻易填报,一部分学生没有自己主见而是根据家长或老师的意见,填报的是家长或老师看好而自己不了解或不喜欢的专业,还有一部分学生是第一专业志愿没被录取而被调剂到这个专业,受这些情况影响,许多学生对食品科学与工程这个专业了解不足,更谈不上能够产生浓厚的专业兴趣。
3.文化基础薄弱,学习不够主动,但课程多,学业压力大
独立学院食品科学与工程专业学生大都在理工类本科第三批录取,录取分数线往往要比一本、二本低很多,以湖北为例,近五年来,三本理工类录取批次线比一本低150分以上。学生中有一小部分学习基础较好,但因高考发挥失常或心理素质不好,导致高考分数远远低于平时成绩,但大部分学生高中没有养成良好的学习习惯,自制力差,自觉性不够,文化基础薄弱,还有相当一部分学生偏科严重或学习态度不端正。与此同时,食品科学与工程专业属于工科,学生大一学年就要接触《微积分》、《有机化学》、《无机及分析化学》这样难度较大的课程,大学期间需要学习40多门课程,学生毕业至少需修满170.5学分。学生本来文化基础就薄弱,再加上难度大且数量多的课程,导致许多学生很难迅速适应大学的学习和生活,容易产生自暴自弃、厌学、旷课、挂科等情况。
4.思维活跃易接受新生事物,实践动手能力弱
独立学院食品科学与工程专业在校学生多为“90后”,他们生活在物质较为丰富,经济社会高速发展,信息快速增长和传播的时代,与“80后”学生相比,他们思维更加活跃,视野更为开阔,更易接受新生事物,但由于多为独生子女,从小得到家人更多的关爱甚至是溺爱,成长道路较为一帆风顺,加之受高考指挥棒和中学应试教育的影响,导致学生注重书本知识学习,忽视实践能力的培养。独立学院食品科学与工程专业旨在培养面向食品产业,实施工程师基本训练,掌握基础理论、基本知识、基本技能的高素质应用型创新人才,学生实践经验欠缺、动手能力差这一特点将严重影响专业人才培养目标的实现,必须采取切实有效的教育管理策略化解这一矛盾。
二、独立学院食品科学与工程专业学生教育管理策略
1.改进和创新思想政治教育工作
针对独立学院食品科学与工程专业学生自我意识强、欠缺责任感、部分学生理想信念缺失这一特点,必须改进和创新思想政治教育工作,增强学生的责任感和担当精神,帮助学生树立坚定的理想信念,努力成为掌握丰富知识、扎实技能和拥有健全人格的中国特色社会主义合格建设者和可靠接班人。首先,不断推进思想政治理论课教育教学改革,改变过去那种“强制性灌输”、“命令”或“填鸭”的方式,回到对象化的主导性灌输之中来,围绕学生现实的思想、困惑与对课程的问题展开教学内容,运用现代信息理论和网络技术,使得灌输更为通畅有效,不断引导和吸引学生,充分调动学生学习思想政治理论课的积极性和主动性。其次,加强建设弘扬主旋律、传递正能量、和谐文明的校园文化,积极组织学生喜闻乐见、形式多样的学术、科技、文体、公益等活动,通过校园文化的熏陶和参与各类活动,增强学生的团队精神和协作意识,加深对国家、社会和学院、专业的了解和热爱,培养良好的道德品质。再次,树立“以学生为本”的教育理念,发挥学生自治组织的作用,建立健全适应独立学院食品科学与工程专业学生特点的规章制度,辅导员、班主任等学生工作人员采取引导、咨询、指导和服务等方式切实解决学生的实际问题,有效地开展思想政治教育工作。此外,由于辅导员、班主任等学生工作人员的作用发挥直接影响着独立学院食品科学与工程专业人才培养的质量,这就要求必须建设一支政治过硬、工作负责、掌握高等教育发展规律和学生成长规律的学生工作队伍。
2.因势利导,加深学生专业认知,培养学生专业兴趣
学院在新生入学教育时便邀请专业首席教授做《关于食品科学与工程专业和食品产业的现状及发展前景》专题讲座,大一上学期开设《食品科学与工程导论》课程并组织学生赴武汉顶益食品有限公司、湖北银鹭食品有限公司、福娃集团监利福娃食品有限公司等有代表性的大型食品企业参观学习,并经常邀请高校科研院所的专家学者、食品企业的经理高管做报告,联系从事专业对口的往届毕业生进行经验分享,同时学院每年还将举行由启动仪式、产品展示、蛋糕我做主、食品知识竞赛、食堂明星窗口评选、闭幕式等一系列活动组成的食品文化节,让学生寓教于活动之中,通过这些举措促进学生对专业、食品行业的了解,培养他们浓厚的专业兴趣。
3.加强学风建设,营造良好学习氛围,培养学生良好学习习惯
面对独立学院食品科学与工程专业学生文化基础薄弱、自觉性不够、学业压力大的现状,一方面需要学院领导、辅导员、班主任以及全体任课老师帮助学生正视现实,去掉思想上的盲目性,增强自觉性,要肯定他们的优点,鼓励进步,使学生充分认识到高考分数较低不等于素质低、文化基础薄弱不等于智力低,让他们放下“三本”的思想包袱,轻装前进,激发学习热情。另一方面,需针对不同年级、不同情况的学生多措并举,对症下药,加强学风建设,努力营造良好学习氛围。对于大一新生,高度重视并认真组织入学教育,使学生初步了解所学专业、学籍管理、学院规章制度、熟悉大学环境等,开设《大学生职业生涯发展与规划》课程,让学生认识自我,为自己量身定做大学四年学习和生活规划,同时对他们实施早操制度、早晚自习制度,培养学生良好的学习习惯。对其他年级学生,学院根据时间节点组织召开英语四级考试动员会、考研经验交流会等学风建设相关活动。对于食品科学与工程专业全体学生,任课老师、辅导员、学生会学科部成员采取定期检查和不定期抽查相结合的方式做好各个课堂、班级考勤工作,对旷课、迟到、早退的学生每周通报并将迟到、早退、旷课情况记录在案,扣除相应综合测评分数,建立“考勤预警”和“学业预警”机制,组织召开学风建设先进班级经验交流会。成立学习兴趣小组,采取“抓两头带中间”、“一帮一”工作方法,关心和帮助学习困难的学生。此外,期中考试前后将开展为期一个月的期中教学检查,研究总结教、学、管三方面的成绩和问题。在国家英语四六级考试、期中期末考试前夕,对全体学生进行“端正考风、严肃考纪”的诚信考试教育,对考试作弊行为“零容忍”,使考试作弊不再有其生存的土壤。
4.注重实习实践实训,增强学生的创新精神和实践能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)20-0005-03
目前,全国高校中已有超过200所大学有食品院系。食品化学是食品院系中本科教学中的三大基础课程之一。任何与食品科学相关的高等教育平台均教授这门课程。因此,这门课程的教学质量备受关注。
一、我国《食品化学》课堂教学的现状
1.教学平台。在整个20世纪,食品科学的独立性逐步地、但是不容争辩地得到加强。世界各国参与食品科学与技术研究工作的人力资源也迅速膨胀。在过去100年中,我国的社会形态发生了多次变更。到上世纪末,我国的生产力发展水平和国民生水平有了显著的提升,食品科学的研究与教育也得到长足的进展,形成了四个主要的高等教育平台:①以医科大学和研究单位中预防医学方向为主的平台;②以原轻工部所属各轻工业院校和研究部门为主的平台;③以上世纪80年代后各农业院校和科研机构建设的食品科学院系和机构为主的平台;④以综合性理工科大学的相关学科为基础组建的食品科学教学与研究平台。在这些平台上,食品化学课程均作为主要课程被教授。因此,我国的食品化学课程的教学平台具有多样性的显著特点。各平台的背景不同,培养计划不同,食品化学课程的教学目的亦有区别。
2.师资力量。目前,在许多高等院校,讲授食品化学课程的教师都具有比较高的学历,拥有博士学位的教师不在少数。其学历背景,除食品科学专业外,比较多的教师具有化学第一学位背景。在一些规模比较大的教学平台上,已经形成了具有梯次的教学团队。可以认为,我国目前食品化学课程的教学师资力量丰厚,学历背景充实。
3.学时。西南大学的赵国华等人曾经于2007年对全国19所教授食品化学课程大学进行了核定学时的调查[1],结果见图1。根据他的调查,采用课堂教学学时数在50~5时的院校居多。实际上,根据课程的教学内容,食品化学课程的课堂教学学时长度主要分长版和短版两种。长版的学时数一般在50~60学时,短版的学时数一般在30~40学时。每个教学平台在安排自己的课堂教学学时时,一般要考虑学生的培养计划、教学条件和师资力量等因素。
4.教材。目前,在国内各大学和教育机构较为广泛地采用的食品化学教材包括:谢笔钧主编的《食品化学》(科学出版社)、夏延斌主编的《食品化学》(中国农业出版社)、王璋主编的《食品化学》(中国轻工业出版社)、阚建全主编的《食品化学》(中国农业大学出版社)、刘临渭主编的《食品化学》(中国农业出版社)等。其中,阚建全主编的《食品化学》被采用的频率较高。尽管一些有教学经验的教师提出过一些建议,有些人甚至做了尝试,我国大部分教材的主要知识理论体系仍然沿用了Owen R. Fennema所著《食品化学》的体系。虽然该知识理论体系被世界上许多国家所接受,但不适我国国情之处也明显,如:①对各营养组分的描述较多,对各种食材整体化学性质的描述不够。②所举的例子多为西方各国的传统和流行食品,东方食品、食材的例子很少。因此,编写适合我国国情的高质量食品化学教材对于我国的食品化学教学人员依然是今后一个长期的、具有吸引力的任务之一。
5.课程内容。食品化学教学内容一般包括:绪论、水分、碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质、酶、色素、风味化学和食品添加剂等章节。由于食品营养学、生物化学、食品添加剂、食品风味化学、食品酶学等课程的开设,一些院校为避免内容重复,在食品化学课程教学中略去了酶和食品添加剂等章节。有些院校在此基础上增加了部分有机化学、物理化学和生物化学内容,以加强学生重点知识的掌握。此外,食材(如焙烤食品、乳品、蛋品等)化学和分散体系等章节也随各个教学平台的具体情况有所增减,因此形成了食品化学课程教学内容的不稳定性。
6.授课对象。在我国具有食品科学与工程学科的教育平台上,食品化学课程的教授对象包括:硕士研究生、本科生、专科生和职业学校学生。可以说,课程的教授对象具有较强的广泛性。在北京联合大学应用文理学院食品科学系,鉴于食品化学课程内容的多样性和独立性,按照教育科学规律,食品化学知识的教学对象实际上被分成两个群组:①通识型教学对象,包括食品相关专业和非食品专业的本科生;②硕士研究生和毕业论文涉及食品化学相关内容的本科生。前者的教学目的为入门,后者的教学目的为深入掌握和运用知识。经过多年的实践,这种做法被证明是行之有效的。鉴于这些经验,在评价我国现行的食品化学课程课堂教学对象时,多样性也应该是肯定的结论。
7.教学方法。根据已有的报道,我国各教学平台食品化学课程实施的课堂教学方法也可以被形容为多种多样,总结归纳为:①讲授式教学;②讨论式教学;③互动式教学;④实践式教学[2-4];⑤项目、任务、问题驱动(PBL)式教学[5-8];⑥案例教学;⑦分组学习教学;⑧精简内容、突出重点式教学;⑨双语教学;⑩CDIO教学等。其中,讲授式教学和互动式教学被采用的历史最久、最广泛;问题驱动(PBL)式教学和CDIO教学在近期被关注;采用双语教学的平台数量有上升的趋势。在北京联合大学应用文理学院食品科学系,分组学习法已经被实践6~8轮,效果显著。这种教学方法有一个显著的优点:课堂上知识的传输量大幅度增加。
8.考核方法。在考核方法上,各个教学平台均采用了多种形式,力求全面考核学生掌握知识的能力。考核方法呈多样化,包括:闭卷笔试、开卷笔试、课程论文、口试等。
二、《食品化学》课堂教学改进的设想
根据上述的归纳和总结和作者十几年的教学经验,提出了一些对《食品化学》课堂教学改进的设想。
1.课程内容与教材的改进。(1)课程理论体系的创新。准确地讲,目前我国的食品化学课程知识内容的理论体系是根据食品中营养素的化学分类建立的。国外的课程教学情况亦如此。在对各种教材的调研中,可以看到建立三种不同于此的理论体系尝试:①突出在食品的加工、贮存和运输过程中的各类化学反应机理,以这些机理为核心展开讲授内容,详见Cornell University的Dominic W. S. Wong主编的Mechanism and theory in food chemistry一书。②将食品的功能引入食品化学领域内,尝试以食品的功能为核心展开讲授内容,如刘临渭主编的《食品化学》教程。③从食品的营养角度出发来阐述课程内容,如韩国翰林大学食品与营养工程系的课程安排。其中,作者认为第一种尝试应当得到重视。这种设想的出发点是建立在对食品化学学科领域本质内容的充分理解之上的。如果细加整理,可能形成不同于目前的课程理论体系。当然,其效果尚需实践的检验。基于上述考虑,尽管国内已经出版了几十种食品化学教材,具有理论体系创新内容的教材编写还是应当继续受到鼓励的。(2)加强课程独立性的建设。众所周知,食品化学学科是多学科交叉构成的,非常容易受到其他学科知识的影响。例如,在医疗卫生专业,食品化学课程的讲授内容很可能会增加不少食品营养学的内容;在原轻工业院校,课程的内容比较偏重工程内容;在农业院校,课程经常会从农产品加工的角度讲授。这些影响都可能会使食品化学课程的独立性丧失。因此,加强食品化学课程的独立性几乎是一个永恒的任务。具体做法可列举如下:①突出水分一章的重要性。在我国目前的高等教育知识体系中,恐怕没有哪一门课程能够比食品化学课程教授有关水的物理和化学性质和生物学功能更详细的了。这是目前我国高等教育相关专业培养计划中的亮点,也是与其他课程的区别点。②在碳水化合物一章中,重点讲授淀粉和植物胶等多糖部分的内容,尤其是淀粉的物理性质和植物胶的化学性质。这也是其他课程不易涉及到的内容。③在蛋白质一章中,主要讲授蛋白质在食品加工、贮藏和运输过程中表现出的八个功能和蛋白质变性在食品加工中的应用内容。这也是食品化学课程内容的亮点之一。④在脂肪一章中,讲授的重点应放在脂肪的物理性质上,同时,还应强调氢加成、水解和酯交换等反应在食品工业中的应用内容。⑤在维生素和矿物质等章节中,应着重强调这些营养物质在食品加工、贮藏和运输过程中的变化。(3)内容前沿性的保持。食品化学是一门动态的科学,每年都可能有新的研究成果补充其内容。因此,在食品化学课程的讲授内容中,在不影响其理论体系的前提下,完全有可能做到内容的前沿性,列举众多的新科研成果和发现。(4)坚持鲜明的中国特色。我国的食品化学课程教学是在浓厚的中国文化背景下进行的。课程的内容具有中国特色是理所应当考虑的事情。虽然,就我国在现代食品化学发展中所作的贡献和积累而言,建立自己的独立理论体系还为时过早,但应用食品化学的理论知识解决我国传统和现代食品加工、贮藏和运输过程所遇到问题的实例甚多。这些实例均可在教学内容中提到。如果能做到这一点,食品化学课程的中国特色就能得到保障。(5)与相关实验课程配套。食品化学又是一门应用科学,它的成长与其理论知识的应用是分不开的。在教学中,其应用性如何体现成为一个重要问题。因此,在理论上,食品化学理论课程与实践课程的衔接十分重要的。在安排食品化学的配套实验课程时,其内容的选择具有一定的困难性。在传统上,食品化学实验课主要由食品分析和食品加工内容组成。而在理论课中,食品分析的内容相对很少。这就需要在理论课的讲授内容上做相应的补充。另一方面,在我国食品化学课程的教学中,重理论教学、轻实验教学的情况十分严重,主要体现在理论教学和实验教学师资素质差别上。理论教学一般安排具有较高学历和职称的教师担任,而实验教学队伍的学历及职称与理论教学队伍相差甚远。这是客观存在的现象。另一种观点认为:食品化学的应用性也可以体现在课堂教学的内容中,其做法的要点是充分贯彻基础理论的应用性,多讲应用实例,着重训练学生在应用理论知识时的思维方式。学生的动手能力训练可以在其他相关课程中完成。
2.教学方法的改进。①双语课程建设。在我国现有的教学平台上,已经有人提出将食品化学这门食品科学的基础课建设成双语课程。这种设想如果能够实现,食品化学课程会成为语言教学的一个媒介课程。这样做会有许多正面收获,如:学生的能力训练水平与国际接轨和切实提高学生的专业英语水平等。这是一个十分有价值的设想,如有可能,应推广尝试。②推广分组学习法。根据作者十几年的教学经验,分组学习法是一种提高教学效率的有效方法。食品化学课程的内容和性质非常适合这种教学方法。在具体执行时,应注意需有教师参与分组名单制定。避免能力较强的学生集中于同组中,使每个组中好、中、差学生均匀分布,以达到最优教学效果。
3.授课对象的扩展。作为一门重要的专业基础课程,食品化学课程可以针对多种授课对象,包括医学院校、农业院校和综合理工科院校的相关专业学生。在学生级别上,食品化学的授课对象包括了研究生、本科生、专科生、职业学校的学生。因此,食品化学课程实际上起到了食品科学基础知识普及的作用。如果从这个方面来认识这门课的功能,可以尝试为非食品专业的学生开设这门课程,使其成为跨学科的选修课。
三、结语
食品化学作为食品科学教育方向的重要专业基础课程在我国的高等教育平台上可以说已经是比较普及了。但通过对现状的分析可以发现,这门课程还存在着一定的改进和提升空间,主要集中在教学内容调整和教学方法的创新上。如果全国从事食品化学教学的教师能够在这些方向上做出持续努力,这门课程的发展会有一个飞跃。
参考文献:
[1]赵国华.全国食品化学课程运行情况调查[J].中国农业教育,2007,(6):36-38.
[2]邵秀芝,孙华,王存芳.基于应用型人才培养的《食品化学》课程教学改革研究[J].广州化工,2015,(01):184-185.
[3]周丹.大学公选课《食品化学》课程教学改革探索[J].亚太教育,2015,(28):72.
[4]杨文建,俞凌.食品化学课程的新型“四维”教学模式研究与实践[J].农产品加工(学刊),2014,(10):86-88.
[5]王发祥,刘永乐,俞健,李向红,王建辉.任务驱动法在《食品化学》教学中的研究与初步实践[J].广东化工,2015,(04):122,129.
1启发式教学的应用
由于食品物性学课程数学公式多,涉及流变学、数理方程、高等数学、大学物理等,比较抽象,学生不容易将知识灵活地运用于实践中|31。在教学中教师可以列举学生熟悉或经历过的物性应用案例讲述食品物性学的研究领域和发展前景。在实验室条件许可时,让学生亲自进行实验,激发学生对该课程的兴趣。
例如,可以用牙膏来解释流变学的含义:使用牙膏时挤出要容易,挤出后要求挺括,在牙刷上不能下陷,刷牙时又要轻松,这就要求牙膏遇到剪切时黏度迅速下降,静止时又具有一定的屈服应力,以保持坚挺。学习液态食品的流动特性时,首先让同学回忆倒水和倒油的现象,油是稠的,流动慢;水是稀的,流动快。为什么出现不同的现象?若不让它们流动还会出现这些现象吗|51?可以用薯片的脆感、果冻带弹性的滑软感来解释食品质构对食品风味的重要性;用水果可制成原电池引出食品的电学特性;用通过加热可使食品失去水分引出食品的热学特性等|41。在进行质构学部分讲述时,可以先提问:为什么市场上的面包,同样的重量,大小差别很大?除了菌株以及焙烤工艺的原因,还有哪些影响因素?然后再介绍要想生产出好的产品,必须要了解原料的物性。在面包生产中,面粉的物性也起着决定性的因素,如面粉颗粒度、面粉的成分、添加水分的多少等,直接影响着面团的流变特性,从而影响最终产品的质构。
2学生专题讲座
研究生有别于本科生,他们课程压力相对小,时间自由度大,研究积极性高,自信心更强。因此,学生专题讲座是研究生教学的有益补充|3]。对于研究生来说,单纯地获得书本上的知识已经远远不够,他们必须关注学科前沿,并具备查阅文献和总结报告的能力。尤其对于一年级的研究生,这种训练十分必要,不仅锻炼学生査阅文献、阅读文献以及口头表达的能力,最重要的是让同学们了解食品物性学究竟在食品科研和实际生产中有哪些具体的应用。通过査找文献和阅读最新研究论文,
关教学资料,特别是关于食品物性研究使用的仪器设备和实验操作方面的信息,丰富食品物性学在食品加工中应用的教学内容,让学生对这门课程的强大实用性留下深刻印象。
笔者采取的具体做法是:根据食品物性学各个章节的内容,布置各小组的专题讲座题目(表1),要求每组成员分工完成相应题目的课件制作、课堂演讲和提问解答(30min)。教师提问、点评,肯定其优点并指出需要改进的地方,综合考核作为平时成绩(占总成绩的20%)。在分析和讨论的互动过程中,充分发挥学生的主动性、独立性和创造性,培养科学型研究所需要的观察、思维、探索、分析及解决问题的能力。
学生专题讲座题目举例见表1。
在食品物性学的教学过程中,教师同时也进行着相关方向的科研工作,在课堂中可以将学科的最新研究动态穿插到各个知识点中,如在讲授食品的光学特性时,可讲述现代成像技术和现代光谱技术,如核磁共振、CT、超声、高光谱成像技术及近红外光谱技术在食品品质检测中应用的最新科研动态。
3加强课程设计提高实践能力
实验教学是食品物性学教学的一个重要环节,要在课程总学时中分配一定量的实验学时配合理论教学。在实验项目类型设计中应包含演示性、验证性、综合性和设计性实验,并应覆盖理论教学内容的重点、难点,如果实硬度计、黏度仪、物性仪、色差计、热分析仪等。也可以自己动手设计制作实验装置,如空隙率测试装置、黏弹性模拟实验装置等[11。笔者在讲述“食品质构学”时,组织同学们进行了感官评定实验,实验由二年级的研究生组织,由一年级的研究生处理数据并上交实验报告(占总成绩的20%),取得了较好的效果。以实验促使学生理论联系实际,更好地理解课堂知识,并为以后进人食品加工企业工作奠定良好基础。
关键词:仪器分析;实验;教学改革;食品科学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)18-0118-02
实验教学是高等学校人才培养过程中不可缺少的重要组成部分,能巩固学生所学的理论知识,训练学生的实验技能,培养学生理论联系实际的能力和创新能力,有助于培养学生严谨的科学思维和科学作风,是高等学校教学活动中的重要环节。为进一步提高学生的实践应用能力和创新意识,培养高素质的食品专业人才,我们为食品科学相关专业的学生开设了现代仪器分析实验教学,根据仪器分析实践课程的目标和实验的特点,针对实验教学中存在的问题,在实践过程中对实验教学内容和方法进行了实验教学改革与探索。
一、食品科学相关专业学生开设仪器分析课程的重要性
国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)明确指出“树立科学的教育质量观,把促进人的全面发展、适应社会需要作为衡量教育质量的根本标准。坚持能力为重,优化知识结构,丰富社会实践,强化能力培养。着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力”[1]。高等学校必须重视大学生创新实践能力的培养,为学生创新意识和实践能力的培养提供舞台,为其后续的科研发展奠定良好的基础。现代仪器分析是一门具有多学科交叉性和前沿性的科学,是集化学、物理学、生物化学、数学和计算机科学等多学科为一体的综合性学科,可解决自然科学领域中的关键问题[2,3]。食品科学专业的学生在专业课程学习、毕业论文研究、研究生学习和科研活动以及将来的科研和工作中都可能接触到很多仪器。另外,食品相关检测技术的快速发展也对食品相关人才对大型精密仪器的掌握提出了更高的要求,所以有必要为食品科学相关专业的学生开设现代仪器分析课程。现代仪器分析实验教学是仪器分析课程非常重要的实践性教学环节,通过仪器分析实验教学,学生能够熟悉各种仪器的基本结构和操作方法,理解仪器分析方法的基本原理,使学生受到系统的实验技能训练,培养学生理论联系实际和动手的能力[4,5],为将来从事与仪器分析专业有关的工作或科学研究打下坚实的基础。
二、明确现代仪器分析实验教学的目标
现代仪器分析实验教学要有明确的教学目标,有了目标才能设计完善的教学程序。这门实践课程的目标是通过仪器分析实验教学,使学生熟练掌握各种大型仪器操作的基本技能,同时突出该实践课程在食品科学专业中的应用,拓宽学生的知识面,激发学生对仪器分析实践课程的兴趣,提高学生运用综合知识能力和创新的能力[6]。
三、合理设计实验内容,培养学生学习兴趣,提高实践创新能力
精选仪器分析实验内容是上好实验课的先决条件,采用科学合理的方法和手段组织安排仪器分析实验教学是顺利完成实验课的关键环节,改革实验教学形式,增设科研型实验可以为学生提供个性发展、独立思考、科学创新以及提高综合实验技能的平台。为了培养学生的学习兴趣,提高学生的实践创新能力,提升学习效果,培养应用型人才,我们根据食品科学专业的学科特点,在实验课的实际教学过程中充分考虑将来学生参加工作或科研项目的实际应用需求,提出与实际生活或与食品安全、生活实际以及科学研究关系密切并有待解决的实际问题[7],引导学生积极思考,带着问题进行实验。开设高效液相色谱、气相色谱、原子吸收光谱等一些代表性的仪器分析实验技术,设置了题为食用油中脂肪酸的构成、生活用水中钙镁等离子的检测、荞麦中芦丁含量的测定等实验项目。针对同一实验项目,还为学生提供不同的实验样品,供其自主选择,调动学生的积极性、自主性和探索性,能使W生怀着解决实际问题的心态投入实验,在实验中发现问题,通过研究解决问题,帮助学生掌握实验科学的研究方法,培养学生的实践能力和科研能力。
四、开展现代仪器分析专题实验,提高学生的科研能力
实验教学的最终目的是使学生能够利用所掌握的仪器分析理论和实验技能解决实际问题。在以前的实验中,实验教师会在实验前选择好测试体系和仪器测试条件,配置好标准溶液,学生需要做的就是简单操作并得到实验数据,这会造成学生对实验的样品前处理过程完全不了解。为克服这种实验教学的缺点,充分利用实践教学提高学生的科研能力,现代仪器分析实践教学采取了分次专题研究的实验课程模式。在每次专题实践中,安排学生体验模拟科研实验研究设计的一系列科研活动,包括从实验原理讲解、实验设计、溶液的配置、样品的前处理、仪器设备的参观讲解以及仪器设备的实际操作、撰写实验报告等,并对同一专题实行连续化教学,让学生在每个专题中都能感受到一次小的科研培训机会,使学生不但参与了实验,而且通过实验提高了科研实践能力,为以后的工作和科研活动打下坚实的基础。通过这种科研专题实验模式,学生可以很好地理解实验原理,深化科研能力的培养,其优点在于:(1)将较为抽象、难以理解的仪器分析课程理论知识和实际应用、实际操作很好地结合起来,使理论知识学习和实践操作有连贯性,加强学习效果。(2)学生能在前处理过程中熟悉实验室常用仪器,如各种离心机、固相萃取装置、漩涡混合器、抽滤装置、旋转蒸发仪和冷凝水循环机等,增加学生参与实验过程的机会,是培养学生综合利用所学知识分析问题、解决问题的实践动手能力的有效途径。
五、将现代仪器分析与其他课程相结合,增加各种仪器的使用
在仪器分析实践教学及改革过程中,我们发现仅仅利用仪器分析的实验学时对于培养学生的实践能力来说还远远不够,所以我们在实际教学过程中将仪器分析的实践内容跟其他的一些实践课程联系起来,比如将仪器分析与我院的科研型食品理化检测综合大实验结合起来,在科研型食品理化检测综合大实验的实验题目中融入仪器分析的实验内容,比如我们在食品理化检测大实验中设置了实验题目,分别为食品中三聚氰胺检测、食品中兽药残留的检测、食品中有机磷农药残留的检测以及食品中重金属元素的检测,这些实验中不但包括了取样、样品的预处理和样品中有害物质的提取等,还包括了高效液相色谱法、气相色谱法、质谱的方法检测样品中有害物质等多个实验内容,将仪器分析的实验内容延伸到其他相关的实验课程,帮助学生进一步熟悉仪器分析的实验内容,还能让学生感受各种仪器在不同课程和不同科研项目中的应用,适应不同的科学实验方法和思维方法。
六、小结
现代仪器分析是一门实践性很强的课程,为了充分培养和调动学生的学习兴趣,提高学生的实践创新能力,结合食品科学相关专业学生的专业基础和专业特点,我们将食品安全等相关领域的前沿研究、热点关注和发展趋势与现代仪器分析实践课程内容相结合,开拓了学生的视野,极大地激发了学生的学习和科研兴趣,取得了良好的教学效果。
参考文献:
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记者:您是我们采访的第一位院士校长,您的老师曾评价您有很强的洞察力和把握时代趋势的能力。在“双一流”的战略背景下,学校未来建设发展的总体目标和思路是什么?
孙宝国:目前,高等教育已步入以质量提升为核心的内涵式发展的新阶段。此时推进“双一流”建设,对国家来讲是战略性方针、战略性调整,我觉得这个调整积极且及时。“双一流”应该说是每一所学校的梦想,是大学校长的梦、也是大学教师的梦。由于每所大学的定位和任务不一样,起点也不一样,不可能所有大学及学科都变成一流。我国的高等教育从精英型到大众型,再到目前的普及化阶段,各高校的分工、差异在这个发展过程中自觉不自觉地形成了。北京工商大学的教育介于精英教育和大众教育之间,更偏重于大众教育。如何实现学校自身的“双一流建设”需要学校的领导把好脉、找准方向、定准目标,尔后才能走出自己的特色之路。
在“双一流”、首都四个中心的建设以及京津冀协同发展的新形势下,学校的发展既要尊重历史、依托学校的传统和优势,又要主动适应经济社会发展需要,把国家意志、行业发展和首都需要紧密结合起来,科学定位、打造特色。2015年6月,学校第二次党代会召开,确立了学校发展的“特色、内涵、规范、质量”,明确了今后五年学校发展的总体目标和指导思想是:推进学科建设,提升核心竞争力;深化教学改革,提高人才培养质量;提升科研质量,增强科技创新与服务社会能力;加强人力资源建设,提高人才队伍整体素质;推进国际合作与交流,提高开放办学水平;深化内部管理体制改革,提升规范化管理水平;继续改善办学条件,提升综合服务保障能力;加强学校文化建设,增强学校发展软实力。也就是说,今后五年,学校的首要任务是学科建设与人才培养质量,我们希望以“一流学科建设、一流本科教育”的战略目标引领学校发展,大力深化改革、强化特色,全面提高办学水平,努力实现特色鲜明的高水平教学研究型大学发展目标。
记者:特色是学校的名片,贵校的特色学科和专业有哪些?如何依托学校特色进行一流学科建设?
孙宝国:说到北京工商大学的“特色”就必然追索到学校的办学历史。学校是在原来的北京轻工业学院、北京商学院以及机械工业干部管理学院基础上合并组建。原来的商学院、轻工学院是部委办学,有行业办学的特色和基础。学校在制定大学章程、确定“十三五”规划时,就学校的特色问题进行了反复探讨,最后达成共识:工商大学的特色就是商科与轻工学科。商科和轻工学科既是学校的历史,也是其现实,更是学校的未来。这个特色确定后,也就找到了学校今后努力的方向。但在商科、轻工学科里,具体到哪一个专业是特色,还需进一步凝练,如商科里我们的会计专业专业地位、办学水平较高,社会影响好,与中央财经大学联合培养会计专业博士研究生已十多年。此外,保险、金融、物流等专业,有行业中非常知名的专家、教授,学生参加全国竞赛也多次获奖,业内影响力大。
轻工学科的特色是食品与日用化学品。谭向勇书记在担任校长时提出学校工科以食品为龙头,这是发展的机遇,因此要举全校之力大力发展食品学科。我的本科、硕士、博士专业都是应用化工,研究的是食品香料、食品香精,为食品服务,有便利条件。前几年,因为食品安全事件炒得比较热,公众对食品添加剂很关心。我们关注到这一社会现象,本着服务社会、服务民生的职能,学校抓住发展机遇,强化特色,加强重点突破,团队在食品添加剂和食品安全方面做了大量研究,我们的食品学科发展比较快,在食品行业的影响逐渐扩大,2012年我们获批“食品(含保健食品)添加剂与安全”服务国家特殊需求博士人才培养项目;近5年,学校食品学科获得的项目资助也越来越多,仅2015年,学校在全国自然科学基金的食品学科资助项目里,超过了一些老牌名校排名第二。尤其值得高兴的是,青年教师成长迅速,2015年学校15个基金项目中就有10个青年基金。化妆品方面,2010年6月,在国家食品药品监督管理局和北京市教委的大力支持下,北京工商大学中国化妆品研究中心正式成立。目前,在化妆品研究方面,我们在全国高校中排在第一位,如研发的芦荟胶和芦荟化妆品等产品得到了广泛的好评、市场的认可,也推进了中国民族化妆品品牌的研究与国际的合作。
如何依托特色进行一流学科建设,我认为最关键的是两点:
首先,要着力加强学科建设,进一步提升办学层次。未来学校学科建设的目标就是四个一级学科博士点、两个世界一流学科、一个国家级研发平台,简称“421”。博士点对学科建设至关重要,学校现有会计、食品添加剂与安全两个博士点和“食品科学与工程”博士后流动站,希望“十三五”到“十四五”期间,能够获批食品科学与工程、应用经济学、工商管理、轻工技术与工程四个一级学科博士点;力争经济学与商学、农业科学技术两个学科进入ESI全球排名前1%,建成世界一流学科;打造高水平创新平台,加强科研团队建设,建设好“食品添加剂与配料研究中心”国家级的研发平台,并通过加强国际合作、校外合作等加强学科建设。借力于京津冀协同发展战略,今年学校分别与天津商业大学、河北经贸大学联合成立了“京津冀经济学学科协同创新联盟”,与天津科技大学、河北科技大学合作签约了“京津冀轻工类高校协同创新联盟”,与天津财经大学、河北大学合作成立了“京津冀商科类协同创新联盟”,这三个创新中心将有助于高校开展合作研究,增强学校服务京津冀经济社会发展能力,为京津冀协同发展提供人才和智力支持。
其次,要以国际化为抓手促进质量提升,积极推进国际交流和合作。一是要扩大国外留学生特别是硕士层面的招生数量,增加留学生攻读学位人数,通过人才培养提升社会知名度。二是积极推进教师的国际化水平,通过引进海外人才、选派教师出国培养、聘用外籍教师等方式,促进教师队伍的国际化。三是继续开展国际科技合作,鼓励教师与国外高校开展合作研究项目,并出台措施予以保障。目前,学校和中国农业大学共建的北京市食品营养高精尖创新中心,我担任中心主任,其中的研究骨干50%是境外的,大都是这个领域内的专家,大家通过合作共同推进对食品营养的研究。在食品科学研究方面,今年6月,学校与施普林格・自然(Springer Nature)旗下的自然科研集团(Nature Research)、国际食品科学技术联盟(IUFoST)达成协议,三方合作出版具有高影响力的开放获取期刊《npj-食品科学》( npj Science of Food )。期刊将于今年上线,并努力在五年之内打造成世界食品界第一的期刊。在服务国家“一带一路”战略及中巴经济走廊建设方面,我们积极加强与沿线国家高校合作,在巴基斯坦驻华大使馆的支持下,在学校经济学院建立了北京工商大学巴基斯坦研究中心。四是大力拓展外部合作渠道,寻求高水平的国际合作办学伙伴,提升国际合作办学的层次和水平,促进学生培养的国际化。
记者:我们知道,一流本科教育是“双一流”建设的重要基础。请谈谈“一流本科教育”的具体举措?
孙宝国:本科教育在人才培养工作中占据基础地位,是大学教育的主体组成部分,也是大学办学声誉的重要载体。坚持“本科为本”,是我国一流大学建设的必然选择。
纵观国外一流大学,普遍将本科人才培养和本科教育质量放在学校发展的重要战略地位,将培养一流本科生作为学校发展的坚定目标和不懈追求。例如:世纪之交,美国有关机构了《本科教育重建―美国研究型大学发展蓝图》,提出“重建以学生为中心的研究型大学本科教育”,推动了美国研究型大学的教学改革。这对我们推进中国特色、世界一流高水平大学建设具有重要的启示和借鉴。
近五年,学校一直在大力推进和深化本科教学综合改革,强调学生培养的“质量”。学校围绕“质量优先、内涵发展”的战略主题,秉承“育人为本、理论为基、应用为重、创新为先”的教育教学理念,立足于学校的办学传统、办学优势和办学定位,明确学科专业特色和服务面向,构建适应经济社会发展要求的人才培养体系,培养符合国家经济社会发展要求,德才兼备、知行合一、具有创新精神和实践能力的高素质人才。
近两年,我们推出了如下举措:
一是进一步规范考试管理,从2014级开始实行学生集中考试。2014年11月,学校首次期中集中考试顺利进行,千余名学生同场考试。大部分师生反映大考场的设置提供了一个公平的考试环境;从实际效果来看,“千人大考”通过严肃考风考纪,不仅降低了作弊率,也有利于良好学风和校风的建设;不少媒体对此做法予以关注并报道,集中考试的做法一直延续至今。
二是加强英语和数学等基础学科的教学,加大对学生的奖励。英语方面:第一,从2015级开始实行英语分级教学,根据入学英语分数分成10级因材施教。学有余力的学生,还可以学习法语、西班牙语等其他语种。第二,制定了奖励政策。对国家四六级英语考试中成绩优异的学生予以奖励,目前已经开展了三次奖励,导向的效果不错。数学方面:针对现在学生中较多出现的数学弱项和考研数学问题,学校加强了数学教学,鼓励学生参加校内外数学竞赛,加大奖励力度,起到了良好的效果和导向作用。
三是制定“十三五”本科人才培养质量目标,确立学生培养的标准性指标“369”。“3”是指在“十三五”末,应届毕业生的考研和出国读研的比例要超过30%,鼓励学生勤学上进,提高毕业生的考研出国深造率,并鼓励学生实现高水平就业;“6”是希望有60%的学生在毕业时英语水平达到六级,具备较好的对外交流或出国工作的语言能力;“9”是指学生的英语四级通过率超过90%。“369”这个指标虽然不是人才培养质量的全部,但它是可量化的一个标志性指标。经过师生共同努力,“369”指标的达成,一方面,将彰显学校本科人才培养的质量;另一方面,让学生在学校有更多的获得感,得到社会更大的认可。
记者:在贵校的“双一流”建设中,您遇到的最棘手的问题和最高兴的事情分别是什么?
孙宝国:最棘手的问题是教师队伍的规模、质量既要有量的增加,又要有质的提高,以及学校特色的进一步凝练和创新。教师队伍方面,不仅整体规模需扩大,要增加教师人数,还要提高队伍的质量,两方面都很紧迫。所以,人才引进和培养要坚持“挖大树与栽小树”同时进行。“挖大树”是高层次人才引进;“栽小树”是指培养青年教师,两方面对学校的发展都非常重要。
虽然现在学校商科和轻工的特色已经凝练出来了,但是专业、学科、研究方向的特色需要进一步凝练,尤其是每一个教师的研究方向和特色还需凝练。学校实现转型的重要任务是由单一的以教学工作为主逐步转变为教学、科研和服务工作并重,这也需具体落实到各个学院,细化到对教师教学、科研和社会服务三方面工作的考核,这是保证学校顺利实现转型的基本要求。一方面,教师们要通过提升基础研究论文质量来实现ESI前1%的目标,更重要的是要围绕国家的创新驱动发展需要来建设一流学科。另一方面,教师们的意识观念和能力需要进一步转变和提升,要坚持基础研究和应用两手抓、两手都要硬。
最令我高兴的是学校制定的发展目标和“双一流建设”目标、人才培养质量得到了学生的认可。经过几年的发展,我们体会到,改革要达成共识,要得到师生的拥护,学校的改革发展,更需要师生的齐心合力。
微访谈:
记者:您的座右铭是什么?
孙宝国:天道酬勤。
记者:您认为好学生的标准是?
孙宝国:勤奋、好学、有上进心、有责任感。
记者:您认为什么样的教师是好教师?
孙宝国:喜欢学生、有爱心,能够发现学生的优点加以引导,是学生的良师益友。
记者:您心目中一位好的大学校长应具备哪些素质?
孙宝国:了解大学的历史、现实,把握学校未来发展的方向、特色,扬长避短,在激烈的竞争中找准位置,在人才培养上得到学生的认可。校长是学生的师长、是教师的榜样、是师者之师。
记者:对您影响最大的一本书(几本书)?
《食品试验设计与统计分析》是一门理论性与实践性较强的专业基础课。为了推动食品科学的发展,常常需要进行科学研究,这些研究都离不开调查和试验。进行调查或试验首先必须解决的问题是如何科学合理地进行调查或试验设计。通过本课程的学习使学生能够科学地整理、分析所收集的数据资料,揭示数据资料的规律性,合理地进行试验设计,从而培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高,富有时代特征、创新精神的高级应用型、复合型食品科技人才。笔者在教授这门课程的过程中有一些感想,现将教学体会介绍如下。
一、课前要认真做好备课工作,课后改进教学内容和方法。
《食品试验设计与统计分析》这门课程不仅与数理统计知识紧密联系,而且与食品科学密切相关。上课前只有做到备课充分,知识熟悉,确定明确的教学目标,上课时才能胸有成竹,有的放矢。
教师对全书的知识结构要熟悉,以便整合教学内容。这门课程的教学内容框架可以体现为:概念、公式、例题、习题的正确性和准确性;知识结构的合理性和系统性;思维过程和计算方法的灵活性和多样性;试验设计和统计方法的运用等。上课前,应多与教授《统计学》的教师交流,向他们拜师学艺,多听老教师的课,吸取老教师的教学优点,积累教学经验。平时阅读参考书籍和文献,搜集大量资料丰富教学内容。利用假期时间,到番茄酱厂、酒厂等企业调研,综合食品生产的实际问题,提炼教学素材,在教学中运用这些实例,做到理论与实践相结合,把学生从抽象的数学公式中解放出来,更好地让学生理解这门课程的实际应用价值。
课后写出课堂的教学后记,哪里讲得好,哪里讲得不好,及时总结经验与不足。课后教师走访了很多同学,向他们了解学习本课程的学习感受,要求同学们提一些好的建议和讲课中的不足之处,通过对教学内容和方法的改进和调整,组织好教学以满足同学们的需要。
二、课堂教学采用提问、答疑、课堂讨论等教学方法,调动学生的学习积极性。
根据本院“食品科学与工程”和“食品质量与安全”两个本科专业教学培养方向的需要,对教材内容进行有重点的介绍,以基础知识为主体,重在深入讲解《抽样分布与理论分布》、《统计假设检验》、《方差分析》、《正交实验设计》和《均匀设计》五章实用性较强的内容,灵活运用教学方法,使学生较好地把握教材内容,能够对例题举一反三,为本科生毕业论文的试验设计和毕业后的科研、生产打下坚实的理论基础。课堂教学中,采用提问、答疑、课堂讨论等多种教学方法,加强教师与学生的互动,最大限度地调动学生的学习积极性,增强学生的求知欲。课堂提问是教学过程中的一个重要环节,也是增强教学效果的有效途径。提问学生容易混淆的问题,如“准确性”和“精确性”的概念,“正交设计”和“均匀设计”的区别等,结合实例提问容易混淆的问题,让学生进行比较和鉴别,促使学生开动脑筋,达到事半功倍的效果。平时鼓励学生回答问题和上黑板做题、写公式,把学生的表现记入平时成绩,极大地调动了学生的学习积极性。教师要求学生对自己的毕业论一份试验设计报告,对报告给予评估,并且针对课后作业中常见的数据处理问题给予分析和答疑,这样做深化了学生对概念、公式的认识,学生解题出错率明显降低。
课堂讨论是鼓励学生创新和发现问题的重要手段,特别是让学生发现教材中、教学中和生活中的新概念、新问题、新方法。将学生发现的问题或创新成果在课堂上进行讨论,从而培养学生的创新精神。根据学生所讲内容列出讨论题,所列的讨论题大部分都是食品企业遇到的数据处理问题,对教学中的重点、难点及带有研究、探讨性的问题,让学生查阅有关资料充分准备后再讨论,不怕学生说错,就怕学生没有想法。对那些持不同意见的学生提供发表意见的机会,还要尽量体现出问题答案的多面性,使学生在谈自己的理解时,不会有怕答错的顾虑,做到畅所欲言。最后由教师对讨论进行归纳总结。课堂讨论对于培养学生的创造力、拓展思维有较大益处。
三、利用网络资源和统计软件,开展多媒体教学。
针对试验设计与统计分析课程的特点,首先从互联网搜集统计学资料,根据查阅的电子资料和授课知识点制作幻灯片,开展多媒体教学。在教学中采取幻灯片课件与板书相结合的方式,督促学生认真记笔记。利用多媒体教学从多层次、多角度具体、形象地呈现抽象的统计理论,提高教学效率。《食品试验设计与统计分析》是与计算机紧密结合的一门课程,所能利用的统计教学软件很多,如SAS、SPSS、DPS、Excel等。课堂教学中利用相关软件如Excel既可对调查资料进行科学的分类汇总和数值计算,又可据此将整理后的资料编制成统计表、绘制成统计图,加强学生对例题的理解。
本课程是一门实践性和应用性很强的课程,实践性教学环节极为重要。在实践性教学方面,本课程重视统计数据计算和分析的实践教学,要让学生学会软件的操作。要求学生课后上机利用软件解出习题,由学生亲自去实际操作软件,深化学生对统计理论及计算过程的理解,提高动手解决实际问题的能力。学生除了从课本中获得数据处理的知识外,还可以从文献及互联网等传播媒介的数据报告中获得数据处理的题材,扩大视野,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
以上是作者对《食品试验设计与统计分析》这门课程的教学体会,通过运用这些方法教学,探索对课程进行改革和完善,学生对这门课的兴趣、学习态度及成绩均有大幅度的提高。学生已经深刻认识到《食品试验设计与统计分析》是科学研究和生产管理的重要工具。
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中图分类号TS2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)106-0127-02
近几年,因城市工业化日渐加深,使得环境问题越来越严重,人们对食品安全的关注也越来越多,食品安全已经成为牵动人心的焦点问题。然而,对于现在的食品检测,传统的方法已经与现代社会发展需求完全脱轨,当前在食品检测中广泛应用的是PCR技术、生物芯片、基因探针法、生物传感器技术、免疫技术等生物技术。眼前,人们越来越关注食品安全,即是食品质量的安全。在我国,影响并制约食品安全的因素有很多,比如法规法律尚不完善,政府监管松懈以及科学技术上遭遇“瓶颈”等。因此,生物技术的广泛应用使人们实现了简便快捷、特异性强、灵敏度高的食品检测方法。
1基因探针法
基因(DNA)探针法又称分子杂交技术,其原理是利用基因的重复性、变性和其碱基互补配对的精确性来探查某一DNA序列的新技术。当前,DNA探针杂交法有两种,分别同相杂交和异相杂交,其技术的关键就是构建基因探针。近几年,基因探针杂交技术十分广泛的应用于食品微生物的检测中,如今可检测食品中存在的大肠杆菌、沙门氏菌、李斯特氏菌、葡萄球菌和志贺氏菌等。相较于传统的检测方法,DNA探针技术在克服了传统检测方法缺点的同时,其操作简便快捷、灵敏度高、特异性强的优点使食品检测结果更精准。但是,DNA探针技术也存在着速度慢、成本高、效率低等局限性,在今后的科学研究中还需改进。
2 PCR 技术
PCR技术的原理是以需要扩增的DNA分子作为模板,用分别和模板互补的一对寡核苷酸的片段作引物,遵从半保留复制原则,在DNA聚合酶的作用下完成扩增,因此,又称聚合酶链反应技术,由变性、复性和延伸三个步骤构成。仅需要用很少的物质便可大量扩增所需的基因片段,并可以定量、定性地分析检测样品,这是PCR技术的一大优点。与此同时,由于检测仪器昂贵,操作复杂、技术含量较高,因此对其技术人员有较高且严格的要求。由于现在分子生物学技术正在突飞猛进的发展,转基因食品已经随处可见,由此可见转基因食品逐渐进入了人们的生活,它们在人们的餐桌上出现的同时,转基因食品的安全性也倍受人们的关注,成为了百姓饭前茶后所谈论的热点话题。由于在传统的食物中,并不存在转基因食品中的蛋白质和新遗传物质,使消费者存在隐忧。为了让人们的健康有一个可靠的保障,使消费者消除顾虑,让商品流通和国际贸易更加有利,研发一个快速、简便、准确的食品安全检测技术迫在眉睫。
3 免疫学检测技术
免疫学检测技术的基本原理是抗体和抗原的结合反应,一般可将其分为三类:免疫沉淀反应、免疫标记技术和免疫凝集试验。目前,免疫学检测技术在检测方法中用途最为广泛,其具有方便快捷、特异性强、检测成本低、灵敏度高、分析容量大等特点,特别表现在食品检测方面,在分析蛋白质的结构中通常会用到。当前,免疫技术中的酶联免疫法已在食品检测中得到普及。近几年,在传统检测方法的基础上,免疫学开发出新的检测技术,其中包括放射免疫测定、荧光免疫测定、免疫传感器、免疫磁性分离和酶免疫测定,比如PCR-ELISA技术,就是将酶联免疫技术与PCR技术结合,可用于检测大肠杆菌,效果良好。酶联免疫技术是将酶标记在特异的抗体上,即为酶标抗体。它具有酶的底物催化和抗体抗原反应的特性,它和与它对应的抗原相结合,添加底物,便可依据底物显色程度作出定量或定性地判断。由于酶的催化效率高,能够最大限度的将反映效果放大,使测定结果稳定且灵敏度高。但其也具有局限性,因此多数用于检测鲜活组织和基因工程生物体改造的初步检测。
4生物芯片技术
生物芯片技术的原理是按照预先的设置将大量生物分子排列并固定在载体表面,因为生物分子具有特异性亲和反应,可利用其对生物分子的量和存在进行分析,比如抗体抗原反应和核酸杂交反应等。高通量是基因芯片最为突出的优点。相较于传统检测方法,生物芯片技术可克服具有系统误差的缺点,许多基因探针杂交和标记等只需一个过程即可完成,并且生物芯片技术自动化程度高且其数据可靠客观。但是由于基因芯片技术无法判断在细胞类型较多的组织中检测基因的精确定位。与基因芯片相比,处于研发中的蛋白质芯片可能将此种情况改善。
上文中论述的生物技术在食品检测方面其运用前景是十分广阔的,除此以外,逐渐会有越来越多的更加先进的生物技术在食品检测中得以应用,它的前景很值得期待。
由于生物技术具有高效、经济等特点,广大科学研究人员对其越来越认可,在食品检测中生物技术成为了重要的力量。在我国科技不断发展科研人员不断努力创新研究的背景下,在今后的食品检测中,生物技术一定会更加成熟的应用其中,使我国的食品质量安全得到保障。食品安全不仅关系到人类的健康,更与国家的经济、政治息息相关。近几年,我国大力推进食品检测技术及食品安全的应用及研究,并增强了相应法规法律的制定。与此同时,还需大量投入资金在食品检测的技术研究中,并对食品科学技术的专业队伍加强建设。综上所述,生物技术在食品检测中已经愈来愈显其优越性,但其检测方法或多或少都存在着局限性,因此在其应用中需要搭配和选择使用,同时也期待生物技术的改进、优化以及创新,为食品安全提供可靠保障。
《普通生物学》是河南科技大学食品与生物工程学院生物工程、食品科学与工程和食品营养与安全三个本科专业开设的主要专业基础课程。它是一门研究生命的现象与本质及活动规律的科学,它包括了生命的各个方面,从生命的化学组成、细胞的结构与功能、个体生物学、生物的多样性,到生物的遗传、进化及生态、现代生物技术等方面的系统知识体系,是生物学的一个缩影和通论[1]。该课程主要是让学生了解生物界的概貌和普遍规律,拓宽知识面,打下扎实的生物学基础,提高整体素质,为今后专业基础课和专业课学习奠定良好的基础。根据近几年来的教学体会,结合学院实际情况,我们对教学实践中应把握的一些重点问题进行思考,并提出了自己的建议和看法。
一、根据不同专业培养方案,优化教学内容
我们结合专业方向及后续的专业课程来安排教学内容,为今后学生学习打好基础。由于专业基础课涉及面广,很难做到面面俱到地讲解,而讲得太多又容易与后续专业课“撞车”,我们根据学科专业的设置和专业后续的课程对重点要讲解的内容进行合理安排。如食品与生物工程学院《普通生物学》教学面向食品科学与工程、食品安全与营养及生物工程三个专业的学生,三个专业培养方案又各不相同,后续开设的专业课程又有所不同,因此针对不同专业对内容进行调整。生物工程专业后续还将开设像《细胞生物学》、《生物化学》、《植物生理学》、《动物生理学》、《遗传学》和《基因工程》等专业基础课和专业课,而有关细胞的结构和功能、生物的营养方式、能量和物质代谢、遗传变异和基因表达调控等方面的内容会陆续在这些课程中做更详细、更系统的讲授。因此,在保证《普通生物学》课程体系合理、科学,教学内容全面、系统、不发生大的跳跃的前提下,内容宜广不宜精,相关内容可由相应学科系统地讲授。而食品科学与工程、食品安全与营养这两个专业后续课程与生物工程专业课程不同,因此像细胞的结构和功能、能量和物质代谢、遗传变异和基因表达调控等内容在高中知识基础上还要深入展开讲解。不仅如此,我们还增加了微生物及其代谢部分的内容,为学生进一步学习《食品微生物学》和《食品酶学》等课程打下了坚实的基础。
此外,在大学里面普遍实施学分制后,专业基础课的课时相应受到压缩。因此,在课程中对于这些高中已经讲过的基础知识,如生命的物质基础和结构基础、人的消化系统及其功能、人的呼吸系统及其功能、人的骨骼和肌肉系统等方面的内容不再做过多解释,而是遵循循序渐进的原则,采取以提问和布置作业的形式进行回顾。在考试题目中也适当加入基础知识点的考点,保证学生能有比较良好的学习效果。
二、多媒体教学与传统教学相结合,增强教学效果
教学方法是实现教学目的和教学任务的有效保证,教学方法适当与否,直接关系到教学效果的好坏,决定教学的成败[2]。《普通生物学》中的有些概念或理论过于抽象,单凭老师口头讲授难以理解透彻,因而易使学生产生厌学情绪。而利用现代多媒体技术可以将各种文本、图形、图像、动画、视频、音频信息自由表达,从不同角度、不同层面上对教学内容做细致、深入、透彻的讲解,以便把知识生动形象、直观具体地展现给学生,有效地激发学生学习的积极性,提高教学质量,取得事半功倍的教学效果。如讲细胞的有丝分裂和减数分裂过程、蛋白质的合成、光合作用和呼吸作用、受精作用、血液循环系统、尿的形成过程、条件反射、重组DNA技术等知识时,我们为学生提供形象逼真的画面,化静为动、化抽象为直观,有效激发了学生的学习兴趣,提高了学习效率,强化了教学效果。另外,多媒体教学还节约了教学时间,缓解了教学内容多而课时少的矛盾,而且有利于教师讲清难点,突出重点,减少笔误和口误。
多媒体教学虽然有以上优点,但并非用得越多效果就越好。多媒体教学也存在一些缺陷,如师生课堂互动难以把握、信息量大、学生记笔记困难等。现代技术手段和传统教学方式的选择必须综合考虑实际课程和教学内容,取长补短,优化课堂教学,达到增强教学效果的目的。因此,在教学过程中运用多媒体技术并结合传统板书会收到更佳的教学效果。
三、加强实践环节,促使学生理论联系实际
生命科学是实验科学,创造及完善实践教学条件,让学生进入实验室做生物学实验是必要的。借助实验可有效地提高学生对生命科学基本原理和方法的进一步理解,使实验教学与理论教学之间能合理衔接[3]。过去《普通生物学》实验内容基本集中在一些简单的验证性实验,如细胞形态的观察、细胞及细胞器大小的测量等。该类实验只注重学生基础知识的培养,不利于激发学生的创新性,因此需要进一步提升普通生物学实验的教学水平,建立比较完善的内容体系。但目前我院受到多方面的限制。一是资金问题。要加强学生的技能培训就必须加大对实验室建设的投入,增加实验室面积和实验仪器的台套数。目前学院利用国家与地方高校共建项目资金,补充购买了一批仪器,如PCR仪,酶标仪,紫外可见分光光度计,以及一些电泳、层析设备,现已经陆续到位,为开展综合性实验和探究性实验奠定了基础。二是《普通生物学》实验教学内容体系还需不断完善。作为基础课程的《普通生物学》如何与后继课程的教学目标相辅相成还需要不断进行探讨,这需要多门课程的共同协调。
在教育实践中,“产学研”合作教育,将理论教育与实践教育及创业教育有机结合,使培养的学生更具全面素质、综合能力,在就业上更具竞争力[4]。为此,我们鼓励学生根据教学内容提出自己的问题和想法,在教师指导下申报学校大学生创新项目或实验基金项目,进而培养学生进行科学研究的兴趣,训练学生理论与实践相结合的技能。如我们学院建有开放性研究实验室的平台,为学生在课余时间独自设计和进行科学实验创造了很好的条件。另外,我们还鼓励学生参加我院大学生创业中心的各种创业活动,比如酸奶的制作,各种饮料、果酒等中高档产品的生产,以及参与调研食品厂的工作,从而达到学以致用的目的。
四、改革考核方式,全面评价学生学习效果
课程考核作为教学活动中的重要环节,不仅是检验和评估教学质量的重要手段,而且是给学生提供改进学习的信息,激励学生主动学习、认识不足、确定能力锻炼方向的重要途径,更是教师收集反馈信息,分析教学得失,确定能力培养方向,改进提高的重要途径[5]。然而以往该课程的教学考核基本以“试卷+分数”的方式为主,即闭卷考试多,开卷考试少;理论考试多,实践能力考查少;“一卷定论”评价多,数次考核综合评价少。在成绩评价时,总评成绩完全按照期末考试成绩给出或者仅加入平时考勤作业成绩按比例计算得出,没有考虑学生能力发展、个体差异等重要因素,简单武断。这种传统、单一的考核方式,导致学生考前要求老师划范围,考试作弊的现象屡禁不止,而老师学生只关注考核结果,忽视考核过程,极大地限制了学生自主探索学习的积极性,不利于学生技能的提高与创新素质的培养。
鉴于此,教研组决定将成绩考核方式改革作为教学改革的重要组成部分来抓,实现考核方式灵活、恰当,考核方法开放、多样,评价模式合理、公正,最大限度发挥考核的反馈与激励导向作用。主要采取以下策略:第一,建立试题库,实行教考分离。也就是说,《普通生物学》考试试题由教研室根据教学大纲统一组织出题,而任课老师只是参与一部分,考试时,由教研室从试题库中随机抽取,这样可以避免学生考前强求划定范围的现象发生。第二,加强过程考核,增加平时成绩占课程总成绩的比重。课程成绩将由平时成绩(含期中考试、课堂讨论、实验成绩、出勤等)和期末考试综合确定,而不再是原来的“一次考试定成绩”,从而在一定程度上杜绝学生平时不努力、考前抱佛脚的现象产生。第三,闭卷考试要实行集体流水阅卷,统一标准评分。考核方式的优化可以从根本上培养学生的创新思维能力,使学生既掌握基本知识又提高实践能力,真正做到与专业培养目标相一致。也可以使教师及时改进教学方法、改革教学内容,切实发挥考核的评定、诊断和反馈、预测、激励、调节、引导等作用,达到以考促提高教学质量的效果。
《普通生物学》作为一门专业基础课程,其教学改革是一项系统的改革,目前我们还处于摸索和实践阶段。近几年的实践表明,《普通生物学》的教学质量得到一定程度的提高,也受到了广大学生的普遍欢迎。但是,教学改革的探索是无止境的,只有不断探索、不断求新、不断实践、不断总结,才能达到提高教学质量,全面提高学生综合素质的目的。
参考文献:
[1]邓维安,韦仕珍.普通生物学课程实践教学的改革与探索[J].河池学院学报,2009,29,(2):52-54.
[2]宋玉芝.浅谈生物学教学方法[J].气象教育与科技,2005,27,(1):7-10.
0 引言
进入21世纪以来,工业糕点以其携带方便、营养丰富、口味独特的特点,在全国各地一时间成为最畅销的食品,各种生产糕点的企业如雨后春笋一样在全国各地兴起,但是由于糕点在我国起步较晚,大部分的企业不具备相应的技术能力,加之许多企业盲目追求量而忽略了糕点容易发霉的问题导致了产品在保质期内大量出现发霉退货给企业造成很大的经济损失和市场损失。脱氢醋酸钠又叫脱氢乙酸钠,是一种高效的防霉防腐剂,进入80年代以来我国对脱氢乙酸钠的研究逐步加强。张伟敏等研究表明脱氢醋酸钠在偏碱性条件下依然具有较好的防腐效果,特别是在产品对灰绿色青霉菌和黑曲霉菌的抑制作用比苯甲酸钠大2.5倍,且受到的热加工影响较小。另外脱氢乙酸钠还具有安全性高对人体危害小等优点,在近些年食品应用中具有良好的效果[1],杜茂荣等研究表明脱氢乙酸钠与丙酸钙按照2:3复配在面包中使用既能够减少对酵母菌生长的影响又能够最大限度的防止霉菌的生长[2],应用后效果明显。针对这一情况作者结合自己近些年在烘焙领域的研究提出了以脱氢乙酸钠为主,以葡萄糖酸内酯为付的一个防腐剂复配方式,在符合国家的GB2760标准的情况下合理调整添加比例,使其达到最好的效果。
1 材料
1.1 防腐剂
脱氢乙酸钠,南通奥凯化工有限公司;
葡萄糖酸内酯,上海迪洛食品有限公司。
1.2 仪器与设备
电子天平,恒温恒湿培养箱,电烤箱,打蛋器,烤盘等。
2 方法
2.1 蛋糕配体制作
蛋糕基本配方鸡蛋600g,面粉524g,水15g,食盐6g,白砂糖450g,山梨糖醇42g,甘油45g,全脂奶粉28g,淀粉35g,大豆油360g,乳化膏6g,单甘脂15g。
制作工艺:浆料制作按照分步制作,现将鸡蛋、水、食盐、白砂糖、山梨糖醇、甘油、全脂奶粉、淀粉、乳化膏、单甘脂慢速搅拌1分钟然后快速搅拌3分钟,然后加入大豆油,中速搅拌3分钟,最后加入面粉慢速搅拌3分钟;将打好的浆料注入带有纸托的蛋糕模中,然后入烤箱(上火185摄氏度,底火180摄氏度,22分钟)-出炉包装。
2.2 单体防腐剂防腐效果对比
脱氢乙酸钠的添加量:按照总量的2126g计算,依次
添加量为0.5‰(1.063g),0.4‰(0.8504g)、0.3‰(0.637g)、0.2‰(0.4252g)、0.1‰(0.2126g),共五组。
内酯的添加量:按照总量的2126g计算,依次添加量为3‰(6.378g)、2.5‰(5.315g)、2‰(4.252g)、1.5‰(3.189g)、1‰(2.216g),共五组。
以上均在第一步鸡蛋搅拌过程中加入,另外设定一组不加入上述两种物质的空白实验组,产品做好以后在洁净环境中冷却至室温后进行封装,然后放入温度30摄氏度,适度70‰的条件下,此状态下是霉菌最佳的生长温度[2],根据国标GB 20977规定,热加工蛋糕的霉菌数量小于100cfu/g。通过定期检测微生物来判断产品的保质情况。
3 分析与结果
试验中脱氢乙酸钠的添加量按照GB2760规定量内添加试验结果如下:
由表1、表2、中可以看出添加葡萄糖酸内酯和脱氢乙酸钠对霉菌均有一定的抑制作用,但是脱氢乙酸钠的效果要优于单纯放葡萄糖酸内酯。
表1中可以看出当按照国家规定的范围放置脱氢乙酸钠防腐剂时候在三个月后就会出现霉菌超标的情况,因此说只单纯的放脱氢乙酸钠不能解决蛋糕防腐的问题。
查询资料我们得知山梨酸钾、丙酸钙属于酸性防腐剂在PH大于6的情况下几乎无效[3],双乙酸钠的添加又对产品的口感带来明显的影响,因此不宜在蛋糕中使用[4]。因此只能选择脱氢乙酸钠作为蛋糕主体防腐剂使用,葡萄糖酸内酯在GB2760中属于酸度调节剂,但是其本身具有一定的防腐作用[5],可以作为脱氢乙酸钠防腐剂的辅助防腐助剂使用。但是由于其添加量大于3‰就会使得蛋糕有明显的味道变化,而在添加量小于2‰防腐效果又没有明显的体现。
因此设计以脱氢乙酸钠0.5‰为基数搭配2.0%,2.2%,2.4%,2.6%,2.8% 3.0%六组实验对比。
由表3我们可以看出随着葡萄酸内酯的添加量的增加脱氢乙酸钠的防腐效果也随着增强,特别是当0.5‰脱氢乙酸钠+3.0‰葡萄糖酸内酯加入到蛋糕中时候基本可以达到6个月的霉菌不超标现象,说明了两者搭配还是可以达到基本的防腐要求,通过产品的口味测试我们发现当0.5‰脱氢乙酸钠+2.6‰葡萄糖酸内酯情况下产品的口味影响较小而且防腐效果较好。
4 结论
脱氢乙酸钠本身具有良好的防霉效果但是在国家法律规定的添加量内无法满足6个月蛋糕保质期的霉菌控制,葡萄糖酸内酯本身除了酸味调节剂以外还具有一定的防腐效果,因此两者搭配可以明显提高产品的防霉效果,试验表明0.5‰脱氢乙酸钠+2.6‰葡萄糖酸内酯复配的情况下在糕点中应用可以达到产品6个月的基本防腐要求,能够在重油蛋糕中广泛的使用和推广。
参考文献:
[1]张伟敏,蒲云峰,钟耕.脱氢醋酸钠的研究概况[J].重庆:西南农业大学食品科学学院.中国食品添加剂,2005:96-99.
[2]杜荣茂,刘梅森,何唯平.脱氢醋酸钠、丙酸钙及其复配形式在面包防中的防腐作用[J].深圳:深圳海川实业股份有限公司,中国食品添加剂,2004(04)72-74.
在2006年召开的“中国方便面营养安全论坛”上,中国农业大学食品科学与营养工程学院胡小松教授介绍了中国农大近年对方便面中丙烯酰胺进行的研究。结果表明,油炸方便面中丙烯酰胺的含量相对较低,不同品牌几十种方便面中丙烯酰胺的平均含量范围在15~80微克/千克。这个数值范围与美国、欧洲、日本卫生部CDC检测的数据基本一致。丙烯酰胺的含量存在一定的波动,主要是由于不同厂家原料的生产工艺的差异略有不同。而反观非油炸方便面,它主要是采用热风干燥脱水,其丙烯酰胺的平均含量约为50微克/千克,比一些油炸的还高。专家使用统计学原理分析,认为油炸与非油炸方便面在丙烯酰胺含量上不存在差异。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)40-0127-02
一、引言
在我国,大学生科技创新性实验计划是一个综合性较强的课外教学活动,通过该课程的实施,促使大学生对科技兴趣大大提升,此外对学生们的创新思维、创新精神及创造能力等方面也起到了良好的推动作用。本课程由华中农业大学食品科技学院主开,面向全校各专业不同年级的本科生,结合食品科学工程创新性实验项目“多风味冻干速溶蔬菜蛋花汤”的实践,着重使学生初步掌握实验科学的基本思想和方法,了解实验研究的基本方法。学生能够自主设计实验方案、开展探索研究、提出创新设想并进行数据分析处理和撰写实验报告,提高学生的分析能力和创新能力,提高学生的科学素养。通过本项目可以培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风,认真严谨的科学态度,积极主动的探索精神,遵守纪律,团结协作,爱护公共财产的优良品德。
二、现代食品新产品新技术的开发与科研创新思维相结合
1.创新实验项目选题与技术发展新技术相结合。学校的基础理论培训是创新性实验的重要基础来源,科技创新并不是凭空产生的,而是要在一定的科研研究之上继承发展。因此一个学校的科研基础也直接决定了该学校开展创新性实验的深度与广度。华中农业大学食品科技学院蛋品科研团队,经过近十年在蛋品的基础理论、新技术、新方法、新标准等方面的深入研究,做了大量的基础工作。同时也指导多届本科生与研究生深入企业第一线,将科技进行转化的成果进行展示。指导教师的科技思维与科研成果转化为创新性实验内容,有利于保持实验教学的先进性,有利于学生在本科学习阶段就能接触本学科的科技前沿,学习科学研究的新技术、新方法、新知识,更有利于创新意识和创新能力的培养。
2.选题与食品科学应用背景结合。本次创新性实验课程内容为方便型速溶蛋花汤加工及品质测定,该选题是基于现代人们生活水平的提高,生活节奏加快,消费者对方便食品需求的数量和质量都在不断地提高,冻干速食品具有很好的发展前景。教学研究紧密结合现代食品发展需求,采用现代食品加工技术手段――真空冷冻干燥技术,合力开展产品开发研究。蛋花汤是一种以鸡蛋为主材料并添加其他辅料所制成的汤品。是一种制作简便、家庭餐桌上常见的大众化汤菜。在制作过程中,冬春季搭配小白菜等绿叶菜;夏秋季搭配玉米粒或者黄瓜等,口味清鲜,色彩鲜艳,营养丰富,容易被人体消化吸收。蛋花汤无论在家庭中还是在餐馆里,都是一道深受消费者欢迎的美食。在制备蛋花汤的过程中,如果能使用现代真空冷冻干燥技术,即可实现蔬菜汤的方便快捷化。真空冷冻干燥技术是把含有大量水分的物质,预先进行降温冻结成固体,然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来而达到干燥的目的。真空冷冻干燥技术应用于食品干燥所获得的物料具有许多优点,物料基本保持了新鲜原料固有的色泽、风味和香气,营养成分高,由于冻干过程基本都是在低温、缺氧的条件下进行的,这使得营养成分损失极少,并且具有良好的复水性。
3.研究内容全面又不失创新性。此次创新实验在内容与实验设计方面实现多种形式创新。首先,同学们在充分查阅文献和市场调查的基础上,从营养、色彩、口味多方面考虑经过投票的方式,确定研究四种产品。分别为速溶什锦蛋花汤、群英荟萃蛋花,排骨苋菜蛋花汤、冰糖米酒蛋花汤。在项目中学生需掌握蔬菜原料预煮处理,冷冻干燥技术手段对蔬菜、蛋花形成的质构、色泽特性的影响。还需要研究复水处理对产品的溶解性、营养性、溶解后稳定性及感官品质的影响。完成冷冻干燥方便汤块的复水、食品的感官评定、营养评价以及包装,后期设计产品外包装的设计和潜在的消费者类型的分析。项目的实施旨在让学生们在创制新产品的过程中不只是简单地考虑“我想做什么”,更要探索和洞悉客户需要什么,市场需要什么。学生初创设计的小产品可能在规范性方面拼不过大宗企业的商品化产品,但从消费者的特定需求出发,甚至创新的需求,本项目的实施便能使学生们发现另一片新的天地。
三、过程创新思想指导与创新管理模式
(一)项目过程管理创新
1.蛋花汤制作要领,蛋花汤要保证蛋花的质地和颜色,必须在沸水状态时倒入鸡蛋液,并且要先将淀粉液倒入鸡蛋液中使其呈胶体状态最好。汤底,芝麻油等辅助香料不宜过多,略带清香即可。另外,为了保证蔬菜的颜色,最好是在水煮至80℃之后再将丝瓜、胡萝卜等加入其中,这既能保证蔬菜和胡萝卜的颜色不变暗,也使其不被煮烂。
2.冻干技术,产品干燥后体积不变,疏松多孔,冰在升华时要吸收热量,引起产品本身温度的下降而减慢升华速度,为了增加升华温度,缩短干燥时问,必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度条件及环境下进行的。
3.复水的要点干重8g,复水的量为400ml,用刚煮沸的100℃的开水或80℃的热开水,浸泡2.5分钟;复水性好,可达95%以上,且复水迅速。
4.在实验过程中,发现有部分同学的操作不规范,缺乏对科学实验的严谨态度。告诉同学们在实验过程中对所有添加配料和操作步骤做好详细记录,操作步骤应具有可重复性,每一次配方的修改和完善都有数据可查才能让实验结果有可信度。
5.实验过程中,同学及时对每一步实验过程进行拍照片跟踪处理。
6.通过实验,总结出最佳的速溶蛋花汤的配方。
(二)团队管理与个人努力结合
培养大学生团队合作精神“80后”、“90后”大学生普遍是独生子女,因而在完成创新实验过程中常有个人主义倾向,以自我为中心。还有个别同学的沟通能力、团队合作能力有欠缺。但在指导教师的及时教育和积极引导下,学生们逐渐在改进自己的待人处事方法,能友好地与队友讨论问题,耐心听取并采纳别人建议,扬长避短地进行分工合作。通过相互磨合和指导教师的指导,他们的思想境界、沟通能力、协作能力、角色转变能力和组织能力得到提高,培养了大学生团队协作精神。小组合作学习是新课程倡导的一种学习方式,怎样更有效地开展好合作小组学习是我们面临的新课题。课堂教学中教师把握好时机,当好“导演”,让学生当上好“演员”。动手实践、自主探索与合作交流是学生学习的重要方式。所谓小组合作学习是指在小组或团队中为了完成共同的任务,经历动手实践、自主探索和合作交流的过程,是有明确责任分工的互学习。在本项目实施过程中,小组合作体现在同学们能经过投票选择出最佳的方案,在设计整体实验方案以及产品外观时,非常热情,并提出多种色彩与搭配方案,并且对产品的功效进行了深入挖掘。
四、教学项目成果化与激励制度
1.大胆设想。参与计划的学生要对科学研究或创造发明有浓厚兴趣。大学生创新性实验需要学生根据自己的兴趣爱好,大胆设想,自主设计并积极探索,而不是仅仅跟着导师去做国家项目或完全在安排下进行实验。由于选课学生的专业背景比较多元化,很多专业的学生对食品科学的了解还局限于生活中的经验,因此在正式实验之前让学生了解实验的相关背景基础知识很有必要。第一次课采用课堂讲授的方式进行,主要讲授了禽蛋概述、禽蛋加工方法概论等内容。学生表现出强烈的兴趣,惊讶于一枚小小的鸡蛋还可以包含这么多的科学问题和科学技术,由此加深了对本项目开展的期望值和投入度。
2.实践出真知。在华中农业大学,每大学生创新实验项目均有配套经费,所有实验教学示范中心、学院专业实验室、创新教育基地等积极配合,对参与大学生创新性实验计划项目的学生予以开放此外,在仪器、设备、场地及经费各方面都给予大力的支持。参与计划的学生在指导教师的指导下,结合课题进行自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验。在如此优越的条件下,保证了学生能真正做出成绩。让他们不再像以往只是接受观摩式的被动教学,而是敢于在第一线动手,勇于尝试,在不断的实践过程中获得真知。
3.硕果累累。本科生在进行大学生创新实验的过程中,强调学生在项目实施过程中创新思维和创新实践能力的锻炼和培养,同时注重学生的研究成果。学生们通过头脑风暴的方式设计出好的产品与配方,再独立查阅文献,经教师的指导往往可以将自己参与的项目进行专利撰写或文章发表。如此良性的循环更进一步提高了学生参与创新性实验项目的积极性,和从中获得的成就感。
五、结语
新的举措带来新的机遇,国家大学生科技创新性实验项目的实施有利于实现学科交叉、培养本科生的创新能力。通过教师不断探索,不断实践,总结经验。大力开发创新性实验项目,在更大范围学生内实施这一计划,将使我国高校的人才培养质量更上一层台阶。
参考文献:
[1]李丽洁,施瑞,陈树森.大学生创新实验项目中的实验教学[J].实验技术与管理,2011,(03):162-164.
《食品化学》是食品科学与工程专业中一门重要的专业基础课程。它的任务是使学生掌握必要的食品化学基础知识和基本理论,并通过与课程相结合的实验,使学生掌握有关食品化学的基本实验技术,为今后学习其它专业课程,以及毕业后从事食品科技工作、开发研制新型食品打下坚实的基础。学生通过对食品化学课程的学习,可了解和掌握食品加工贮藏过程中所发生的一些重要的物理化学变化、变化机制,直接运用相关理论解决食品中的实际问题。所以,在大多数的食品院(系)中,《食品化学》课程成为一门重要的专业基础课程,在国外的食品院系中更是如此[1]。在我国,随着食品科学教育的发展,已经有相当多的高等学校的院(系)把《食品化学》课程作为精品课程来进行建设[2]。《食品化学》课程的教学体系已经得到了很好的建立[3],在《食品化学》课程的教学过程中,授课教师一般是通过讲授食品中营养成分、非营养成分的分类、结构、性质和功能,以及食品中各成分在加工贮藏中的可能变化、变化机制与调控等各方面的理论知识和一些应用方法等,给予学习者相应的食品化学整体内容。《食品化学》的教学内容紧紧围绕食品中的化学问题展开,其目的是为了《食品工艺学》等食品专业课程的学习打下基础,因此它是一门与应用紧密联系的课程。许多教材的编写都从物质的化学结构、性质及化学变化开始,然后介绍应用方面的知识,这样的授课思路可以给学生形成完整的知识链。但是,对于学习者而然,难懂的化学结构往往使他们索然无味,激不起学习的兴趣,从一开始就产生了一定的厌烦情绪,很不利于教学的开展。因此,为了达到教学目标,授课教师首先要解决的问题是如何使学生一开始就对将要学习的内容产生好奇感。为了解决这一问题,我们提出了“浅入深出”的教学模式,试图从学生日常可以观察到食品化学现象开始,将要讲授的内容用几个的典型事例提出相应的化学问题,引导学生进行思考,而后进行相关理论的讲解,最终使学生掌握食品中化学物质的本质及在食品中的应用。为此我们在分析《食品化学》常用教学模式的基础上,提出了“浅入深出”的教学模式,并在教学过程中进行实践。
一、《食品化学》教学模式分析
《食品化学》作为一门学科,有着自己的特点。其完整的结构是食品中化学物质的结构、性质、生理功能、在食品加工与贮藏过程中的变化及应用。《食品化学》教材的编排基本上是按照这一层次来组织有关知识点的。因此,大多数的教学也是遵循这一基本规律进行的,是一种深入浅出的教学模式。这一教学模式能非常系统地介绍知识本身,但学习者往往找不到学习的兴趣点和切入点,在上课之初并不了解其重要性。对于学习认真的学生可能造成眉毛胡子一把抓的结果,对于学习不认真的学生则可能造成不知所云、厌烦弃学的结果。
二、“浅入深出”的教学模式的基本做法
(一)精心备课,确实做好理论与实际的联系。
《食品化学》的教学任务就是解决食品加工及贮藏过程的化学问题,因此,讲解每一成分之前教师都应认真组织有关实践中应用的事例,找出一些有代表性的能激起学生兴趣的素材来引出相关的问题。这一过程跟真正的教学内容一样重要,因为这一过程做好了,使学生的学习从“要我学”转变为“我要学”,才能充分调动学生学习的积极性。
(二)从日常的食品现象引出食品化学问题。
食品对于任何人都是习以为常的事物,但并不是所有的人对食品都是非常了解的。食品是如何制作的?食品的变色、变味及腐败变质等问题并不是每个人都能说出一二的。其实,这就是《食品化学》教学的兴趣点。我们通过不断的总结与梳理,找出每一种食品化学成分的一些常见的重要的性质及变化,举几个典型的例子引出相应的化学问题。例如:碳水化学物的主要教学内容为糖的生物学功能、单糖的结构、功能性低聚糖、淀粉及其性质、美拉德反应等。于是,教师在讲解相关知识前先提出如下几个问题:1.你知道吗,人为什么每天都要吃饭?牛能吃草为什么人不能吃草?2.生米为什么要做成熟饭?馒头放到第二天为什么变得很难吃?3.为什么烤鸭和面包呈现如此诱人的色泽(展示烤鸭和面包图片)?结合所讲授的内容,让学生回顾生活中观察到的相关现象,形成课堂教学的“师生互动”及“理论与实际互动”的教学模式。有些内容,如果能再结合实验教学进行讲解,学生便会理解得更为深刻。其他食品化学反应,如酶促反应与切开的水果褐变、焦糖化反应与可口可乐颜色的形成等都可以根据生活实际加深理解,使教学模式更加科学、规范、实用。
维生素是一类因为具有重要生理功能而成为《生物化学》、《食品化学》及《食品营养学》的重要教学内容的物质,种类较多、结构上没有关联、生理功能机理复杂,一直以来都是教学的难点。教材一般以结构、性质、生理功能与缺乏症及食物来源的结构来组织相应内容。这一组织形式对知识而言是非常系统和科学的,但学生往往在复杂的结构及各种性质面前找不到学习的兴趣点。因此,教师应首先使学生明确每一种维生素的重要性,然后才介绍其结构、性质及食物来源。例如:在讲“叶酸”前,教师可播放一段因孕妇不注意叶酸的补充而导致婴儿脊柱裂的视频。无知无助的父母、痛苦的患儿、巨额的医疗费这些事实对学生的冲击应该是刻骨铭心的,因此,对叶酸是什么?如何保证叶酸的供给?也自然地成为学生渴望知道的知识,学生的学习主动性得到充分的调动,学习的效果就有了保障。
(三)从食品的制作过程引出化学问题。
《食品化学》课程的重要任务之一是为食品加工机理提供理论支持。因此,在教学过程中我们应特别注意与食品加工工艺的联系。但是,《食品工艺学》是在《食品化学》之后才开的专业课,学生在学习食品化学时并不掌握食品工艺的有关内容。因此,我们要注意从一些学生常见的食品的制作过程引出其中的化学问题。例如:讲授“面筋蛋白”之前,从做馒头、面包的制作过程中均需要和面而引出面筋的作用,学生就会对面筋产生浓厚的兴趣,学习的主观能动性就会得到激发,学习效果就会大大提高。
(四)现代化教学手段和方法的应用。
食品化学的概念及反应过程均是非常抽象的内容,采用“形声+多媒体”多样灵活的教学手段在一定程度上可以使抽象的内容具体化。对于侧重讲解的内容采用形声教学,还可以通过教师形象生动的表达、聚精会神的眼神、恰当变换的表情等,紧紧抓住学生的注意力,使教与学密切配合。在使用多媒体教学时,结合食品成分生理功能特点,使其分子结构和化学反应模型化。例如,水是以分子团的结构存在的,而水分子团大小与其活性有关。分子团越小其活性越大,这种水也越好喝。作为饮用水,具有5个或6个水分子的小分子团结构的水,即所谓“五环水”、“六环水”有着很好的健康促进功能。对于水分结构与功能的简单表述只能让学生对此知识有个“了解”,但如果将水分子组团过程与功能水形成过程做成一个多媒体动画在教学中讲解,就会使学生很好地掌握这些知识。
(五)加强实验教学。
实验是学生获取感性认识的重要途径,因此,强调《食品化学》的实践性必须由食品化学实验来给予支持。然而就目前《食品化学》的教学来看,重理论教学、轻实验教学的情况仍然十分严重[2]。
总之,《食品化学》是一门来自于实际服务于实践的课程。《食品化学》的教学应该充分利用学生常见的或曾经发生过的重大食品事件,挖掘其中的教学元素,精心组织、引导学生产生浓厚的兴趣和好奇,最终使学生在课堂之上掌握学习《食品化学》的实际意义,避免纯理论的说教而使教学索然无味。
参考文献: