当前中国特色社会主义市场经济形势下, 高校创新人才培养的重要评价依据是学生的综合能力和学习、工作经历。对于工科学生而言, 实践能力是综合能力中最重要的组成部分。食品化学课程是食品专业本科学生的专业基础课程, 食品化学实验作为食品化学课程的重要组成部分, 是加强学生联系理论与实践的能力、提高学生专业素养和动手能力的重要环节。江南大学作为国内最先开设食品专业的院校之一, 其课程设置、教学改革与人才培养模式在国内食品专业有较大的影响。目前, 我国食品产业经历多年的快速发展, 对食品专业人才的需求提出了更多要求, 特别是实践能力和创新能力。在食品化学的传统教学模式中, 实践教学所占比例相对较低, 且实践教学环节主要为锻炼学生基本操作能力的基础实验, 在学生创新能力和综合素质培养方面与当前食品工业的需求有一定脱节。为此, 江南大学食品化学课程组自食品化学课程2008年获国家精品课程建设立项以来, 在实践教学方面展开了多方面探索和研究, 重新修订了食品化学实验大纲与讲义, 调整增加了以创新能力训练为导向的综合性实验和自主设计实验, 变学生的被动实践为主动实践, 实现了学生综合实践与创新能力的提高, 也为相近课程的教学改革提供了有益的借鉴。
1“主动实践”教学理念及其应用意义
目前, 我国高校普遍认识到实践对创新人才培养, 特别是工科学生培养的重要性。很多高校在实训基地和实验室等方面的投入不断加大, 学生实践活动的条件正在改善。但与发达国家的大学毕业生相比, 我国大学毕业生的创新能力还存在明显的不足。分析其原因, 我们认为主要在于“主动实践”教学理念的缺失或不够深入。
多年来, 我国被动实践的教学模式占据主要地位, 即在教学过程中实践的对象、方法、程序等关键要素都由教师制定, 而学生在教师规定的框架中沿着既定的路线去完成实践教学任务。这样的教学模式中, 教师的主导演变成一种对学生学习目的、学习意识和学习内容的主宰, 学生的主动性完全取决于受动性, 学生的实践异化为模仿和类比, 只需按照既定的路线去思考, 无需另辟蹊径去分析和创造性地解决问题。到目前, 相当一部分学生已经形成惰性和依赖性, 甚至丧失了独立思考和解决问题的创新能力。这显然与当前创新人才培养的目标不相符。
早在20世纪初叶, 美国教育学家德莱塞尔 (Paul Leroy Dressel) 和马库斯 (Dora Marcus) 就提出“衡量教学效果的标准不是教师教给了学生多少知识, 而是教会了学生多少掌握知识的技巧和策略”。这与中国传统的“授人以鱼, 莫若授人以渔”的教育理念是完全一致的。这一教学理念要求教师不应该只是单纯的知识灌输者, 而应该是学生实践环境的设计者、学习活动的组织者和指导者、学习过程中的合作者和促进者。实现这一理念必然要求彻底废弃传统的“以教师为中心”的旧教学秩序, 而是建立“全面依靠学生、以学生为主体、以教师为引导”的新教学秩序。
从根本上说, “主动实践”就是让学生尽可能真正作为主体参与实践活动的各个环节, 包括对象的确定、方法的制定、程序 (路线) 的设计、问题质疑、分析、总结等各个环节。在实践教学环节中, 主动实践的教学理念的贯彻尤为必要, 其效果也较为突出。在主动实践教学理念的指引下, 教师可以在教学过程中更多地引导学生主动作为主体去参加各个实践过程, 从而真正地锻炼成为创新型人才。
2 食品化学实验教学开展“主动实践”的改革
食品化学课程同时包含理论教学和实践教学的环节, 其主动实践可同时应用于理论教学和实践教学环节, 使得学生在两个相辅相成的环节的学习中不仅深刻地掌握相关知识, 更能灵活地运用知识, 实现创新。为适应“主动实践”教学模式的要求, 结合我校“关注国计民生、彰显轻工特色, 创新培养模式、打造行业中坚”的办学理念, 江南大学食品化学实验教学改革主要在以下几方面:
新的食品化学实验大纲设置了三个层次的实验内容, 即基础实验、综合实验和自主设计实验。三个层次的具体目标、要求、比重等见表1。
实践环节总课时的增加及调整。调整后的教学计划将实践课的总课时增加到36学时, 与理论课持平。这样基础实验、综合性实验和自主设计性实验可分别达到15学时、9学时和12学时左右, 为学生实践环节教学提供了较为充裕的时间。
设置了多个围绕课程重要知识点的综合性实验。目前, 已经确定并作好相应准备的综合性实验包括:油炸马铃薯片贮存中的品质劣变及其控制方法, 重点关注的知识点包括美拉德反应、油炸过程中油脂的脂解和氧化反应、马铃薯中的水分及其在美拉德反应中的影响等;米饭糊化及老化的影响因素与控制措施, 重点考虑的知识点包括影响淀粉糊化的因素、控制淀粉老化的方法等知识点;豆腐加工过程中胶凝剂的选择与评价, 主要考察学生对葡萄糖酸内酯和二价阳离子导致的豆浆胶凝机理的理解和蛋白质变性的认识;青豆罐头制作及评价, 主要考虑植物内源酶对食品品质的影响、叶绿素的稳定性和护色方法等知识点。由于上述每个实验都要占据8~10个学时, 所以主要采取学生随机分组, 每个学生只完成其中1个实验的方式来进行。
围绕课程重点, 确定多个自主设计性实验的主题。在设计性实验方面, 目前设计并进行相应准备的主题主要包括:美拉德反应;脂质氧化监测;脂类同质多晶;蛋白质水解及变性;植物内源酶的作用及影响因素;花色苷的性质及保护。围绕这些主题, 学生可以选择设计相应的实验项目, 在与指导老师探讨确定预实验和实验方案后进行实验。每个实验的课时占6~12小时不等, 根据试剂情况, 一般安排学生进行1~2个具体实验。在自主设计性实验中, 指导老师因为要面对更多的课题, 花费更多的准备时间, 付出的劳动量也较综合性实验和基础性实验大多。
通过改进食品化学实验的教学安排, 依托我校食品学院本科生实验平台、食品科学与技术国家重点实验室、教育部功能食品工程研究中心、无锡市食品科学与安全重点实验室等开放平台, 结合学校鼓励本科生开展课外科研活动的举措, 引导并指导学生开展自主设计的食品化学实验, 取得显著的成效, 对于培养学生的学习兴趣, 提高学生的实验技能, 开拓学生的科研思路, 提高学生的创新思维, 发挥有益的作用。
食品化学实验教学改革的实施, 避免了在前期被动实践的教学模式中, 学生因不了解实验仪器之间的相关性和使用特点以及所用试剂材料的实验特性, 仅按照实验指导“照葫芦画瓢”地做实验的情况, 显著提高了动手兴趣和能力。此外, 我们还充分利用学院“本科生课余研究项目”, 充分调动学生的积极性, 组建成科研兴趣小组, 参与到研究生的论文和教师的科研项目中, 通过互相交流心得体会, 不仅极大地调动了学生的主动性和积极性, 而且培养了学生的独立思维能力和团结协作的精神。此外, 主动实践教学模式的实施和学生科研积极性的调动提高了实验室某些精密仪器, 如高效液相色谱、气相色谱、差示扫描量热仪、质构仪、色彩色差计、粉质仪以及我院工艺大厅中多种加工设备的使用率, 使其切实为本科教学服务, 促进了教学与科研的协调发展。
食品化学实验的教学研究与教学改革表1食品化学实验教学改革后内容设置情况同我校食品学科课程群的整体教学改革相互呼应。近年来, 我校食品化学课程建设与改革作为食品学科课程群的重要组成部分, 于2005年和2009年“构建食品科学与工程本科专业人才培养创新平台的研究与实践”、“食品发酵类研究型工程创新人才培养体系的构建与实践”分别获高等教育国家教学成果二等奖。2009年, 作为“食品科学与工程专业核心课程教学团队”的重要组成部分, 入选了2009年度国家级教学团队, 依托我校食品科学与工程专业强大的学科背景、雄厚的师资力量, 在宽口径食品专业人才培养的创新平台建设中做出了不可或缺的贡献。
3 在实践教学中变“被动实践”为“主动实践”的几点体会
3.1 调动学生积极性是根本的出发点和原动力
兴趣是最好的老师, 要变被动实践为主动实践, 必须并且主要依赖于对学生积极性的调动。这一点已经在很多的教学中得到验证。在食品化学理论与实践教学环节, 我们高度重视学生积极性的调动, 或者通过与生活、生产实践相关联, 或者通过与学科科学发展前沿相结合, 注重知识的趣味性和能力的培养。吉林大学王英华等提出在分析化学实验中开设一类贴近生活的基础分析化学综合实验, 比如食品中钙、镁、铁含量测定等来提高学生的兴趣, 这也在食品化学实验的教学中得到了验证。张光斗院士在分析了我国与发达国家在工程教育和工科教育方面的差距后, 在致《高等工程教育研究》编辑部的信中指出“本科要多做课程设计、生产实习和实验室试验”。我们发现学生一旦尝到了主动实践的甜头后, 会在兴趣的引导下, 更积极地参与到实践教学中, 形成一种良性循环。
3.2 教师是“主动实践”教学中最关键的元素
如何让学生成功完成第一次主动实践呢?在实施教学改革的过程中, 我们深刻认识到教师在实践教学环节中的主导作用。一方面, 教师应具备扎实的理论功底、熟练的操作能力和较高的综合素质, 能把所授知识融会贯通, 能灵活运用所学知识, 并善于启发学生开动脑筋, 创造性地实践;另一方面, 教师还要有充足的耐心, 在学生顺利完成实验时给出中肯的评价和启迪, 而在学生失败的时候也能消除其内心的不良影响。可以说, “主动实践”式教学改革的效果, 很大程度上取决于教师扮演什么样的角色。这种教学模式对教师综合素质提出了巨大挑战, 要求我们必须加强自身能力建设, 实现“德才兼备”, 才能实现预期教学效果。
3.3“主动实践”教学并无定式
主动实践教学模式的最大特点之一就是教学无定式。它是一种目标导向下的灵活选择, 充满学生的创造性。这种灵活选择体现在教学过程的各个环节中, 最终形成一套系统的、恰当的、多样化的实践体系, 而这种灵活和创造还体现在教学过程中的不断调整, 选择和调整的关键就是服从于实践教学的目标——即紧紧围绕课堂教学而展开, 提供一个培养学生实际操作能力和创造能力的环境。因此, 在实践教学中“因地制宜”地选择合适的具体教学形式。
3.4 勇于尝试, 突破主动实践的心理障碍
主动实践教学改革中的困难主要体现在难组织、难控制、难评价, 存在达不到预期目标或遭受失败的潜在风险。主动实践教学改革的前期困难主要在于教学的组织者。从教师角度来说, 主动实践教学由于没有成功的经验, 也没有科学理论的指导, 从而使许多教师因为害怕改革失败而最终不肯付诸实践。特别是现行的教育教学评价制度多是奖惩性的, 它们虽然能够对改革中的佼佼者给予及时的嘉奖, 给较差者和失败者予以警醒, 但带给改革者更多的是担心和惧怕。因此, 现行教育教学评价制度将是克服教师阻力的主要因素。
心理枯竭效应的影响也不可忽视。所谓心理枯竭, 一般指个体无法应对外界超出个人能量和资源的过度要求时, 所产生的身心耗竭状态。教师职业是发生心理枯竭的高危群体。主动实践教学改革往往使教师和学生处于复杂困难的工作情境中, 教师因为面临的心理压力较大, 常常会有一些不愉快的、消极, 甚至焦虑与困惑;学生在形成被动实践的心理惯性后往往也不适应主动实践的教学安排, 产生怀疑、不安和无所作为的顾虑。这两种状况都属于心理枯竭, 都会导致他们对教学改革的价值和意义失去起码的认同, 最终导致主动教学实践的失败。这一点需要高校整体教学环境的宽松化和对主动实践教学的引导。
摘要：食品化学实验既是《食品化学》课程的有机组成部分, 也是锻炼食品专业学生实践能力的重要环节。2008年江南大学《食品化学》课程建设国家精品课程获批立项以来《, 食品化学》课程小组针对实践教学部分进行了深入思考和探讨, 形成以“变被动实践为主动实践”为主要特色的教学改革理念, 确定调整实验教学内容的设置, 降低基础实验的比例, 增加综合性实验和自主设计实验, 调动学生的积极性, 开阔教师的教学思路, 实现学生实践能力和理论联系实际能力的提高, 为工科学生实践环节的教学, 特别是食品科学与工程专业学生的实践教学提供有益借鉴。
关键词：食品化学实验,教学改革,主动实践,综合性实验,自主设计实验
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