林業(yè)院校食品工藝學實驗教學改革實踐

王豐俊 孫愛東 王曉楠 王建中

(北京林業(yè)大學生物科學與技術(shù)學院,北京 100083)

目前,我國大多數(shù)林業(yè)高等院校都設(shè)有食品科學與工程專業(yè)。食品工藝學課程是該專業(yè)的重要課程,具有很強的實踐性。在以往的教學安排中,食品工藝學實驗作為食品工藝學課程的一部分,一般放在理論課教學完成之后。其作為理論課的附屬,教學效果并不很理想。為了提高學生的實驗技能,使學生能夠?qū)W到的理論知識系統(tǒng)地應用于實驗,我們將食品工藝學實驗從食品工藝學課程中分離出來,作為一門單獨的課程開設(shè),從而增強了學生對實驗課的重視,提高了學生的動手能力,使教學效果有了明顯提高。

一、食品工藝學實驗教學存在的問題

(一)教學方法陳舊,學生缺乏能動性

在以往的食品工藝學實驗教學中,教師會將每個實驗的原理、所需的原料、工藝流程等都寫在黑板上,要求學生在聽完教師講解后再開始按照配方和工藝流程進行操作,最后做出實驗產(chǎn)品[1]。在這個過程中,學生只是機械地完成實驗操作,對實驗過程中的參數(shù)設(shè)置、配方的比例等都缺乏思考。這種驗證性的實驗使學生達不到鍛煉思考問題、解決問題能力的目的。

例如,在做果脯實驗時,學生會按照“原料選擇→清洗→去皮→切分→護色硬化→預煮→調(diào)酸→糖煮→糖漬→干燥→修整→成品”這樣的步驟按部就班地做,工藝中的參數(shù)都是教師給定的。做完實驗后,對實驗前就講過且在實驗過程中也遇到的諸如“護色過程除了采用亞硫酸氫鈉還可以采用什么試劑”“預煮的目的是什么”“調(diào)酸除了用來增加口感的酸度之外還有什么作用”等問題,大部分學生卻回答不出來。經(jīng)過分析我們認為,造成這種情況的主要原因是學生被動地接受知識,沒有對實驗過程進行認真的思考。在以往的實驗教學過程中,學生處于被動狀態(tài),思維被固定在教師定好的框架中,只能按照既定的步驟進行實驗,這不利于學生掌握知識和培養(yǎng)思考能力。

(二)實驗內(nèi)容千篇一律,實驗方法有些落伍

不管是高等農(nóng)業(yè)院校、高等輕工院校,還是高等林業(yè)院校,食品工藝學實驗的內(nèi)容基本是相同的,主要包括飲料、肉制品、果蔬、面制品的加工工藝,缺乏行業(yè)特色;而且學生在加工過程中也都是學習工藝流程和操作方法,了解相關(guān)的機械設(shè)備[2]。同時,由于以往實驗室的硬件條件有限,食品工藝學實驗所加工的產(chǎn)品種類較少,且手工實驗占的比例較大,所以實驗方法缺少特色[3]。

在實驗項目的選擇上,食品工藝學實驗主要采用傳統(tǒng)的加工工藝。例如,在飲料加工過程中仍采用二次滅菌工藝,而沒有采用現(xiàn)在更為先進的超高溫瞬時滅菌工藝;在果醬加工過程中仍采用夾層鍋加熱濃縮的方式,而沒有采用現(xiàn)在效率更高且對物料中營養(yǎng)成分破壞更小的真空濃縮的方式。因此,食品工藝學實驗教學的許多內(nèi)容都不能代表食品工業(yè)的新技術(shù),已經(jīng)與行業(yè)的發(fā)展相脫節(jié)。

(三)實驗課程的考評方式過于簡單,評價指標不夠完善

食品工藝學實驗的考評主要是以學生的實驗報告為依據(jù),教師根據(jù)實驗報告的書寫質(zhì)量、思考題的回答情況等給出學生的實驗成績。但是,根據(jù)以往的經(jīng)驗,每次實驗課上,動手操作的往往都是固定的一小部分學生,他們的實驗報告書寫質(zhì)量高,思考題的回答也非常好,所以他們的實驗成績比較理想[4];而那些不喜歡動手操作的學生往往抄襲這些學生的實驗報告,思考題的回答也是大同小異,所以他們的實驗成績也不會很低。這樣,積極動手操作的學生與那些很少動手操作的學生的實驗成績相差不大,從而造成了不公平,難以達到促進全體學生積極參與實驗的效果。這說明實驗課程的考評方式是不合理的,實驗成績不能準確地反映學生參與實驗操作的實際情況以及學生對實驗技術(shù)的掌握程度和獨立完成實驗報告的情況。

二、食品工藝學實驗教學改革的具體措施

(一)以林產(chǎn)品作為實驗材料,增加林產(chǎn)品來源認知的實驗內(nèi)容,突出實驗教學的林業(yè)特色

目前,全國設(shè)有食品科學與工程專業(yè)的高校有100多所,所開設(shè)的課程基本相同。為了突出林業(yè)特色,使培養(yǎng)的學生掌握更多的林產(chǎn)品知識,高等林業(yè)院校所開設(shè)的食品科學與工程專業(yè)在食品工藝學實驗教學方面進行了改革嘗試。

一是在安排食品工藝學實驗時,將一些常做的實驗材料改為林產(chǎn)品。例如,在飲料工藝實驗中,以往植物蛋白飲料實驗往往采用花生做原料,現(xiàn)在則將花生換成核桃或山杏仁。核桃、山杏仁是木本油料,以此作為實驗原料可以增加學生對林產(chǎn)品的認識;同時,由于核桃、山杏仁的含油量較高,所制作的蛋白飲料穩(wěn)定性差,所以以此作為實驗原料可以使學生思考如何通過添加乳化劑、表面活性劑等方法來保持蛋白飲料的穩(wěn)定性等問題,這增加了實驗難度。再如,在糧油食品實驗中,考慮到油脂是學生接觸非常多的食品,而大多數(shù)高等院校的食品專業(yè)并沒有這方面的實驗,為了擴大學生的知識面,我們增加了木本油料的制取實驗,要求學生從核桃、山杏仁、松籽中制取油脂,同時由教師全面介紹毛油經(jīng)過精煉得到色拉油的整個過程及其理論依據(jù)。

二是在食品工藝學實驗教學內(nèi)容中增加了林業(yè)食品資源的認知內(nèi)容。例如,由于在實驗中用到的核桃、山杏仁和槐角等實驗材料都是從樹上采摘的,所以我們利用高等林業(yè)院校在植物認知方面的優(yōu)勢,抽出1節(jié)課的時間請植物學教研室的教師帶食品科學與工程專業(yè)的學生去認識相關(guān)植物,并講解這些植物的生長習性和特點,從而使學生的知識面得到拓寬。

(二)在實驗內(nèi)容的安排方面,突出層次性

在食品工藝學實驗的教學實踐中,為了增加實驗的難度,我們將實驗內(nèi)容分為基礎(chǔ)性實驗和創(chuàng)新設(shè)計實驗2個層次?；A(chǔ)性實驗仍按以前常規(guī)的實驗方法進行,主要目的是豐富學生的基本實驗知識和加強學生實驗操作技能的鍛煉,以保證每個學生都能掌握基礎(chǔ)的實驗知識[5]。創(chuàng)新設(shè)計實驗要求學生每5人組成一個小組,每個小組根據(jù)實驗目的自己查資料,然后寫出包括產(chǎn)品配方、工藝流程和參數(shù)控制在內(nèi)的實驗方案;實驗方案提交教師審核并通過教師的提問后,方可進入實施階段。最后,全體學生對每個組的實驗產(chǎn)品進行評價,選出最優(yōu)產(chǎn)品,進而得到最優(yōu)的實驗方案。在創(chuàng)新實驗過程中,學生的實驗不再是千篇一律,不同實驗組所設(shè)計的配方、參數(shù)甚至工藝都會有所不同,因而所得到的產(chǎn)品也會有所差別。正是這些差別引起了學生的好奇,促使他們進行分析,找到造成差別的因素,從而增加了對實驗的興趣。學生的實驗報告也不再是近乎雷同的,除了實驗目的相同以外,配方、工藝和參數(shù)都會有所差別;思考分析題的解答也會有較大的差別,有的學生甚至會主動分析問題。例如,在硬糖加工實驗中,由于添加物料、熬制時間、熬制溫度的不同,有的小組能做出很好的硬糖,有的小組卻不能制成硬糖。這就促使學生提出并思考“為什么會有這種不同的結(jié)果產(chǎn)生”“采取怎樣的工藝才能生產(chǎn)出良好的產(chǎn)品”等問題。

(三)采用多媒體教學,豐富實驗教學的手段

多媒體已成為課堂理論教學的重要手段,但在實驗課中的應用還相對較少[6-7]。食品工藝學實驗的理論內(nèi)容非常多,知識點比較豐富,僅僅通過實驗教學很難全部覆蓋;尤其是有些食品工藝流程需要通過計算機動畫模擬予以展示。為了滿足實驗教學的需要,在學校的支持下,我們進行了實驗室改造,安裝了多媒體設(shè)備。這樣,實驗工藝的講解可以全部通過多媒體進行;而且,對難以講解的加工設(shè)備,可以借助計算機通過三維動畫介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。這大大增加了實驗教學的信息量,豐富了實驗教學的內(nèi)容。同時,以多媒體教學代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板書教學,還節(jié)約了教學時間,降低了教學難度,增強了學生的學習興趣。

(四)加強實踐教學基地的建設(shè),構(gòu)建有效的三級實習體系

食品工藝學實驗課程的實踐性非常強,單純的課堂講解只能傳授理論知識。實驗室的操作也只能讓學生掌握基本的操作工藝和參數(shù),所以這個階段只可以稱為模擬性實習階段。而要使學生了解大生產(chǎn)中的實際情況,就必須讓學生在實踐基地進行實際操作[7],這個階段則可以稱為綜合性實習階段。

為了給學生提供綜合性實習的機會,使學生將所學的理論知識與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來,食品工藝學實驗課程組結(jié)合教師的科研課題,與北京紅螺食品有限公司、露露集團北京國芝香食品有限公司、北京華都肉雞食品有限公司等單位簽訂了實踐教學基地共建協(xié)議。這樣,學生每年都可以在這些實踐教學基地進行綜合性實習,現(xiàn)場了解相關(guān)的食品生產(chǎn)工藝和流程,了解相關(guān)的機械設(shè)備,比較實驗室操作與工業(yè)化生產(chǎn)的不同,從而加深了對食品生產(chǎn)的感性認識。

在工廠實習結(jié)束后,學生再回到學校的中試實驗室,就可以綜合利用在模擬性實習階段和綜合性實習階段學到的知識、經(jīng)驗,自行設(shè)計產(chǎn)品配方、工藝流程和相關(guān)的控制參數(shù),生產(chǎn)出高質(zhì)量的中試產(chǎn)品。這個階段可以稱為創(chuàng)造性實習階段。通過構(gòu)建模擬性實習、綜合性實習和創(chuàng)造性實習3級階梯式實習體系,使學生的理論知識得到了鞏固、動手能力得到了加強、創(chuàng)新精神得到了培養(yǎng),有效地增強了食品工藝學實驗教學的效果。

(五)在實驗課程的考核方面,強調(diào)精細化

以往的實驗課程考核僅僅依據(jù)實驗報告的撰寫質(zhì)量對學生的學習做出評價,是不太公平的[8]。為了避免這種現(xiàn)象,我們對食品工藝學實驗課程的考核進行了細化。一是對學生在實驗過程中的表現(xiàn)予以評分,尤其是對積極動手實驗和操作技能良好的學生給與高分。這部分分數(shù)占實驗課程總成績的50%。二是根據(jù)學生實驗報告的撰寫質(zhì)量及對實驗中所遇到問題的分析情況予以評分。這部分分數(shù)占實驗課程總成績的30%。由于思考題解答得好壞充分反映了學生是否認真做過實驗、是否對問題進行了認真的思考,所以如果在這一環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)學生有抄襲行為,教師應要求學生重寫,同時予以口頭批評教育,并在成績評定中有所體現(xiàn)。三是對實驗抽查情況給與評分。這部分分數(shù)占實驗課程總成績的20%。通常,在所有實驗都結(jié)束后,抽出部分實驗對學生進行測驗。測驗主要是由教師針對實驗過程中的一些現(xiàn)象進行提問,然后讓學生分析產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因,以此考核學生對實驗所依據(jù)的理論知識的掌握情況以及分析問題的能力。

這種精細化實驗課程考核方式能夠真實地反映學生參與實驗的實際情況和實驗效果。學生不再只是完成實驗報告即可,而要認真做好每一次實驗并對出現(xiàn)的問題進行認真的思考分析。這提高了學生學習的主動性和動手操作能力,達到了食品工藝學實驗課程要求學生將理論應用于實際的教學目的。

通過食品工藝學實驗教學改革的實踐,我們認為,高等林業(yè)院校的食品工藝學實驗應該增加具有林業(yè)特色的實驗內(nèi)容,要緊盯食品行業(yè)先進的發(fā)展方向,要不斷改進教學方法,構(gòu)建有效的教學實習體系。只有這樣,才能提高食品工藝學實驗課程的教學質(zhì)量,才能調(diào)動學生學習的積極性、豐富學生的綜合知識、增強學生分析和解決實際問題的能力。

[1]呂遠平,賈利蓉,趙志峰,等.食品工藝學實驗教學改革與實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2007,24(6):124-127.

[2]李潔.食品工藝學實驗教學與考核方法的改革[J].科技咨詢導報,2007(17):207.

[3]劉晶晶,徐培娟.食品工藝學實驗教學的探索[J].食品工程,2007(3):26-28.

[4]滕建文,夏寧,黃麗,等.食品工藝學實驗教學改革初探[J].廣西大學學報:哲學社會科學版,2008,30(增刊):37-38.

[5]葉文峰.淺談食品工藝學實驗教學的改革[J].江西教育學院學報:自然科學,2000,21(3):86-87.

[6]劉瑞,盧曉黎,張文學.食品工藝學實驗室建設(shè)與教學方法的探討[J].實驗技術(shù)與管理,2004,21(1):163-166.

[7]陳偉,劉青梅.食品工藝學實驗教學改革與實踐[J].浙江萬里學院學報,2009,22(5):97-99.

[8]姚興存,舒留泉.食品工藝學實驗教學改革與實踐[J].科技信息,2007(36):354-378.