食品發(fā)酵設備與工藝實驗課程的教學研究

張秀艷，李 牧，王小紅，陳福生，王 佳

(華中農業(yè)大學食品科技學院，湖北武漢 430070)

探究式學習(Inquiry based science education，探究式科學教育)，是指從學科領域或現(xiàn)實生活中選擇和確立主題，在教學中創(chuàng)設類似于學術研究的情境，學生通過獨立自主地發(fā)現(xiàn)問題、實驗、操作、調查、收集與處理信息、表達與交流等探索活動，獲得知識，培養(yǎng)能力，發(fā)展情感與態(tài)度，特別是發(fā)展探索精神與創(chuàng)新能力[1-2]。越來越多實驗或實習課程采納探究式教學，事實證明：探究式教學在提高學生學習主動性、積極性，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題能力，綜合實驗設計和實施能力，組織和協(xié)調能力，學生合作精神等方面發(fā)揮著積極作用[3-8]。

食品發(fā)酵設備與工藝實驗是基于生物學知識、依托工程概念，借助于微生物進行產(chǎn)品開發(fā)，屬于實踐性、綜合性很強的專業(yè)主干課程，因此較適合采用探究式教學方法。十多年來的教學也證明了探究式教學比較適合食品發(fā)酵設備與工藝實驗課程的教學，取得了預期的教學效果?，F(xiàn)就該課程的教學情況和最新教學研究進展加以總結，為該課程乃至其他實驗課程的后期教學及其改革提供借鑒作用。

1 食品發(fā)酵設備與工藝實驗教學基本情況及存在的問題

在十多年教學過程中，該門課程都采用探究式教學方法，讓學生根據(jù)自己的興趣自由組成實驗小組，并在組長的帶領下開展某一個或兩個發(fā)酵產(chǎn)品的研制?？偟膶嶒炦^程分為制訂產(chǎn)品研發(fā)方案、自主研發(fā)、總結匯報和產(chǎn)品品鑒3個階段。但在教學過程仍存在如下問題：①發(fā)酵產(chǎn)品創(chuàng)新性有待提高。至目前學生已能開發(fā)如果酒、啤酒、黃酒、腐乳、醬油、豆豉、果醋、奶酪、納豆、白蘭地和香檳等二十多個產(chǎn)品，但在產(chǎn)品創(chuàng)新性方面有待提高。②實驗教學環(huán)節(jié)的規(guī)范化、立體化有待提高。得到發(fā)酵產(chǎn)品是學生目標，但對發(fā)酵原料和微生物、發(fā)酵工藝、發(fā)酵產(chǎn)品的成品包裝和銷售等缺乏思考和研究，這導致了學生沒有系統(tǒng)地、深入地理解和掌握發(fā)酵食品及其相關知識。③教學團隊中青年教師較多，缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，這無疑會影響課程實踐教學質量。④缺乏統(tǒng)一的適合學生的實驗指導書，尤其是一些必要的分析方法，這對學生和教師都造成了一定的壓力。⑤課程考核方式缺乏統(tǒng)一的細化標準，因此打分存在隨意性，可能會造成不公平，挫傷學生學習積極性。因此，課程組在繼承過去探究式教學優(yōu)點的基礎上，對實驗教學的內容、方法、教學團隊和資源建設方面不斷進行改善，構建了以學生為主體的、完善的、特色鮮明的探究式教學模式。

2 探究式教學的不斷完善

2.1教學內容的擴充

2.1.1積極拓展發(fā)酵產(chǎn)品，特別是創(chuàng)新性的發(fā)酵產(chǎn)品的種類。積極地瞄準專業(yè)發(fā)展前沿，面向經(jīng)濟社會發(fā)展的社會需求，積極地將創(chuàng)新型科研成果、生產(chǎn)案例引入課堂，更新實踐教學內容。積極創(chuàng)造條件，激勵學生勇于創(chuàng)新，進行新型發(fā)酵產(chǎn)品的研制。目前，學生在實驗室可研發(fā)的發(fā)酵產(chǎn)品越來越多，如果酒、啤酒、白酒(大曲酒、小曲酒)、黃酒、米酒、清酒、朗姆酒、白蘭地、香檳、冰葡萄酒、醬油、豆瓣醬、腐乳、奶酪、酸奶、泡菜、火腿、香腸、紅曲、納豆、各種果醋、谷物醋、紅曲以及將營養(yǎng)，健康元素融入發(fā)酵產(chǎn)品的創(chuàng)新產(chǎn)品，如高含伽瑪-氨基丁酸的醋、紅曲黃酒，玫瑰酒等的開發(fā)。

2.1.2積極推動食品發(fā)酵設備與工藝課程實驗環(huán)節(jié)的規(guī)范化、立體化。在增加發(fā)酵產(chǎn)品種類的同時，結合專業(yè)人才培養(yǎng)的實踐能力要求，積極推動食品發(fā)酵設備與工藝實習的綜合性，在發(fā)酵產(chǎn)品研制的基礎上，增加菌種分離和活化、原料分析、工藝參數(shù)優(yōu)化、發(fā)酵成品化及包裝研究等內容，以增強學生設計實驗的科學性，對研發(fā)過程的把控性、靈活性，同時滿足學生個性化培養(yǎng)的需求。

2.2教學方法的完善

2.2.1不斷完善探究式的實驗教學方法。學生根據(jù)興趣和愛好自由組成實驗小組(4～6人/組)并選出組長1人；在組長帶領下，選定研發(fā)項目，查閱文獻，制訂方案，在此過程中，小組成員可以與教師展開討論；小組成員就研發(fā)產(chǎn)品的意義、工藝路線、關鍵控制點、參數(shù)控制、分析方法、所需菌種、試劑、設備以及預期產(chǎn)品的品質、包裝等方面進行綜合性匯報，教師和其他學生就實驗方案提出意見和建議從而達到完善實驗方案的目的；到了開放性實驗階段，學生可根據(jù)自己的實驗進度，隨時進入實驗室開展實驗，但學生應定期就實驗取得的進展、遇到的問題向教師匯報，教師隨時準備著為學生提供指導和幫助；各實驗小組根據(jù)實驗記錄，以小組為單位撰寫實驗報告(按照本科畢業(yè)論文的格式進行)，上交實驗產(chǎn)品，最后以班為單位進行交流匯報，匯報結束，小組成員站在講臺上，回答教師和學生的提問，回答問題的水平可以作為平時成績打分的依據(jù)。

2.2.2制訂細化的課程考核標準。該課程的考核方式如下：平時成績占60%，和實驗報告成績40%。其中平時成績又分為2部分，組長和指導教師評分各50%；實驗報告成績也由2部分組成，實驗報告占30%，實驗報告宣講效果、回答問題以及實驗產(chǎn)品的品評占70%。但要進一步細化每一部分的評分標準，如平時成績中教師打分應從學生動手能力、回答問題情況以及出勤等進行打分。平時成績中組長打分應從學生在項目組內的任務完成情況、團結協(xié)作精神、實驗過程中的創(chuàng)新意識等進行打分。實驗報告評分應從實驗報告的格式是否符合本科畢業(yè)論文的格式、內容安排是否合理、數(shù)據(jù)圖表處理是否得當?shù)?。宣講效果打分則注重PPT精美度、講解思路是否清晰、講解內容的完整性等；發(fā)酵產(chǎn)品打分注重發(fā)酵產(chǎn)品的色香味、安全性、創(chuàng)新性和包裝等?；卮饐栴}打分則應規(guī)定一人回答1個問題，每題2分，答錯不給分。

2.3教學團隊的建設

2.3.1充分發(fā)揮教學團隊中有經(jīng)驗教師的“傳幫帶”作用。針對教學團隊中青年教師較多、缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的問題。教學任務安排過程中，將實踐動手能力強、教學質量高、改革意識強的有經(jīng)驗的教師與新教師安排在一個班級代課，以推進團隊內青年教師實踐教學指導能力提升。

2.3.2建立食品發(fā)酵設備與工藝實習課程教學研討機制。實習課程開始前，就該門課程的總體安排部署、準備和上課的要求進行討論，并督促新教師盡快主動學習，盡快熟悉各種發(fā)酵產(chǎn)品的工藝，以盡可能做到不同教師帶的課堂的總體進度安排一致，總體要求一致。在教學過程中，教學團隊所有教師定期參加教學研討會，研討教學的方式、方法等，探討學生實習過程中遇到的各種問題及其解決途徑。

2.3.3加強青年教師的實踐能力培養(yǎng)。派青年教師到不同發(fā)酵廠參觀學習；同時督促青年教師深入有經(jīng)驗教師的課堂聽課，提高理論水平和老教師講授的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。

2.4教學資源建設

2.4.1編制適合教學和學生使用實驗指導書。項目組結合學生、實驗室情況和學科發(fā)展前沿編寫實驗教材，將行業(yè)的新知識、新技術和新成果寫入自編教材。內容包括各種發(fā)酵產(chǎn)品的實用新型的小型設備、原料及其分析、菌種及其活化、發(fā)酵工藝及控制，各種化學分析方法及常用試劑的配制。該教材的編寫不僅節(jié)省學生的大量時間，且?guī)椭麄兊膶嶒灧椒ǜ茖W、更合理，同時也為新教師提供了一個學習媒介。

2.4.2網(wǎng)絡教學資源。搜集發(fā)酵產(chǎn)品研制關鍵步驟視頻資料并上傳至筆者課程組已建的食品發(fā)酵設備與工藝精品課程網(wǎng)站上，供教師和學生參考。同時，課程組教師鼓勵學生將查找的我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品的來源、歷史、工藝和營養(yǎng)評價等相關資料或者自己要研發(fā)的發(fā)酵產(chǎn)品的工藝上傳至食品發(fā)酵設備與工藝精品課程網(wǎng)站，與學生共享。其他學生在網(wǎng)站注冊后就可以閱讀帖子并發(fā)表評論，從而延伸了學生的學習空間。在課程網(wǎng)站答疑欄目，學生和教師可實現(xiàn)互動，開展討論。

2.4.3實踐教學條件。為了拓展學生發(fā)酵產(chǎn)品研發(fā)的種類，延伸學習空間，營造開放、優(yōu)質的實踐教學環(huán)境。課程組教師在經(jīng)費允許的情況下，盡最大努力滿足學生開發(fā)新產(chǎn)品的興趣，并積極地鼓勵學生參與所需設備的選購過程。在實驗過程中，根據(jù)學生實驗的需要，在保障安全的前提下，盡量做到實驗室24 h對學生開放，積極營造學生自主學習、個性化學習的實驗環(huán)境。

3 教學效果

通過對發(fā)酵設備與工藝實驗教學的內容、方法、教學團隊和資源建設方面不斷進行改善，構建了以學生為主體的、完善的、特色鮮明的探究式教學模式。該教學方法不僅大大提高學生參與實驗的積極性，極大地激發(fā)學生的熱情和興趣。在實驗過程中，學生將掌握的微生物知識、化學知識綜合運用到產(chǎn)品研發(fā)中來，不僅鞏固了基礎知識，提高了綜合運用知識的能力，提高了創(chuàng)造能力和科研技能，而且學到了新的專業(yè)知識，從而達到理論聯(lián)系實踐、學以致用的目的。通過學生之間通力協(xié)作，共同研發(fā)發(fā)酵產(chǎn)品，不僅培養(yǎng)了學生的協(xié)作精神，而且提高了他們的協(xié)作能力。

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