工程教育專業(yè)認證背景下“食品化學”課程的教學改革與實踐
——以海南大學為例

蔣志國，陳衛(wèi)軍，張偉敏，陳文學

（海南大學食品科學與工程學院，海南?？?70228）

“食品化學”課程是高校食品科學與工程、食品質量與安全等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎課程。食品化學類學科的主要研究目的是完善加工和包裝技術、革新儲存方式、改善食品質量、平衡膳食結構、開發(fā)新的食品類型、提高食品的安全性和健康性。在現(xiàn)代社會，食品化學這門科學被廣泛應用到了營養(yǎng)學、產(chǎn)品開發(fā)、食品安全、衛(wèi)生檢驗等領域。2020年，海南大學“食品科學與工程”專業(yè)通過國家工程教育專業(yè)認證，是海南省第一個通過認證的專業(yè)。側重在工程教育專業(yè)認證背景下對“食品化學”課程教學改革問題進行研究。

1 工程教育專業(yè)認證的內(nèi)涵

全球一體化趨勢下，工程教育專業(yè)認證逐漸走向國際化，為多數(shù)國家的工程教育類專業(yè)的開展提供了重要的標準和保障，是實現(xiàn)工程教育證書和工程師證國際互認的重要條件[1]。工程教育專業(yè)認證的特征體現(xiàn)主要體現(xiàn)在：以學生為本，以質量保證和質量提升為指導思想和出發(fā)點，側重開展針對工程教育專業(yè)的合格性評估和認證，由非營利性認證機構組織實施等。

工程教育認證的重要性集中體現(xiàn)在3個方面：第一，對學生和家長而言，工程教育認證可以為其擇校提供參考，選擇教育質量有保障的學校和專業(yè)，可以為學生出國深造提供國際性認可的資格，也可以培育學生的核心能力、專業(yè)節(jié)能等，使學生可以適應社會發(fā)展的需求。第二，對高校而言，工程教育認證可以提升學校的競爭力，確保學?？梢垣@得足夠的生源，也可以提升高校的國際化影響力和國際化辦學水平。

通過工程教育認證可以更好地確認學生是否達到了行業(yè)內(nèi)部對工程類人才的需求標準[2]。高校開設工程類專業(yè)的最終目的就是向社會輸出更多專業(yè)能力強、綜合素質高的工程類人才，滿足工業(yè)發(fā)展的需要[3]。因此，我國的工程教育類專業(yè)必須始終圍繞著提高學生工程能力及素養(yǎng)這個核心展開，引進先進理念、優(yōu)化課程體系、完善教學內(nèi)容、創(chuàng)新教學方法、完善評價機制不斷地為工程類專業(yè)教育注入新鮮血液[4]。

2 工程教育專業(yè)認證背景下食品化學課程教學改革路徑

“食品化學”課程是從化學和分子構成的視角研究食品的構成成分、分子結構、化學性質、營養(yǎng)成分，以及在經(jīng)過加工、貯藏、運輸?shù)裙ば蛑?，食品的分子成分、化學性質、安全性質發(fā)生了哪些變化的一門科學[5]。在工程教育專業(yè)認證背景下，探索“食品化學”課程的教學改革路徑，對培育社會發(fā)展所需的食品類專業(yè)人才具有重要的現(xiàn)實意義。以海南大學為例側重對“食品化學”課程的教學改革的具體路徑進行探索，以期可以培育更多契合社會和經(jīng)濟發(fā)展需要的食品類優(yōu)質人才。

2.1 樹立明確的課程教學目標，突出學生實踐能力的培育

工程教育專業(yè)的學生需要達到工程教育認證通用標準中的12個指標才能順利畢業(yè)，具體來說就是要求學生能夠靈活運用理論知識解決實際問題，具備創(chuàng)新精神，能夠與團隊合作討論解決實際問題。工程教育專業(yè)主要從學生對工程知識的掌握程度、運用工程知識的能力、通用技能和對待工程的態(tài)度等4個方面對學生進行考核[6]。因此，在“食品化學”課程教學中，應當明確課程教學目標的重點，即突出對學生實踐能力的培育。“食品化學”課程是一門具有很強的理論性和實踐性，是一門綜合性很強的課程，要求學生靈活掌握食品化學理論知識及各個知識點之間的聯(lián)系，要求學生既要有堅實的理論基礎，又能夠將理論知識靈活應用到實踐中去，可以幫助學生解決實際問題，提高學生的實際操作能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生對待問題實事求是的態(tài)度，為學生日后參加科研活動、食品開發(fā)與生產(chǎn)、視頻質量檢測等工作打下堅實的基礎。以海南大學為例，海南大學在開展“食品化學”課程時，科學合理地設定了如下課程目標：

第一，明確“食品化學”課程在整個食品科學中的重要位置，掌握各類食品材料成分的結構、性質和功能等。同時，能夠根據(jù)不同食品原料的成分和特性合理地選擇相應的研究方法。此外，要求學生能夠正確掌握各類食品的正確制作方法。

第二，能夠了解并掌握不同食品在加工、保障方面的化學變化，能夠正確地對這些變化對食品品質和儲藏的影響，能夠正確地運用“食品化學”課程所學的知識解決食品相關的實際問題，并可以正確地運用所學知識對食品的安全性進行評價等。

第三，要求學生能夠在正確把握食品的成分基礎上，結合其化學變化生產(chǎn)安全且有營養(yǎng)的食品。同時，在這個過程中，使學生可以樹立正確的三觀，培育和提升學生的科研探索精神和食品安全意識。

2.2 合理地優(yōu)化和豐富教學內(nèi)容，對接行業(yè)前沿發(fā)展動態(tài)

“食品化學”課程是一門涉及多學科的課程。課程中涉及的內(nèi)容與其他學科有很多交叉的知識點。例如，與有機化學和無機與分析化學2門學科存在知識點的交叉；又如，與“食品生物化學”“食品營養(yǎng)學”“食品添加劑”等眾多專業(yè)課程存在知識點上的重復等。因此，在工程教育認證背景下，高校在開展“食品化學”課程教學時，應當對教學內(nèi)容進行合理地優(yōu)化。具體而言，應注意以下幾個方面：

第一，要對接行業(yè)前沿發(fā)展動態(tài)，及時將一些學科最新的研究內(nèi)容、科研動態(tài)等分享給學生或者以具體的案例等引入到課堂教學當中，一方面可以有效增進學生對課程教學內(nèi)容的興趣，另一方面可以輔助學生積累更多的知識，為其專業(yè)學習和深造奠定扎實的基礎。

第二，要注重課程教學知識的有機整合和合理安排。例如，在“食品化學”課程與“食品營養(yǎng)”課程存在一些交叉的知識點。如維生素和各種礦物質是維持人體機能必不可少的元素，也是衡量食品營養(yǎng)品質的重要指標。這一內(nèi)容在“食品化學”課程和“食品營養(yǎng)學”課程中均有涉及。在“食品化學”課程中，對各種營養(yǎng)成分的分子結構及其在食品加工、貯藏、運輸過程中有可能產(chǎn)生的變化等做出細致的闡述，而“食品營養(yǎng)學”課程中對食品包含的人體必需的營養(yǎng)因子做出了詳細的闡述。顯然，2門課程既有充分的內(nèi)容，但又有相互補充的地方。因此，可以結合在一起開展教學，對教學內(nèi)容進行有效的整合。才能達到知識內(nèi)容上的相互補充，學生所學到的食品知識才能更加系統(tǒng)化、科學化。

在“食品化學”課程的日常教學中，教師應該明確學生對各種概念的認知，向學生闡明每種食品的理化性質。例如，糖的變旋、蛋白質性質的變化、脂肪的煙點、著火點等。還要讓學生掌握食品中各類營養(yǎng)成分反應機理，如糖的美拉德反應和焦糖化反應、氨基酸的脫羥反應和脫胺反應、淀粉的糊化現(xiàn)象、老化現(xiàn)象等。

第三，合理安排實驗教學內(nèi)容。在以往“食品化學”課程教學中，實驗教學內(nèi)容以驗證性實驗為主，如淀粉還原糖的測定、蛋白質含量測定等。實驗教學內(nèi)容單調(diào)且與其他課程存在重復。在工程教育專業(yè)認證背景下，為培養(yǎng)學生運用理論解決實際問題的能力，應當合理安排實驗教學內(nèi)容。例如，減少驗證性實驗，增加綜合性實驗和設計性實驗。同時，也可以將驗證性實驗歸入到綜合性實驗中，建構完善的綜合性實驗體系。例如，在“美拉德反應對食品的影響”的綜合性實驗中，可以將以往關于“美拉德初始反應速度的測定”內(nèi)容歸入其中。又如，可以契合熱點增加設計性實驗，如關注度較高的地溝油等內(nèi)容，通過安排油脂氧化和油脂品質檢測的實驗內(nèi)容，幫助學生更好地提升自身的研究能力和創(chuàng)新能力。在完整的實驗教學內(nèi)容體系下，通過綜合性實驗和設計性實驗的合理設計可以更好地幫助學生掌握實驗操作方法。

2.3 深入理解和把握工程教育認證理念，合理完善課程教學體系

根據(jù)工程教育認證理念的要求，食品化學專業(yè)的教學內(nèi)容不能脫離實際需求，高校和教師應時刻關注最前沿的食品科技，并將其拓展到課堂當中。食品化學專業(yè)開設了25節(jié)綜合實驗課程，其中包括15節(jié)必修課程和10節(jié)選修課程。實驗內(nèi)容主要圍繞食品的組成成分展開，根據(jù)難易程度劃分了4個層次：基礎性課程、綜合實驗課程、設計性課程、創(chuàng)新性課程。這幾個模塊對學生知識能力的要求由易到難，層次分明。設計性項目需要學生從幾個項目中選擇一個自己比較感興趣的項目進行實驗，可以調(diào)動學生的主觀能動性；除此之外，學校還開設了24個學時的實驗項目研究、科技競技比賽等，學生可以根據(jù)自己的需求自由參加。

2.4 合理選擇和創(chuàng)新教學形式，提升課堂教學的有效性

“食品化學”所包含的理論內(nèi)容都比較抽象，單純講述理論知識會讓學生感到枯燥乏味，學生理解起來也比較困難，相對于其他學科來說，“食品化學”的知識點很分散，重難點也不明確，學生很容易產(chǎn)生厭煩情緒，學習效果往往不夠理想。針對這種現(xiàn)狀，相關專業(yè)的教師應該不斷創(chuàng)新教學模式，穿插一些新穎的教學方法，讓學生的注意力始終集中在課堂教學上，提高課堂效率，為社會培養(yǎng)更多優(yōu)秀的高素質工程人才。談到課堂教學方式，主要可以總結為以下幾類：①講授式教學；②討論式教學；③互動式教學；④實踐式教學；⑤驅動式教學；⑥案例教學；⑦分組合作教學；⑧突出重點式教學；⑨雙語教學；⑩以能力為本位的教學。其中，講授式教學和互動式教學應用最為廣泛，應用時間也比較長；驅動式教學和以能力為本位的教學近幾年才引起學術界的關注；雙語教學平臺近些年來也越來越受人們的歡迎。教師在上課之前可以根據(jù)學生的數(shù)量、上課時間的長短及學生對知識的掌握程度來選擇合適的教學方式，調(diào)動學生學習的積極性，督促學生主動參與課堂活動，提高教學效率。例如，一個班有30個學生，教師可以根據(jù)學生對知識的掌握程度將其劃分成6個小組，提出一個食品生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的問題，讓學生分組討論，用所學理論知識解決實際問題；然后，各組分別派代表講解本小組的解決辦法，教師進行點評，各小組也可以互評，這樣既可以幫助學生更好地掌握運用所學理論知識，又可以豐富學生的認知。

2.5 突出學生工程應用能力培育，有序開展課程實驗教學

傳統(tǒng)教學模式下，通常是教師提前準備好實驗材料，說明實驗步驟和注意事項，學生直接進行實驗，最后提交報告。學生只需要按照教師說的去做就可以完成任務，缺少動手動腦的機會，實驗報告也大同小異。因此，應當突出學生工程應用能力的培養(yǎng)，合理優(yōu)化實驗教學。

第一，合理地改進課堂內(nèi)的教學形式。例如，改變實驗預設模式。在全班學生或者小組內(nèi)部集體討論預設實驗報告中提出的各種問題。實驗過程中，教師根據(jù)實驗的需要隨時提出一些問題，讓學生回答，并計入平時成績。這就要求學生必須熟練的掌握實驗步驟和反應原理，避免一部分學生不懂裝懂，渾水摸魚，從而調(diào)動學生探究學習的積極性和主動性。同時，也可以開設自主設計的實驗項目。教學中，學生可以自主選擇一個具有設計性的實驗項目，教師根據(jù)學生的選擇劃分小組，讓學生自行查閱資料，制定實驗步驟，然后交給教師審閱、修改，共同制定實驗方案。設計性實驗項目的考核內(nèi)容主要包括設計方案、操作過程、學生分析、實驗結果、答辯互評和教師評價等。這種評價方式有助于提高學生對知識的綜合應用能力，培養(yǎng)學生的團隊合作精神，另外，教師也可以通過這種方式隨時了解學生的學習情況和學習狀態(tài)，督促學生主動學習，努力提升自身素質。

第二，創(chuàng)造更多的課外開放式實驗機會。高校應當為學生進行實驗活動創(chuàng)造良好的機會，例如，每個學期可以有目的地開放3~5個實驗項目，調(diào)動學生參與學習的積極性。為了更好地鼓勵學生參與實驗，高?？梢灾贫▽W分規(guī)則，允許學生在開放性實驗中獲取的學分。目前，食品專業(yè)大部分學生都能主動參與到開放性實驗項目中去。開放性實驗項目要求學生能夠自主設計實驗方案，并按照方案完成實驗，教師再根據(jù)方案內(nèi)容、操作流程、實驗效果評定學生的成績。開放性實驗能夠有效地調(diào)動學生參與實驗活動的積極性，幫助學生實現(xiàn)理論與實踐的融會貫通，為學生以后參加競技大賽奠定堅實的基礎。

2.6 完善食品化學課程考核評價方式

工程教育專業(yè)認證背景下，應突出培養(yǎng)學生的能力，樹立起以學生為主體的現(xiàn)代教育思想。在課程教學評價環(huán)節(jié)，為了全面反饋學生的學習情況，評價課程教學效果，應當建立起“課堂考核+實驗考核+期末考試”相結合的“食品化學”課程教學評價體系。其中，課堂考核占20%，實驗考核占20%，期末考試占60%。

第一，日常課堂考核。日?？己艘赃^程性評價為主，除出勤率、課堂回答問題和課后作業(yè)這3個方面，還可以把學生主動參與實踐活動的情況納入平時成績的范疇。例如，學生參與小組討論，通過自己動手制作PPT向大家講解問題的解決方案。通過完成課后作業(yè)鞏固學生對理論知識掌握，拓展學生視野；另外，教師在批改作業(yè)的過程中也要及時給出指導意見。分組討論的情況和PPT展示的效果等均應納入到日常課堂考核當中。學生通過自己動手查閱各種資料、制作課件、展示討論結果既提高了語言表達能力和靈活應變能力，又提高了分析解決問題、總結歸納知識要點的能力。

第二，實驗教學評價?！笆称坊瘜W”實驗課程考核學生的依據(jù)主要包括以下幾點：①實驗報告。根據(jù)實驗報告中提出的問題和最終的實驗結果對學生進行考核。②口頭知識提問。教師口頭提問學生各種儀器設備的名稱及使用方式。③團隊合作情況。通過實驗設計方案、操作過程及實驗報告中呈現(xiàn)的實驗結果了解團隊合作的情況?！笆称坊瘜W”實驗成績占總成績的20%，其中綜合性實驗和設計性實驗分別占10%。在設計性實驗中，應將實驗方案設計、實驗操作情況、實驗報告及PPT總結等作為評價指標，其中實驗報告作為重點予以評價。

第三，通過期末考試來全面反饋學生的真實學習情況和課程教學效果。期末成績可以反映出學生平時對知識的積累程度，能夠讓學生意識到日常積累的重要性，避免考前臨陣磨槍、知識點掌握不牢固等情況的出現(xiàn)。只有充分調(diào)動學生的學習積極性，讓學生主動參與學習，才能使高校“食品化學”課程達到最佳的教學效果，從而為企業(yè)和社會培養(yǎng)更多高素質的專業(yè)人才。