基于OBE教育理念的食品分析實驗教學(xué)改革

摘要：食品分析實驗是食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全和食品營養(yǎng)與健康專業(yè)的核心實驗課程之一，具有知識面廣、難度大、實踐性強的特點。針對目前食品分析實驗教學(xué)存在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式、陳舊的教學(xué)內(nèi)容和單一的實驗課程評價方式等問題，提出新的實驗教學(xué)模式、優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容和構(gòu)建多元化的考核方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力，培養(yǎng)出適應(yīng)未來發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育；食品分析實驗；混合式教學(xué)模式；考核方式；教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240411

基金項目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目（2021JGB235，2022JGA243）；廣西科技大學(xué)高等教育本科教學(xué)改革工程項目（2020XJJG19，2022XJJG05）；廣西高等學(xué)校千名中青年骨干教師培育計劃項目（桂教教師[2020]58號）；廣西自然科學(xué)基金項目（2018GXNSFAA138081， 2016GXNSFBA380079）。

The reform of experimental teaching of food analysis based on the OBE educational philosophy

Liu Chunyou1， Tang Xiangyi1， Tian Yan1， Xu Jinrong1， Yang Xiaolong1，2

（ 1. School of Biological and Chemical Engineering， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou， Guangxi 545006； 2. School of Mechanical and Automotive Engineering， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou， Guangxi 545006 ）

Abstract： Food analysis experiment is one of the key experiment courses in Food Science and Engineering， Food Quality and Safety and Food Nutrition and Health majors， which is characterized by wide range of knowledge， high difficulty and strong practicality. Aiming at the current experimental teaching of food analysis， there are traditional experimental teaching mode， obsolete teaching content and a single evaluation method for experimental courses etc.， this paper proposed a new experimental teaching model， optimized experimental teaching content and bulit a diversified assessment method to stimulate the students’ interest and initiative in learning， so that the students were transformed from passive learning to active learning， to enhance students’ innovative thinking and practical ability， and to cultivate high-quality and application-oriented talents adapted to the development of the future.

Key words： outcome-based education； food analysis experiment； blended teaching model； assessment methods； teaching reform

成果導(dǎo)向教育（Outcome-based education，OBE）是一種“以全體學(xué)生為中心、以成果導(dǎo)向為原則，以質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)為目的”的理念。OBE作為一種先進(jìn)的教育理念[1]，已經(jīng)成為美國、德國、加拿大、英國等國家教育改革的主流模式[2-4]，是《華盛頓協(xié)議》本科工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念，代表了工程教育改革中的國際主流思想，同時也是目前工科專業(yè)教學(xué)改革的前沿方向[5-6]。當(dāng)前，中國高等教育的內(nèi)涵建設(shè)已經(jīng)從戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)上進(jìn)入聚焦“一流本科”“一流專業(yè)”甚至“一流課堂”的深度。專業(yè)教育成為提升本科教育水平和高質(zhì)量課堂之間最為重要的轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)[7]。由于OBE的人才培養(yǎng)理念、模式及實踐方式貼近產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，且于社會對工程應(yīng)用型人才的密切契合而逐漸被全世界所公認(rèn)。課程是專業(yè)教學(xué)實施人才培養(yǎng)的主要載體，實踐OBE理念下的課程教學(xué)是專業(yè)進(jìn)行工程教育認(rèn)證的基礎(chǔ)，也是提高課程教學(xué)質(zhì)量、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑。

民以食為天，食以安為先。食品的品質(zhì)與人類健康和生命息息相關(guān)。食品分析是全國食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全和食品營養(yǎng)與健康等食品類專業(yè)的主干基礎(chǔ)課程，既是使用精密科學(xué)儀器進(jìn)行實驗的一門實踐性很強的課程，也是探討食品加工與貯藏過程中生物化學(xué)變化規(guī)律的一門理論性很強的課程。食品分析實驗課程是利用食品科學(xué)相關(guān)知識，來研究各類食品組成成分的檢測原理及有關(guān)理論，進(jìn)而評定食品品質(zhì)并保障食品安全的一門技術(shù)性學(xué)科[8]。食品分析實驗教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用化學(xué)分析和現(xiàn)代精密科學(xué)儀器分析食品中的營養(yǎng)素、色素、風(fēng)味、有害成分以及食品的感官特性，鍛煉學(xué)生動手組裝和正確使用科學(xué)儀器，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

1 食品分析實驗教學(xué)存在的問題

目前，國內(nèi)關(guān)于OBE教育模式的研究報道相對較少，但西方發(fā)達(dá)國家的高等院校如英國利茲大學(xué)在20世紀(jì)90年代就開始將OBE教育理念應(yīng)用于本科專業(yè)教學(xué)，對提升本科教學(xué)質(zhì)量、推進(jìn)教學(xué)改革起到了巨大的推動作用[9-11]。食品分析實驗是食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全和食品營養(yǎng)與健康等本科專業(yè)重要的核心實驗課程，具有難度大、知識面廣、理論性和實踐性均很強的特點，其教學(xué)效果直接影響到本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。目前，地方高等學(xué)校的食品分析實驗教學(xué)過程中凸顯出一系列問題。

1.1 食品分析實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊

由于地方高等學(xué)校專業(yè)建設(shè)經(jīng)費的不足，故食品分析實驗教學(xué)過程中用到的先進(jìn)的大型精密儀器數(shù)量較少，教學(xué)設(shè)備落后，難以滿足現(xiàn)代化實驗教學(xué)的需求，進(jìn)而使得食品分析實驗課程開設(shè)的實驗項目大多數(shù)以化學(xué)分析為主的驗證性實驗為主[12]，如食品中水分活度的測定、食品中脂肪的測定、食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定等，但綜合性實驗、設(shè)計性實驗，特別是研究性實驗開設(shè)比例較少。驗證性實驗主要注重對基本操作技能的訓(xùn)練，但缺乏對創(chuàng)新思維的訓(xùn)練以及獨立動手能力的培養(yǎng)，挫傷學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

1.2 傳統(tǒng)的食品分析實驗教學(xué)模式

由于實驗條件、實驗室管理、實驗學(xué)時等原因，大部分學(xué)生一般不參與實驗的前期準(zhǔn)備工作。傳統(tǒng)的做法是先由實驗員準(zhǔn)備好實驗用試劑、化學(xué)藥品、原材料、儀器設(shè)備，再由實驗指導(dǎo)老師講解實驗?zāi)康摹嶒炘?、操作步驟及注意事項，最后學(xué)生在老師的指導(dǎo)下一步一步完成實驗[13]。在這種傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式下，學(xué)生在整個教學(xué)過程中處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立操作技能的培養(yǎng)，導(dǎo)致在大四畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，部分學(xué)生不會配制常用化學(xué)試劑，不會獨立使用和調(diào)試常用的儀器設(shè)備，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)環(huán)節(jié)碰到各種各樣的困難。因此，傳統(tǒng)的食品分析實驗教學(xué)模式不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力[14]。

1.3 單一的課程考核評價方式

實驗課考核通常以實驗報告和期末考試為中心[15]，有些學(xué)生實驗報告書寫工整，實驗數(shù)據(jù)較好，則可以獲得較高的分?jǐn)?shù)[16-17]，但該考核方式忽視了實驗過程中對學(xué)生實踐基本能力的訓(xùn)練，難以客觀、公正地反映學(xué)生實際的實驗水平[18]，不利于學(xué)生養(yǎng)成獨立思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)素養(yǎng)，難以評價學(xué)生的實際動手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，以及實驗現(xiàn)象的真實和準(zhǔn)確性。因此，為客觀、科學(xué)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，制定一套既注重結(jié)果又重視過程的全面考核方法尤為必要。

2 食品分析實驗教學(xué)改革舉措

針對食品分析實驗教學(xué)過程中存在的上述問題，采取的實驗教學(xué)改革舉措如下。

2.1 優(yōu)化課程設(shè)計，更新實驗教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)本科學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，構(gòu)建基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗三個層次的實驗教學(xué)內(nèi)容，如圖1所示。第一層次為基礎(chǔ)性實驗：本部分實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生對食品分析基礎(chǔ)理論的理解，常用化學(xué)試劑的配制與標(biāo)定，基本化學(xué)實驗的基本操作技術(shù)的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的儀器操作調(diào)試能力，如鹽酸、氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定、紫外-可見分光光度計、離心機、高效液相色譜儀的正確使用，氣相色譜儀的規(guī)范操作等。第二層次是綜合性實驗：本部分實驗主要指某一分析項目不同檢測方法的綜合訓(xùn)練，如食品中蛋白質(zhì)的測定，常用的檢測方法有凱氏定氮法、考馬斯亮藍(lán)G-250染色比色法（Bradford）、福林-酚比色法、雙縮脲法（Biuret）等4種分析方法。實驗先對學(xué)生進(jìn)行分組，針對相同實驗材料（如奶粉）分別采用不同的分析方法進(jìn)行檢測，再對比分析不同檢測方法的實驗結(jié)果，分析其可能產(chǎn)生的原因，通過分析方法的綜合，讓學(xué)生掌握不同蛋白質(zhì)測定方法的優(yōu)點與缺點，讓學(xué)生深刻理解并領(lǐng)悟在分析工作中選擇合適分析方法的重要性。第三層次是創(chuàng)新性實驗：本部分實驗室綜合實驗的進(jìn)一步拓展和延伸，在食品專業(yè)教師指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生主動參與教師主持的課題研究，讓學(xué)生開展真正的科學(xué)研究工作，使學(xué)生逐漸形成嚴(yán)謹(jǐn)求實、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生的科研思維。依托廣西特色重點學(xué)科生物化工學(xué)科優(yōu)勢，實驗內(nèi)容設(shè)計以廣西糖資源綠色加工重點實驗室的重點方向之一“糖類化合物的結(jié)構(gòu)與功能”為主。學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)、設(shè)計實驗方案、處理實驗數(shù)據(jù)、撰寫學(xué)術(shù)論文、參加大學(xué)生課外科技競賽、展示研究成果等多方面提高綜合科研素質(zhì)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為科學(xué)研究培養(yǎng)創(chuàng)新型后備人才。

2.2 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，改革課堂教學(xué)模式

利用學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，建設(shè)食品分析實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。線上網(wǎng)絡(luò)資源包括食品分析實驗教學(xué)大綱、實驗動畫視頻和電子實驗指導(dǎo)書，主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗3個部分。教師將食品分析實驗教學(xué)資源上傳至校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生可以利用課余時間登陸學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，提高實驗的成功率。實驗結(jié)束后，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺加深對實驗內(nèi)容的消化、吸收和反思，提高學(xué)習(xí)效果。同時，學(xué)生還可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對實驗過程中碰到的問題向指導(dǎo)教師提問，促進(jìn)師生之間的溝通、交流與互動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)食品分析實驗的興趣，積極探索食品科學(xué)的奧秘。

通過改革傳統(tǒng)的食品分析實驗教學(xué)模式，教師實驗教學(xué)課堂上對教學(xué)內(nèi)容不再進(jìn)行過多的講解。將要講解的實驗原理做成動態(tài)的PPT文件，將演示實驗做成微課或?qū)嶒瀯赢嬕曨l文件供學(xué)生線上觀看，學(xué)生可以提前觀看或預(yù)習(xí)實驗項目，明確實驗?zāi)康?、理解實驗原理，了解實驗操作注意事項，教師上課不再詳細(xì)講解實驗原理，實驗課堂給學(xué)生留下更多獨立思考時間、實驗操作時間，著重培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和實踐動手能力。

2.2.3 建立多元化實驗成績考核標(biāo)準(zhǔn)，改革課程考核評價機制

考核是評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，建立多元化實驗課成績考核標(biāo)準(zhǔn)，如圖2所示。①實驗前的準(zhǔn)備工作占25%，考察學(xué)生實驗前的試劑配制、設(shè)備的調(diào)試及樣品的前處理工作。②實驗預(yù)習(xí)報告占15%，主要考察學(xué)生是否明確實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗的操作步驟、實驗的注意事項等。③實驗操作過程占40%，主要考察學(xué)生實驗過程中實踐動手操作是否正確以及儀器設(shè)備使用是否規(guī)范。④實驗報告占20%，主要考察學(xué)生對實驗原始數(shù)據(jù)的記錄、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)果與思考題的分析、討論等。通過多元化的綜合考核方式可以全面客觀公正的評價學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的食品分析實驗技能，并為將來走向?qū)嶋H工作崗位奠定堅實的實驗基礎(chǔ)。

3 結(jié) 語

食品分析實驗是食品類專業(yè)的核心實驗課程。針對目前食品分析實驗教學(xué)過程中存在的實際問題，基于OBE教育理念，通過優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容、建立線上線下混合式教學(xué)模式和構(gòu)建多元化的考核方式等教學(xué)改革舉措，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。通過教學(xué)改革，學(xué)生的思維能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力得到顯著提升，食品分析實驗教學(xué)效果良好。

參 考 文 獻(xiàn)

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