工程教育专业下食品分析教学探索

工程教育专业下食品分析教学探索

摘 要:针对“食品分析”课程特点和目前主要存在的问题,为了进一步提高“食品分析”课程的教学质量,以工程教育专业认证的核心理念为指导,对其课程目标、教学内容和方式及考核方式等方面进行了一系列的改革和探索,旨在实现课程教学的持续改进,引导学生自主和合作学习,培养学生在复杂检测环境中分析问题、解决实际问题的综合能力,提升学生的市场竞争力,以培养符合时代需求的高素质技术型、应用型人才。

关键词:工程认证;食品分析;教学改革

《华盛顿协议》为本科工程教育学位互认协议,由各签约成员确认已认证的工程教育学位,并建议毕业于任一签约成员已认证专业的人员均应被其他签约国(地区)视为已获得从事工程工作的学术资格,中国于2016年成为《华盛顿协议》的第十八位正式成员[1],这是我国教育标准与国际接轨的标志 。 工 程 教 育 专 业 认 证(engineering educationaccreditation,EEA)的核心理念是以学生为中心(students centered),以结果为导向(outcome basededucation,OBE),实 现 教 育 质 量 的 持 续 改 进(continuous quality improvement)[2]。EEA可提高工程教育的质量,提高工程教育人才培养对行业的适应性[3]。EEA 注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力及实验、实践等应用技能,确保全体学生的培养质量,使所培养的学生能尽可能满足社会经济发展的要求[4],可全面推动教育体系的改革并提升教学质量,增加学生的社会竞争力,提高学校在专业领域的影响力[5]。四川农业大学食品学院于 2018 年积极准备EEA的申报工作,《食品分析》作为食品科学与工程专业的核心骨干课程,在课程体系中处于较关键的地位,是一门理论性和实践性都很强的课程,涉及有机化学、无机化学、分析化学、食品化学和仪器分析等多门基础和专业课程,其知识点较多、涉及的分析方法非常多,纯理论教学较为枯燥,学生学习起来容易混淆知识点,教学效果不是特别好[6]。根据EEA的要求,如何使“食品分析”课程教学符合新时期的要求,缩小高校人才培养与社会需求的差距,培养理论水平高、实践能力强的食品分析技术型、复合型和创新型人才,是“食品分析”课程教学改革的重点。本文主要针对“食品分析”课程主要存在的问题,在EEA背景下,从课程目标、教学内容和方式及考核评价等方面进行课程改革和探索。

1 课程目标的改革

EEA 要求核心课程教学内容能支持培养目标和毕业要求的达成。原有的课程目标设置目的性和针对性不强,不能达到 EEA 的要求,为了使培养的学生能够适应社会发展的需求,进一步提升学生的学习能力、灵活应对复杂食品分析问题的综合素质,对课程的培养目标进行了有针对性的改革,建立了新的课程目标,使培养的学生在复杂的检测环境中能合理选择分析方法,独立设计分析方案,正确实施检测方案,得到正确的检测结果,且能对实验结果进行系统的数据分析,得出专业性的结论。

课程目标 1:能针对实际食品分析过程中各种复杂的情况,提出至少两种不同的解决方案。此目标需要在课程教学中通过实例教学,加深学生对不同食品分析方法原理、适用范围等知识点的理解,如食品中脂肪的测定方法——酸水解法和索氏提取法这两种方法的特点和区别,食品中山梨酸和苯甲酸的测定方法——高效液相法和气相色谱法的特点和区别等,使学生能熟练掌握各种食品分析方法的适用范围和注意事项等关键点,使学生能在实际检测工作时根据实际情况提出两种以上的检测方案。

课程目标2:能针对食品企业、市场和行业的需求,进行正确的调研,并提出应对不同需求的解决方案。科技发展日新月异,食品分析方法的更新速度也越来越快,比如国家标准方法也在不断更新,教材中方法的更新速度明显迟滞。根据这一现象,在给学生讲授传统经典分析方法的同时,更注重对行业应用较多的新食品分析方法的介绍,重点放在经典方法和新分析方法的对比,比较各自的优缺点,使学生能够根据样品特点、检测需求等复杂情况,提出正确的分析解决方案。

课程目标 3:能借助软件模拟和展示分析仪器的原理、操作流程、检测方法,并说明其使用注意事项。为了提高教学的趣味性,并加深学生的理解,制作动态 flash 等软件,针对被测样品,模拟整个检测过程。如课程组采用的气相色谱对食品中农药残留测定的flash软件,学生可以自己选择不同种类的被测样品和待测农药,模拟气相色谱的操作过程,进行开机、进样、分析。如果在软件中实验操作不当,会得到异常的结果,学生可借此锻炼分析问题和解决问题的能力,加深对整个分析方法的理解和掌握程度。

课程目标4:能叙述、区别和选择食品专业人员的道德责任、伦理规范准则、食品组织者的道德准则主要内容,能从前瞻性维度评述并归纳工程师应该承担的责任。学生必须具有职业道德,才能成为一位合格的食品人,才能更好的保障我国的食品安全。在课程讲授中会将食品安全法、食品标准与法规和我们食品分析进行结合,让学生了解其中的必然联系,结合近年来发生的食品安全事件,突出食品分析安全监控在其中的突出作用,让学生具有使命感和自豪感。

2 教学内容和教学方式的改革

食品分析的传统教学内容主要参考教材,教材更新速度过慢,导致教学内容和社会需求严重脱节,而传统的理论加实验的教学方式通常是枯燥乏味的,严重影响了学生对课程内容的热情度。为激发学习兴趣,引导学生自主学习和互助学习,提升学生学习的参与度,对教学内容和方式进行了一系列的改革和创新。

2.1 教学内容的实时更新。食品分析方法发展非常快,有大量的食品分析新方法被研发,有很多好的新方法也逐步纳入国家、行业或企业标准方法,替代旧方法,成为被广泛应用的新的标准方法。因此,课程组加强与企业和检测机构的联系,了解目前应用较广的食品分析新方法和食品分析的发展趋势,将教学内容进行大幅度的实时更新,如在教学中新加入胶体金法测定黄曲霉毒素 B1,近红外法测定食品中的可溶性固形物、酶联免疫法在水产品中抗生素残留的检测等内容。根据标准方法的更新及社会需求的发展来实时更新教学内容,丰富学生的知识体系,是提升学生适应能力和社会竞争力的有力保障。

2.2 创新性实践教学内容的引入。保证实验教学的同时,引入创新性实践教学实验。通常实验课时,实验老师会准备好实验需要的所有仪器、器皿和试剂,而课程老师会将实验的流程、注意事项给学生做详细的讲解,学生到了实验室按部就班的做实验,虽然可以较好地锻炼学生的动手能力,但对学生自主实验、实际问题的解决能力的培养还很不足。为了弥补这一缺点,课程组引入了创新性实践教学实验,在实践教学实验中,和企业合作,给出企业目前比较感兴趣的检测项目 5~6 个主题,将每个班分成 5~6 组,让学生自主选择主题,设计实验方案,准备实验必备试剂、器材,进行实验和数据分析,最终形成报告。在这一过程中,可很好地引导学生主动和互助学习,培养学生创新意识和团队合作精神,锻炼学生的分析问题、解决问题的能力,实用性很强,可显著提升教学效果。

2.3 教学时将知识点和生活相结合。食品分析本身就是一门应用性很强的学科,与我们的生活息息相关,是保障食品安全的重要手段。比如我们在讲授食品中脂肪含量的测定时,采用提问的方式,询问学生是否了解咱们经常食用的牛乳、花生、狼牙土豆、薯片等食品中脂肪含量的测量方法,激发学生的学习兴趣,然后介绍一系列测量方法,提升教学效果;在讲授食品添加剂的测定时,可以在介绍方法之前,给出一些颜色特别鲜艳的果冻、糖果、饮料等食品的图片,然后分别介绍不同质地(胶体、固体、液体)食品在进行添加剂——色素分析时,不同的样品前处理方法及不同色素分析的方法,加深学生对整套分析体系的认识和理解;在讲授食品中矿物质元素分析时,以“川农馒头”、自来水、矿泉水等和学生生活密切的食品为检测对象,以最新版国家标准和教材为依据,给学生介绍不同的分析方法,使学生掌握更多的分析手段。

2.4 以学生为主导,反转课堂。单纯的教师讲授,学生的参与度不高,教学效果不够好,且学生对知识点的掌握也不够深入。因此,在对“食品的物理检测方法”这一章节进行讲授时,给学生进行分组,每组分配不同的主题,让学生课下进行资料汇总、总结,制作ppt,并最终进行课堂讲演和讨论。这可锻炼学生文献查阅、总结、团队合作等自主学习和互助学习的能力,还可加深学生对所涉及知识点的掌握程度,通过课堂讨论,了解学生对各知识点的掌握程度和学生的薄弱点,可有针对性的补充教学,达到更好的教学效果。

3 考核方式的创新

EEA 注重培养学生主动学习,运用知识解决复杂问题的综合能力,培养学生的综合工程素质。怎样知道课程达到了课程目标的要求呢?考核起到了至关重要的作用,是衡量教学质量的关键且重要的环节。之前的课程考核采取的是“平时成绩+期末考试成绩”的模式,且考试成绩占主要的比重,学生会通过期末集中复习通过考试,而不注重平时的学习,这和成果导向教育的理念严重脱节,也不利于对学生学习能力和综合素质的培养,因此,对课程考核方式进行了一系列的改革,具体内容如下:平时作业占课程最终总成绩的 10%。根据课程实际情况,给学生一些开放性的题目要求学生通过分组、讨论后大量查阅相关资料后完成作业。在此过程中可以锻炼学生团队合作、自主学习知识并运用知识解决实际问题的能力。为了便于老师和学生的交流,建立“食品分析”课程QQ群,老师和同学们可以随时进行交流并分享资料。并且,老师们可以对学生遇到的问题给予一定的指导。最后,老师根据学生们作业的完成情况和过程中的参与情况给出平时成绩。课堂讨论占课程最终总成绩的 20%。对于目前食品分析的热点问题,如食品快速检测方法在食品领域的应用、“重组牛排”如何分析鉴别等议题进行课堂讨论,鼓励学生根据所学知识解读这些实际问题,根据学生的出勤情况、讨论的参与度、回答问题的综合情况进行评判。为提高广大学生的参与度和积极性,对于表现积极的同学给予适当的分数鼓励。实验实践训练占据课程最终总成绩的 20%。食品分析是一门应用性极强的学科,必须通过实验来锻炼学生的动手能力。通过课程实验考核学生对所学知识的掌握程度和动手能力,而实践训练可考核学生运用所学知识进行实际食品分析应用的综合素质和创新能力。在这一环节,重点考察学生参与实验的积极程度和状态、对仪器操作技能和分析处理数据等能力,适度减少实验报告在分数体系中的比重,考察学生在实践过程中根据实际情况选择分析方法合理性,方案执行的规范性,结论的可靠性等情况,通过老师观察、组长评价及组员互评和实践报告的综合评价,给出分值。期末考试占课程最终总成绩的 50%。考试题型多样、灵活,和课程目标密切相关,内容联系实际,从多方面综合考核学生对课程各个知识点的掌握程度。综合四种考核方式,提升学生对课程参与的积极性,尽量杜绝学生侥幸过关的心理,使整个考核体系能更为客观真实地体现学生对课程的掌握程度,反馈教学效果,为教学方式和内容的持续改进提供重要的理论参考依据。

4 结语

在 EEA 背景下,深入贯彻执行其核心理念,以成果为导向,以学生为中心,实现教学质量的持续改进。从课程目标建设、教学内容和方式及考核方式等方面进行了全面的分析思考,根据存在的不足进行了深入而系统的改革和探索,实现教学质量的可持续改进,力求培养的学生能主动学习、合作学习,使学生具备在实际复杂检测环境中分析问题、解决问题的综合能力,使培养的学生能适应新时代食品分析技术型、应用型人才的需要,推动我国科学技术和经济的快速发展。

作者:陈姝娟 何利 李美良 单位:四川农业大学食品学院