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摘要:“食品分析”是普通高校食品專業的一門核心課程。隨著現代智能技術的日新月異,與之相關的教學改革也迫在眉睫。相應的課程建設在提高教學質量過程中具有舉足輕重的作用,是提高教學質量的基本保證,也是教學基本建設的主要內容。為此,本文討論了利用現代信息技術的教學改革。從指導思想、基本思路、主要目標和實施方法等方面對課程建設進行了闡述。特別是在教學方法和手段方面,本課程注重將教師的科研成果服務于理論與實踐教學;利用雨課堂這種現代教學模式取得了良好的教學效果;完善了試題庫并采用新型的機讀卡答題紙形式設計考卷,提高教學質量。
關鍵詞:食品分析;課程建設;教學改革
1指導思想
“食品分析”課程教學需要面向世界、面向未來、面向現代化經濟建設需要,及時更新教育理念,大力推進素質教育和創新教育,全面深化教育教學改革,促進現代信息技術在本課程教學中的應用,達到優秀教學資源共享,全面提高教育教學質量,為培養適應新世紀社會發展需要和基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高并富有創新精神的復合型人才而努力。
2基本思路
“食品分析”現代教學改革和課程建設的基本思路是與食品科學與工程、食品質量與安全專業學科建設相結合,遵循食品科學教學的內在規律,不斷探索新時期“食品分析”課程在教學內容、教學方法與教學手段等方面教學改革的路徑,完善知識結構,進一步提高大學生的開拓創新能力;面向未來,培養適應食品科學研究與應用發展所需的預備性人才。為此,本課程建設將在師資隊伍、教學內容、教學方法、課程考核、教學改革研究等方面進行全面的、分步實施的計劃,并逐步與其他相關課程向構建課程群建設推進。
3改革目標
通過課程建設與教學改革,與時俱進,保持與不斷進步的現代化教學手段的同步,進一步提升教學效果,使學生更好地掌握食品分析的常規方法和基本原則,初步具備一定設計擬定食品分析新方法和標準的能力,同時著力培養學生嚴謹求實的科學態度和科研素養。在此基礎上,尤其注重學生活學活用、拓展思維、逆向思維、提出問題、分析問題、并解決問題等能力的鍛煉。同時力爭在教學手段、實踐內容、實驗教材與考核方式等環節達到較高水平,例如結合雨課堂修訂完善原有的多媒體課件,爭取新版實驗指導書的整理和出版,結合機讀答題卡修訂擴充原有的試題庫。
4實施方法
4.1結構合理、成果豐碩的師資隊伍
本課程歷經近二十年的建設,目前已組成了一定規模、結構合理、成果豐碩的教學團隊。本課程的教學團隊人員老中青搭配合理,由4名成員組成,其中教授1名、副教授1名、講師1名、高級實驗師1名,其中3名成員具有博士學位,2名成員具有海外留學經歷。本課程教學團隊具有較高的學歷結構和職稱結構,成員分別畢業于南開大學、香港城市大學等著名高校。教學團隊成員具有豐碩的教學科研成果,現主持國家自然科學基金和天津市自然科學基金項目5項,近五年來發表學術論文70余篇,其中SCI收錄20余篇(其中中科院JCR大類分區為一、二區的為10篇),EI收錄9篇。此外,每年還均有若干名碩士研究生參與助教。
4.2緊密聯系實踐的教學內容
本課程是食品科學與工程專業和食品質量與安全專業高年級的必修課,主要內容涉及各種食品原料、半成品、成品以及輔料和添加劑的分析檢測,是學生將來從事各種食品相關工作或在本專業繼續深造所必須的工具性課程。本課程根據教學內容體系可分為理論與實踐兩個部分,一般的學時安排是理論和實踐各占一半。在應用型專業建設和卓越農林工程師培養的時代大背景下,在確保本學科基礎理論教學的前提下,我們堅持了理論與實踐教學兩個環節的改革與創新,兩手都要抓,兩手都要硬。此外,本課程所依托的天津市重點實驗室、國家級實驗教學中心等高水平平臺,具有大量先進的大型和小型實驗儀器可以使用,也為我們的教學改革提供了堅實的基礎。本課程教學團隊教師特別注重以教研和科研成果促進教學質量與教學水平的提高。一方面將課題組與本課程緊密相關的最新發表的科研成果在理論教學過程中在相關章節介紹給同學,吸引學生們的課堂注意力;另一方面在所主持的科研項目中挑選一些與本專業高度契合且學生力所能及的課題作為畢業論文題目,同時將一些有應用價值、經過畢業論文驗證過的課題作為新的實踐教學項目填充到實驗教學環節中去,通過實驗項目加強學生對基礎理論的理解和實驗基本技能的掌握、加深理解分析方法在解決不同實際問題中的作用。
4.3與時俱進的教學手段
食品分析課程的課時分配為一半學時用于課堂理論講授、一半學時用于實驗教學,理論與實踐教學是孤立分開的。在多年理論課的教學過程中,我們發現這種教學方式的最大弊端就是在理論教學時,由于缺乏實際樣品和儀器可以參考講解,教師的授課難度很大,本身食品分析的理論知識又比較枯燥而難以理解,因此最終的理論教學效果較差。因此,為了解決上述問題,我們將科研中的一些最新研究成果在相對應的章節展示給同學,一方面吸引了學生的課堂注意力,一方面也讓學生明白了所學習內容的意義。例如在講授理論課正式內容的第一章酸度的測定時,很多同學反映有機酸的概念和分析意義比較抽象,難以理解。我們結合大創項目———分子印跡化學舌用于有機酸的識別和以氨基酸有機酸做特征成分實現食品鑒別,向同學展示了項目的研究成果(兩篇SCI收錄論文)。如圖1和圖2所示,對于果汁、葡萄酒中的有機酸經高效液相反相C18柱分離后,以保留時間、峰高、峰面積進行定性定量分析,測定出不同果汁、葡萄酒中的有機酸組成與含量。采用SPSS軟件中的PCA與LDA等方法進行數據分析,通過有機酸的種類、含量來識別果汁、葡萄酒等。結果表明,以這些飲料中的幾種主要有機酸作為指示物,以HPLC測定作為化學舌,可以實現不同水果果汁、不同葡萄品種釀造的葡萄酒的初步分類和區分。此外,我們還將自己對食品分析各個領域最新研究進展情況的了解在理論課上介紹給同學,吸引學生的課堂注意力,培養學生的學習興趣,促進吸收率,開拓學生的眼界。比如在重金屬的分析這一章,在講到重金屬在土壤中的殘留問題時,簡單的語言表述比較枯燥,學生缺乏形象的理解。因此筆者將最新發表在美國農業食品化學雜志上的兩篇文章介紹給學生。如圖3和圖4所示,分別是無機砷和鎘元素在我國土壤中的殘留情況,以及花生和大米中的含量和膳食暴露評價。通過幻燈片和圖片的展示,可以清晰生動地向同學展示重金屬污染情況的嚴重,課堂授課效果良好。傳統的課堂授課模式已經跟不上時代的潮流,特別是隨著21世紀“00后”一代進入大學校園,智能手機的普及給我們的教學帶來了新的挑戰和機遇,單純地控制學生在課堂上使用手機是不現實的,一味地“堵”不是好辦法。因此,我們從今年開始采用了雨課堂的教學模式,利用智能手機的便利和優勢,而不再是一味地強調不讓學生在教室中使用手機。雨課堂是由學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同研發的基于PowerPoint和微信的一項新技術。利用雨課堂,可將師生聯系的更加緊密、更加方便,讓本來難以實時溝通互動的師生關系變得更加融洽。雨課堂可以完美覆蓋到每一個教學環節,讓教與學更明了。例如,我們在開課前利用雨課堂隨機點名;在課堂教學過程中利用雨課堂的彈幕功能設置提問與回答,學生遇到不懂的問題也可以隨時發送彈幕提問或者在幻燈片中作“不懂”標記;在每一章結束時我們利用雨課堂設置了練習用的選擇題,在給定的時間內讓剛剛完成本章學習的同學“趁熱”實時答題、鞏固所學知識。通過一個學期完整教學環節的使用,雨課堂教學模式在食品分析課程理論課教學中收到了良好的效果,與采用傳統教學模式的兩個班級相比,采用雨課堂教學模式的兩個班級的期末考試成績顯著提升。我們發現這種新的教學模式特別適合大班型課程和理論性教學,未來我們還將繼續推廣和改進這一新穎的教學模式。此外,在期末閉卷考試方面,我們不斷更新傳統的試題庫。最近我們還將采用新型的機讀卡答題紙形式設計考卷,并增加多選題、增大填空題的比例,利用專門機器機讀閱卷、自動核分并計算每項得分率,提高閱卷效率和準確度,促進教考分離,提高教學質量。
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作者:譚津 單位:天津商業大學生物技術與食品科學學院