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“食品物性学分析实验” “学实结合”教学模式及方法探索

2023-09-22 111 上传者：管理员

摘要：传统实验教学模式已不能满足食品科学与工程专业培养创新型、应用型人才的教学要求,以食品物性学分析实验为例,提出一种“学实结合”的新型实验教学模式,融合课程理论、工艺实践和基础科研的教学环节为一体,实现传统实验教学模式的改革。该模式将食品工艺学实践添加到实验教学中,锻炼学生的实践能力和专业技能,使学生了解食品工业化生产流程;借助科研仪器进行品质测试,培养学生的基础科研技能,为提升学生的科研创新能力奠定基础。“学实结合”实验教学模式有效调动学生的实验积极性,提升课程的新颖性和实用性,有利于普通本科高校培养食品专业创新型和应用型人才。

关键词：
创新思维
实践应用
实验设计
教学改革
食品物性学分析实验
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培养创新型人才是高等教育的重要使命[1]。本科实验教学是培养食品专业人才的关键阶段和桥梁纽带，为科研院所输送科研型研究生，为食品行业输送应用型工程师。特别是2016年我国工程教育认证的实施，以学生学习产出为导向，更加注重培养学生的创新能力和实践能力[2]。伴随本科高校教学改革的推进，除了基础实验仪器外，更多的精密科研仪器、设备和信息化教具应用到本科实验教学中，如色谱技术“虚实结合”实验教学模式和气相色谱串联质谱检测有机磷农药的教学实验设计等[3,4]。

“食品物性学分析实验”是普通高等院校食品专业的重要实验课程，学生在实验中掌握基础理论知识，培养专业实验技能。现阶段实验教学中多采用测试市售食品（如牛奶、面包等）的基础理化指标的教学模式，而食品加工的工艺教学属于其他学科课程，导致实验过程中学生仅掌握实验原理和测试方法，而对食品工艺了解甚少。学生只有亲自参与食品的加工过程，动手实践食品的生产工艺，才能真正掌握产品品质的核心技术。提升工程实践能力和专业技能，进而发现现有的检测、加工技术的不足，从而激发学生的创新能力和解决问题的能力，并建立起培养创新型和应用型人才的实验教学模式。此外，由于物性分析仪属于精密科研仪器，配套数量的限制和系统操作复杂，导致无法满足本科学生动手操作，导致学生课后记忆含混，没有全面掌握实验。

针对传统的“食品物性学分析实验”教学模式存在问题，加强专业技能的实践应用和基础科研能力的培养，在实验教学中融入食品工艺课程的生产实践，使用物性分析仪测试品质指标，从实验方案设计和基础科研教学等方面介绍“学实结合”食品物性分析综合性实验教学模式及方法，旨在锻炼学生的实践能力，培养基础科研技能，为食品专业创新型、应用型人才的培养奠定基础。

1、传统的“食品物性学分析实验”教学中存在问题

1.1教学模式及实验设计陈旧

传统实验教学模式中存在问题有：（1）实验教学与科研脱节，学生实验所用材料和器具仅限于基础教学实验，科研仪器仅供参观教学或者仅有个别同学操作演示；（2）实验与实践脱节，实验课程的理论知识仅指导课程实验，食品专业课程设置有食品工艺实践课程，2类课程同属于食品专业实验课程，却没有综合性实验教学和实践应用[5]。实验课程的知识和技能最终目的是要学生领会和应用，仅注重实验教学，与基础科研教学脱节，不利于培养学生的创新思维能力；仅注重课程实验，与工艺生产脱节，不利于锻炼学生融会贯通和技能应用的能力。

传统的“食品物性学分析实验”教学模式与其他基础食品分析实验的教学模式类似，教学和实验过程在实验室内开展，实验原理和实验方法讲解后，学生按照预定实验方案讲义完成实验，实验方案陈旧、不新颖，陈旧的实验方法已落后于时代前沿技术，导致实验课程乏味、质量差。此外，实验方案设计十分简单，缺乏基础科研仪器的使用，难以有效提升学生的科研实践技能，以及探索和创新的能力。虽然前期改革完成实验教学以学生为中心的教学理念，但程序化的实验方案导致实验课程仍然属于接受式学习模式。此外，教育信息化、智能化的提出和完善，更加要求传统的实验教学模式进一步完善，以激发学生的创新思维和发散思维能力，满足培养食品专业创新型、应用型人才的教学要求。

1.2教学仪器限制

“食品物性学分析实验”需要使用物性分析仪，此类精密科研分析仪器在普通院校的配备数量远不能满足人均1台或2人小组1台的本科教学需要。此外，受课时数量限制，实验教学中通常采用多人小组实验模式，导致仅有个别同学能够动手操作仪器，严重影响课程质量和学生的实验操作技能。

2、教学模式与实验设计

2.1教学模式改革

普通高等院校是培养应用型人才的重要摇篮，专业实验教学又是培养学生专业应用技能的重要方式[6]。工科专业的实验教学改革方向应该是不断更新教学方式，综合应用各类教育资源，培养学生的创新思维，锻炼学生的应用能力[3]。

融入培养创新型和应用型人才的实验教学特色，设计“食品物性学分析实验”方案，新型实验教学模式，融合课程理论、工艺实践和基础科研等教学环节为一体，学生参与实验原料准备、实验样本制备、科研仪器操作和数据整理分析等实验全过程[7]。使学生在实验过程中掌握课堂教学的课程理论，并运用理论知识进行食品加工工艺实践并制备实验样本，借助科研仪器和设备测试实验样本的品质特性，锻炼学生的科研仪器操作技能，综合性、系统化地培养学生的创新思维，锻炼动手实践能力、专业技能和基础科研能力，为培养创新型、应用型人才夯实基础[7]。

新型实验教学模式注重提供学生创新思维的发挥空间和工艺实践自主权，学生通过食品工艺实验制备试验样本，工艺实验过程中学生自主决策工艺流程各个环节的样品状态，充分发挥理论知识应用的自主权，激发创新思维，借助基础科研仪器测试实验样本的品质特性，培养科研思维和科研技能。

2.2实验方案设计

2.2.1实验样本制备

挑选1 kg新鲜山楂果，清洗后去除果核和花蒂，切成3～5 mm厚度的山楂果片，加入同等质量蒸馏水和0.5 g维生素C后漂烫5 min，沥干水分并放入打浆机中，加入50 m L蒸馏水打浆2 min，制成山楂糊。

2.2.1. 1山楂膏

将山楂糊转移到锅中，加入500 m L蒸馏水，熬煮40 min至山楂糊完全软烂，使用0.425 mm(40目）纱布过滤去除其中的粗纤维丝，山楂糊放入锅中继续熬煮，直至山楂糊呈现黏稠状，冷却后装入玻璃瓶中制成山楂膏。

2.2.1. 2山楂糕

将山楂糊转移到锅中，加入与山楂糊同等质量的白砂糖和1 000 m L蒸馏水，熬煮并持续搅拌直至山楂糊由黏稠状变为山楂泥状态，定量10 m L山楂泥放入模具中成型，于80℃烘箱烘干处理2～3 h，制成山楂糕。

2.2.1. 3山楂棒

将山楂糊转移到锅中，加入与山楂糊同等质量的白砂糖和1 000 m L蒸馏水，持续熬煮并搅拌直至形成山楂泥，进一步加热，不断翻炒直至山楂泥中白糖出现反砂并形成山楂团状态，称取10 g山楂团放入模具中挤压成型，于90℃烘箱烘干处理3 h，制成山楂棒。

2.2.2食品物性学指标测试

为使学生更详细了解物性分析仪，熟练掌握仪器的各种性能，实验方案设计以不同物理形态的3种山楂制品作为试验样本，分别为山楂膏、山楂糕和山楂棒（图1），使用物性分析仪分别测试3种试验样本的硬度、黏度、弹性、咀嚼性和胶着性等品质指标，如表1所示。仪器参数设置：测前速度2.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测后速度1.0 mm/s，压缩比例50%，感应力5.0 g[8,9]。仪器探头的类型、型号及试验样本的重量/形状的选择参考表2。每种样本平行测试3次，试验结果取平均值。

2.3数据分析

使用仪器自带软件分析测得的质构曲线并导出样本品质信息汇总表，如表3所示。使用样本的品质信息可以分析试验样本的品质特性，对比不同样本间的差异，也可以依据品质信息改进并优化试验样本的生产工艺。

3、结语

以“食品物性学分析实验”教学为例，融合课程理论、工艺实践和基础科研的教学环节为一体，构建一种“学实结合”的新型实验教学模式。学生在食品工艺学实践中了解食品工业化生产流程，锻炼学生对专业知识的应用实践能力，通过基础科研实验培养学生的科研仪器操作技能，提升科研创新能力。这有利于调动学生的实验积极性，提升课程的实用性和新颖性，培养食品专业创新型和应用型人才。“学实结合”“食品物性学分析实验”教学模式对食品方向专业实验课程的教学改革提供了经验。

参考文献:

[1]李秀霞,葛永红,吕长鑫,等.基于创新型人才培养的现代食品检测技术课程教学模式改革研究[J].食品与发酵科技, 2016, 52(1):68-71.

[2]杨悦,李大鹏,陈义伦,等.工程导向“食品营养与安全学实验”教学改革[J].食品工业, 2022, 43(8):326-330.

[3]孙欣,郑振佳,郭骞欢,等.色谱技术“虚实结合”实验教学模式和方法探索[J].中国多媒体与网络教学学报,2022(2):65-68.

[4]孙欣,李大鹏,林琎,等.基于气相色谱串联质谱检测有机磷农药的教学实验设计[J].中国教育技术装备, 2019(22):116-118, 121.

[5]郭丽萍,唐娟,耿欣,等.创新创业教育背景下“食品营养学”课程教学改革与实践[J].食品工业, 2023, 44(3):261-263.

[6]李菁,王储炎,杨柳青,等.基于“双创”背景下应用型本科高校实验教学改革初探—以“食品加工工艺学”实验课为例[J].食品工业, 2022, 43(12):217-220.

[7]谭海刚,李静,陈勇,等.基于创新创业教育的食品微生物学实验教学改革和实践[J].食品工程, 2023(1):3-5.

[8]蔡沙,李森,管骁,等.陈化度对大米成分和蒸煮品质的影响研究[J].食品研究与开发, 2022, 43(12):9-15.

[9]白建.乳酸菌胞外多糖对Mozzarella低脂奶酪质构､微观结构等品质的影响[J].食品安全检测学报, 2022, 13(21):7035-7041.

文章来源:刘金光,刘玉茜,徐龙华等.“学实结合”“食品物性学分析实验”教学模式及方法探索[J].食品工业,2023,44(09):216-218.