杨悦，李大鹏，陈义伦，张小燕，张晨，孙欣

山东省高校食品加工技术与质量控制重点实验室，山东农业大学食品科学与工程学院（泰安 271018）

“食品营养与安全学”是普通高校食品专业一门重要的专业必修课程，也是培养食品专业应用型人才的关键课程[1]。“食品营养与安全学实验”作为该课程的实验课，在达成人才培养目标的过程中扮演了重要的角色。通过实验课教学，使学生比较全面、系统地掌握理论课的基本理论、基本方法和基本技能，锻炼学生的实验操作技能，培养学生独立思考和创新能力，进一步理解饮食营养、食品安全与人体健康的密切关系，具有很强的科学性、社会性和应用性[2]。

2016年我国开始工科专业工程认证，强调“学生中心、成果导向（OBE）与持续改进”三大基本理念，极大地推动了我国教学体系的完善与人才培养质量的提高[3]，教学的重点聚焦于“学生产出”，注重学生创新、实践等工程能力的培养。课程实验作为培养学生解决复杂工程问题能力的重要途径之一，是课程体系的重要组成部分，对毕业要求的达成起到了重要的支撑作用，但是目前传统的实验教学存在创新性差、验证性实验多等多种弊端，导致课程结束后学生动手实践能力及自我分析能力等掌握不足，难以体现“以学生为中心”的教学理念，无法满足当前食品产业创新型、复合型及应用型人才的培养要求[4]。

文章针对传统实验教学中的种种弊端，从教学内容、教学方法、考核方法等几个方面改革和探索综合设计性实验的实施方案，旨在培养学生独立分析问题解决问题的能力，培养符合食品产业需求的工程技术人才。

1 传统食品营养与安全学实验教学中存在的问题

1.1 实验教学内容设计简单

传统的实验教学环节，学生根据实验手册设计好的实验内容进行机械式操作。实验内容设计简单且多为单个验证性实验，例如，食品中各种营养素（如抗坏血酸、黄酮、脂肪）的测定等，这样导致大多数学生学习积极性差、缺乏思考与创新能力的锻炼，无法有效培养学生解决复杂工程问题的能力。

1.2 实验教学方法不先进

目前实验课任课教师以讲授与演示为主，这种“以教师为中心”的传统教学模式是教师事先准备好实验用品，上课时讲解实验目的、原理、步骤、注意事项，最后由学生按照所讲解的方式进行实验操作，缺乏对学生预习行为的监督和检查，这种教学模式下学生很少主动思考实验每步操作的原理，也不会去主动分析实验结果，学生对实验没有兴趣和积极性，不能很好地参与实验，导致课堂氛围沉闷，严重束缚了学生创新能力的培养。

1.3 考核方式不科学

传统的考核方式是实验报告和实验技能操作结合作为期末成绩考核的依据，其中实验报告只考察学生对实验方案的执行能力，同时抄袭现象严重，无法考察学生真正解决复杂工程问题的能力。同时，实验技能操作缺乏具体的评分标准，造成难以评价学生实际的分析问题和解决问题能力。教师难以发现学生的真实问题，不利于正确评价学生课程目标的达成情况。

2 食品营养与安全学实验教学改革

2.1 优化实验教学内容

实验教学内容要更新，不仅要考虑对学生基本实验技能的训练，还要紧跟科技发展的前沿，对当前食品营养与安全相关的热点问题，制定相关实验项目，在一定程度上增加实验的深度与广度。将分散的单独的验证性实验项目有机地整合起来，形成系统性的综合性实验体系，开展开放式和探索性的实验教学，使学生逐步将课堂上获得的食品工程知识与工程实践相联系，以提高学生工程应用能力。每个综合实验中包含教学大纲涉及到的知识，不同实验小组间的实验条件不同或者材料不同，确保了各个实验小组形成独立的实验方案，避免了实验报告的雷同现象。

综合设计性实验列举：

1)“不同种类及贮存期的蔬菜中亚硝酸盐含量变化的监测及安全控制”，其中涉及的基础实验操作有亚硝酸盐含量的测定、pH的测定等；

2)“果汁不同杀菌工艺过程中质量品质的变化”，根据实验组设计不同种类的果汁，不同的杀菌工艺，测定质量品质中各个指标的变化，涉及的实验内容包括各种杀菌工艺技术、维生素C含量的测定、色差的测定、酸度的测定、糖度的测定、菌落总数的测定等。

3)“不同种类、不同剂量的抗氧化剂对食品品质的影响”，根据实验组设计不同种类、不同剂量的抗氧化剂，根据观察比较食品脂肪氧化值等，分析抗氧化剂的使用种类、使用量与抗氧化效果之间的关系[5]。

实验课教学改革优化后的实验综合性、系统性更强，可根据不同的实验小组进行实验设计，如实验材料不同、检测方法不同或者样品前处理方法不同，这种简单的研究性实验课程由学生团队独立完成。从实验的设计到具体步骤的操作，再到数据的处理整个全过程，这种连贯性、系统性、创新性的实验课程的学习不仅有助于学生实践技能的提高，重要的是能够大大提升学生解决问题能力和工程实践能力，这充分地体现了工程认证的教育模式，强调培养学生独立动手及独立思考的能力与素质，极大程度提高了学生的科研创新意识。

2.2 更新实验教学方法

在实验教学过程中尝试引入虚拟仿真实验室，通过网络技术、虚拟现实技术、计算机仿真技术、多媒体技术等实现的各种虚拟实验环境[6]，将实验操作步骤制作成视频、图像动画等，提前发给学生们自主预习，通过小组讨论的方式解决遇到的问题，方便自身纠错和总结，这样将传统学生的“被动”转为现在的“主动”[7]。

课程教学要紧跟高科技发展的步伐，为同学们提供参观企业工厂的机会，培养学生广阔的思维空间和实际应用锻炼能力，改革后的实验课程教学能够使学生既能够理解运用理论基础知识，又能帮助学生从学校学习到工厂实践实现平稳过渡，从而加深对专业知识的理解和掌握以及对生产实际的领悟和感受。

2.3 完善实验考核制度

“食品营养与安全学实验”是一门强调实验操作技能的课程，改革后的实验课程成绩采用“态度+兴趣+能力”相结合的形成性考核模式，由过程考核和结课考核两大部分构成，比例各占50%，具体见表1，使考核方法制度更加科学、全面、具体。评分标准详见表2和表3。

表1 期末成绩评分标准

表2 过程考核成绩评分标准

表3 课程卷面成绩评价标准

过程考核中，要求学生对实验内容进行预习、查阅相关文献并撰写预习报告，以便提前掌握实验目的、原理及操作步骤，准备实验药品和仪器。实验过程中老师根据实验操作的关键点，对学生的操作进行量化评价，同时引导纠正学生实验过程中的不规范操作，给予正确的评价与导向。通过实验报告引导学生在实验过程中学会分析实验现象及相对应的实验数据，鼓励学生提出有困惑或疑问的地方并加以指导。通过过程考核，观察学生的实验态度、过程操作能力，发现一些实验态度不端正，实验报告撰写不认真的同学，及时提醒、谈话，并召集这部分学生座谈、建群，及时辅导，做到学习过程预警，保证实验教学环节与课程目标的吻合度。

结课考核中，课程卷面题目覆盖本课程的全部课程目标，通过闭卷考试，考察学生对不同食品中有益成分、有害成分和质量指标的分析测定方法的掌握程度，是能够对食品质量做出科学合理的评价；能否灵活运用营养学知识，针对不同人群提出合理化膳食建议；考察学生是否具备对实验数据和现象进行分析的能力，通过书面报告和口头陈述清晰地表达食品营养与安全相关实验的过程和结果，可对实验中出现的问题提出合理的解决方案。

期末考试后根据分数统计每位学生每个课程目标的达成情况，撰写课程达成度报告，对于某个课程目标达成度未到0.7的同学，对每位同学按照课程目标达成不足的指标点量身定做考题或者实验项目，对其重新考核，加强对课程目标及课程具体内容的理解和运用，最终目的是持续改进，使全部同学完成课程目标的达成要求。

2.4 吸纳学生参与实验准备及实验室科研项目

鼓励和吸纳学生参与实验准备及实验结束后的整理工作，老师进行全程指导。在实验准备工作中，需要学生亲自配制实验试剂，必要时要进行预实验和验证实验，这些均能对学生的实验操作能力有较大的提升作用，同时还需要较强的工作协调能力，如及时更换和补充实验试剂、器皿和器材，这样既能够激发学生对实验课程的主动性和积极性，又提高了学生的实验操作技能[8]。

同时依托课程团队教师的科研项目及实验室平台优势，吸纳班级学生进入不同的科研课题组做实验，学生以此为基础能够申请各级别的大学生创新课题。这种以教学促科研、以科研成果支撑教学改革的教学方法，使教学和科研工作相互促进，实现教学与科研的良性循环。

3 实验教学改革的评价与效果

在学期末实验授课全部结束后，实验授课教师认为教学改革后学生们在实验操作的积极性及一次实验操作的成功率等方面都有所进步。但授课教师认为教学改革后对教师的要求很高，综合评价体系更是要花费数倍于传统教学模式的精力，可能会对大范围推广会带来一定困难。另一方面，学生对于教学改革的反馈，我们通过问卷星对2016级食品科学与工程、食品质量与安全、葡萄与葡萄酒工程三个专业556名学生发放了调查问卷，学生共提交调查问卷507份，回收率为91.2%，根据调查结果显示，大多数学生认可这种开放式的教学模式，调查问卷结果详见图1～图7。

图1 学生对实验课教学改革效果的满意程度

图2 学生对开放式的实验教学模式的喜好程度

图3 学生对教学改革激发自己对实验课程的兴趣程度

图4 学生认为教学改革对提高实验动手能力的帮助程度

图5 学生认为教学改革后的减负情况

图6 学生对教学改革的考核方式的满意程度

图7 学生是否愿意在其他实验课中尝试这种学习模式

从图1～图7可以看出，超过80%的学生对这种教改后的教学效果表示满意，72.55%的学生赞同这种新型教学模式；超过70%的学生认为教改后的教学模式对于实验的兴趣和动手能力更有帮助，41.18%的学生认为在新的教学模式下减轻了学习负担，这一部分学生普遍成绩较好，他们在老师的指导下课前预习做的比较好；超过65%的学生表示愿意在其他实验课程尝试这种新型的教学模式，33.33%的同学对综合设计性实验这一教学改革持无所谓的态度，原因可能是自主设计研究课题及开展实验需花费大量的精力和时间，极少部分对课程不感兴趣的同学对这项改革持反对意见，因此在综合性实验推广方面应当考虑到学生的兴趣问题。

同时依据学生考试、平时考核，包括课堂考勤，课堂提问，实验记录等成绩，按照《食品科学与工程学院本科人才培养方案制（修）定实施办法》《食品科学与工程学院本科人才培养方案制（修）订实施办法》中的计算方法，对本课程的课程目标达成度进行评价，并与2015级相比较。图8和图9分别为2015年和2016年食品科学专业本课程的课程目标达成情况。2015级学生本课程的三个课程目标分别为0.83，0.76和0.90；2016级学生本课程的三个课程目标分别为0.84，0.79和0.91，较2015级学生有所提升，说明本课程的教学改革能够提高课程的教学质量，促进了学生实践能力和综合素质的全面提高，为培养高素质的食品专业人才打下坚实基础。

图8 2015级学生学习本课程达成度

图9 2016级学生学习本课程达成度

4 结语

总体而言，通过实验课程的改革和探索，目前我校食品专业类学生的实验操作技能已有较大的提高，教学改革成果得到大部分学生的认可和肯定。在工程教育专业认证背景下提高学生运用理论知识在实际生产中解决复杂工程问题的能力，是“食品营养与安全学实验”这门课程的关键核心点所在。以工程教育专业认证的标准为导向，紧跟食品行业发展新趋势，强化实验教学，构建食品科学与工程专业的实验教学培养方案及课程体系，建立灵活创新的实验课程教学模式，以学生为中心，提高学生的综合素质。通过“食品营养与安全学实验”的教学改革探索，充分发挥了学生的主观能动性，培养了学生严谨认真的科学态度、创新精神及实践能力，对食品专业学生的实验教学课程具有一定的借鉴意义，同时也为其他基础实验课程实验课教学改革提供了有益的经验和依据。