综合设计性实验在“食品添加剂”课程实验教学中的实践

2023-01-05陆文蔚崔琳琳赖婉婷何思婕唐立伟

农产品加工 2022年21期

黄玥，陆文蔚，崔琳琳，赖婉婷，何思婕，唐立伟，白晨

（上海商学院食品系，上海 200235）

实验教学是本科教学中的重要环节，是培养学生动手能力、解决实际问题能力的重要手段，实验教学内容中的综合性、设计性实验则是培养学生专业综合素质、创新能力的重要手段[1]。综合设计性实验是指在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上，运用某一门课程或多门课程的综合知识和实验技能，结合课程教学相关内容而进行的一种由学生主导完成的探索性、复合性实验。开设综合设计性实验的目的是培养学生的系统性科学思维、开拓创新和团队协作意识，激发学生的参与性和创造性，提高学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理及查阅资料的能力[2-4]。

学校属于地方应用型本科院校，食品质量与安全专业以服务上海等大型商业城市食品质量与安全保障为主要目标，培养具有“商科基础+食品质量与安全专业能力”的应用型技术人才。在办学过程中，此专业致力于构建“商科”特色的实践教学体系[5]。食品添加剂是现代食品工业的灵魂，没有食品添加剂就没有现代食品工业。“食品添加剂”课程在食品质量与安全专业课程体系中占有重要的地位，是主干专业必修课，课程以“化学”“生物学”“营养学”“毒理学”为基础，研究食品添加剂的性质及其在食品加工中的应用，以及食品添加剂对食品品质及安全性影响。该课程综合性强，实验课程教学内容的设置应考虑多学科知识的综合应用。“食品添加剂”课程2 学分，合计30 课时，其中理论教学22 课时，实验教学8 课时。尽管“食品添加剂”课程的实践性要求较高，但“食品添加剂”课程实验教学课时少，相对比较薄弱。以往实验教学主要以验证性小实验为主，难以满足应用型人才培养的需要。因此，立足上海市食品工业和食品添加剂行业的发展，从食品添加剂满足企业生产和研发应用的角度，整合“食品添加剂”实验教学内容，开展基于多课程融合和创新能力培养的综合设计性实验教学改革，是应用型人才培养的必然要求。

1 教学设计和要求

“食品添加剂”课程安排在第6 学期，学生已经修读过“食品化学”“食品营养学”“食品工艺学”“食品安全与卫生学”“食品感官评价”等课程，具有食品研发制作及感官评价等基本能力。食品质量与安全专业的大三学生，课余时间会积极申报学校组织的大学生创新创业训练计划项目及踊跃参加学会和行业主办的各项食品科研创新、技能竞赛等项目，食品甜味剂、酸味剂、着色剂、香精、乳化剂、增稠剂和防腐剂等食品添加剂在多种类食品创新创意研发上都有广泛应用。结合学生的实际情况，在借鉴文献和相关实践教学经验的基础上[6-9]，将原有“食品添加剂”课程的验证性小实验整合为“创意慕斯或水果乳饮料的研发及制作”综合设计性实验供学生选择。慕斯和水果乳饮料的生产工艺均较为简单，实践操作难度不大，但生产配方中原配料和食品添加剂的选择灵活性大，完成思路比较多，学生能有较大的发挥余地，具有极大的创新创意空间。

“食品添加剂”课程综合设计性实验教学设计见表1。

表1 “食品添加剂”课程综合设计性实验教学设计

2 教学实施

近3 年来，在“食品添加剂”课程的综合设计性实验开展过程中，学生能按照实验教学要求进行分组并做充分的课前准备，在实验课上每个实验小组的学生均能积极进行创意食品制作，参与感官评价、配方优化和成果展示，在课后均能及时提交实验报告。教师在整个实验过程中主要起引导作用，激发学生主动参与的热情。

各实验小组展示了丰富多彩的食品配方和优化因素，提出了各有千秋的创意点。例如，采用新鲜的水果榨汁配合全脂奶粉制作的水果乳饮料，有哈密瓜乳饮料、黄桃木瓜乳饮料、芒果乳饮料、牛油果香蕉乳饮料、苹果乳饮料、香蕉芒果乳饮料等；通过淡奶油/乳酪/糖霜/黄油/吉利丁的混合搅打，并加入果酱及饼干碎等料液混合倒入模具，经冷藏冷冻成型的慕斯，有草莓慕斯、抹茶红豆慕斯、酸奶慕斯、巧克力双层慕斯、奥利奥奶茶慕斯、彩虹慕斯、黄桃双层慕斯蛋糕、蓝莓慕斯、牛奶巧克力慕斯、牛奶芝士钙强化慕斯等。各个实验小组均能按要求设计出四因素三水平的正交试验表，通过对9 次试验结果的评分，得到最满意的配方。考虑到的配方优化因素主要为原配料含量（如果汁、乳粉、酸奶、奶油、黄油等）和食品添加剂含量（如酸味剂、甜味剂、乳化剂、增稠剂、稳定剂、营养强化剂等）。提出的创意点主要有低糖、低脂、高钙、维生素强化等。

部分创意慕斯成品展示见图1。

图1 部分创意慕斯成品展示

3 实施效果

综合设计性实验实施过程中，学生讨论和互动频繁，动手能力强，成品制作完成之后的感官评价氛围融洽。课后上交的实验报告格式较规范、内容较丰满，是较为成功的教学改革尝试。教师在考核时侧重于学生对实验的总结和讨论分析是否全面、合理和贴切，不以实验是否成功来评定成绩，为学生提供了宽松的创新氛围，有效培养了学生的创新精神和创新能力，为应用型创新人才的培养奠定基础。

实验课程结束后，对参与综合设计性实验的189 名学生进行了问卷调查，调查内容包括实验项目的合理性、对实验项目是否感兴趣、实验项目的难度、实验教学效果满意度及建议等5 个方面[9-10]。问卷调查结果显示，90%以上的学生对实验教学效果满意，认为实验项目合理，比传统实验课程更能激发学习兴趣；实验项目的难度适当，学生普遍认为综合设计性实验有益于提高实践操作、解决问题、团队协作、科研和创新能力。

综合设计性实验对学生提出了更高的要求，打破了之前学生被动“填鸭式”的学习模式，学生势必从实验需求出发，会根据实验任务需求主动去构建知识网络，即提前对实验涉及到的相关学科基础知识进行全面的学习和准备，自觉将学习时间延伸至课外课前。在熟悉课本知识点的基础上，经团队充分讨论交流后确定实验方案，并在亲自动手实践过程中去感知并领悟相关知识点，这种以学生为中心的学习模式大大激发了学生的学习兴趣，增强了学习效果。

综合设计性实验对任课教师也提出了更高的要求，教师既要具备扎实的专业知识和实验技能功底，又要具备融会贯通的能力，及时了解该领域内最新知识动态，保证能帮助及指导学生顺利完成综合设计性实验环节的各个阶段，引导学生求真学问、练真本领。