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工程教育认证背景下“食品化学”教学改革探索

2022-11-28郝丽玲叶泰徐斐

食品工业 2022年11期
关键词:食品化学氧化酶化学

郝丽玲,叶泰,徐斐

1.上海理工大学健康科学与工程学院(上海 200093);2.上海食品快速检测工程中心(上海 200093)

工程教育专业认证成为国际通行的工程教育质量保障手段,其认证目标是确保认证专业培养的毕业生达到一定标准,为进入职业领域做好准备[1]。工程教育专业认证秉持以学生为中心(student centering,SC)、成果导向(outcomes-based education,OBE)和持续改进(continuous quality improvement,CQI)的三大理念,目的是培养学生解决复杂工程问题的能力,被列为我国“高效本科教学质量与教学改革工程”中的一项重要内容,成为政府、社会、高校关注的焦点问题[2]。1989年,美国联合英国、澳大利亚、加拿大、爱尔兰、新西兰5个国家签署第一份有关工程学士专业认证的《华盛顿协议》,实现协议国之间工程人才标准、培养模式和培养质量的“实质等效”,我国于2016年正式加入《华盛顿协议》,标志着我国工程教育质量标准实现国际实质等效,工程教育质量认证体系得到国际认可。在此背景下,对食品科学与工程专业课程进行系统梳理,以进一步提高教学质量,达到工程教育专业认证标准。

1 “食品化学”教学现存问题

“食品化学”课程是食品科学与工程专业的核心基础课程之一。课程是利用化学的理论和方法来研究食品本质的一门科学,其主要任务是研究食品及食品原料的组成、性质、结构、功能和食品成分在加工、储藏过程中的变化,以及这种变化对食品工业有益和有害作用的影响规律和调控方法。课程目标是培养学生在食品加工、储藏等过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。

传统“食品化学”教学主要存在以下问题:(1)“食品化学”学科知识点较为抽象,且与时下热门的金融、计算机、通信等专业相比,食品类专业相对冷门,学生专业认同感和行业归属感缺失,导致学生学习积极性欠佳,导致学习效果较差;(2)“食品化学”学科知识点分散且与其他学科交叉严重,传统教学多注重单个知识点的讲解,不仅没有充分考虑学生的学习感受,不能充分调动学生的学习积极性,还未能有效培养学生解决复杂工程的能力;(3)教学考核方式单一,传统教学以教师主动讲授,学生被动接受为主,传统考核多采取签到、课堂提问和考试相结合的考核办法,不利于学生主动学习能力和合作、沟通、表达能力的培养,不符合工程教育认证的标准[3]。结合食品科学与工程专业培养“具有国际化视野及终身学习能力的卓越工程技术型食品行业人才”的育人目标,对食品化学教学改革进行探索。

1.1 树立典型教学案例,调动学习积极性,增强专业认同感和行业归属感

“食品化学”是一门较为抽象的食品专业基础学科,理论性较强,学生通常会觉得内容抽象乏味,导致学生学习积极性降低[4]。案例教学可将日常生活中发生的现象或一贯做法与课程的知识点相联系,增加教学趣味性,提高学生学习兴趣。比如在讲授碳水化合物甜味剂这部分内容时,可引入市面上流行的“0糖”的概念,启发学生思考,为什么这部分产品可以声称“0糖”,“0糖”的产品是否真的无糖?在讲授蛋白质起泡性受到pH、温度、糖、脂类等因素影响时,可以结合日常打发淡奶油的实例进行讲解,带领学生回忆家庭打发淡奶油过程中需要注意的事项,如鸡蛋要预先放在冰箱中冷藏,蛋清和蛋黄分离要彻底,打发蛋清之前加入几滴柠檬汁或白醋、在蛋清打发过程中不能一次性加入所有糖,而是要逐次加入所需糖等。并结合理论知识讲授引发学生思考这样操作的理论依据,不仅可增加课堂教学的趣味性,还可加深学生对知识点和学科性质的理解,调动学生学习的积极性。

除日常生活中的案例外,还可以在教学中融入食品学科科研和行业热点作为前沿案例,增强学生的专业认同感和行业归属感。如在酶这一章节讲授时引入我国科学家2021年发表于《科学》(Science)杂志上的“利用二氧化碳人工合成淀粉”的相关报道,鼓励学生在本行业深入研究;在课程导入部分可引入《“健康中国2030”规划纲要》及习近平总书记在2022年全国“两会”上指出“要树立大食物观,从更好满足人民美好生活需要出发,掌握人民群众食物结构变化趋势,在确保粮食供给的同时,保障肉类、蔬菜、水果、水产品等各类食物有效供给,缺了哪样也不行。”引发学生对“健康中国”和“大食物观”的讨论,增强专业认同感和行业归属感。

1.2 强化食品化学学科的逻辑线条梳理,培养学生分析和解决问题的能力

“食品化学”是一门研究食品组分的性质、在加工、储藏等过程中的变化及如何定向调控这些变化的学科。学科涉及的食品组分多,知识点较为零碎,容易引起学生学习乏力且无法充分理解学科内涵[5]。将食品组分的性质、发生的变化及定向调控措施进行有机串联,梳理几条典型逻辑线条,不仅有助于学生更好地理解这些知识点,更可以培养学生分析问题和解决问题的能力。如防止食品中多酚氧化酶酶促褐变的方法有很多种,在讲授相关知识点时,可梳理逻辑线条:从多酚氧化酶酶促褐变反应入手分析,阻止或减缓该反应的方法即可阻止多酚氧化酶酶促褐变,主要途径可包括阻止多酚类化合物发生羟基化和聚合反应,由此减少多酚类化合物含量及其羟基化和聚合反应中氧气的参与即可防止多酚氧化酶的酶促褐变,同时添加还原性物质如抗坏血酸、亚硫酸盐等也可减缓多酚氧化酶的酶促褐变;从多酚氧化酶的角度入手分析,改变多酚氧化酶的酶活也可调控多酚氧化酶的酶促褐变,而多酚氧化酶的化学本质是蛋白质,因此,影响蛋白质功能性质的方法也可作为调控多酚氧化酶酶促褐变的有力手段,如调整体系的pH、乙二胺四乙酸(EDTA)的加入等;除改变酶活之外,利用酶和底物结合的特性,引入竞争性抑制剂也是调控多酚氧化酶酶促褐变的有力手段之一。

1.3 丰富教学形式,完善考核方式,提升学生综合素养

传统教学采用教师线下或线上讲授、学生被动听课的方式,不利于调动学生的学习积极性及自主学习能力的培养[6-7]。“食品化学”课程建成线上线下混合式教学模式,教师提前录制部分知识点视频并上传至线上,根据知识点的特点安排学生不同的学习方式,对于简单知识点,要求学生自学并自主完成课后习题。对于重难点知识点,要求学生完成预习。基于此,教师在线下上课时可以针对重难点进行充分讲解,一方面可加深学生对重难点知识点的理解,另一方面教学形式的多样性可以调动学生的学习积极性,同时也可培养学生的自学能力。

在课程考核方式选择上,更应注重过程考核,以达到提升学生综合素养的培养目标。课程详细考核方式及各考核方式所占的比例见表1。将课程成绩按照平时成绩60%和卷面成绩40%计算,在平时成绩中,弱化传统教学中出勤及课堂表现(占比5%),突出行业热点/文献汇报(占比15%),并且强化平时小作业的成绩(占比40%=5×8%)。强化平时小作业成绩在总成绩中的占比,注重过程考核,可及时发现学生在学习过程中的知识点学习漏洞,并进行针对性讲授,提高教学效率。引入课程热点汇报或文献汇报环节,把学生分成若干小组,每组学生选择当下的食品热点话题或食品相关高水平英文论文进行主题汇报,并带动全班学生讨论,教师进行最终点评。不仅可以培养学生的合作、沟通能力及口头表达能力,还可以锻炼学生的独立思考能力及逻辑思维以及批判性思维,同时引导学生形成正确的科学观,增强学生的家国情怀、社会责任和人文精神。

表1 过程评价体系中的具体考核方式及各方式所占的比例

2 结语

“食品化学”是食品类专业的核心基础课程,根据课程特点,按照工程教育认证要求,结合“培养学生在食品加工、储藏过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力”的课程目标,针对传统食品化学教学存在的问题进行教学改革探索。树立典型教学案例,调动学习积极性,增强专业认同感和行业归属感;强化食品化学学科的逻辑线条梳理,培养学生分析和解决问题的能力;丰富教学形式,完善考核方式,提升学生综合素养。综上,推进“食品化学”的教学改革有助于提高教学质量,培养学生分析和解决复杂工程问题的能力,实现我校培养“具有国际化视野及终身学习能力的卓越工程技术型食品行业人才”的育人目标。

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