基于学生能力培养的食品质量与安全专业实验教学改革探究

孙淑敏，谢岩黎，卫 敏，李 倩

（河南工业大学粮油食品学院，河南 郑州 450001）

食品质量与安全是一门应用性、实践性、综合性较强的工科学科，对学生的综合应用能力、分析解决问题能力及自主创新能力要求较高[1]。食品质量与安全专业人才如何更好地适应社会的需求，实践性教学起着至关重要的作用。实验教学是实践教学的核心，是对学生进行科学实验训练、深化理论知识的理解、提高学生动手能力和实践能力、培养创新型技术人才不可或缺的重要环节，在食品质量与安全人才培养中有着理论教学不可替代的作用。

河南工业大学粮油食品学院以培养具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才培养为目标，按照学校“狠抓内涵建设，全面提高发展质量”的要求，本着“厚基础、强主干、重特色”的原则，全面优化了培养方案，根据专业需求及课程特点，重点增加了“食品安全学”“食品质量检验技术”等专业平台课程的实验学时数，将实践教学学分占总学分比例由26.9%提高至30.0%。然而，目前专业课实验教学过程中存在以下主要问题：

第一，实验教学内容分散，缺乏系统性。食品质量与安全专业的实验教学多数是“课内实验”模式，课堂教学与实验教学合为一体，实验教学仅作为课堂教学的辅助教学过程，缺乏主动性和创新性；并且多门课程各自组织实验，课程之间的实验缺乏关联性，不同课程的实验在内容上和仪器上重复性较多，不利于学生系统性学习和掌握食品质量与安全的专业技能。此外，目前已开设的实验项目主要以验证性和综合性试验为主，设计性和开放性实验比例偏低，学生主动参与性不足。

第二，实验教学模式单一，学生学习主动性不强。实验教学过程目前主要采用传统教学模式，即实验课先由实验教师课堂讲授知识并示范实验过程，然后学生按照实验指导书上的实验步骤按部就班地完成所要求的实验内容。在这种被动式参与的模式下，学生缺乏主动思考能力和积极参与的积极性，达不到有效的实践效果。

第三，实验教学评价体系单一，无法客观评价学习效果。实验教学主要是采用学生实验过程表现结合实验报告成绩进行评价。但在实际操作过程中由于学生人数多，教师不能实时追踪学生在整个实验过程中参与程度，只能靠印象给学生表现进行打分，不能给予完全客观的评价。此外，提交的实验报告也因存在着抄袭、实验参与度低但报告规范等情况，从而导致实验报告成绩与实际学习情况不符，这种不够客观与公正的评价模式可能会打击学生的实验积极性与主动性。

结合教学实践探讨如何以学生能力培养为核心，对食品质量与安全专业实验教学体系进行改革，以提升学生的实践操作能力和创新思维能力，适应新形势下社会对食品质量与安全专业应用型复合型人才的需求。

1 以学生能力培养为中心优化实验教学内容

打破传统的按科目各自组织实验的教学模式，将各科目的实验课程进行优化整合，可采用模块式设计，将实验内容分成不同的模块，模块间具有相应的内在联系，可根据模块间的内在联系确定实验教学的先后顺序，保证教学内容的系统性和渐进性。例如，原有的“食品质量检验技术”和“食品安全学”2门课程中均有课内实验，2门课内实验中均涉及到有害物质、食品添加剂、重金属的检测实验，但2门课内实验分别设在不同的学期进行，且课内实验课时量有限，每个实验分别仅选取一个对象或一种方法进行实验，实验内容较分散、体系性差。因此，可对食品质量与安全专业所开设的实验课程和实验项目进行梳理整合，可以按照检测对象或是危害因子来源将实验项目整合为多个模块进行授课。每个模块可以根据检测对象引导学生设计多种实验方案，也根据模块涉及的内容和对象进行实验时长的调整，适当减少验证性实验的数量及学时，增加综合性和设计性实验的比例和学时。

2 以学生为中心的实验教学模式改革研究

在实际教学过程中，为充分发挥学生的主动性和积极性，提高实验教学环节学生动手能力，可根据实验类型和实验内容采用问题导向型、线上线下混合式教学等多元化教学模式，充分利用云课堂、仿真软件等多种教学资源[2]，让学生充分参与课前、课中和课后的教学活动，强化学生的课堂参与度。

2.1 以问题导向的教学方法

在进行开放性实验或设计性实验时，可先对学生进行分组，各组以团队合作的形式参与实验教学。在课前，教师设定实验目标，学生根据目标进行分工合作，自主查阅文献资料并初步确定实验方案；实验课中，每个团队以PPT形式汇报自己的实验方案，通过与教师讨论通过后进行实际操作，并详细记录实验过程及原始数据；课后，小组对实验结果进行分析并完成实验报告，教师则根据学生的实验方案和实验报告进行综合评分，并将存在的问题及时反馈给学生，学生进一步根据反馈意见提出后续改进方案，形成课前讨论制定方案-课中实验操作-课后评价-反馈改进的实验教学模式。

2.2 探索线上线下混合式教学模式

充分利用网络教学资源和优势，实行线上线下学习相结合的实验教学模式[3]。将传统实验课内课外两部分的学习重新整合划分为线上线下2个部分，线上主要通过慕课、微课和短视频等课程资源让学生进行课前预习[4]，熟悉实验的整个操作原理和流程，学生通过线上学习的考核后可申请进入线下实际操作环节。这种开放式的实验教学模式既可满足学生根据学习能力掌握自己的实验进度安排，同时可以进行分散实验，保证每个学生都能真正参与到实验中去，克服传统实验教学中学生课前学习和课中实验情况无法量化考核的缺陷，可有效提高学生的实验参与度和主动性。

2.3 构建虚实一体化实验教学模式

食品质量与安全专业的专业课内容众多，仅食品安全的检测对象就涉及到从种养殖、加工、贮藏、销售直至运输消费的众多环节的多种安全因素，有限的实验课时数无法面面俱到，囊括所有的知识点；并且食品安全的检测对象多数是一些高毒、高危害性的物质，所采用的检测方法多涉及到一些液相色谱、气相色谱、液质联用、气质联用等大型精密仪器，由于价格昂贵、对环境要求高、占位较大而导致实验中的台套数有限，且因其构造复杂精密需专业人员操作，无法让所有的学生全程操作[5]。可充分借助色谱、质谱等大型仪器虚拟仿真实验平台，通过仿真动画模拟操作让学生直观、便捷了解仪器的内部构造、使用及维护保养等重要基础知识[6]，与传统实验教学相互补充，拓展学生的视野。此外，学生实习企业和时间有限，在工厂实习时往往走马观花，无法进行实际操作，更难将食品工厂设计、食品质量管理与控制等食品质量与安全专业的核心知识与技术应用于实际生产与管理，通过虚拟仿真软件动态模拟真实工厂的生产全部流程，让学生在场景中通过角色扮演、模拟操作等方式在线完成工厂设计、质量控制及相应产品的HACCP体系等一系列活动，形成虚实混合式一体化教学模式，真正实现以学生学为中心的教学理念。

3 探索“以学生能力培养为中心”的多元化实验教学评价体系

教学评价是教学过程中非常重要的环节。目前，食品质量与安全专业传统的实验教学课程评价主要是采用实验报告+实验过程教师打分单一的模式进行模糊评价，因而不能全面、客观地反映学生的实际操作能力和创新能力。在考核方式改革中，应重点突出对学生能力的评价，激发学生学习的主动性，通过构建课前线上学习评价、课中实验操作过程表现、课后实验报告及实验操作技能竞赛模式形成多层次、多维度的实验教学评价体系[7]。将利用网络云平台和云课堂对学生的课前学习情况和线上学习情况进行评价。实际操作环节评价由教师评价、组员互评和个人自评3个部分组成。实验教师根据实验操作和实验小组整体试验过程和结果进行评定；组员互评是由小组内学生对本组除自己外的成员进行成绩评定；个人自评是由学生本人对自己在实验中承担的任务、完成情况及在整体试验中的实际表现进行评分。实验报告主要反映了学生的学习态度和分析问题的能力，由实验教师根据实验报告的整洁程度、实验结果和问题的分析情况进行评分。此外，可组织学生针对特定实验项目开展技能比赛，根据学生的操作能力进行评分。根据评价的客观性和评价指标确定相应的权重，分阶段进行考核评分，将考核贯穿整个实验环节，以此促进学生提高学习主动性和自觉性。

4 结语

食品质量与安全是关系国计民生的重大公共卫生问题，亟须一批从事食品质量控制和安全检测的高素质专业人才。专业实验教学是培养具有创新能力和实践能力的食品与质量安全专业高素质应用型人才的重要环节和途径。坚持以学生为中心的教育理念，通过实验教学体系改革，进一步优化实验教学模式与评价体系，以促进学生在实验教学环节的主动性和创新能力的培养。