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基于五星教学法的食品化学教学设计探索

时间:2024-07-20 10:45:02 来源:网友投稿

雷萌萌 徐丽娜 张蓓 张平安 谢新华 黄忠民

食品化学课程作为专业课程,应做到课程思政与思政课程同向同行,在教学过程中注重全面提高人才培养能力,通过本案例教学学习过程,培养学生团结协作、综合分析解决问题及一定的逻辑思维能力与创新能力;
通过专业课程教学设计的恰当融入,课堂教学方式的与时俱进,发挥好专业课程的育人作用,同时为其他专业课程起到引领示范作用。

食品化学课程是食品科学与工程等食品类各专业的核心基础课,主要涉及食品材料的化学结构、性质及其在食品的加工、贮藏、运销中的变化,这些变化最终会影响食品的质量属性、感官特性以及安全性能。因此,食品化学对于食品品质的提升与安全控制方面起着至关重要的作用。

随着食品行业的发展及食品中新的分析技术手段和加工技术的应用,采用现代生物技术手段和现代化工业机械加工技术去改变食品的成分、储藏时间、安全以及营养特性,将会是未来食品行业的重要趋势,而这些也越来越需要对食品化学涉及的基本原理、基础知识进行更深的研究和推广。河南农业大学以建设成为对区域食品科学技术发展有重要支撑作用的教学研究型学院为目标,以人才培养为根本,立足河南,面向全国,发挥农业大省优势,根据本科教学加强基础、注重素养、整体优化的原则,使学生通过本课程的学习后,能够熟练掌握食品原料中的主要成分,包括该成分的化学结构与理化性质,明确食品体系组分的相互作用以及这些作用对于食品加工、保藏过程中的物理、化学、生物性质的变化及其对食品色、香、味、质构、营养和保藏稳定性的影响。从而能够结合食品加工过程中的实际应用,较好地理解食品加工、储藏过程中的化学变化机理以及对产品品质产生的影响,为食品的品质提升、新产品开发、新资源的研究提供理论和依据。

1.案例基本情况

本案例“食品的褐变”是中国农业大学出版社2016年《食品化学》第三版第四章(碳水化合物)第三节(单糖和低聚糖的化学反应)与第八章《酶》第三节(酶促褐变)综合的内容。食品的褐变是一种食品常见的化学现象,都属于反应过程中会产生的色泽变化,主要按酶是否参与划分为酶促褐变和非酶褐变,非酶褐變主要是糖类中的美拉德反应和焦糖化反应。比如,面包的色泽、冰糖葫芦的糖稀制作,在食品中应用广泛;
酶促褐变主要产生在较浅色的水果蔬菜中。不同食品产生褐变的原因不同,由于食品中化学成分较复杂,因此,食品发生褐变究竟是哪种类型的褐变,学生较难把握。本案例将同属于褐变的教学内容整合到一起,利用图片和视频分别展示食品的褐变的类型及机理,对褐变进行分类,同时结合相应食品类型与生活实际举例分析,通过对教学动画和视频的观看,分析每种褐变反应条件、特点、机理以及应用,分析讨论不同类型食品褐变的差异,更有利于学生的认知学习。

自2014年课程思政的概念提出以来,食品化学课程组注重在教学设计、教学评价、课堂教学模式的创新方面有效融入课程思政理论,在教材中选择中国农业大学出版社出版、阚建全主编的《食品化学》第三版,属于“普通高等教育十三五精品课程建设教材”暨“普通高等教育农业部‘十二五规划教材”,政治方向及价值导向正确可靠。同时,以邹建主编的《食品化学与应用》(2021年出版)作为辅助教材,本教材由课程组教师参与编写,属于普通高等教育“十四五”规划教材及应用型本科食品科学与工程类专业系列教材,以《教学质量国家标准》为依据,充分体现《工程教育认证标准》有关精神和要求,在注重常规知识基础的条件下,加入了食品体系组分相互作用,食品化学发展趋势和研究前沿动态等内容,有利于开阔学生的知识储备。遵循专业教学与思政教学同向同行,坚持以立德树人贯穿教学全过程,在专业课程的教学中坚持将思想教育与知识教育结合起来,注重食品专业学生在科学思维方法方面的训练和科学伦理方面的教育,通过采用马克思主义立场观点方法,结合食品专业特点和课程重点将思想政治教育功能有机融合,通过专业课程教学培养学生成为社会主义事业的建设者和接班人。

2.课程思政融入情况

食品化学课程作为一门应用化学学科,近年来随着科学技术的不断发展,食品工业科研中心转向新理论和新技术的创新方向。作为一个发展中的学科,在教学过程中课程组教师应结合学科相关研究进展,及时更新教学案例,寻找适合的教学方式,开展理论教学的同时将价值引领要素、思维方式的培养有机融合,做到“三全育人”。

本节段选自《食品化学》第三章与第八章相关知识的整合内容,主要学习了食品加工、贮藏过程中可能产生的色泽变化。本课坚持“OBE教学理念”,以学生为中心,以成果为导向,注重培养学生逻辑思维能力。在本节教学中采用五星教学法为主导,结合学科研究的新成果——黑蒜中褐变发生原理为例,提出问题激发学生学习兴趣,引导学生打破砂锅问到底,培养他们不断追求真理的科学精神;
通过课程理论学习后,分析所提问题,完成了食品褐变类型原理的教学目标,同时在褐变发生时强调自然辩证法的观点看待问题;
通过课后作业的完成,学以致用使问题得到解决,锻炼学生认识问题、分析问题、解决问题的能力;
最后,通过学习分组采用团队列名法完成项目设计,确定教学效果的同时,完成了学生团结协作的情感目标。通过“食品的褐变”教学内容的整合学习可以使学生掌握食品褐变的类型与影响因素,并根据生产中出现的食品褐变相关问题提出解决方案,培养学生从科学问题出发解决生产问题的能力及不断追求真理的科学精神,为人民的美好生活而努力奋斗的信念;
通过不同褐变在食品中产生的利与弊,教会学生应该辩证性的看待问题;
而褐变反应条件稍有变化,最后形成的结果就会千差万别,有助于培养学生精益求精的大国工匠精神。

此外,结合生活及食品工业中常见的食品化学现象。比如,土豆经过削皮处理之后在空气中放置一段时间颜色会变暗,在烹饪前将其放入水中,就能有效的避免褐变;
莲藕切开放置后颜色变黑,但是经过热烫漂预处理之后就不会变色;
桃子切开后颜色会发生变化,但是香瓜跟橘子却不会变色等;
制作红烧肉时,先炒制糖色才能色泽鲜亮而又美味可口,又酸又甜的冰糖葫芦外的糖稀,庙会上传统手艺糖画的制作,这些都属于食品的褐变现象,在生活中随处可见。但是这些褐变发生的环境、所需的条件各不相同。因此,通过这些案例的提出使同学们能更加深刻的理解食品的褐变类型,而在生活中常见的这些褐变现象究竟是属于哪种类型,进一步激发学生的求知欲。此外,食品中的褐变产生对于食品来说是有利还是不利,就需要引导学生多采用马克思唯物主义辩证法的观点来看待问题,明确事物的两面性。这样才能在生活及食品工业上从源头去促进有利反应的发生,阻止不利反应的进行,加强学生的文化自信、民族自豪感。

3.教学设计的理念和思路

本课程坚持OBE的教学理念,以学生发展为中心,成果为导向,通过问题的提出引导学生自主学习,培养学生逻辑思维能力,结合国际前沿知识与技术,面向产业需求,联系现实生活。在五星教学法的基础框架下,进一步结合情景代入法、团队列名法、探究式学习法等先进的教学方法,提高学习质量并扩大受众面,突出课程的创新性。在联系现实引入经典教学案例的前提下,及时将与食品褐变(美拉德反应、焦糖化反应、酶促褐变以及维生素C氧化所引发的褐变)等相关研究领域的新成果与新应用,激发学生学习兴趣的同时能够进一步培养学生的科学态度和科学精神,锻炼学生发现问题,并能够通过所学习理论综合分析应用解决实际问题的能力,启发学生的创新思维与批判性思维,进一步结合“民以食为天”突出食品在人民群众生活中的重要性,加强学生作为食品行业从业人员应时刻以人民为中心的社会责任感。

4.拟解决的主要问题

“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一新时代教育三问是我们作为教育从业者应该时刻考虑的问题,如何回答好这三问应该落实到课堂的每一环节。在课程教学中,同样我们需要考虑本节课、本门课程应该达到“什么学习目标?怎样达到目标?为什么要达到这个目标?”在这个过程中,以目标为导向,落实立德树人根本任务,在知识传授的基础上注重能力培养,并在达成的过程中将价值塑造植入到学生内心,将课程思政融入做到如盐入水、润物无声。因此,在本课程组开展食品化学教学的过程中除专业教师及实验师外,还积极吸收专业思政课教师加入,为本课程思政融入的合理性、正确性等方面提供了重要的保障。

5.特色与创新

5.1课程内容整合

本课程将分散于不同章节,但是同属于食品褐变的教学内容整合到一起,通过对比分析讨论不同类型食品褐变的差异,更有利于学生学习,并且在实际生活及工业应用中明确食品的褐变类型。

5.2科教融合

引用最新及代表性研究成果黑蒜的褐变机理类型来开展讲解,在加深学生对基础理论的理解和掌握的基础上,进一步培养学生求知求是的科学素养及其科学学习的意识和能力。通过传统食品、生活实例、课程实验和科研教学案例的引入,激发学生的民族自豪感,引导学生从现象分析开始,利用科学知识分析问题,并解决问题,培养精益求精的大国工匠精神。

5.3社会责任感的建立

作为食品专业技术人才,引导学生时刻以人民为中心,把人民需求放在首位,科学研究既要追求知识和真理,也要服务于经济社会发展和广大人民群众,使学生建立社会责任感。

结语

通过课程思政教学案例,结合一流本科课程的建设背景,本课程以系统化的思维,在落实立德树人根本任务的基础上,从教学理念的时代化、教学目标高阶化、教学内容情景化、教学资源立体化、教学方法多元化、教学评价过程化等方面对食品化学进行全新设计,并在此过程中通过从知识点、教学内容等方面积极挖掘思政元素,达到思政教育与专业教育的有机融合,启发学生的创新思维与批判性思维,在教学过程中充分发挥育德功能。

基金項目:

河南省本科高校研究性教学示范课程《食品化学》;
河南省首批一流本科课程《食品化学》;
河南省首批课程思政样板课程《食品化学》;
2022年河南农业大学教学名师;
2020年,河南农业大学教学改革研究与实践重点项目“一流本科课程建设”背景下《食品化学》课程思政体系的研究与实践”,项目编号:20。

作者简介:

雷萌萌(1989-),女,河南遂平人,博士,副教授;
研究方向:食品化学与营养。

*通讯作者:

黄忠民(1963-),男,河南漯河人,本科,教授;
研究方向:速冻食品加工。

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