食品化学实验教学及学生创新能力研究

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【摘要】食品化学实验是提高食品专业人才培养质量的重要环节。为培养具有扎实基础理论、熟练实验操作技能和独立思考能力的创新型人才，文章介绍了在食品化学实验课程中加入思政内容，将逻辑科学思维训练融入实验教学，强化基础训练，提高实验技能，改进实验教学方式，提高实验教学效果的实践与探索。

【关键词】食品化学实验；创新能力；科研思维

1在课程中加入思政内容

立德树人为教育之本，心怀为国是育人的初心，食品化学实验是在食品化学理论课的基础上一门实践课程。食品安全是关系到广大群众的生命安全及健康，食品质量不容忽视，所以需要广大的食品从业人员具有较高的职业道德[4]。鉴于思想政治教育的重要性，目前很多高校已经将思政元素引入理论课的教学当中，然而在实验课的教学依然停留在实验操作和技能的训练。因此，食品化学实验课有必要做出改革和创新，将专业知识技能传授与思想政治教育有机地结合在一起，根据食品化学实验中所包含的思想价值，引导学生树立正确的价值观，科学客观地分析判断自然现象，结合当下实践情况和社会关切的问题，将各种社会热点问题带入课堂，将课堂教学延伸至社会，深入挖掘并利用食品化学实验课程中的思想政治元素具有重要的意义。例如，在实验课程考核中，除了要求实验报告完整性、实验操作的正确以及实验处理结果的可靠性之外，还包括实验要穿白大褂、实验卫生的要求，以及实验物品的有序排放，让学生养成良好的职业习惯。在实验过程中要求学生严格遵守操作规程，废气、废水、废物的处理要严格按照环境保护的要求，这样能够增强学生的社会责任意识，并且在实验过程中要真实完整地记录原始数据及实验现象，培养学生严谨认真的工作作风，以及精益求精的工匠精神[5]。食品化学实验中涉及很多实验数据的处理，每次实验课上，都要求学生需要秉持求真务实的态度，实事求是，不弄虚作假。以培养学生不忘初心、求真务实的科学态度，不虚报，不造假，如实地记录实验现象和实验数据。并通过翟天临学术造假事件的警示，培养学生实事求是的科学作风[6]。在“食品中蛋白质含量的测定”实验中，将测定奶粉中蛋白质含量作为思政要点，引入三聚氰胺奶粉事件，让学生认识到食品检测的局限性，可能会被不良企业钻空子，生产劣质甚至有害的产品。高校学生要以天下为己任，把广大群众的食品安全放在第一位，提高自己的检测能力，增强严谨的科学精神，激发学生对构建和谐社会，以及人类命运共同体的责任与担当。

2将逻辑科学思维训练融入实验教学

逻辑科学思维是通过对事物进行比较、分类、分析、综合、归纳、演绎等各种方式形成的规律、概念、原理性认识的理性思维。教师在实验中，要引导学生仔细观察、记录、思考，训练学生的逻辑思维。逆向思维是逻辑思维中的另一个重要形式，是从实验结果出发，让学生进行逆向分析，从而揭示事物及变化的本质[7]。如在食品水分活度测定中，样品重量增加是由于样品的水分活度低于标准溶液的水分活度，从而使标准溶液中的水分向样品扩散，只要样品和标准溶液的水分活度不一样，两者之间就可以进行水分扩散，使样品的重量发生变化，从而计算出样品的水分活度，这样就使学生对水分活度的原理有了深刻的认识。教师在实验过程中还要引导学生进行发散思维，通过直觉思维将知识正向迁移，尽可能设置问题，引导学生由已学过的知识来合理解释实际出现的问题，学会进行对比，在未知的现象中发现其中的联系。引导学生主动进行思考，深入合理的延伸，使抽象的问题能够形象化，离散的知识能够条理化[8]。传统的食品化学实验教学是通过教师讲解实验原理、仪器使用、实验步骤、注意事项以及如何处理数据等，学生按照实验教材按部就班地进行操作，这种机械的保姆式的教学方式，不利于学生深刻理解其中的实验原理和方法，不能培养他们学习食品化学实验的积极性和提高实验教学效果[9]。因此，教师在实验教学过程中，不仅要让学生顺利完成实验，更应重视学生科研思维的培养。为了让学生形成思辨性思维和培养可持续发展的综合素质，笔者在食品化学实验教学中融入对学生科研思维的训练，注重培养学生独立思考问题的能力和创新能力。例如，在酸水解法测定食品中淀粉含量的实验中，学生对还原糖测定的机理不是很清楚，老师在实验前让学生比较还原糖和非还原糖的区别，通过提出相关问题，引导学生主动思考，查阅文献，并进行小组讨论来理解还原糖的反应机理。当学生对反应所需的pH条件有疑问时，教师引导学生比较不同pH下的显色现象，让学生对实验所需条件产生深刻印象。这样不仅能提高学生学习食品化学实验的兴趣，还能进一步培养他们科学研究的能力。

3强化基础训练，提高实验技能

扎实的实验基本技能是保证学生安全完成实验的条件，也是学生在以后工作中实现新突破的基础[10]。因此，在实验开始前要进行实验安全的培训，主要内容包括熟悉实验室的安全设施，以及它们的正确使用方法，了解实验所用到的仪器、原料及操作过程中的危险性和安全注意事项，强调废弃物的正确处理方法。这样能够保证学生在整个实验过程中的人身安全，以及对实验室和周围环境的保护。实验过程中，教师要引导学生比较不同操作方法，分析并预测实验结果，透过现象解释科学原理。例如，在使用凯氏定氮仪测定蛋白质的实验中，首先要求学生掌握蒸馏、溶解、冷凝、吸收等基本实验操作，以及称量、移液、定容和滴定等分析操作，确保夯实实验技能，并且要求学生分析该实验的加样特点，找出实验成功的关键点，了解可能出现的实验误差，使学生通过实验能够分析和总结规律。整个实验过程强化了对学生基础实验训练，提高了学生实验技能。

4改进实验教学方式，提高实验教学效果

上实验课之前，学生会按照教师的要求进行预习，但一般只是将教材上的实验目的、原理、注意事项以及实验步骤直接抄到预习报告本上，基本不会对实验内涵进行思考，这样的预习对实验效果有限。因此教师要求学生在预习时，要思考有关问题[11]。如食品水分活度的测定实验中，教师提出学生在预习时要思考水分活度与水分含量这两个概念的区别，以及它们的测定方法有什么不同，让学生进行小组讨论，这样有助于加深学生对相似概念的区别和实验的设计。提出的相关问题如表1所示。在实验中融入学生对操作原理的理解和思考能力的培养。如凯氏定氮法中所涉及的仪器设备比较多，有水蒸气发生器、反应器、冷凝管和吸收瓶等，连接也比较复杂，如果学生只是按照教材中的示意图进行操作，那么学生对整个实验装置没有深刻的理解。因此在实验课上，教师要让学生先了解仪器，熟悉各部分装置的特点，并讲解实验要点，例如，加料口的小波杯内加入一定量的水可以起到液封作用，保证反应的氨气不会从加料口逸出，冷凝管的下端要完全插入吸收瓶中的液体，以防止氨气在吸收瓶中逸出。教师要强调实验中的注意事项，整个实验过程包括检查气密性、水蒸气进入反应瓶中的时间、加样次序和蒸汽停止后的处理方法。实验结束后，要求学生对实验数据进行科学处理，并分析可能出现的误差。例如，在水分活度的测定中，要求学生使用Excel软件进行作图并线性拟合，评估实验数据的准确性，若线性相关系数R值越接近于1，说明数据相关性越好，精确度越高，并分析实验误差可能产生的原因。整个实验过程要能够注重培养学生的动手操作能力、独立思考问题和解决问题的能力，这对于学生更好地掌握食品化学实验技能提高实验效果具有重要意义。5结语本文介绍了在食品化学实验课程中加入思政内容，将逻辑科学思维训练融入实验教学，强化基础训练，提高实验技能，改进实验教学方式，提高实验教学效果的实践与探索。对涉及的实验内容进行深度挖掘，使验证性的实验逐步向创新性实验过渡，让学生对实验知识和操作有更全面的掌握，并能够举一反三，不仅培养学生的动手操作能力，还提高了学生独立思考问题和解决问题的能力，达到了培养创新型人才的目的。

【参考文献】

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[11]刘嘉南，胡今鸿，王晓迪.高校实验教学质量保障与评价体系探析与实践[J].实验技术与管理，2013，30（8）：129-131.

作者：王卉 左文健 单位：海南热带海洋学院食品科学与工程学院