宋越冬
(山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院,山東淄博 255049)
“食品化學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是該專業(yè)的主干課程之一,該課程從化學(xué)角度和分子水平講述食品的營養(yǎng)成分、結(jié)構(gòu)及食品和食材在采收、加工、貯藏過程中營養(yǎng)成分的變化等[1-2],是一門理論與實(shí)踐結(jié)合和性很強(qiáng)的課程。該課程于第三學(xué)期開設(shè),是該專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課;總課時(shí)64學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí),共開設(shè)5個(gè)實(shí)驗(yàn)。食品中單寧含量測(cè)定是第3個(gè)實(shí)驗(yàn),教學(xué)計(jì)劃課時(shí)數(shù)為2個(gè)課時(shí),要完成相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的講解,單寧的提取及測(cè)定,面向?qū)ο笫莿偨佑|專業(yè)的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)較為薄弱的二年級(jí)學(xué)生,使得實(shí)驗(yàn)的難度系數(shù)增加。怎樣根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和學(xué)生情況完成該實(shí)驗(yàn),這需要實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師綜合設(shè)計(jì)。為了較好地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo),近年來對(duì)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題不斷進(jìn)行總結(jié)和改進(jìn),逐漸把一個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)向設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)過渡,使學(xué)生有更多參與實(shí)際操作鍛煉的機(jī)會(huì),現(xiàn)就本實(shí)驗(yàn)教學(xué)談幾點(diǎn)體會(huì)。
單寧含量測(cè)定有比較成熟的方法,比如分光光度法、絡(luò)合法、高錳酸鉀滴定法和高效液相色譜法等[3]。每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),分光光度法準(zhǔn)確、精度高,但是其化學(xué)反應(yīng)較慢,中間等待時(shí)間長達(dá)2 h,學(xué)生要學(xué)習(xí)分光光度計(jì)的使用和標(biāo)準(zhǔn)曲線做法等相關(guān)知識(shí),而對(duì)于沒有任何儀器分析經(jīng)驗(yàn)的大二學(xué)生,在2個(gè)課時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容該方法顯然不合適;絡(luò)合法是利用單寧類可以跟重金屬離子絡(luò)合成沉淀物原理來測(cè)定樣品中單寧物質(zhì)的含量,該方法終點(diǎn)較好控制,但是形成絡(luò)合物的時(shí)間要根據(jù)不同樣品進(jìn)行調(diào)整,溫度需控制精確,避免由于溫度的變化引起測(cè)量誤差,同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)過程中,沉淀的生成是慢反應(yīng),需要等30 min,而且實(shí)驗(yàn)中需要2次過濾,整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要4個(gè)課時(shí),顯然課時(shí)不足;高效液相色譜法的優(yōu)點(diǎn)是能測(cè)定痕量級(jí)的樣品,實(shí)驗(yàn)更加精確,但是筆者一直不太贊成本科實(shí)驗(yàn)用高效液相色譜法,因?yàn)橐话銓W(xué)校液相色譜儀數(shù)量較少,用該方法做實(shí)驗(yàn),幾乎就是10多個(gè)學(xué)生干坐一起,看儀器跑樣,學(xué)生沒有多少動(dòng)手的機(jī)會(huì),這對(duì)于需要鍛煉動(dòng)手能力的學(xué)生顯然是不恰當(dāng)?shù)?;高錳酸鉀法的優(yōu)點(diǎn)是耗時(shí)短,缺點(diǎn)是終點(diǎn)對(duì)于初學(xué)者來說不好判斷?;谏鲜鲈?,從學(xué)生實(shí)際情況出發(fā),遵循循序漸進(jìn)原則,最終選擇用高錳酸鉀法。
實(shí)驗(yàn)原理的講述是實(shí)驗(yàn)課的第一部分,主要講述實(shí)驗(yàn)對(duì)象的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)方法中相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)等,是整個(gè)實(shí)驗(yàn)開設(shè)的基礎(chǔ)。然而,在實(shí)際上課中,在這一環(huán)節(jié)學(xué)生不注意聽課,容易導(dǎo)致在后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)失誤,要解決這一問題,任課教師要合理設(shè)計(jì)導(dǎo)課環(huán)節(jié),以吸引學(xué)生注意力。比如該實(shí)驗(yàn),在介紹單寧特性時(shí)候是如此講解的:同學(xué)們都吃過柿子吧,知道沒有后熟或者后熟不完全的柿子口感是怎么樣的?學(xué)生會(huì)回答發(fā)澀;這個(gè)時(shí)候教師就問為什么發(fā)澀?因?yàn)椴皇斓氖磷永镞呌袉螌庮愇镔|(zhì);那單寧的什么特性導(dǎo)致感覺發(fā)澀呢?主要是因?yàn)閱螌幱惺諗刻匦?。因?yàn)檫@個(gè)特性,吃后熟不完全的柿子后,舌頭或者說口腔黏膜表皮組織就會(huì)收斂、發(fā)緊,然后感覺就是發(fā)澀;這個(gè)時(shí)候就要啟發(fā)學(xué)生去思考,既然單寧有收斂特性,那么單寧可以用來做什么呢?愛美的女同學(xué),請(qǐng)想象一下,如果皮膚收緊,會(huì)怎樣?然后問學(xué)生,其實(shí)皮膚緊繃是不是能除皺?既然能除皺,是不是單寧可以加入到護(hù)膚品中?通過這樣的啟發(fā),課堂氣氛活躍起來,學(xué)生思維打開,原理部分講解就很順暢,學(xué)生也能更好理解。
現(xiàn)在食品工業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)品口感度很重要,所以想購買到含有單寧物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)樣品不太容易,該實(shí)驗(yàn)一般是在第3學(xué)期的第13周開設(shè),這個(gè)時(shí)節(jié)君遷子還不上市,可以購買到能利用的樣品只有柿子。在山東理工大學(xué),食品科學(xué)與工程專業(yè)每屆4個(gè)教學(xué)班160人,如果同一年級(jí)所有學(xué)生只測(cè)試同一個(gè)樣品,會(huì)降低教學(xué)效果。為解決這一問題,任課教師要提前調(diào)研,采集日常生活中未被利用的試材,并進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),以便開課時(shí)候能適時(shí)調(diào)節(jié)有關(guān)實(shí)驗(yàn)方法。石榴皮、柿子葉、青香蕉、木瓜海棠、陳皮、辣木籽、青芒等都曾經(jīng)作為樣品出現(xiàn)在課堂上。一般每次實(shí)驗(yàn)要給學(xué)生準(zhǔn)備7~8個(gè)試材,上課時(shí)候?qū)W生可以自主選擇。由于試材不同,因此樣品質(zhì)量、前處理方法、時(shí)間、滴定時(shí)終點(diǎn)的判斷都不一樣,這就需要任課教師要做好充分的準(zhǔn)備,科學(xué)演示相關(guān)操作步驟,特別是滴定終點(diǎn)的顏色變化判斷標(biāo)準(zhǔn),要親自示范,并能及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行糾正,指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)有效完成相關(guān)內(nèi)容。通過上述措施,使同批次不同組的學(xué)生樣品不同,實(shí)驗(yàn)過程不同,這樣能增加學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì),有效調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,將一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)開設(shè)成具有設(shè)計(jì)型特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn),超標(biāo)準(zhǔn)完成教學(xué)目標(biāo)。
教育的目標(biāo)是育人,培養(yǎng)出動(dòng)手能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)能力的學(xué)子,對(duì)學(xué)生以后發(fā)展具有重要意義。結(jié)合該實(shí)驗(yàn),在課程的最后總結(jié)時(shí)候,教師可以啟發(fā)學(xué)生,看能不能利用單寧的特性,做些嘗試,如能否利用其收斂性,做幾款美白美容產(chǎn)品?再比如能否嘗試做從天然物質(zhì)中提取單寧的研究?有沒有學(xué)生感興趣做一下有關(guān)柿子、君遷子等富含單寧的果蔬新產(chǎn)品的開發(fā)?再比如能否利用單寧的特性,嘗試一下在食品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用?實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,歡迎學(xué)生利用課余時(shí)間來實(shí)驗(yàn)室做小開發(fā)。由于有了類似的建議,使得學(xué)生對(duì)剛剛做過的實(shí)驗(yàn)有了更深的認(rèn)識(shí)。也正是由于有了這種引導(dǎo),每屆都有學(xué)生去嘗試開發(fā)新產(chǎn)品,參與大學(xué)生創(chuàng)新大賽,比如用酸奶跟柿子提取物做的面膜、芒果美白霜等;當(dāng)然,學(xué)生的作品有時(shí)候可能不成功,甚至也許根本不能叫作品,但是相較于成熟的產(chǎn)品,學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)更加重要,而通過這樣的過程,可以讓學(xué)生更加喜歡自己的專業(yè),也能有效提高學(xué)生的科研意識(shí),對(duì)其以后的職業(yè)規(guī)劃起到較好的引導(dǎo)作用。
實(shí)驗(yàn)課成績的考核由實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告2個(gè)部分構(gòu)成。該實(shí)驗(yàn)成績的給分標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)驗(yàn)操作60%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%。之所以加大實(shí)驗(yàn)操作分值,是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性,關(guān)系到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)性,教師要正確引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到,有科學(xué)態(tài)度才能有科學(xué)結(jié)論,從而形成良好的科學(xué)觀。實(shí)驗(yàn)過程中,指導(dǎo)教師要提醒學(xué)生操作的規(guī)范,同時(shí)也要記錄每次課中出現(xiàn)的問題,對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)異和嚴(yán)重違規(guī)的學(xué)生要特別記錄,在實(shí)驗(yàn)成績中會(huì)有加分或者減分;這樣可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,同組成員之間的合作能力,并有利于學(xué)生科學(xué)觀的培養(yǎng),達(dá)到育人目的。
一個(gè)2個(gè)課時(shí)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),教師可以照本宣科,學(xué)生按部就班地做完,上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)束;也可以利用實(shí)驗(yàn)室的資源,通過綜合設(shè)計(jì),變成一個(gè)具有設(shè)計(jì)型特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在相同時(shí)間內(nèi)得到不一樣的鍛煉;并能就該實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí),結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),嘗試創(chuàng)新。通過這種改革,可有效提升學(xué)生對(duì)自己專業(yè)的認(rèn)可,增強(qiáng)知識(shí)運(yùn)用,從而為培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。