2022年,我国食品产业营业收入总计9.799万亿,同比增长5.6%,是国民经济的支柱产业和保障民生的基础性产业,对带动我国乃至世界经济的增长具有举足轻重的战略地位和作用[1]。2023年,中央一号文件指出“提升净菜、中央厨房等产业标准化和规范化水平,培育发展预制菜产业”,进一步将食品产业确定为国家经济新的增长点[2-4]。食品产业蓬勃发展的同时,人们也对食品安全、营养及美味提出了更高要求。因此,快速、精准地分析、鉴定、处置“劣质食品”,切实保障人民群众“舌尖上的安全”,是食品产业的迫切需求,也是国家公共安全战略的重要组成,更是实现中华民族伟大复兴必须跨越的一大鸿沟[5-8]。实现这一目标的关键在于人才,人才培养的主体在于高校,人才培养的主战场在于课程,如何培养既具备食品分析检验的专业素质,又有正确三观的人才是食品类专业教育者的使命,也是课程体系必须围绕的目标[9-10]。
《食品分析》在食品科学与工程课程体系中具有极其重要的地位,是食品类专业的核心课程之一,主要讲述食品样品采集、制备、预处理、物理检验法和食品营养成分、食品风味成分,有害有毒成分、食品病原微生物、辐照食品、转基因食品及新资源食品等的分析与检测,以及实验评价与数据处理等[11]。该课程具备很强的科学性、应用性、时效性和社会性,在人才的世界观塑造、专业技能培养,以及整体知识结构链中有举足轻重的地位[12]。国家食品产业和大健康战略的高速发展对《食品分析》课程的专业教学提出了新的要求。食品学科及相关分析学科前沿理论日新月异,也促使《食品分析》教学模式需紧跟时代的步伐[13]。福州大学食品分析课程组秉承“为党育人、为国育才”的使命,逐步形成了以培养具有坚定理想信念的食品分析人才为总目标,课程思政和产出导向贯穿始终,教学活动分课前、课堂、课后3个阶段实施,以优秀教材、网络课程、国家平台、实践基地为支撑的“一二三四”的教学模式,并于2023年获批国家级一流本科课程。本文从该《食品分析》课程发展历程、定位与目标、团队建设、内容与资源、教学模式等方面,介绍该国家级一流本科课程建设过程中的一些探索与实践。
1 课程概述与发展历程
福州大学的《食品分析》课程开设于1978年,紧跟产业、行业、企业的发展步伐,不断进行课程体系改革。先后获批了省精品课程、省精品视频共享课程,省一流本科课程和国家一流本科课程等建设项目。课程的建设与发展主要经历了以下几个阶段(图1):
图1 《食品分析》课程发展历程
Fig.1 Development process of the Food Analysis course
1978—1994年:起步与发展阶段。这一阶段,食品系教师根据福建省乃至全国的发展和行业的需求,通过专业岗位调研,开设了《食品分析》课程,建立了食品分析实验室和食品分析实训基地。这一阶段以培养学生基础知识和应用能力为主线,在基本概念、专业素养和综合应用能力方面加强对学生的训练。
1995—2015年:发展与完善阶段。这一阶段,食品系教师组建了梯队合理的课程团队,配备正、副教授和有丰富经验的实验教师,形成了治学严谨、责任心强、学术水平高和锐意改革进取的课程组教学梯队。在此期间,课程组制作了具有闽台特色和现代分析特色的《食品分析》课件,建设了高质量的《食品分析》教学网站,获批福州大学精品课程、福州大学专业核心课程和福建省精品课程等。
2016—2018年:完善与改革阶段。这一阶段,课程组以专业工程教育认证为契机,赴全国各地调研,学习先进的教学理念,确立了以学生为中心,以产出为导向的课程理念,重构了课程体系,改革了课程目标、教学方法、评价机制,以科研反哺教学,助力专业通过“工程教育认证”。
2019—2021年:改革与成熟阶段。这一阶段,课程组锐意进取,积极响应教育部课程思政教育的要求,融合了产出导向与课程思政理念,打造了以优质课程内容、线上线下互动、国家级科研平台及实践基地为抓手的教学模式,获批“福建省一流课程”,并助力专业获批“国家一流专业”。
2022—至今:成熟与提升阶段。这一阶段,课程组持续改进,强化学生科研思维训练、团队合作、沟通表达等非技术能力。课程组形成了以培养具有坚定理想信念的食品分析人才为总目标,产出导向和课程思政理念双融合,教学内容分课前、课堂、课后3个阶段实施,以优秀教材、网络课程、国家平台和实践基地为抓手的教学模式,成效明显,获批“国家一流课程”。
2 课程总目标确立
《食品分析》在食品专业课程体系中具有承上启下的桥梁作用。在学习四大化学及《食品化学》、《仪器分析》的基础上,通过学习《食品分析》这门课程,可有效的将基础理论与食品专业技能有机连接。本课程不仅可提升学生专业素养、创新能力,还对学生责任意识提升等方面扮演着重要角色。本课程对毕业要求中问题分析、研究、工程与社会3个指标点有强的支撑作用。课程组根据此要求,结合《食品分析》课程学情分析和教学痛点,确立了培养“具有坚定理想信念的食品分析人才”的总目标,具体可分解为:
价值目标—能坚守食品安全、健康共同体的理念,具有诚实守信的科研精神,把牢职业伦理底线。
知识目标—能把握食品样品采集、预处理及分析的原理和操作。
思维目标—能辩证地、科学地根据食品不同的需求选择合适的分析方法。
能力目标—能评价新食品、新技术、新工艺的安全性,能评价食品产业与环境保护之间的关系。
这些课程目标点与毕业要求指标点存在的对应关系如表1所示。
表1 《食品分析》课程教学目标与毕业要求的对应关系
Table 1 Correspondence between teaching objectives and graduation requirements of the Food Analysis course
毕业要求毕业要求指标点课程教学目标点支撑度问题分析能应用工程科学原理,结合文献研究,分析食品科学与工程实际问题影响因素,获得有效结论价值目标0.10知识目标0.15研究能够基于科学原理,通过文献研究或相关方法,调研和分析复杂食品科学与工程问题的解决方案价值目标0.10思维目标0.15工程与社会能合理分析与评价食品新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的影响价值目标0.10能力目标0.15
3 课程思政和产出导向理念融合
产出导向理念强调以学习成果为导向,关注学习者实际获得的知识与技能是否满足预设目标。它遵循“反向设计,正向施工”原则,即先设定人才培养目标和毕业要求,再设计教学体系及课程体系。产出导向理念通过持续改进教学过程,提升课程高阶性、创新性和挑战度,引导学生达到更高目标,从而提升教学质量。2016年课程组以专业工程教育认证为契机,确立了以学生为中心,以产出为导向的课程理念,重构了课程体系,改革了课程目标、教学方法、评价机制。2020年课程组依据教育部发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》的要求,在产出导向的基础之上,融合了课程思政理念,在课程目标中加入思政目标(价值目标),在教学内容中深挖思政案例,在教学实施过程中设计思政环节,理清了“为谁学”、“怎么学”、“学什么”这一长期存在的问题(表2)。
表2 《食品分析》课程思政和产出导向理念融合情况
Table 2 Integration of ideological and output-oriented concepts in the Food Analysis course
知识模块课程目标思政融入教学模式1绪论价值目标:培养学生对食品行业质量与安全的社会责任感及诚实守信的价值观;知识目标:使学生明确本课程的性质、任务、主要方法及在食品生产上的意义列举食品安全热点事件,指出食品分析课程的重要性课前课堂课后思政案例讲授课堂讨论—2食品样品的采集与预处理价值目标:培养学生严谨的科学精神;知识目标:使学生掌握正确采集与预处理样品的方法;思维目标:能科学地分析食品在不同情境下的采样方法列举食品采样不当造成的事故,指出“细节”的重要性 课前课中课后在线预习在线讨论讲授在线作业实践:参观食品安全与生物分析教育部重点实验室3食品的物理检测法(比重法、折光法、旋光法)价值目标:增加学生对本课程前沿知识的认知;知识目标:使学生掌握比重法、折光法和旋光法的测定原理、方法及注意事项;思维目标:能科学地选定食品不同组分测定所用的仪器列举先进的仪器,指出国产精密仪器的崛起课前课中课后在线预习在线讨论讲授课堂讨论在线作业实践:参观福建省高校测试中心4水分和水分活度的测定价值目标:培养学生诚实做人,不掺假的品德;知识目标:使学生掌握常(减)压干燥法、蒸馏法、卡尔费休法测定水分含量的原理、方法;思维目标:能科学地根据不同分析需求选择干燥方法;能力目标:掌握至少2种以上测试食品水分的方法列举注水肉的例子,指出水分对食品品质的影响课前课中课后在线预习在线讨论讲授翻转课堂实验:食品中水分的快速测定实践:国创、省创、学科竞赛5灰分及几种重要矿物元素的测定价值目标:培养学生明辨事实、精益求精的能力;知识目标:掌握灰分的测定原理及方法;掌握Ca、Fe元素的测定方法;思维目标:能科学地选择合适的灰分及矿物元素的分析方法;能力目标:准确测定食品中的总灰分列举错误方法测定元素含量造成的悲剧,指出精准分析的重要性课前课中课后在线预习在线讨论讲授课堂讨论实验:食品中总灰分的测定实践:国创、省创、学科竞赛6酸度的测定价值目标:培养学生诚实守信意识和社会责任感;知识目标:掌握总酸度、有效酸度及挥发酸的测定方法;思维目标:能科学地给出测定食品酸度的合理方案;能力目标:能利用pH计准确测定食品酸度列举山西醋厂用冰乙酸勾兑食醋的例子,指出酸度测定的重要性课前课中课后在线预习在线讨论讲授课堂讨论在线作业实验:不同种类食品pH值的测定7碳水化合物的测定价值目标:培养学生民族自豪感和辩证看待问题的能力;知识目标:掌握斐林氏容量法、苯酚-硫酸法等测定碳水化合物的原理及方法;思维目标:能辩证地看待碳水化合物对人体的影响;能力目标:能准确测定食品中淀粉及还原糖含量列举我国脱贫攻坚的例子,指出共产党人的干劲与担当课前课中课后在线预习在线讨论讲授翻转课堂实验:还原糖的测定;淀粉含量的测定实践:国创、省创、学科竞赛8脂类的测定价值目标:树立学生健康生活的理念;知识目标:掌握索氏抽提法及酸水解法测定脂肪的原理及步骤,掌握食用油脂重要理化特性的测定;思维目标:能提出不同脂类测定的研究思路和解决方案;能力目标:能用折光法测定肉制品中的脂肪列举脂类和人体健康的关系,指出脂类测定的重要性课前课中课后思政案例在线预习在线讨论讲授课堂讨论实验:折光法测定罐藏肉制品中脂肪实践:国创、省创、学科竞赛9蛋白质及氨基酸的测定价值目标:培养学生注重食品安全法规的意识;知识目标:掌握凯氏定氮法等常见方法测定总蛋白的原理及方法;思维目标:能根据不同的场景选用不同的蛋白测定方法;能力目标:能准确的使用凯氏定氮仪测定食品中蛋白的含量列举“三聚氰胺奶粉”、“安徽阜阳大头娃娃”等案例,指出新时代食品人应有的担当和责任课前课中课后思政案例在线预习在线讨论讲授课堂讨论实验:使用凯氏定氮仪测定大豆蛋白的含量实践:国创、省创、学科竞赛10食品中限量元素的测定价值目标:培养学生的社会责任感;知识目标:掌握食品的灰化方法,掌握几种金属离子含量的双硫腙法及ICP-MS测定原理及方法;思维目标:能查阅资料,在食品中限量元素的测定领域进行探索和创新列举大米镉超标事件,指出重金属超标的危害课前课中课后思政案例在线预习在线讨论讲授课堂讨论翻转课堂在线作业实践:①国创、省创、学科竞赛;②参观福建赛福食品检测研究所有限公司
续表2
知识模块课程目标思政融入教学模式11食品添加剂的测定价值目标:培养学生辩证看待事物的能力,增强学生的法治意识;知识目标:掌握常见的食品添加剂测定的原理及方法;思维目标:能科学地辨识不同食品添加剂测定方法的优劣列举湖南老坛酸菜防腐剂超标10倍的事件,强调法治意识和职业道德的重要性课前课中课后思政案例在线预习在线讨论讲授课堂讨论翻转课堂实验:泡菜的制作和亚硝酸盐的测定实践:①国创、省创、学科竞赛;②参观福建正味生物科技有限公司
4 四个资源抓手建设
4.1 一流的课程团队
课程组现由6名专业教师组成,包括教授2人,正高级实验师1人,副教授3人,带头人为国家“万人计划”科技创新领军人才。课程团队坚持立德树人,以学生为中心,在教材及教学内容、网络教学平台、实验、实践平台建设等方面均取得了显著成果(图2)。
图2 《食品分析》课程资源建设情况
Fig.2 Construction of Food Analysis course resources
4.2 优质的教学内容
课程组在选用“十三五”优秀教材的基础上,根据各方的反馈意见,结合学科前沿发展,编写了更适合实际情况的《食品分析》教案、课件。教学内容分为4个方面:(a)特色课件制作,加入了大量的简笔画、动画来阐明分析的原理及操作;(b)思政要素,精选最新最契合的思政案例,要求节节有思政,生生有体会;(c)课程内容的更新,在保证基础性、系统性、完整性的前提下,及时更新教学内容,注重产业新动向、新知识、新仪器、新方法和新标准的讲解与融合;(d)科研融入,不断融入学科的最新研究进展,设置专题讲座(食品现代控制体系、食品新鲜度分析、食品色度分析)和科研实践(各类创新、创业大赛),以科研反哺教学,激发学生的学习兴趣。
4.3 丰富的网络平台
课程组建设了食品分析网站(http://met2.fzu.edu.cn/meol/jpk/course/layout/page/index.jsp?courseId=1306),充分吸收国内外优质的食品分析资源,用于食品分析的各种标准方法如欧洲标准、美洲标准、中国标准和地方标准等;并把美国食品与药品监督管理局食品分析网站、欧盟食品分析网站和日本食品分析网站链接入课程网站中,方便同学们扩大知识面。网络内容包括52个视频,98个案例,包括板块“教学目标”、“教学内容”、“步进教程”、“实验教学”、“学习园地”、“网站资源”、“教学录像”、“教学资源”、“师生互动”等内容;教学网站内容包括主讲教师介绍、教学队伍、教学课程、教学课件、教学实验、教学实例、教学习题、教学资源等内容。除此之外,课程团队还在“超星学习通”和“中国大学MOOC”等平台开设答疑、研讨、投票和互动等环节。
4.4 国家级实验(践)平台
课程组根据实际情况,编撰了实验讲义,开设了多层次、多维度的实验/实践教学内容。课程实验依托“食品安全与生物分析教育部重点实验室”进行,除了食品蛋白、多糖、灰分、脂质、重金属和亚硝酸盐等基础训练以外,还给学生提供了食品分析类的自由探索实验、国/省创、学科竞赛、食品科技创新大赛等活动。课程团队依托福建海欣食品股份有限公司、安井食品集团股份有限公司、福建盼盼食品有限公司、福建仙芝楼生物科技有限公司、福建省红太阳精品有限公司、福建正味生物科技有限公司、福建省亚明食品有限公司和福建赛福食品检测研究所有限公司等知名企业建立了10个实践教学基地,作为本课程第二课堂的延伸及有力补充。
5 三个阶段实施
课程组经多年的教学方法改革,形成了课前(在线讨论、在线作业)、课堂(重/难点讲授、课堂讨论、翻转课堂)和课后(实验/践学习、课赛结合)三位一体的教学模式,并革新课程考核体系及评价体系,收到了很好的效果。
5.1 课程组织实施方案
课程组形成了课前、课堂和课后三位一体的教学方案。课前学习基于课程组搭建的网站和超星学习通完成的。课程组教师提前1周在线提供思政案例和学习资源,学生认真学习,及时反馈,并做好课堂问答、讨论、汇报的准备;课堂教学中,教师针对课前学习反馈的问题,灵活选择教学方法,融启发、提问、研讨、翻转课堂、专题报告会等多种交互学习的教学方法,有机融入思政元素,密切联系实际,激发学生的学习热情,提高了教学效果;课后实践学习中,课程组除了固定的实验内容外,还依据各类项目或实践基地实际需求设置多个与课程相关的国创、省创、学科竞赛和食品科技创新大赛项目,指导学生项目设计、文献查阅、实验操作等整个过程,课赛结合、相互循环、互为支撑、共相促进。例如“食品添加剂测定”章节课前,课程组在网络发布“苏丹红”案例及相关课件,同学按照要求在线学习和讨论;教师上课过程中,首先通过案例引入,引导学生重视食品安全法规,树立行业责任感,采用比较教学、翻转课堂和小组讨论等方法重点讲授(亚)硝酸盐、SO2、苯甲酸钠、山梨酸钾等添加剂测定的原理和步骤;课后安排了“泡菜的制作和亚硝酸盐的测定”的自由探索实验及赴福建正味生物科技有限公司实践环节,进一步巩固课堂知识,拓宽视野(图3)。
图3 《食品分析》课程三位一体的组织实施方案
Fig.3 Organizational implementation plan for the trinity of Food Analysis course
5.2 课程评价模式
课程组建立了能力与知识并重的多元化考核体系,加强过程管理,使过程考核占总成绩的55%。在过程考核部分,课前学习(在线讨论、在线作业)占5%;课堂表现(问题抢答、翻转课堂、主题研讨)占15%;课后拓展学习(实验、实践报告)占35%;试卷成绩占45%,课程思政元素占5%,基本概念和基础理论占20%,知识运用占20%,题目设定与课程目标完全对应。
课程组建立了自我评教、督导评教、同行评教、学生评教和毕业生反馈的五维课程评价机制。首先由任课教师对学生试卷和成绩进行分析,结合平时作业和课堂表现,对所带课程进行自我评价;学校及学院督导不定时进行听课,对上课内容及上课方式进行点评和打分;除此之外,课程组每年会召集行业专家,学生代表、毕业生代表召开座谈会,深入评价课程教学质量,形成持续改进的建议。
6 课程改革与特色创新
课程组坚持产出导向与课程思政双融合理念,强调价值引领、人格教育,提升学生政治素质;“万人计划”科技创新领军人才担任课程负责人,并将国家级科研平台融入课程实践环节,凸显科教融合、科研导向特色。
6.1 形成了“一二三四”的教学模式
课程组经过长期的摸索,形成了1个总目标+2个理念融合+3个阶段实施+4个资源抓手的教学模式,即以产出导向和课程思政理念双融合,以优秀教材、网络课程、国家平台、实践基地4个资源为抓手,通过课前、课堂、课后3个阶段,培养具有坚定理想信念的食品分析人才(图4)。
图4 课程组形成的“一二三四”的教学模式
Fig.4 The teaching mode of “one, two, three, four” formed by the course group
6.2 整合了国内外优质的食品分析资源
课程组充分整合国内外优质的食品分析资源,精心收集了最新科研进展、英文教材、英文实验教材、中国分析标准、欧洲分析标准、美洲分析标准等,构建开放式的创新教学平台;精心制作融合现代分析内容的课程讲义、课件与网络课程,形成了动态更新的课程教学资源。
6.3 促进了教学与科研的融合
设计了理论与实践相结合的教学方案,融启发、提问、研讨、翻转课堂等多种教学方法为一体,密切联系实际,激发学生的学习热情,提高了教学效果;利用国家级分析平台及实践基地优势,创造良好的科研实践环境和条件,开设自由探索实验,实现学生综合素质和创新能力的培养与提高。
7 结语
课程建设永远在路上,课程组将编撰具有前瞻性、通俗易懂、理论与实践相结合、指导性与实用性强的《食品分析》教材;对教学内容和课程网站进行持续更新和充实,构建优质线上课程;不断完善课程考核评价体系,使考核能更准确的评价学生对知识掌握、能力提升和素质改善等课程目标的达成情况。总之,课题组将继续坚持“一二三四”的教学模式,持续改进,引领学生自主学习、探究式学习,提高《食品分析》课程的创新性、高阶性和挑战性。
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