思政教学的营养和食品卫生学教学改革

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[摘要]将思政元素融入各学科教学的课程思政建设是近年来各高校教学改革的主要任务。作者以食物中蛋白质水平的测定为例,具体阐述了如何将思政模式融入营养与食品卫生学专业的实验教学中。首先,对常规的验证性实验设计进行详细说明并分析其利弊;再提出融入思政教学模式后的课程设计改革,并分析其可行性;最后通过课程思政融合的实验教学实践,观察教学效果。通过思政教学改革,实验教学在培养新型高素质专业人才中能更好地发挥作用。

[关键词]营养与食品卫生学;思政;验证性实验;蛋白质

课程思政是把“立德树人”作为教育根本任务的一种综合教育理念[1-2],推动思政课改革创新,需要做到8个“统一”[3]。其中,建设性和批判性相统一、理论性和实践性相统一、主导性和主体性相统一、灌输性和启发性相统一在实验教学中可以得到更好的体现[4]。实验教学是高等教育中基本的教学形式,在优秀的实验教学过程中,学生作为课堂的主体,通过积极参与实验,能更好地理解和掌握理论知识,提升自身辩证思维的能力和科学素质。以营养与食品卫生学专业实验教学为例,验证性实验教学有食物中蛋白质、脂肪含量的测定等。作者将对验证性教学方式进行详细说明并分析其利弊,结合“立德树人”的根本任务,在实验教学中融入思政元素,并分析其可行性,以期促进实验教学在培养新型高素质专业人才中能更好地发挥作用。

1常规验证性实验教学

1.1验证性实验的实施

验证性实验的教学目的是培养学生的实验操作和数据处理等能力,通过实验使学生们检验并确定一个已知且正确的结果。在这个过程中,教师会在实验教学中首先讲解实验目的、实验原理、操作步骤、结果分析和注意事项等内容,学生再按照教师给出的步骤一步一步操作。

1.1.1教师主导环节

(1)讲解实验目的:学习凯氏定氮法测定蛋白质的原理,掌握操作。(2)讲解实验原理:凯氏定氮法是分解样品中蛋白质后,通过检测氮的含量,再估算蛋白质的含量。(3)介绍仪器与试剂:微量定氮蒸馏装置、硼酸、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、氢氧化钠、盐酸和显色试剂等。(4)讲解实验步骤:样品消化、定氮装置的检查与洗涤、碱化蒸馏、样品滴定、数据记录。(5)讲解结果计算:得到氮含量后,通过食物蛋白质折算系数计算蛋白质含量。(6)讲解注意事项及说明:样品取样量、消化温度、硼酸吸收液温度、重复实验数据的偏差限定等。

1.1.2学生为主体环节

(1)学生分组按照实验步骤完成操作,教师进行必要的指导。(2)学生进行结果计算。(3)各组学生展示结果。

1.1.3教师和学生互动环节

(1)教师点评,若实验失败,分析可能原因。(2)学生完成实验报告。以食物中蛋白质含量测定的实验教学为例,教师和学生在实验教学的实施过程中分别扮演了“指挥员”和“操作员”的角色。所有的实验内容是教师精心设计后,“指挥”学生按照实验步骤完成,从而使学生熟悉实验流程。学生只需要严格按照教师要求,包括教师提出的实验关键操作细节,就可以顺利地完成实验,获得预期结果。

1.2验证性实验的效果

实验教学目的是锻炼和提升学生对理论的理解能力、独立思考能力、解决问题能力,并尽可能地激发学生对科学研究的兴趣,培养严谨的科研态度和创新的思维能力。而这些在目前的验证性实验设计中无法实现。通过实验操作,学生可以较好地掌握实验步骤,但并没有很好地理解实验原理,实验过程中可能遇到的问题都被教师的提前设计规避了。在这个过程中,学生更像是“提线木偶”,由教师控制,只需要动手就可以完成实验,不需要动脑。常规的验证性实验教学选择的实验内容和方法比较经典,操作步骤比较简便,且相对安全。由于课时限制,某些实验不能进行或者某些实验步骤由教师提前完成。例如,测定食物中蛋白质含量的实验步骤中,食物消化比较耗时,也会用到明火,往往由教师在课前完成。除了实验操作,常规验证性实验对于促进学生思考和探索能力的效果微弱。以食物中蛋白质的测定实验为例。目前的实验设计中忽略了多方面内容。例如,我国食品安全国家标准GB5009.5-2016对《食品中蛋白质的测定》制定了标准测定方法,包括凯氏定氮法、分光光度法、燃烧法[5]。而实验中对于上述方法测定蛋白质的原理和优劣并没有提及。在凯氏定氮法中,对于为何要求现用现配显色试剂甲基红乙醇溶液和溴甲酚绿乙醇,为何要在临用前混匀等方面的原因也没有开展讨论。而国家标准中提到的3种测定方法都是先测定食品中氮元素的含量,再乘以换算系数对蛋白质含量进行折算,并不能反映真实蛋白质的水平,因为这既包括蛋白质氮,也包括非蛋白质氮。此外,该实验也无法区分食品中因违法添加三聚氰胺导致的氮含量增加。以上这些问题都可以通过合理的实验教学设计,让学生主动发现问题,并思考和解决问题。无论是从教师角度还是从学生角度来看,常规性验证性实验教学的效果都不好。从教师角度来看,实验是常规操作,教师只要把步骤和注意事项讲清楚就没有问题。教师不需要应对学生提出的过多问题,对授课内容和方式创新的积极性不高,更注重于教学的稳定性。从学生角度来看,学生对于简单的实验操作缺乏兴趣,参与度不高。尤其是分组实验时,每组仅有个别学生参与实验。学生即使参与实验也只是按照实验步骤操作。由于实验内容的单一,有时会发生各组学生为了保证实验顺利完成和结果的一致性,在某些实验步骤操作时互相“借鉴”经验。学生在完成实验报告后,对于整个实验的收获就仅仅只有实验报告,而实验操作和仪器使用的经验很可能在数个月之后就全部遗忘。

2思政模式下的验证性实验教学设计

2.1与《营养与食品卫生学》验证性实验内容相结合的思政融入点

在不同专业的实验课教学上,课程思政已有了探索[6-10]。在《营养与食品卫生学》验证性实验教学中,不同的实验内容都可以结合思政素材,其在拓展教学内容的同时,让学生将社会主义核心价值观与专业知识有机结合,得到综合素质和科研能力的提升。表1列举了目前我国本科院校主要开展的《营养与食品卫生学》验证性实验教学的思政融入点。

2.2思政模式下的验证性实验教学改革

通过教学改革,使验证性实验教学更好地体现建设性和批判性相统一、理论性和实践性相统一、主导性和主体性相统一、灌输性和启发性相统一。

2.2.1教学内容方面

教师可以把实验的主动权交给学生。教师提前把实验题目和参考资料给学生,由学生自主阅读资料并补充查阅信息,分组讨论,进而提交实验方案给教师。教师只对可能影响实验室和学生安全的问题进行干预,引导学生纠正;在这个过程中,鼓励学生探讨方案修改的原因。通过教学内容改革,实验课本身更具有建设性和可塑性。教师对于学生的教学将更多地偏向于启发,而学生对于理论知识的掌握更加充分,更好地将理论和实践相统一。

2.2.2教学方法方面

教师不拘泥于演示法和讲授法,可以采用多元教学方法。例如,采用案例教学或以问题为导向的教学,激发学生对于实验内容的兴趣。采用讨论法或翻转课堂,让学生结合生活实际对实验原理、步骤和结果等进行充分讨论,提出可能存在的问题和解决方案等,帮助学生形成严谨的科学观。

2.2.3实验教学成绩评价方面

相比于实验报告,教师应更关注学生的参与度和对实验的思考。教师可以把实验参与度、发现问题和解决问题的能力、团队协作能力和实验报告等因素赋予不同的权重,综合给予学生成绩。通过考核方式的改革,激励学生主动参与实验,发现问题并解决问题,激发学生对科研的兴趣,培养学生的辩证思维。

3思政模式下的验证性实验教学实践和效果

3.1思政模式下的验证性实验教学实践

以食物中蛋白质的测定为例,思政模式下的教学实践分阶段开展。

3.1.1实验课前准备

教师提前1周把实验课题目《食物中蛋白质的测定》告知学生,并将主要的检测方法(如凯氏定氮法、双缩脲比色法和燃烧法),以及三聚氰胺事件等参考资料提供给学生,要求学生自主选择实验方法。学生经分组讨论后,提交实验方案给教师审核。学生提交的方案内容中,实验方法主要包括凯氏定氮法和双缩脲比色法;查阅文献后,增加了沉淀蛋白质步骤,补充需要准备的试剂有三聚氰胺、三氯乙酸和乙酸锌[11-15];为比较不同食物的蛋白质含量,样本包括固体试样猪肉和大豆、液体试样牛奶和蛋白饮料等。由于涉及食物消化和需要提前准备实验试剂,要求部分学生提前1d到实验室进行实验。

3.1.2实验课的实施

教师以三聚氰胺事件为例,融入思政元素;再对实验原理和步骤进行简要介绍;学生开始实验。学生分为5组,每组5~6人。每组均对所有样品采用凯氏定氮法和双缩脲比色法进行检测。样品的消化液或液体试样分为2份,其中1份加入三聚氰胺,以比较不同实验步骤对结果的影响。按照实验步骤进行操作,并区分不同的蛋白质沉淀处理(图1)。整个实验过程中注意实验室安全。实验完成后,对实验结果涉及的真蛋白质、非蛋白质氮、三聚氰胺、粗蛋白含量进行分析比较,讨论不同处理对实验真实结果的影响。

3.1.3实验课评价

教师综合学生实验方案的科学性、实验课中学生对实验的参与度、学生对实验步骤和结果的分析及实验报告的质量,对学生的实验课成绩进行评价。

3.2思政模式下的验证性实验教学效果

相比于传统的验证性实验教学,改革后的实验包括了2种检测方法,6个实验步骤。通过验证性实验教学的思政课程改革,教师和学生均有不同方面的获益。学生在单次实验教学中接触的理论知识和实践操作都得到了一定的拓展,并有助于更好地理解实验原理和掌握实验操作。常规教学中,学生因为觉得实验课和实际生活没有关系,导致重视度不高、兴趣不大。在课堂融入了思政内容后,学生对于所学知识有了更深入的了解,对实验的意义与个人的社会责任感有了更充分的认识,对于实验课的兴趣更高,也更积极地参与实验。相比常规实验不足50%的课堂参与率,改革后的实验需要所有学生参与操作才能顺利完成实验,学生对实验的参与度更高。此外,学生对于实验课综合评价的认可度远远高于之前单一的实验报告评价。通过实验,学生也对严谨的科学实验有了一定的认识,能够主动发现问题并寻找解决问题的方法。实验内容的拓展也进一步提高了对教师的要求。虽然教师把很多实验的准备工作交给了学生,但这也要求教师必须更加熟悉这些内容,以应对可能出现的异常情况。实验课堂实验操作更加复杂,教师需要时刻关注实验步骤,并观察学生的参与度,以便于对学生进行综合评价。学生的兴趣和参与度更高,对于教师的工作也是一种认可和激励。经过更多的师生互动,教师也更有机会了解学生对实验的想法,并从中发现新的问题,更新自己的知识。

4小结

以食物中的蛋白质测定为例,本文分析了常规验证性实验教学的不足。通过思政模式下对验证性实验的实验内容、实验方法和教学评价进行改革,学生和教师对于实验的兴趣和参与度更高,有助于培养学生的社会责任感和严谨的科学观。

作者：秦玉 糜漫天 朱晓辉 单位：陆军军医大学军事预防医学系军队营养与食品卫生学教研室