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食品化學是高等院校食品科學與工程專業、食品質量與安全專業本科學生以及研究生的專業必修課[1-2]，要求學生掌握食品中主要組成成分的化學結構、理化性質、在食品加工和貯藏過程中發生的主要化學變化以及這些化學變化對食品質量與安全的影響[3]。食品化學是食品科學學科的基石之一，它從分子水平上揭示了在食品加工和貯藏中發生化學反應的機制和控制措施，成為食品科學學科中發展較快的一個領域，引起了科研人員的高度關注[4]。作為食品科學的基礎學科，食品化學的教學在本科和研究生教學中占有非常重要的地位，教學方法和效果對于培養學生的學科素養、創新能力以及解決問題的能力產生直接的影響。食品化學實驗是集綜合性和技術性一體的實驗課程，是培養學生的創新思維和實踐能力的重要環節。

一、食品化學實驗課的教學現狀

目前，食品化學實驗課的教學通常是指定幾個實驗項目，如，柑橘皮中果膠的提取、牛奶中乳糖和酪蛋白的分離提取、果蔬中多酚氧化酶活性的測定、卵磷脂的提取和鑒定等實驗內容。實驗員提前將所需要的試劑配制好，實驗器皿擺放到位，將學生分為兩人或四人的若干實驗小組。教學組織形式通常是教師詳細講解實驗原理、操作步驟等，學生根據教師的講解，按照實驗步驟完成實驗內容，最后撰寫實驗報告。雖然這種模式對于提高學生的基本技能和加深學生對基本理論的理解有一定的益處，但存在的問題也比較突出，如學生學習主動性不高、學習興趣不濃[5]。在教學中，還發現學生相互抄襲實驗報告的現象較普遍，有少部分學生抱著應付態度寫實驗報告，對教學內容不進行深入思考和應用。這種教學形式和方法在一定程度上限制了學生主觀能動性的發揮和創新能力的培養。因此，深化實驗教學的內容和教學模式的改革，對于提高學生的創新思維和綜合素質起到推動作用[6]。

二、食品化學實驗課教學模式的改革

（一）食品化學教學方法的改革

以往的實驗教學方法較為刻板，壓抑了學生的學習興趣，因此，改革目前食品化學實驗教學模式迫在眉睫。設計性實驗具有主動性、開放性、研究性等特點，有利于培養學生的開拓創新和鉆研精神，是實驗教學的最高層次，也是教學方式和方法改革的必然趨勢[7-8]105-106。本次實驗教學改革分別以食品科學與工程專業2007級兩個班、2008級3個班、2009級三個班為試點，以食品化學設計性實驗為著入點，對食品化學實驗課教學模式進行改革，充分體現學生的主體作用，教師主要起啟發引導作用。具體過程如下：

1.合理選擇設計題目，確定實驗內容

授課老師布置設計性實驗的范圍，主要涉及食品化學中的重要內容，如美拉德褐變、蛋白質功能性制、脂類氧化反應以及天然色素的穩定性等，學生自行組成4-5人的設計小組，并指定責任心較強的同學為組長，根據小組成員的興趣，選擇設計題目。在2009年第一次進行食品化學設計性實驗教學時，沒有給學生指定設計的范圍，只是要求將所學的食品化學內容涵蓋在內，最后學生確定的設計內容包括：焦糖色素的形成和美拉德反應程度、β-胡蘿卜色素、番茄紅素等天然色素的提取分離和性質分析、淀粉糖漿的制備、蛋白質功能性質、可溶性淀粉的制備、石榴提取物對油脂的抗氧化活性等方面。在實驗設計方案實施中以及從學生反饋的調查問卷結果來看，如果不給學生指定實驗設計的范圍，由于學生的思維活躍、興趣廣泛，確定實驗題目具有一定的盲目性，為此，在2010年和2011年教學改革中，明確設計范圍為天然色素的提取、分離和理化性質、蛋白質功能性質、脂類抗氧化活性和非酶褐變反應，這些內容均為食品化學教學的重點內容，通過對相關實驗的設計，加深學生對理論知識的掌握和理解，如有一組學生設計的是紫茄子皮色素的提取及理化性質分析，通過試驗，學生對花色苷的酸堿穩定性、熱穩定性、金屬離子的作用、氧化劑和還原劑對花色苷的影響等內容有了較清楚的認識和理解。

2.查閱文獻，制定設計方案

設計小組查閱與題目相關的文獻，然后進行小組討論，制定較為詳細的實驗方案并提交任課教師。教師對每組的實驗方案修改3-4次，解決學生設計中存在的問題，和學生展開熱烈的討論，最終確定一個可行性和可操作性強的實驗方案。在此過程中，學生學會了如何查閱文獻，如何設計實驗方案，了解進行科學研究的基本思路，并且在和教師的討論以及方案的反復修改中，加強了師生間的交流，初步建立了進行科研工作的基本素養。

3.設計方案的實施

在實驗教師的協調下，學生進入實驗室，自己配制試劑、處理樣品，進行預實驗，并根據預實驗結果進一步調整設計方案。實驗小組可以和實驗室管理人員預約，隨時進入實驗室實施設計方案，完成實驗方案。指導教師對實施過程中出現的問題及時給予指導和分析，解決出現的問題。

4.撰寫報告和個人總結

實驗內容完成后，要求實驗小組按照一定的規范撰寫實驗報告，由于小組成員有明確的分工，還要求學生將自己負責的實驗內容寫一份報告，成績核定時按照設計報告和個人報告兩部分計算。在實施改革的過程中，也應注意幾個問題：第一，根據目前的教學大綱，食品化學實驗教學學時數有限，因此，要合理安排實驗內容，精選設計性實驗項目，內容即有一定的難度和綜合性，又要避免學生一味追求新意，好高騖遠。積極鼓勵學生充分運用所學基礎理論知識，設計出具有可行性和操作性的實驗方案。第二，教師應具有高度的責任心和足夠的耐心。由于學生查閱文獻能力、綜合理解能力均有限，但他們興趣廣泛、思維活躍，設計的內容各有特色，這對指導教師提出了更高的要求。教師更要具有高度的責任心和耐心，悉心解惑答疑，既尊重學生的設計方案，又能在此基礎上加以完善。面對一份看似“幼稚”的實驗方案，教師應該用自己淵博的知識、豐富的實踐經驗、深厚的學術造詣為學生點燃一盞明燈，啟發他們追究和探索新知識的精神。第三，從多角度對學生進行考核。對學生完成的設計性實驗進行考核，除了對方案設計、實施、總結進行評價外，還應挑選實施和結果較好的小組以多媒體形式進行匯報，匯報過程也是一個很好的交流學習機會，讓學生對自己的實驗結果有滿足感，有助于提升他們對于科學的追求和創新。總的看來，在整個實驗設計和實施過程中，學生表現出了濃厚的學習興趣和主動性。此外，教師和學生之間的交流及互動明顯增強，在設計方案的反復修改中，對學生的科研素養也是一種重要的培養途徑；學生查閱文獻能力、分析問題和解決問題的綜合能力、實驗操作技能、團隊協作精神得以展現和提高。

（二）加大實驗室開放的力度

以往的食品化學實驗是單個項目，在教學中，實驗教師將所需要的實驗器皿和試劑提前擺放在學生的桌面，學生只需要在規定的時間和地點完成試驗，這樣學生無法參與實驗室的管理、實驗儀器的選擇、使用以及試劑的配制。如果學生能夠主動參與實驗室的管理、擁有獨立開展實驗的空間，讓實驗室真正成為培養食品科學專業創新性人才的園地，對于培養學生獨立思考能力、綜合素質提高具有重要的意義。在本次食品化學試驗教學模式改革中，加大實驗室開放力度主要體現在以下幾方面：第一，在食品化學設計性實驗實施過程中，先讓學生充分了解實驗室具有的條件，根據實驗室條件選擇實驗內容，確定分析方法，避免學生盲目設計，過于求新標異。第二，不固定實驗室開放時間。學生在確定設計方案后，隨時可以進入實驗室進行預實驗和實驗。在做實驗的過程中，每個小組組長負責安排本組實驗試劑和器皿借還、實驗室衛生清潔、廢液處理、水電氣安全，給學生營造了一個相對自由、自我發展和自我創造的空間。第三，實驗試劑配制和管理。盡管學生在理論上學習了有關化學試劑的純度級別、配制方法，但在實驗中自己配制試劑的機會較少，出現了部分學生不會配制試劑的現象。在本次食品化學設計性實驗中，要求實驗小組提供所需要的化學試劑純度級別、包裝規格，所有試劑自己配制和保存。對于實驗中發現不正確或不規范的操作及時給予糾正，如用玻璃塞瓶保存氫氧化鈉溶液、移液管、容量瓶等使用，培養學生良好的實驗室素養。在設計性實驗中，開放的實驗室是順利實施設計方案的前提，沒有開放的實驗室，就無法保證良好的設計性實驗教學效果[8]107。但在實驗室開放中，應注意實驗室安全，包括危險品管理、水電暖和人員安全；指導教師和實驗教師高度配合，在力所能及的條件下，保證為學生提供良好的實驗環境。從長遠看，應制訂相關的政策，對人員安排、試劑、儀器管理和使用都應該有明確的規定，避免出現一些問題。三、教學改革的效果針對本次的食品化學實驗教學改革，項目組設計了調查問卷，收集學生的意見和建議，以更好地研究教學中出現的問題，不斷改進。從收回的204份調查問卷統計結果中看出，85.85%的學生認為有必要進行食品化學實驗教學模式的改革；99.62%的學生認為通過查閱資料和設計實驗方案，豐富和鞏固了所學知識，調動了學習的興趣和積極性以及提高了收集信息和提出意見的信心；96.08%的學生認為提高了實踐知識的學習效率，89.22%的學生認為通過設計性實驗增強了自己學習的主動性；83.82%的學生認為通過本次設計實驗增強了所學知識的聯系和應用；92.65%的學生認為食品化學設計性實驗的教學對所學知識具有了更深刻的印象；90.69%的學生認為本次實驗教學改革更好地提高了動手能力；95.59%的學生認為通過食品化學設計性試驗的教學增強了和同學之間交流，提高了科技論文的寫作水平。在連續三年的食品化學實驗課的教學改革中，盡管只有部分班級參與，但我們確實看到學生的創新思維、學習能動性、學習興趣都有所提高。

四、制約食品化學實驗教學模式改革的因素

在實際教學工作中，制約食品化學實驗教學模式改革的因素主要有以下幾個方面：

（一）實驗課學時較少，實驗的層次性不夠

我校食品化學的實驗學時為16學時，而在設計性實驗中學生從實驗設計、制定方案、確定方案到實施實驗，所需要的時間遠遠超過16學時。對于教學實驗應包括基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗，但由于實驗學時少，無法使各個層次的實驗都能夠開展。國外高校的食品化學教學占有相當大的比重，尤其重視食品化學實驗教學。筆者曾在美國康奈爾大學食品科學系進修一年，該校食品科學專業食品化學課程上三個學期，其中食品化學實驗上一個學期，作為獨立的實驗課程開設，教學內容更為全面，與實際生產聯系更為緊密，對培養學生的綜合素質和創新能力產生了深遠的影響。

（二）實驗室設備老化陳舊

食品化學教學實驗室的設備較為陳舊和落后，如實驗室內只有可見分光光度計，而實驗內容中涉及到的紫外-可見光區的掃描和測定無法進行。此外，教學實驗室中缺乏一些重要的儀器，如冷凍離心機、旋轉蒸發儀等，造成設計方案中的一些操作無法進行。這在一定程度上降低了設計性實驗的研究性質。學校對于科研平臺的建設加大了力度，實驗教學的硬件建設相對薄弱，若在設計性實驗中，能夠利用現有科研平臺中的設備和儀器，將大大提升食品化學設計性實驗的教學效果。

(三)實驗經費不足

若要開設設計性實驗和綜合性實驗，實驗成本和經費開支必然加大。實驗經費短缺，在一定程度上限制了需要一些昂貴試劑的實驗將無法開展。如果設計的題目和大學生科技創新項目結合起來，不僅可以拓展學生的創新能力，也可以緩解經費不足的問題。總之，培養具有創新能力的高素質人才是高等院校的主要任務。食品化學已經滲透到食品科技的各個領域，對于食品學科的發展、食品技術的革新起到了指導作用。對于食品化學的教學改革將不斷進行，我們會認真總結這次教學改革的成果，吸取教訓，采納學生的中肯意見，更好地促進食品化學實驗教學效果，培養高素質的食品科技人才，讓食品化學實驗成為學生從事更高科學研究的驅動力。