教育教学高峰论坛

“食品化学”课程教学改革实践探索

摘要
“食品化学”作为食品科学与工程、食品质量与安全等专业的核心基础课程，其内容抽象、理论性强，传统以知识灌输为主的教学模式难以激发学生兴趣，亦难以支撑后续专业课程与实践应用。面对新工科背景下对复合型、创新型食品人才的需求，亟需推动该课程从“知识传授”向“能力生成”转型。本文基于建构主义学习理论、成果导向教育（OBE）理念及情境认知理论，系统分析当前教学中存在的内容脱离产业实际、实验验证单一、学生高阶思维缺失等问题，并提出以“问题驱动—项目贯穿—技术融合—多元评价”为特征的教学改革路径。通过重构课程内容体系、引入真实食品研发案例、融合现代分析技术、强化探究性实验设计，有效提升了学生的科学素养、工程思维与解决复杂食品问题的能力。实践表明，该改革模式不仅增强了课程的吸引力与实效性，也为食品类专业基础课教学创新提供了可借鉴的范式。

关键词：食品化学；教学改革；问题驱动；OBE理念；探究性实验

Exploration of Teaching Reform Practice in the "Food Chemistry" Course

summary

"Food Chemistry" serves as a core foundational course for majors such as Food Science and Engineering, Food Quality and Safety, etc. Its content is abstract and highly theoretical, making it challenging for traditional knowledge-based teaching methods to stimulate students' interest and support subsequent professional courses and practical applications. In the context of the new engineering paradigm, there is an urgent need to promote the transformation of this course from "knowledge impartation" to "ability generation" in response to the demand for versatile and innovative food talents. Based on constructivist learning theory, the concept of Outcome-Based Education (OBE), and situated cognition theory, this paper systematically analyzes the issues present in current teaching, such as content disconnected from industry reality, singular experimental verification, and a lack of high-order thinking among students. It proposes a teaching reform path characterized by "problem-driven learning, project-based learning, technology integration, and diversified evaluation." By reconstructing the course content system, introducing real-world food research and development cases, integrating modern analytical techniques, and enhancing exploratory experimental design, the scientific literacy, engineering thinking, and ability to solve complex food problems of students have been effectively improved. Practice has shown that this reform model not only enhances the attractiveness and effectiveness of the course but also provides a reference paradigm for teaching innovation in basic courses of food-related majors.

Keywords: food chemistry; teaching reform; problem-driven; OBE concept; exploratory experiment

一、引言

“食品化学”课程聚焦食品中水分、蛋白质、脂质、碳水化合物、色素、风味物质等组分的结构、性质及其在加工、贮藏过程中的变化规律，是理解食品品质形成机制、开发新产品、保障食品安全的理论基石。然而，由于其涉及大量分子结构、反应机理与热力学原理，学生普遍反映内容枯燥、抽象难懂，学习易陷入死记硬背，缺乏对知识迁移与应用的体验。与此同时，食品工业正加速向智能化、功能化、绿色化方向发展，对人才提出了更高要求——不仅需掌握基础理论，更需具备将化学原理转化为产品解决方案的能力。

在此背景下，如何打破“重理论、轻应用”“重讲授、轻探究”的传统教学惯性，构建契合现代食品产业发展需求的教学新模式，成为“食品化学”课程改革的核心命题。近年来，“以学生为中心”“成果导向”“产教融合”等教育理念为课程重构提供了理论指引，也为本研究奠定了实践基础。

二、理论基础与现存问题

（一）理论支撑

1. 建构主义学习理论认为，知识不是被动接受的，而是在与环境互动中主动建构的。食品化学中的美拉德反应、蛋白质变性等现象，只有在真实或模拟情境中观察、操作、反思，才能被真正理解。

2. 成果导向教育（OBE）理念强调以学生最终能“做什么”为导向反向设计课程目标、内容与评价。例如，若目标是“能分析某乳制品货架期缩短的原因”，则教学需围绕水分活度、脂肪氧化、微生物交互等知识点展开整合训练。

3. 情境认知理论指出，学习应嵌入真实任务情境中。将课堂延伸至食品工厂、研发中心或消费者投诉案例，可增强知识的意义感与应用性。

（二）现实困境

当前“食品化学”教学主要存在以下问题：

· 内容与产业脱节：教材更新滞后，较少涉及植物基蛋白、替代脂肪、清洁标签等新兴议题；

· 实验教学验证化：实验多为“照方抓药”式操作（如测定油脂酸价），缺乏设计性、探究性，学生被动执行，难以培养科研思维；

· 教学方法单一：以教师讲授为主，缺乏引导学生提出问题、设计方案、解释现象的互动环节；

· 评价重结果轻过程：期末笔试占比过高，忽视对实验设计能力、数据分析能力、科学表达能力的综合评估；

· 技术手段应用不足：未充分利用分子可视化软件、近红外光谱、电子鼻等现代工具辅助教学，限制了学生对微观机制的直观感知。

这些问题导致课程虽具理论深度，却缺乏实践温度，难以支撑学生未来在研发、质检、品控等岗位的实际工作需求。

三、教学改革的核心策略

针对上述问题，本研究构建“目标—内容—方法—评价”四位一体的改革框架。

（一）以OBE理念重构课程目标与内容

依据食品行业典型岗位能力需求，设定三级学习成果：

· 基础层：掌握食品组分的基本化学性质；

· 应用层：能解释常见食品品质变化（如褐变、哈败、凝胶形成）的化学机制；

· 创新层：能基于化学原理提出改善产品稳定性或功能性的初步方案。

据此，将传统按章节讲授的线性结构，调整为“问题—原理—应用”模块化单元。例如，以“为何全麦面包比白面包更易老化？”为驱动问题，整合淀粉结构、回生动力学、水分迁移等知识点，并延伸至抗老化添加剂或工艺优化讨论。

（二）引入真实案例与项目式学习

精选来自企业研发、消费者反馈或科研前沿的真实案例作为教学载体：

· 案例1：“某植物奶出现沉淀，如何从蛋白质等电点与胶体稳定性角度分析？”

· 案例2：“低糖果酱为何口感稀薄？如何通过多糖协同增稠解决？”

学生以小组形式开展文献调研、假设提出、方案设计与汇报答辩，教师扮演引导者与资源提供者角色，推动深度学习。

（三）强化探究性实验与技术融合

改革实验教学，设置“验证—综合—设计”三级实验体系：

· 验证性实验保留必要基础操作（如水分活度测定）；

· 综合性实验如“不同热处理对大豆蛋白乳化性的影响”，要求学生自主设计处理条件、分析数据、撰写报告；

· 设计性实验开放选题，如“利用天然抗氧化剂延缓坚果油脂氧化”，鼓励创新。

同时，引入分子模拟软件（如Avogadro）展示蛋白质折叠，利用便携式近红外仪现场检测食品成分，增强微观—宏观的联结感知。

（四）构建多元动态评价体系

采用“形成性+终结性”结合的评价方式：

· 平时成绩（50%）：包括案例分析报告（20%）、实验设计与操作（15%）、课堂参与与提问（10%）、小组互评（5%）；

· 期末考试（50%）：减少记忆性题目，增加情景分析、机制解释、方案设计等高阶题型。

通过过程性记录，全面反映学生的科学思维、协作能力与创新意识。

四、改革实践与成效分析

某高校食品科学与工程专业于2024年秋季学期在两个平行班级中实施上述改革。对照班采用传统教学，实验班实施问题驱动与项目化教学。一学期后，通过问卷调查、成绩分析与焦点小组访谈评估效果。

结果显示：实验班学生对课程兴趣提升37%，能准确解释复杂食品现象的比例达82%（对照班为58%）；在开放性实验中，65%的小组提出了具有可行性的改良方案；期末考试中高阶能力题平均得分高出12.5分。学生反馈：“现在看到超市里的食品标签，会不自觉思考背后的化学原理”“做实验不再是完成任务，而是寻找答案的过程”。

五、结语

“食品化学”课程的价值，不仅在于传递关于食品组分的知识，更在于培养学生用化学视角理解、分析乃至改造食品世界的能力。本次教学改革实践表明，当课程从“讲清楚是什么”转向“引导学生探究为什么、怎么办”，知识便从静态符号转化为动态工具。通过问题驱动激发认知冲突，通过真实项目连接理论与实践，通过技术融合打通微观与宏观，通过多元评价关注成长全过程，课程真正成为学生科学素养与工程思维孕育的土壤。这种转变并非否定理论的重要性，而是让理论在解决真实问题的过程中焕发生命力。当学生能够自信地运用食品化学原理解释生活现象、优化产品配方或应对质量异常，这门课程便完成了从“学科知识”到“职业能力”的关键跃迁，其教育意义也由此得以完整实现。

参考文献：
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[5]谢笔钧主编. 食品化学 [M].科学出版社,2011.