食品物性学研究方法课程教学探索与实践

食品物性学研究方法课程教学探索与实践

作者：夏书芹 钟芳 李玥 贾承胜 许时婴 来源：《中国科教创新导刊》2012年第29期

摘 要：随着我国食品科学专业日趋成熟，对研究方法类课程也愈加重视。本文以食品科学专业研究生必修课程《食品物性学研究方法》教学建设为研究课题，针对目前国内外食品物性学发展的差距，围绕学生科学研究能力的培养，探讨专业必修课教学与学生能力培养的关系。结合本课程教学实际，讨论了教学内容、课堂讲授、课程考核评价等方面安排的问题。 关键词：食品 物性 研究方法 教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2012）10（b）-0040-02 食品物性学是食品科学的一个重要分支，经过近百年的发展过程，从食品流变到食品质构再到食品光、电、热等物性，目前已经发展成一个比较完整的学科体系。食品物理性质是除了食品营养及风味以外重要的质量评价指标，它反映了食品在各种加工和储藏环境下的物理变化规律，因此，准确可靠物性参数的获取与分析是进行现代食品加工工艺、工程及工厂设计的基础，同时食品的物理属性也决定了食品在被消费和食用时的外观、口感和消费者的心理感受。随着食品加工业逐渐由作坊式向规模产业化发展，随着社会经济的不断进步下人们的食品消费倾向由温饱向嗜好型转变，食品科学家、食品从业人员以及消费者对食品物性及其相关研究方法的关注度逐步提高，食品物性学涉及的学科也由流变学、热学、光学、电学等基础物理学内容，扩展至物理化学、胶体化学、高分子科学、色彩学的相关内容，因此，食品物性学以及相关研究方法的发展对于提升食品工程、发展食品产业具有重要的指导意义。食品物性学研究方法是食品从业人员进行食品科学研究及产品开发的重要工具，因此，通过本课程的理论学习和实验环节操作，学生可以获得食品物性学的基本理论，掌握食品物性学的研究手段，为研究生从事食品科学研究打下基础。

1 食品科学专业物性学研究方法教学改革的必要性

由于食品材料具有复杂性和反应性的特质，食品物理特性的分析与评价始终是一项颇具挑战性的任务，即使在今天，食品物性学的发展也远没有食品化学和生物学那样令人欣喜。目前我国食品物性的研究与先进国家相比，尚存在一定的差距：（1）基础研究薄弱。食品物性学是食品化学、食品工艺学、力学、光学、数学等多学科的交叉学科，只有在熟练掌握力学、光学或电学基础理论，了解食品物性测量原理的基础上，结合对食品组分化学结构及相互作用的充分认识，食品科研工作者才有可能在食品物性领域进行有意义的基础研究，进而提出新的理论、观点或方法。国内的食品物性研究基本没有涉及物理信号的发现、采集、解释等领域，基础研究的缺乏直接导致物性分析技术和仪器的开发基本空白、物性计算模拟软件还停留在小作坊形式，距离产业化和商品化存在较大距离。（2）创新思路缺乏。国外的食品物性研究发展至现阶段，主要是从利用新的物理手段，例如超高、超低应力、辐射、激光等手段，进行食品

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组分与物理化学品质的相关性分析，而在我国食品科学研究相对落后，重要食品新材料、新技术、新装备的研发基本以引进吸收为主的现阶段，国内的物性研究基本停留在引进国外的先进仪器设备，采用已建立的分析方法进行食品物性的分析，因而研究生提出具有创新性理论和应用成果的机会较少。这种差距的存在一方面与食品物性学研究起步晚有关；一方面也源于对食品物性学研究的重要性认识不足。由此看来，从食品科学专业研究生的培养的层面上加强物性学研究方法的教学势在必行。

2 食品科学专业物性学研究方法教学的实践

食品物性学研究方法是我校为硕士研究生开设的一门通用性强、适用广泛的技术性专业必修课，它是2010年在“食品科学中的物理化学方法”和“食品质构与流变”这两门课程的基础上重组后开设的新课程，除了教学环节，还将实践环节作为基本技能训练单独实施。

经过两年的实践教学，这门课程在学生中引起了很大的反响，不仅拓宽了食品专业研究生学习的视野，而且为他们今后从事食品科学领域的相关研究打下了扎实的基础。但如何深化食品专业《物性学研究方法》的教学、如何发挥从事食品物性研究并取得突出成绩的师资队伍的优势，形成一套行之有效的教学方法和手段，让学生不仅了解食品物性学的特点，更清楚相关研究方法，了解如何借助相关手段和方法进一步推动食品物性学的持续发展，是摆在承担食品物性学研究方法课程的教师面前的首要任务。目前国内食品高校食品研究生专业专门开设物性学研究方法课程的还甚少，相关指导理论和实践经验还相当缺乏，尚未形成成型的物性学研究方法教学体系。

本课程组着眼于食品专业研究生物性学研究方法课程教学的建设，采用集中的课程教学以及基础技能环节训练中研究方法的渗透两种模式，将物性学研究方法的优势与食品专业自身的特色紧密结合，激发学生学习和科研的热情，拓宽学生学习和科研的视野，构建更全面新颖的学习和科研创新思维，完善食品物性学研究方法教学大纲、课程讲义、多媒体课件，形成特色教学理论、教学方法和教学手段、考核方式；建成完备的食品专业物性学研究方法教学课外实践平台，进而形成食品专业物性学特色教学模式，为今后的教学奠定坚实的基础，为食品专业研究生科学素养的提高和高素质学术型人才的培养发挥重要作用。 3 食品物性学研究方法教学体系建设探索 3.1 教学队伍建设

方法学课程的教学其自身的难度和独特性，都对教师提出了较高的要求。江南大学食品学院目前拥有同学科为之羡慕的专家阵容，多数专业教师有过海外学习、进修或工作经历，具有较强的综合运用能力，这是授课教学的重要保障。我们成立了研究生食品物性学研究方法教学课程组，由具有相关研究背景的中青年教师领衔，资深教授指导，从理论教学与实践教学两方面进行课程教学研究，为教学建设的实施完成提供可靠的师资保障。

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3.2 教学内容的设计

研究生专业课的教学目的主要是提高和巩固研究生的基础理论知识，了解国际最新研究动向，培养独立科研的能力。专业课程教材的主要内容应该能够反映本学科最新理论和实践应用水平的状况。因此， 目前研究生专业教材的选择十分困难，许多课程只能参考大量的英文期刊作为补充内容。课程开设之初，就参照国外食品科学中物理化学方法教学体系，参考了Thermal Analysis of Foods Physical Chemistry of Foods、Food Texture and Rheology、

Microstructural Principles of Food Processing and Engineering等英文原版专著，自编英文版讲义和课件进行教学，形成了四个专题，包括食品流变技术、食品热分析技术、显微分析技术以及脉冲核磁共振技术。在授课过程中，课程组根据国际食品物性学的最新发展和国内食品专业教学及食品工业发展的实际，结合在研究生、留学生教学方面积累的经验和研究的成果，不断地进行了食品物性学研究方法教学内容的充实、更新，满足了本校教学发展的需要。同时推荐学生阅读扩充性英文文献，可以使其接触到国外日新月异的新进展、新成果， 在开阔视野的同时，认识到本学科与国外同学科之间的优势和差距。 3.3 课堂讲授方式的改进 3.3.1 引导科学思维

通过列举学生日常生活中熟悉的物性应用案例进行互动式教学可有效调动学生参与教学过程。学生可以进行分析和讨论，激发他们探索食品科学的热情，从而在教学过程中引导学生养成透过现象看本质的思维习惯，用食品科学研究的方式分析现象，并通过对信息进行收集、分析和判断，学会应用食品知识解决有关食品的现实问题，从而增强思考力和创造力，培养科学研究所需要的观察能力、思维能力、探索能力、分析能力及解决往问题的能力。 3.3.2 跟踪国际前沿

充分利用多媒体和网络资源，多方面收集相关教学资料，特别是关于食品物性学研究使用的仪器设备和实验操作方面的信息，丰富食品物性学研究方法在食品加工中应用及研究的教学内容。比如邀请美国TA仪器的技术顾问现场讲课并参与讨论，使得学生在有限的学时内对这门课程的强大实用性留下深刻印象，以最新应用研究实例来吸引学生的注意力。 3.3.3 实施成组比较

对食品原料的同一物理属性常可用多种分析手段对其进行表征，对其中容易混淆的概念通过采用成组配对比较的方法进行讲授。比如淀粉超微结构分析中使用的扫描电镜、透射电镜、原子力显微电镜等，对这些相近的研究方法，可通过让学生对实际体系观察结果的比较和讨论获取彼此的差异性，帮助学生加深理解，有助于在以后的科研过程中正确灵活的运用。 3.4 考核方式的完善

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食品物性学研究方法是一门具有高度综合性、运用性较强的课程，立足于学生的“研中学”和“学中研”，着重培养的是研究生获取信息的能力、分析解决问题的能力、综合运用研究手段的能力，以及表达和交流能力，所以考核仅依据闭卷考试并不能够真实反映学生的理论水平和分析能力。因此，将“一次考试定乾坤”的传统考核方法变为多方面、多样化的评定学生学习质量的方法。具体分为课堂发言、随机测试、课程论文、答辩式考试等几个部分，使学生在多种形式的考核中，更扎实的掌握并灵活运用所学知识。

每个专题学习的过程中，要求学生就此专题查阅并选取一篇英文文章进行精读，归纳整理出作者的研究目的、研究方法、研究思路及主要结论，并用PPT的形式采用随机抽签的方式进行课堂现场展示，通过阅读，既让同学们了解科学现象，引发了同学们对科学研究的浓厚兴趣，也无形中提高了同学们的专业英语水平；此外，笔者在平时的课堂教学中经常会就相关问题进行提问或测试，以检查学生对教学内容的掌握情况；这两项得分记入平时成绩（40%）。在课程结束前两周，鼓励学生结合各自的研究方向或者研究兴趣，开始查阅文献资料，课程结束后两个星期提交一篇综述性文章，文后附的参考文献需至少包括近五年内的5篇以上英文学术论文，论文主体字数6000字以上，采用随机抽签方式进行答辩式考试，向全班同学作介绍，鼓励全体同学提出问题并打分，以此作为期末考试成绩的主体（60%）。考核方式的调整既培养学生的自学能力和表达能力，也为不断改进教学效果、及时反映学科动态提供素材，为师生提供了充分的交流和相互学习的机会。 4 结语

食品物性学的研究水平反映了一个国家整体食品科技实力和发展水平，也是一个国家食品工业现代化程度的重要标志之一。目前，中国食品工业已经进入了高速发展的轨道，与其支撑、配套的食品物性学也应保持相应的发展速度，食品物性学研究与技术发展赢来了新的发展机遇。我国的食品物性研究相对起步较晚，发展现状也不尽如人意，但相信在当前我们科学技术的蓬勃发展期，食品物性的研究一定能得到长足的进步。在“十二五”期间，食品工业既面临新的机遇，也面临新的挑战。通过实施教学改革培养更多具有扎实基础的食品专业的研究生，为解决食品物性学领域的基础问题尤其是具有中国特色的主食及方便食品的食品物性数据库的研究与建立、食品力学性质和食品感官质量的关系研究、食品分散体系界面特性与稳定性的关系研究等输送更多的生力军。 参考文献

[1] 中国食品科技发展报告编委会.中国食品科技发展报告[M].化学工业出版社，2009，7.