基于问题的教学模式在食品化学实验教学中的应用

摘 要 基于问题的教学模式是食品化学实验教学有效的教学方式。本文以淀粉性质实验为例，阐明了基于问题的教学模式在食品化学实验教学中应用的具体过程。

关键词 基于问题 食品化学实验 教学设计 实验探究

中图分类号：G424 文献标识码：A

食品化学实验是我系食品营养与检测、食品加工技术专业开设的一门实验类专业必修课，是食品专业教学计划中第一门食品类专业实验课。本实验课程是食品化学理论课程的配套课程，是食品化学理论知识的应用和实践，是食品化学课程体系的重要组成部分。传统的食品化学实验课教学内容以验证性实验为主，教师在实验前通常讲解实验目的、实验原理、实验步骤和操作要领，甚至连实验中的注意事项也一一交代，学生只要按食品化学实验书或讲义上的步骤做实验。这种教学模式不利于激发学生实验学习的主动性和兴趣，不利于培养学生实验探究、创新精神和合作实验的能力。为了打破传统的实验教学现状，笔者在食品化学实验课中应用基于问题的教学模式组织教学，取得了良好的教学效果。

1 食品化学实验中基于问题的教学模式

食品化学实验中基于问题的教学模式主要包括几个环节：

（1）实验教学目标的设计， 根据实验大纲制定实验教学目标。参考新课程标准中的化学教学目标，确定了三个维度的教学目标：实验技能与知识目标、实验过程与方法目标、实验情感与态度目标，通过三个维度的教学目标确保实现培养学生食品化学科学素养的总体目标。

（2）实验讨论问题的提出，围绕教学目标确定本次实验要完成的任务，提出讨论问题。

（3）实验活动实施，学生围绕提出的问题开展实验活动，观察记录实验现象，分析实验中出现的问题，找出解决办法，得出结论。教师在实验活动中引导学生讨论问题，对讨论过程中的疑难问题针对性地进行讲解，以保证实验的顺利进行。

（4）实验总结评价，教师总结学生实验探究活动中的重点内容，对难点问题集中分析讲解，加强学生对难点内容的理解。

基于问题的食品化学实验教学包括了实验教学目标的设计、实验讨论问题的提出、实验活动实施、实验总结评价等几个环节。由于“问题”是实验教学内容的载体，它贯穿于整个实验教学活动的始终，所以确定实验教学目标和讨论问题的提出是教学设计中要重点考虑的方面。本文将以淀粉性质实验为例说明教学活动的具体过程。

2 以淀粉性质实验为例的教学活动过程

本实验教学的内容选自程云燕等主编的《食品化学》教材第九章实验实训部分的实验三——淀粉实验。

2.1 实验教学目标的设计

淀粉性质实验是在学生学习了糖类这一章节中关于淀粉的理论部分后开设的。通过理论的学习，对于淀粉性质有了系统全面的认识，如学习了淀粉的种类和结构性质的差异、淀粉水解是分步骤进行的等内容。在这些学习的基础上通过淀粉性质实验，将理论课学习的知识应用到具体的食品化学实验中去。因此，我们确定了实验技能与知识目标：掌握淀粉检验的方法，通过一系列实验理解淀粉遇碘变蓝的实质；通过实验掌握淀粉分步水解的检验方法。

淀粉性质实验内容属于验证性的实验，传统的实验教学中只注重实验验证内容的现象观察和结果记录而忽视实验学习过程中学生的体会和收获。在本实验教学设计中，我们确定了实验过程与方法目标：通过对淀粉与碘的几个实验，探究不同的实验方法，讨论实验现象分析其原因，给出合理的解释。在实验过程中学会不同实验方法合理控制实验条件，通过实验反思，提高分析能力，学会与组员合作进行实验的协作能力。

在实验探究活动过程中，教师在实验过程中起引导的作用，学生自主开展实验活动，完成实验记录。在淀粉水解实验中要求学生每隔2分钟做一次检验，直到水解完成。这个过程需要较长的时间，需要学生足够的耐心和严谨的实验态度。根据实验内容，我们确定了实验情感与态度目标：培养学生实事求是、严谨认真的实验态度；提高对淀粉理论部分学习的兴趣。

2.2 实验讨论问题的提出

传统的实验教学中让学生按照实验内容完成实验并记录实验现象，并由教师在实验前讲解实验的注意事项和实验原理。基于问题的教学模式教学设计中，教师应根据淀粉性质实验内容，提出了相应的讨论问题。学生实验活动不再是单纯地验证实验现象，而是围绕实验讨论问题自主探究实验的过程。

这个实验分成两个部分：淀粉与碘的反应、淀粉水解实验。教师在实验活动开始前，根据淀粉性质实验内容，结合理论课上的学习内容简单介绍了本实验的要求，提出要讨论的问题。在淀粉与碘的反应中，提出几个讨论问题：（1）1号试管中酒精灯上加热后颜色怎样变化？冷却后颜色又怎样变化？如果颜色冷却后没变化，请分析原因，找到解决的办法。（2）仔细观察加入氢氧化钠溶液的试管的颜色变化，并与3号试管对比观察实验现象有什么不同？（3）3号试管加入乙醇后颜色有什么变化？如果颜色没有明显变化，请分析原因，找到解决的办法。（4）通过这三个实验，分析推测淀粉与碘以什么形式结合？结出合理的解释。在淀粉水解实验中，提出几个讨论问题：（1）怎样判断淀粉水解完全？（2）最后一个步骤中用班氏试剂进行实验的作用是什么？利用的是糖的什么性质？（3）最后一个步骤怎样保证实验成功？

2.3 实验活动实施

围绕教师提出的关于淀粉与碘的反应、淀粉水解实验的讨论问题，学生自主开展实验活动。教师尽量不参与实验活动过程，让学生自主完成实验活动。

传统的教学中教师在实验前就把实验的注意事项交代了，学生只要验证即可。但基于问题的教学模式中，教师对实验操作中的注意事项没有讲解，让学生自主探究，发现问题、解决问题，在实验过程中学习科学实验的方法。看似简单的实验，不同组的学生得出了不同的实验现象，学生们围绕教师提出的问题展开了激烈的讨论，通过学生组内、组间、师生之间的交流，找出原因，找到了解决办法。比如，在淀粉与碘的反应部分问题1中，有的组冷却后颜色又恢复为蓝色，有的组却没有变化，仍然为无色。教师适时地引导学生进行分析，找出原因。通过学生们自主讨论，他们提出恢复为蓝色表示淀粉与碘结合了，没有变化表示淀粉与碘没有结合。为什么会有不同的现象？实验不同组组员进行了交流，发现冷却没有变化的组加热时间较长。学生们推测，加热时间过长，试管中的碘不见了。再结合中学学习过的碘易升华的性质，正确地解释了实验现象。没有变化的组重新做了实验，证实了自己的猜想。再如，淀粉与碘的反应部分问题3中，有的组颜色没有变化，有的组颜色退去，有的组变浑浊。有了前一实验的经验，他们组间组员进行了交流，发现跟淀粉浓度和酒精加的量有关系。

通过基于问题的实验活动，看似简单的实验出现了意想不到的问题，通过实验中一个又一个问题的解决，学生们体会到成功的喜悦和实验探究的乐趣。

2.4 实验总结评价

教师根据学生在淀粉与碘的反应、淀粉水解等实验活动实施过程中的情况，总结实验中普遍存在的问题和本实验的重难点内容。

淀粉与碘的反应的三个实验中，问题1酒精灯加热时间过长，使得溶液中的碘升华，所以有些组开始的实验冷却后没有变化。这也证明了淀粉与碘反应，碘仍然是以分子形式存在；问题2和问题3的讨论结果，氢氧化钠与碘发生化学反应，对比3号试管，2号试管为无色透明，而3号试管却呈碘液的淡黄色。这也证明了3号试管的碘还是以分子形式存在，只是溶解到酒精中去了，没有跟淀粉结合。当淀粉浓度过大时，3号试管中的淀粉溶液变浑浊，证明了淀粉的溶解度小，酒精的溶解度大，水被酒精夺去；问题4的讨论结果也就水到渠成了，淀粉与碘反应，碘仍以碘分子的形式存在。

淀粉水解反应中，问题1很容易回答，学生们都能给出答案，水解后的反应液不变色就表示淀粉水解完全了。通过实验，有些组水解的速度更快，有些组水解速度更慢。通过交流讨论，学生们发现跟加酸的量有关系。问题2教师提示学生根据实验书上班氏试剂的配制方法，了解班氏试剂的成分，推测它的作用。学生们对班氏试剂不了解，针对这个问题，教师讲解了班氏试剂的性质和作用，书写了方程式。问题3，根据问题2，学生们分析讨论最后一步骤的关键是要加足量的碱中和酸。这个部分实验中，要注意加酸的量适当，酸过少水解速度很慢，二十分钟都不能水解完全。酸过多水解速度过快，没办法观察到分步水解的中间过程。

通过实验总结评价，教师对学生们在实验过程中的表现突出的组员给予中肯的评价和表扬，结合实验活动实施过程中的表现给各组按A、B、C等级打分，以此激励各组学生，也做为实验期末成绩评价的依据。

3 结语

我系食品化学实验教学是分小组教学，每组最多20人，为基于问题的教学模式实施提供了有利的条件。实践证明，这一教学模式能够大大提高学生实验学习兴趣，培养自主探索、不断进取的实验精神，培养学生创新、合作与勇于探究的科学精神。这一教学模式变传统呆板的实验教学方式为学生围绕问题积极主动开展实验探究活动的教学方式，这一教学模式下的教学活动不再只是只重结果的验证式实验教学方式，而是以实验技能与知识、实验过程与方法、实验情感与态度等多维度的教学目标为指导的重过程的探究式实验教学方式。可见，基于问题的教学模式是食品化学实验教学有效的教学方式。

参考文献

[1] 孔爱华，何占魁.例谈“基于问题的二次实验”的教学设计.生物学通报，2012（8）.

[2] 孙长艳，李文军，董彬，陆慧丽.“PBL”教学模式在无机化学实验课程中的应用.实验室研究与探索，2012（5）.

[3] 刘春萍，刘刚，孙林，等.基于问题教学法的有机化学实验教学案例.实验科学与技术，2011（5）.

[4] 陈丽艳，张学武.生物化学实验教学中实施基于问题的学习教学法初探.时珍国医国药，2008（12）.