食品專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

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【摘要】從西藏農(nóng)業(yè)高等院校的實(shí)際出發(fā)，滿足西藏農(nóng)牧學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院食品專業(yè)本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)，對現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出其實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革及方法的幾點(diǎn)意見。在其內(nèi)容上，結(jié)合現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課程操作性和應(yīng)用性強(qiáng)，充實(shí)其實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)國標(biāo)內(nèi)容；在其實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，采用網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)課交叉分組，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性，提高其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)用能力。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

現(xiàn)代儀器分析課屬于高等農(nóng)業(yè)院校及一些職校的專業(yè)核心課，以被測物的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，利用特殊的儀器，對其進(jìn)行定性及定量分析，具有快速、取樣量少、靈敏度高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)及操作性和應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。隨著科技的迅猛發(fā)展，已廣泛用于食品、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、宇宙科學(xué)、能源科學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。對學(xué)生掌握現(xiàn)代儀器分析的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、方法及應(yīng)用，為今后的學(xué)生大創(chuàng)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文、從事食品分析相關(guān)的工作奠定基礎(chǔ)，對培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才有著舉足輕重的作用。對現(xiàn)代儀器分析的教學(xué)改革有虛擬仿真驗(yàn)室及虛擬教育與V-learning應(yīng)用的推廣[1]、微助教輔助教學(xué)及微助教考核模式[2]、“六位一體”[3]、微課及微信公眾號[4]、教學(xué)方法[2,5,6]、教學(xué)內(nèi)容[6]、課程考評方式[5,6]、“三段式實(shí)驗(yàn)教學(xué)法”[7]、三定式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[8]，鑒于我校大型分析儀器數(shù)量少、缺少專業(yè)技術(shù)人員的實(shí)際和我院培養(yǎng)“適應(yīng)西藏食品行業(yè)發(fā)展需要，具備食品科學(xué)的基本理論及基本知識，農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與品質(zhì)控制等面的基本知識及技能的應(yīng)用型技術(shù)人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及《現(xiàn)代儀器分析》課程特點(diǎn)，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、開放實(shí)驗(yàn)室、微信公眾號或QQ群等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，采取實(shí)驗(yàn)課交叉分組等方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性，提高其發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)從20.8%（10學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/48總學(xué)時(shí)）提高到62.5%（30學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/48總學(xué)時(shí)）。

1現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的問題

《現(xiàn)代儀器分析》課程是我院“食品科學(xué)與工程”專業(yè)和“食品質(zhì)量與安全”專業(yè)的專業(yè)核心課程，我院食品科學(xué)與工程專業(yè)2004年開始招生，食品質(zhì)量與安全專業(yè)2011年開始招生，按每屆招80名學(xué)生計(jì)，共有320人，現(xiàn)有教學(xué)實(shí)驗(yàn)室面積為160m2，學(xué)生生均實(shí)驗(yàn)面積僅為0.5m2，生均實(shí)驗(yàn)室面積不足。課程內(nèi)容主要包括吸收光譜法（紫外－可見吸收光譜法、紅外吸收光譜法、原子吸收光譜法）、發(fā)射光譜法（分子發(fā)光分析法）、色譜法（液相色譜法、氣相色譜法、離子色譜法、電泳色譜法）、質(zhì)譜法（有機(jī)質(zhì)譜法、無機(jī)質(zhì)譜法）等。目前常用的現(xiàn)代儀器分析教材大都存在內(nèi)容專屬性不強(qiáng)，內(nèi)容陳舊、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容未能及時(shí)更新，再加上現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課中普遍存在的共性問題，如：大型分析儀器數(shù)量少且更新慢，學(xué)生無法全部上機(jī)操作[7]；缺少操作大型儀器的技術(shù)人員，重理論課輕實(shí)驗(yàn)課，即使高校配置大型儀器，多是教師做實(shí)驗(yàn)[5]；儀器容易出故障，維修費(fèi)用不菲，特別在西藏，維修的周期長且費(fèi)用貴；不同品牌的相同大型分析儀器的軟件在使用上存在一定的差異，如安捷倫液相工作站和島津液相工作站，在做校正曲線，還是有差異的，會造學(xué)生在相關(guān)分析工作崗位的不適應(yīng)；一些實(shí)驗(yàn)未按最新的中國國標(biāo)方法進(jìn)行等。鑒于上述原因，加上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與社會需求脫節(jié)，不能很好的服務(wù)西藏地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性不高，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，與應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)不相符。

2現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革

2.1實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容改革。由于《現(xiàn)代儀器分析》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多問題，我院院食品科學(xué)與工程教研室多次召開《現(xiàn)代儀器分析》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容改革會議，對課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革如下：實(shí)驗(yàn)課由10學(xué)時(shí)增加到30學(xué)時(shí)，根據(jù)食品科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室和食品安全檢測實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器設(shè)備，選用GB5009系列等最新國家標(biāo)準(zhǔn)，選擇了9個(gè)適用性強(qiáng)且實(shí)驗(yàn)效果好的分析實(shí)驗(yàn)，不斷強(qiáng)化食品專業(yè)使用頻率較高的儀器，如紫外－可見光分光度計(jì)－Unico2012PCS、傅立葉變換紅外光譜儀－AgilentCary660FT-IR、高效液相色譜儀－Agilent1260、分子熒光光譜儀－PerkinElmerLS55、氣相色譜儀－VarianCP3800、原子吸收光譜儀－東西電子AA7000的使用。增開基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)－溴化鉀壓片法的中紅外定性實(shí)驗(yàn)及高效液相色譜柱參數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)、綜合性必修實(shí)驗(yàn)－火焰法原子吸收測鐵、石墨爐原子吸收測鉛及高效液相色譜法測食品乳酸含量、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)－紅外標(biāo)準(zhǔn)圖庫的制作及應(yīng)用、氣相色譜測乙酸。上述實(shí)驗(yàn)直接對接社會需求，可服務(wù)于林芝市及西藏地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容感興趣，促使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變主動學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性和自我創(chuàng)造性，以及應(yīng)用型技術(shù)人才目標(biāo)的達(dá)成。2.2網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用。改變現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課由實(shí)驗(yàn)課教師完全講解授實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容后，學(xué)生再做實(shí)驗(yàn)的模式，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將實(shí)驗(yàn)課所用的儀器2012PCS、Carry660、Agilent1260、AA7000、CP3800、LS55的儀器構(gòu)造、使用說明書、測定過程視頻、儀器操作維護(hù)等相關(guān)視頻和教師實(shí)驗(yàn)課件提前上傳至學(xué)生所在班級的QQ群或微信群，讓學(xué)生提前熟悉實(shí)驗(yàn)課所用的儀器的操作規(guī)程。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及的一些食品國標(biāo)的分析方法實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提前在QQ群或微信群里要求學(xué)生去百度上查找并下載相應(yīng)的國標(biāo)及中國知網(wǎng)上查找并下載，按所下載的資料進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課前教師隨機(jī)抽選幾道涉及到實(shí)驗(yàn)課重要知識點(diǎn)的題輸入到手機(jī)“微課堂”平臺上，讓學(xué)生通過手機(jī)加入網(wǎng)上課堂班級，然后在線答題，這些平臺會自動將學(xué)生答題對錯(cuò)情況快速反饋給教師，教師可因地制宜地有針對性地為學(xué)生解答錯(cuò)題和疑問，實(shí)驗(yàn)課教師可以真正掌握學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課重要知識點(diǎn)的實(shí)際情況。通過以上方法讓學(xué)生更容易理解實(shí)驗(yàn)課堂內(nèi)容，避免無效實(shí)驗(yàn)課堂的產(chǎn)生。針對課程所用的儀器如液相色譜存在設(shè)備較復(fù)雜、價(jià)格昂貴等問題，充分利用高效液相虛擬仿真平臺資源，學(xué)生在不懂高校液相如何操作的條件下，可通過該平臺的使用能更好的熟悉高效液相的操作流程。2.3實(shí)驗(yàn)課分批交叉分組?，F(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課的目的在于對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)踐能力和綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，我院每年開設(shè)《現(xiàn)代儀器分析》課程的學(xué)生通常為兩個(gè)專業(yè)80人，實(shí)驗(yàn)中常用的大型儀器設(shè)備為6臺，如果按專業(yè)班級分兩批，則為40人用一臺，能操作到儀器的學(xué)生少之又少。如果在分批的基礎(chǔ)上采用交叉分組的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)（即一個(gè)班同時(shí)以大型儀器的使用為目的，分成6組，每組約7人，輪流使用不同的儀器），通過分批較交叉分組的方法，每臺儀器設(shè)備每次由一個(gè)組的7名同學(xué)使用，可以較好的克服儀器數(shù)量少和生均實(shí)驗(yàn)室面積不足的問題。但一個(gè)老師要同時(shí)兼顧使用六臺儀器的六個(gè)小組是一件有挑戰(zhàn)的事，為此我們的解決方案是平時(shí)利用教師的教研或科研項(xiàng)目，重點(diǎn)培養(yǎng)對上述儀器使用感興趣的3-5名學(xué)生，讓其熟悉上述儀器設(shè)備的操作和注意事項(xiàng)，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)由實(shí)驗(yàn)教師和兩名學(xué)生分別負(fù)責(zé)兩臺儀器設(shè)備的使用，做到有條不紊。2.4開放實(shí)驗(yàn)室。該課程實(shí)驗(yàn)圍繞上述6臺儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從實(shí)驗(yàn)配標(biāo)液、樣品處理、儀器操作、數(shù)據(jù)處理，都要求學(xué)生自主去完成。這樣開設(shè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皟x器操作能力增加了，但實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間也會增加，要求學(xué)生利用空余的時(shí)間去完成該實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容，該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)必然要求開放食品科學(xué)與工程和食品安全檢測實(shí)驗(yàn)室，可以提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的積極性、自動性、自覺性和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。它可以克服無法近距離接觸使用儀器和實(shí)驗(yàn)室面積偏少的弊端，又對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開展提供了條件，開放上述的6臺件儀器設(shè)備，學(xué)生既可以在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下開展綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，也可以做一些實(shí)驗(yàn)教材上比較成熟的實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供便利條件。

3結(jié)論

現(xiàn)代儀器分析課程具有實(shí)驗(yàn)性，操作性及應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，其實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)極為重要，針對現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的問題，通過《現(xiàn)代儀器分析》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容改革、網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)課采用交叉分組方式、開放實(shí)驗(yàn)室等措施，既克服了存在的問題，又使學(xué)生對現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課可以近距離接觸和使用大型儀器，使學(xué)生對現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)知識的簡單認(rèn)知逐漸過渡到掌握一些儀器的使用、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和獨(dú)立完成課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，可以全面調(diào)動學(xué)生的主動思考和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從而提高該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，以滿足培養(yǎng)適應(yīng)西藏自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的應(yīng)用型人才需求。

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作者:馬長中 羅章 楊林 辜雪冬 池福敏 田惠鑫 單位:西藏農(nóng)牧學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院