食品安全生物检测综合大实验的任务驱动教学法

张艳艳 徐文生 黄漫青

北京农学院食品与科学技术学院 北京 102206

食品生物技术是生物技术的重要分支学科，它与食品产业化紧密相关，属于边缘性交叉学科及高新技术范畴，已成为食品科学的重要研究方向。我国政府十分重视食品安全工作。2003年，经国务院批准，卫生部制定并发布了《食品安全行动计划》，还在全国几十所院校设置了食品安全专业，培养高层次食品安全和管理人才。

食品安全生物检测综合大实验是食品质量与安全专业很重要的实践环节。传统微生物检测方法存在检测成本高、速度慢、效率低等问题，难以达到检测要求。另外，近年来出现的转基因食品中转基因成分的安全检测也难以用传统方法进行。现代生物技术在食品安全检测领域的应用已成为食品科技发展的重中之重[1,2]。近年来，我院依托农产品有害微生物及农残安全检测与控制北京市重点实验室，开设了生物检测综合大实验，旨在提高学生独立自主的实验设计能力，分析和解决问题的能力以及科研合作精神。生物检测综合大实验，单独集中在一个教学周完成，实验均为综合性、设计性实验。为更好地调动学生的积极性，使学生切实掌握教学内容，训练实验技能和培养创新能力，圆满地完成教学任务，使用科学的教学方法尤为关键[3]。

任务驱动教学法的特征是：任务主线，教师主导，学生主体。即以学生的学习任务为中心，通过学生分析任务，讨论合作完成任务，实现教学目的。对实践性和操作性很强的学科，任务驱动教学法是一种有效的教学方法。任务驱动教学法中的任务是教师精心设计的，蕴涵了学生应该掌握的知识与技能，蕴涵了学生应该获得的能力训练；学生完成任务的过程，是一个不断提出问题、解决问题的过程[4-6]。

将任务驱动教学法用于食品安全生物检测综合大实验教学，是一种创新性的实践。它能够很好地将综合性、设计性实验分解到各个任务小组中，让学生有层次、有步骤地完成开放性的任务，在完成任务的过程中掌握关键仪器的使用，将以前所学的知识点紧密串接。通过小组合作、讨论和任务的实施，学生提高了分析问题的能力，培养了合作精神，实践教学取得了良好的效果[7]。

1 任务的设计

1.1 实验内容

实验任务的设计以实验内容为基础。食品安全生物检测综合大实验连续进行五天，根据学生掌握的知识以及食品安全领域常见的问题，以金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的PCR检测和荧光定量PCR检测[8,9]为主要内容。实验主要内容、要求和时间安排见表1。

表1 实验时间和内容安排表

1.2 实验任务的设计

任务的提出，是任务驱动教学法的核心，是整个教学的载体，是教学设计的关键。所以任务的提出，不能过于片面、简单、统一化，要体现学生的主体作用。设计的任务，各组之间、同组不同成员之间有相通、有差异且有比较。

在确定教学内容的基础上，学生对任务进行精心设计，提出任务，分析任务，自主探究并协作完成任务(见表2)[10]。

表2 任务设计过程表

2 任务驱动教学法实验过程的管理

在任务驱动教学法中，完成任务是整个教学活动的重心，因此合理管理显得很重要。实验过程的管理可分为人的管理、实验物品的管理、实验仪器的管理和实验节奏的管理4个方面。

2.1 人的管理

在选择实验任务之前，学生自愿组成任务小组，选出一名组长。组长负责本组人员的考勤和值日安排。教师不定期抽查每组考勤。

2.2 实验物品的管理

在自愿形成任务小组的基础上，通过实验设计，各组列出实验清单，以组为单位统一领取实验物品，确认物品完好齐备并签字。对于非耗材，实验结束后要求学生完好上交。为保证组间的独立，实验室管理员给每个小组配备保管自己实验物品的柜子和钥匙。对于公用仪器，我们要求学生严格按规定进行使用登记，若无登记，考核环节视为没有操作该步骤。

2.3 实验仪器的管理

本实验所用主要仪器是PCR仪、荧光定量PCR仪、电泳仪和凝胶成像系统。使用前，要求学生熟读操作手册，按照操作规程使用。实验中，集中进行PCR，要求每组学生必须掌握操作方法及温度设定，进一步理解巩固PCR的原理。在后续分析过程中，对电泳仪和凝胶成像系统的使用，要求每个学生都进行加样，教师组织学生分组完成凝胶成像的观察。在不同任务中，掌握仪器的使用；在仪器使用过程中，进一步理解实验原理，提高学生实际操作技能。

2.4 实验时间的管理

不同任务组之间，学生的操作技能和学习能力存在差异，任务完成有快有慢，我们允许实际进度与设计进度之间有30～60分钟的差异，若差异过大，则要求学生分析原因。由于任务是环环紧密相扣的，当天的任务必须当天完成。

3 实验课的综合考核

以往的实验课成绩只占整个课程总成绩的一部分，食品安全生物检测综合大实验是一门独立的课程，其成绩单独计算。考核中主要突出学生能力的考核和任务完成过程的考评，是一种综合考评[11]。

任务驱动教学法，可分为完成任务的准备过程、分析设计任务的过程和任务的完成过程，因而也以这三项为主要考核指标。考核分为：实验前的准备、实验设计、实验过程操作步骤、实验结果的判定和分析、出勤率等综合评价。根据以上考评内容，设计表3～表6评分表。

表3 出勤率表和值日表(满分10分，权重10%)

表4 实验预习评分表(满分10分，权重10%)

表5 实验设计评分表(满分100分，权重20%)

表6 实验过程操作评分表(满分500分，权重60%)

表6 (续)

4 结束语

实践表明，任务驱动教学法可将相对枯燥的检测实验，以任务清晰、目的明确的方式展现在学生面前，通过任务的完成充分调动学生的学习积极性，激发学生探索知识的热情。通过对实验关键仪器的使用，学生加深了对实验原理的理解，促进了理论和实践的结合。结合综合实验的过程管理和综合考评，食品生物安全检测综合大实验取得了良好的教学效果，学生的综合实验设计、实际操作能力得到了有效提高。

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