汪少芸, 付才力
(福州大学生物科学与工程学院,福建 福州 350108)
食品分析实验教学体系的改革与实践*
汪少芸, 付才力
(福州大学生物科学与工程学院,福建 福州 350108)
食品分析是食品安全监督、控制和管理的关键环节, 食品分析课程是一门理论性、实践性和技术性很强的课程, 是培养学生动手能力和科学研究能力的重要环节。为推进创新创业型人才的培养, 提高课程教学质量, 提高学生实验技能和创新能力, 从实践课程的教学内容、教学方法、操作能力的培养及考核等方面对食品分析实验教学进行了改革与探索。
食品分析;实验教学;改革与实践
食品分析是一门理论与实践紧密结合的学科,是培养学生动手能力和科学研究能力的重要环节,所以其实验操作技术在学科发展中占据着重要的位置,如今这些技术已逐步应用到食品科学各个领域的研究中,在推动食品科学的研究和应用中正发挥着日益重要的作用。该课程具有很强的专业实践性,教学中理论与实验的内容联系紧密,它被称作是从实践中来到实践中去,以解决实际问题为目的的学科。食品分析的实验教学,是对课堂讲授的理论知识的进一步巩固,同时可以加深学生对专业知识的理解。学生通过实际的操作,不仅可以提高实验技能,还可以提高学生的观察思考、分析问题和解决实际问题的能力,培养他们严谨的科学态度和实事求是的工作作风,为将来走上工作岗位打下良好的基础。为此,课题组对 “食品分析 ”课程的实验课教学进行了以下的初步探索和改革。
根据专业的课程设置,与该课程相关的课程有“无机及分析化学”、“仪器分析”和“食品理化检验”。由于都是分析类的课程,难免在实验内容的安排上存在交叉,实验手段和实验方法也会有所重复 ,使有限的课时数不能被充分利用;其次实验内容较为零乱,每个实验项目要么只能进行简单的操作 ,要么只能完成其中的几个环节,甚至存在知识点的真空状态。而且,传统的实验课教学,以验证课堂教学的基本理论和掌握基本实验方法为主要目的,但在有限的学时数内,用大部分时间去验证前人已成定论的东西,不利于学生创新思维的培养;更何况学科的发展日新月异,单凭为数不多的实验课难以验证不断发展的新理论、新知识。因此,我们拟在有限的实验学时中提高学生思考、分析、解决问题的综合能力的培养,具体做法包括:重视实验基本方法和基本技能的训练;调整实验教学内容,增强实验的综合性;增加研究设计性实验内容,加强学生创新能力的培养。
传统的实验教学是采用“注入式”教学方法,由教师讲授实验目的、原理、内容及操作步骤,然后由学生操作。实验教学效果的好坏,主要表现在学生从事食品分析的实际操作水平上。针对此课程要求,课题组把实践教学的目标定位在以培养创新型、复合型人才为目标,以加强基本技能训练为基础,因此我们采用了多种途径,强化学生的操作技能。强化以“自主性、创新性”为原则的实践性教学环节,提高学生的实际应用能力。建立了“基本技能训练→综合性实验→设计性实验→在生产实习中加深对‘食品分析’知识的理解与认识→在毕业论文中加强食品分析知识的应用与综合训练”这样一个循序渐进的实践教学模式。如实验教学内容上,食品基本成分如水分、灰分、酸度、还原糖、脂肪测定等基本技能训练性实验占40%;食品反式脂肪酸的测定,电位滴定法测定氯化钠含量,食品中糖精含量的检测等综合提高型实验占45%;苏丹红的检测,白酒中乙酸乙酯的检测等设计性实验占15%;将课程的基本原理与知识渗透到生产实习、毕业论文等所有实践性教学环节中去,特别注重引导学生参与科学研究,加强学生科研能力的综合训练,这是本课程的特色。
食品分析实验在达到基本操作训练后,还设计与教师的科研课题相结合,如食品中三聚氰胺的检测等,从简单的验证性实验向大型研究设计性实验发展,由学生自行设计安排实验,从查阅资料→制定实验方案→准备实验器材→实验操作→记录实验现象→分析讨论,全部由学生在教师的指导下独立完成。改革后的食品分析实验,既避免了重复实验,又控制了实验时数,使实验更为集中,学生可以在有限的实验学时数内开展更多的实验。学生普遍认为新的实验体系由于需要自己思考,联系前后实验内容和结果,因而可以学到更多的知识,并激发创新性。
实验教学采用多媒体课件,通过形象生动的彩色图谱、动画演示,引导学生正确操作,增强了实验教学的直观性,提高了实验课教学效果。重视预习环节,每个实验开设之前,教师先出好预习思考题,让学生带着问题去进行预习、思考、制定实验方案,学生进入实验室,由教师检查学生的预习情况并计入成绩评定之中,从而提高学生对实验课的重视程度,变被动学习为主动学习;其次,是重视指导环节,实验教学是通过学生亲身体验实践激发学生创造欲望的过程,在这一过程中,教师要始终和学生在一起,随时纠正、解决学生实验中出现的问题,检查学生的操作方法和实验记录,对学生操作过程中的普遍性问题或需要给予启发的问题,及时指点讲授,让学生自己解决,遇到实验结果异常时,及时指导学生分析并找出产生异常的原因解决问题,使学生的分析问题能力得到训练和提高;再次,重视交流环节,每次实验结束,我们都要组织学生对实验现象、结果进行交流,互相启发、补充、讨论,并把实验结果分析和实验讨论作为实验报告的重要内容,通过不断训练,提高学生的思维能力和分析总结能力。
有计划地让学生参与实验的准备。食品分析课程中,所用到的试剂往往很多,而有些试剂在用前还需要经过特殊的处理,如双硫腙法测定食品中铅含量,所用到的试剂盐酸羟胺、柠檬酸和双硫腙都需要进行净化处理;另外所用仪器有时要利用现有条件进行组装,所以试验准备也需要一定的技能,组织学生参与实验的准备也是提高他们实践能力的基础。
分组进行实验,提高实验时效。食品分析中样品种类繁多,而不同样品即使在测定同一项目时,预处理方法也不同。预处理过程繁琐费时,但又直接影响分析结果的准确度。为此我们把学生分成若干小组,让他们用不同的样品进行实验,如进行维生素C含量测定时,一些学生用果蔬样品,一些学生用动物性食品,通过学生间的相互交流,增加他们对样品处理的感性认识,提高实验时效。
对于因实验条件限制而难以开展的实验项目,以及本学科的最新实验技术,如原子吸收技术、NMR技术、GC-MS技术等通过“模拟实验室”的形式,演示给学生看,以开阔学生的视野,为将来开展创新性研究工作奠定牢固的理论知识和实践操作技术基础。
目前食品分析实验课程的考试由学生抽取实验题号,到指定的操作台进行实际操作,这就要求学生在考前对每一个实验都必须掌握。消化、灰份测定等需要长时间处理的,要求学生演示每一步骤,其它实验都是真实实验材料,考试过程中学生还要回答监考老师的提问,每个学生考试时间是30-40 分钟。最终,监考老师根据实验操作、实验报告及回答问题情况给出得分。
对实验课成绩进行综合评定,加强了对学生基本操作技能和学习态度的考核;在理论课考试中,增加对学生实验设计能力的考核试题。为了使考核能充分体现出学生对理论、操作技能的掌握情况,我们采取了综合评价的考核方式。理论成绩和实验操作成绩独立计算,并分别计入总成绩。通过全面考核学生,评定学生综合能力,给他们较客观公正的成绩,达到教书育人、提高教学质量的目的。实践证明这种考核方式有助于培养学生勤奋、严谨的工作作风和科学的工作态度。
学校和学院十分重视实验室的建设,目前,新校区的食品分析实验室在原有设备的基础上,补充了多台新式pH计、电子天平、细胞破碎机、分光光度计、电泳仪、超净工作台、色谱工作站、培养箱、干燥箱、灭菌锅、摇床、离心机等设备,以满足学生的实验技能训炼。此外,在新校区的实验室建设中,为开展“三性”实验,还新添置了质构仪、原子吸收仪、生物安全柜、厌氧工作站、高速冷冻离心机、酶标仪、超低温冰箱、超纯水器、高效液相色谱、紫外分光光度计、CO2培养箱、NMR核磁共振仪等高端精密实验仪器设备。对于因实验条件限制而难以开展的实验项目,以及本学科的最新实验技术,如GC-MS、UPLC等利用网络资源,通过动画模拟的形式,演示给学生看,以开阔学生的视野,为将来开展创新性研究工作奠定牢固的理论知识和实践操作技术基础。
努力改善实验条件,加强实验室开放。在实验教学过程中,既要培养学生的实验技能和动手能力,又要达到培养学生的创新能力,仅靠课堂内的训练,是难以达到好的教学目标。实验室的开放,给学生创造了选作其他实验的条件,学生可以根据自己的实际情况参与一些科研项目,了解研究的过程,熟悉科研的环境,达到培养学生实验技能、动手能力和创新能力的目标。开放实验室,为学生提供一个宽松的理论联系实践的空间,鼓励学生开展小型多样的课题研究,或与教师的科研课题相结合,或与学生的科研实训SRTP(大三,大二学生自主主持的项目)结合,将实验内容和他们感兴趣的课题结合起来,让学生充分发挥想象力和创造力,有目的、有步骤地去设计与完成实验任务。他们利用假期到课程实验室进行课题活动,通过训练,实践操作能力都有较大的提高,这为他们进入大四完成毕业论文打下了良好的基础。
食品分析是一门理论与实践紧密结合的学科,是培养学生动手能力和科学研究能力的重要环节,它被称作是从实践中来到实践中去,以解决实际问题为目的的学科。所以其实验操作技术在学科发展中占据着重要的位置,如今这些技术已逐步应用到食品科学各个领域的研究中,在推动食品科学的研究和应用中正发挥着日益重要的作用。
[1]李升福.基于食品分析实验教学改革的探索与实践[J].考试周刊,2010(37):13-14.
[2]张水华.食品分析[M].北京:中国轻工业出版社,2013,7.
[3]李霁昕,蒋玉梅.食品分析课程教学改革探讨[J].高校实验室工作研究,?2014(2):17-18
G642.0
A
1007-550X(2016)01-0048-03
10.3969/j.isn.1007-550X.2016.01.002
*资助项目:福建省精品课程项目(项目编号:0360-036834);福州大学视频公开项目(项目编号:0360-036838)。
2015-12-20
汪少芸,博士,教授,博士生导师,主要从事食品生物技术的教学科研工作。