研究型—小班化教学模式在“农药残留分析”课程中的探索

杨丽华　龚道新　申媛君

摘 要 当前传统的“课堂理论型”教学模式已经不适应当前人才培养的需要，结合湖南农业大学环境科学与工程专业设置的特点，开展了有关农药残留分析课程教学内容重组的改革，同时完善和更新教学方法、提高学生的动手能力、创新能力以及对课程考核评价方式等方面也进行了改革探索，实践了研究型-小班化教学模式，充分调动学生的学习积极性和主动性，同时，以农业部农药残留检测项目和大学生创新项目的申请与实施作为主线，把理论和实际生产实验操作有机地结合起来，促使学生对农药残留课程产生了极为浓厚的兴趣，同时在解决专业上一些实际的问题的意识和能力得到了很大的提升。

关键词 农药残留分析 应用研究 小班化 教学模式

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.10.055

Research on the Research-small Class Teaching Mode

in the Course of "Pesticide Residue Analysis"

YANG Lihua[1][2]， GONG Daoxin[1][2]， SHEN Yuanjun[3]

（[1] College of Resources & Environment， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128；

[2] Institute of Agricultural Environmental Protection， Changsha， Hunan 410128；

[3] Orient Science & Technology College， Changsha， Hunan 410128）

Abstract The traditional "classroom theoretical" teaching mode is no longer suitable for the needs of the current personnel training. Combining with the characteristics of environmental science and engineering specialty setup in Hunan Agricultural University， the reform of teaching content reorganization of pesticide residue analysis course has been carried out. Meanwhile， the teaching methods have been improved and updated to improve students' practical ability. The innovative ability and the evaluation method of the course have also been reformed and explored. The research-small class teaching mode has been practiced to fully arouse the students' enthusiasm and initiative in learning. Meanwhile， the application and implementation of the pesticide residue detection project of the Ministry of Agriculture and the innovative project of university students have been taken as the main line， and the theory and practice have been put into practice. The organic combination of production experiment and operation has aroused students' great interest in the course of pesticide residue. At the same time， their awareness and ability to solve some practical problems in the specialty have been greatly improved.

Keywords Pesticide Residue Analysis； application research； small class； teaching mode

“農药残留分析”课程同时具备学术性和应用性，具有很强的理论性、操作性和实践性。与之同时农药残留检测与分析正处在一个迅速发展的阶段，整个课程体系也需要不断完善优化。在这个过程中新的理论、新的概念和新的技术层见叠出这是肯定的。所以，将基础理论和操作实践放在教学过程中，使其做到融会贯通、有机统一并且让学术前沿和传统知识充分结合是关键。农药残留分析是湖南农业大学资源环境学院环境工程、环境科学专业大三学生的专业选修课，教材与教学历来注重的样品制备和仪器检测的原理以及对农药的定性和定量概念和法律法规等理论性学习，把传授学生知识作为我们的主要教学目标，虽然我们也有实验教学环节，但实验教学内容与实际的农药残留检测体系存在着较大的差异，难以真正做到将理论与实践相结合，在当前传统教学方式下，很多学生曾表示课堂上单凭老师直接的讲解，他们很难做到深入、系统的掌握，尤其是有关农药残留分析的那些冗杂、抽象的基础理论，而在动手操作的实践环节中，需要灵活运用该学科的所学的知识，可谓是难上加难。导致学生学完本课程后，在遇到具体农药残留检测问题时不能够将所学知识应用于实际，从而产生理论与实践相脱节现象。由此可见，“课堂理论型”这种传统的教学模式已经不能满足当前社会人才培养的需求了，因此，转换为理论教学与实验教学的联动以及教学与生活实际的结合的教学模式势在必行，以此来提高学生对知识的接受能力，自主科研能力以及对该课程的学习兴趣。在教学中让学生结合所学课程及其专业理论知识来开展一些实际应用的操作和研究训练，从而使学生的动手能力、研究能力和创新意识得到提升，让学生真正体验到“学以致用”。

应用研究型教学模式，是把培养大学生的研究意识、创新能力和创新思维作为教育教学目标，发展大学生不同层次的创造力和创造性品质，为未来社会培养出善于学习、创新和适应能力强的高素质人才。所谓研究型-小班化教学模式，就是将理论、策略和实践融为一体。它可以极大程度的调动学生和教师进行互动，从而培养学生形成“探究”素养的一种开放动态体系。与传统的教学模式相比较，这种教学模式更加注重于小班化的课堂设计。在这样一个小班化的课堂上，学生可以交流探讨，并且感受到一种自由、轻松、和谐氛围，为互动式教学提供了实际可操作的条件。小班教学不同以往大班的教学模式，它可以增强学生的参与感，让学生充满学习动力。当然，任课老师也需要改变以往的教学模式和策略，针对小班模式的特色来制定一些例如情景模拟、主题辩论、角色扮演等一系列新的教学方法措施。改革教材的同时，对于课堂上的互动性的提问、带有引导式的讲授也需要更加强化，最大限度地调动学生的自主学习能力，使其能够主动地、积极地投身到学习中。不再把对理论知识的掌握作为主要的考核内容，而是增加了农药标准溶液的配制、样品制备（提取，净化和浓缩）、仪器操作和实验操作过程中遇到问题进行解决的能力考查，当然考查过程中我们不会设定标准答案，考核教学效果也和传统教学模式不同，该教学模式的特点正好和“农药残留分析”这门课程的教学目标和要求相统一且充分呼应，故将这种教学模式与“农药残留分析”完美结合在一起，并付诸实践于本科教学中，是具有重要实践意义的。为提高学生自主学习、创新能力和动手能力，为环境保护行业培养应用研究型人才奠定坚实的基础。

1 研究型-小班化教学模式在农药残留分析教学改革中探索

1.1 重组教学内容，紧密联系生产实际需求

根据环境监测或检测工作岗位和本门课程的教学目标，以农药残留检测工作流程为主线，如样品采集，样品预处理，样品的制备，样品的测定，报告的编制，并结合当前的社会热点，如农药残留超标引起的食品安全，农药残留快速检测方法和农药残留法规与管理等内容，将全书内容串联起来，确定教学的内容和主题，适当调整教学内容顺序，也有利于学生将农药残留检测工作的整个程序组合起来。我校环境科学和环境工程专业学生在基础课和专业基础课的学习中，都分别学习了与农药残留分析测定相关且重要的两门课程“分析化学”和“仪器分析”。例如农药残留检测和分析中最常用的液相和气相色谱仪检测的方法，学生在“仪器分析”这门课程中对其的基本理论和主要组成部分都进行了详细的学习，因此，在“农药残留分析”课程中就不宜对上述重复的内容进行过多赘述，应将教学的内容侧重于实际操作应用方面。针对环境科学和环境工程专业的实际情况，在教学内容上结合教材以及联系生产实际需求进行了适当调整，作者在农药残留分析测定这一章节教学内容中缩减了“仪器分析”课程中重复的色谱分析和质谱分析等相关理论方面的内容；适当增加了实例讲解如何根据国家标准方法中利用液相色谱串联质谱法测定蔬菜和水果中有有机磷农药，以及农药残留检测试验完成后如何编写报告的相关内容，以农业部项目报告编写为例，另外补充了如最新的政策法规、新型的仪器分析、现代的分析技术等国内外有关农药残留分析的最新研究进展方面的内容。同时将授课内容进行充实和适时更新，并联系农药殘留而引起的食品和环境安全等相关问题，结合生产实际的需求，制订了适合于该专业的新教案。

1.2 完善和更新课程教学方法与手段

1.2.1 充分利用现代教学技术

对“农药残留分析”课堂教学的改革，充分利用互联网及多媒体资源，结合课程的自身特点，辅助使用现代化教学技术手段，通过配以农药残留工艺动画、教学视频，农产品安全检测电视节目视频，农药残留检测大型仪器的操作视频，教师参加的农业部组织各种培训会议和去兄弟单位外出考察等机会拍摄的操作示范视频等，增强多媒体教学的动态内容，运用将声音、动画、实物图片的演示或图表形式可以生动地展示事物的演变过程，解答课程中的重点和难点，增强教学的直观性、生动性和实用性， 进而加深学生对农药残留检测的原理和操作技术的理解和认识。生动有趣的课堂氛围，会给学生一种直观的体验，并且让学生从中受到启发，让他们的思维得到活跃，从而将他们的学习兴趣激发出来。如“农药残留的酶与免疫测定技术”一章，酶法检测和免疫分析法原理和检测仪器原理不容易被学生理解，先采用动画、图片的形式讲解其原理，后播放实际工作中经常运用的快速检测方法检测蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯农药的教学视频，加深学生的理解。另外，农药残留的酶与免疫测定技术的更新速度很快，采用图片和动画的形式可清楚地让学生了解酶法检测和免疫分析法原理，显色机理，检测仪器的结构和原理，了解农药残留快速检测的最新技术进展。

1.2.2 建立小班讨论式教学模式

“农药残留分析”是一门拥有很强的应用和实践性的课程，直接参与实际样品的检测和分析，并能动手解决残留分析问题是大多数学生所希望的，所以我们要改革传统教学以教师讲授为主，学生靠听讲接受知识的教学模式。小班讨论式教学是我们教研组最近推行的教学方式。其打破了原有的以大班为教学单位的理论授课，在教学过程中，根据“农药残留分析”课程教学进度，结合农药残留新闻时事热点，在特定的时间设定具有探索性和拓展性研讨性专题，例如：农药残留的酶与免疫测定技术、样品制备和农药残留的膳食风险评估等，将学生按特定或者随机的方式进行分组，并给他们布置任务让他们在课后业余时间根据设定的专题内容进行相关文献的检索查阅并理解。同时要求学生去了解学习农药残留检测的前沿技术，自主的研究它的适用范围，它所存在的问题以及它的发展趋势和它未来的前景。并在下一次研讨课堂上请学生进行专题汇报，授课老师引导其他同学根据所掌握的相关专业知识对该组专题报告实行讨论式剖晰和头脑风暴式探讨。例如讲授到农药残留分析课程中的样品制备这一章节，学生需要根据不同基质的样品选择不同的样品制备方法（提取、净化、浓缩和定容），安排学生查阅文献和关注最新的样品制备技术进行专题汇报，教师给出某农药的理化性质，样品基质，引导学生根据所学的理论知识，结合最新的样品制备技术进行讨论，给出几套适合的样品制备方案并具体说明理由。这样有助于学生及时巩固理论课的内容，加强记忆，同时能够活跃课堂气氛，让学生有参与的积极性。同时学生对于事物的创新意识和独立思考的能力都能够得到激发，课程的教学效果也得到了很大的提升。

1.2.3 提高学生动手能力

增加实验教学课时，由现有的实验教学课时8小时调整为24学时，开展4～5个实验项目，实验课程方案安排以日常农药残留检测工作所涉及的程序为主线，联系生产实际，开展日常农药残留检测实际工作所采用的残留检测方法和程序的实验课，实验课内容包括样品的采集（去实验田采集不同类型样品，如水、土、蔬菜和水果等），样品的预处理（把从田间采集回来的样品，带回实验室进行预处理），选定国家标准方法，运用仪器测定蔬菜和水果中的农药（包括标液的配制，样品的制备（其中包括样品的提取，净化，浓缩和定容），样品的测定（选用高效液相色谱仪、高效液相色谱-串联质谱仪、气相色谱仪和气相色谱-串联质谱仪其中的一、两种仪器测定样品），数据的分析等。另外带领学生到农贸市场，用速测卡测定蔬菜和水果有机磷和氨基甲酸酯类农药，让学生了解农药残留检测的快速分析手段。指导教师在学生操作前，结合教材讲解的理论知识介绍实验操作原理和规范，以及实验中存在的问题和注意事项，然后和学生强调实验操作过程中的细节问题，从而达到强化学生对于理论知识的熟练掌握，动手操作能力得到提高、分析和解决问题的能力得到提升的目的。

1.3 引导学生参与教师的科研课题

整合实践教学资源，使其能够更好地满足创新型人才培养要求，笔者所在单位湖南农业大学资源环境学院和湖南农业大学农业环境保护研究所，在农药残留量分析与检测方面已有 20 多年的研究历史，并取得了一些研究成绩。获得农业部认证的农药登记残留试验单位，历年来承担了多项农业部下达的农药登记残留试验研究项目，另外，湖南农业大学地处郊区，我们还拥有 15 亩田间试验研究基地可供学生实习研究之用，湖南农业大学资源环境学院具有较好的农药残留检测平台，积极引导学生参与教师的科研课题，开放实验室，将专业授课或农残平台课题组教师所承担的农药残留研究项目内容告知给学生，老师根据自己的科研项目安排提供具体要求人数名额，指导学生参与到农药残留分析科学研究中。将农业部农药残留项目作为农药残留分析的主线，让每组学生選择一项内容全程参与研究，如研究某种农药在蔬菜、水果、水稻植株、土壤或水体等不同样品基质中的残留动态和最终残留量，要求每组学生根据需要自己安排时间，负责自己研究样品基质的田间实验小区，每个小区面积30平方米以上，按农业部规范的程序进行田间试验设计、样品的采集和样品的预处理，形成既有分工又有协作的田间试验操作模式，从田间采样到室内分析中添加回收，样品的制备（样品提取、净化和浓缩），仪器分析测定（每一组由熟练掌握仪器操作程序的老师和一名研究生指导，然后研究生再与组员相互交流，各自安排时间完成检测任务），最后每组学生按照农业部农药残留分析所规定的试验格式完成自己的那一项整体实验报告。另外，我校本科生在校期间可申请大学生创新项目和科研助手，对农药残留分析感兴趣的学生都可以直接跟课题组老师联系，农残平台可以为学生提供大量参与科研活动、开展创新性实验的机会。

1.4 完善课程考核评价体系

为实现课程教改目标，传统的以单一的闭卷考试成绩作为学生最终成绩的考核标准的方法已不再适用，我们对传统考核评价方法进行了适当改革，本课程的考核采取了综合评定方式，即平时成绩占30%，期末考核成绩占30%和实验成绩占40%。平时成绩反映学生听课回答问题、出勤、小组讨论、课堂练习和课后作业完成等情况；实验成绩主要是反映学生的操作的规范性，实验技能等；我们用实际工作中出具的农药残留检测报告取代传统的实验报告，让学生不再注重于实验的相关步骤和原理的书写，而是提前步入农药残留监测和检测的工作角色，尽早熟悉日常残留检测工作的程序和步骤。在农药残留检测实训操作技能考核中，严格要求学生，其中包括样品的前处理，样品的制备，仪器操作、数据处理及分析、实验结果准确性，对实验过程中遇到的问题的分析与解决等，如用高效液相色谱法检测蔬菜中某农药的残留量实验中，提供给学生蔬菜样品、标准物质和已在实验室验证的行业标准检测方法，通过学生对标准物质配制，蔬菜样品的制备，添加回收样品的测定结果，液相色谱的使用，判断学生实验操作过程中的科学性和准确性，并将学生在操作中仪器的使用，数据分析与处理，残留报告的书写以及对实验结果的分析等作为实验操作评分的一项重要指标。期末考试主要形式是课程论文，让学生查阅相关文献了解和掌握农药残留检测技术最新发展动态和行业发展动态，拓宽学生的知识面，同时培养学生查阅资料、获取信息和综合所学基本理论与方法进行写作的能力。

2 结语

随着社会科技的发展，农药残留分析技术也在不断更新，农业院校要想培养农药残留分析应用型人才，就需要顺应农药残留分析行业的发展需求，不断探索新的教学模式。不仅要培养学生适应社会需求的农药残留分析和检测的实践应用能力，还要锻炼学生的科学研究能力和创新能力，教师应该转变观念，切实改进教学方法和教学手段，本课题组通过研究型-小班化教学改革，在教学和学习的过程中将主动权教给学生，采用问题式教学方法、案例式教学方法和讨论式教学方法等，培养学生成为会查阅文献获取信息，提出问题、运用所学理论知识来解决问题、敢于尝试创新的人才。同时，以农业部农药残留检测项目和大学生创新项目的申请与实施作为主线，把理论和实际生产实验操作有机地结合起来，奠定了夯实学生的理论知识的基础，同时也为培养学生的实践、创新能力发挥了至关重要的作用，学生可以更好地走上科研、生产应用和管理工作岗位。

基金项目：应用研究型教学模式在《农药残留检测技术》课程小班化教学中的探索与实践，湖南农业大学教学改革项目；编号：B2016041

参考文献

[1] 朱永哲，贾海飞.《农药分析与残留》课程教学改革与实践[J].科技创新导报，2015（22）：202-203.

[2] 张志祥，徐汉虹，程东美.“农药残留分析”课程产学研结合人才培养模式的探索[J].西南农业大学学报（社会科学版），2013.7（11）：129-131.