植物保护专业农药残留分析课程实验教学改革

崔新仪，李宁，王海凤，胡奇

植物保护专业农药残留分析课程实验教学改革

崔新仪，李宁，王海凤，胡奇

（天津农学院 园艺园林学院，天津 300384）

农药残留分析是一门实践性很强的学科。农药残留分析实验繁琐而复杂，操作性很强，是理论和实践相结合的典型课程。本文通过优化实验教学结构，建立创新性实验，改进实验体系，提高学生实验能力，进而提高农药残留分析实验教学质量，培养创新人才。

农药残留分析；创新性实验；教学改革

植物保护专业开设农药残留分析课程已有10多年的历史，农药残留实验是该课程的基础，在实验课中需要学生掌握样品的提取、制备、净化、薄层色谱板的制备及使用、酶抑制法速测农药残留以及应用气相色谱仪和液相色谱仪进行农药残留检测。这些实验涉及了化学、酶学以及仪器分析的内容，对学生的实验技能提出了相对较高的要求，这些实验尽管属于综合性实验，但是根本上还是在验证教师的演示实验。实验课的学习过程趋于流程化和模式化使学生在学习专业课时变得非常被动[1]。此外，近年来学科的发展极为迅速[2-3]，但是实验课的教学内容和体系已经不能够适应目前的教学需求[4-6]，如何提升实验课程在农药残留分析教学过程中的作用，特别是植物保护专业创新人才的培养成为亟待解决的问题，根据这一命题，这两年我们在植物保护专业的农药残留分析课程实验的教学中进行一些探索和改革。

1 依靠基础性实验夯实基础

在教学过程中，将农药残留分析课程实验内容划分为基础性实验、综合性实验和创新性实验3部分。基础性实验是本课程最基础的实验，要求学生掌握本课程的基本理论、实验技能和实验方法以及仪器的基本操作。每个实验要求亲自动手，认真观察和做好实验数据以及数据的统计与分析。在这一阶段的实验，培养学生严谨的科学态度和实际操作能力，为下一阶段的实验打下良好的基础，例如蔬菜中农残快速检验——酶抑制率法[3]，这个实验是一个生物与化学结合的实验，根据有机磷和氨基甲酸酯类农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性原理，向蔬菜的提取液中加入反应底物碘化乙酰硫代胆碱和乙酰胆碱酯酶，如果蔬菜的提取液含有农药并残留量较高时，酶的活性被抑制，底物就不被水解，当加入显色剂时就不显色或颜色变化很小。用农药残留速测仪测定抑制率，以此来判断蔬菜中含有机磷或氨基甲酸酯类农药残留量的情况。在这一实验中涉及到酶的种类和保存、底物加入量、显色剂的种类，在实验中首先面临的是仪器的使用问题，虽然之前的化学以及生物化学中使用过紫外-可见光分光光度计，但是学生对仪器的使用操作还是不熟悉，更不用说仪器的原理了，因此在实验前安排10分钟讲解仪器的原理和注意事项，由于仪器的原理属于光学内容较为抽象，利用相关教学资源中的动画和视频资料来帮助学生理解。该实验涉及乙酰胆碱酯酶的使用，向学生强调实验操作过程要遵循酶的特点以及取样和反应过程的连贯性，使学生真正掌握这项实验。

2 利用综合性实验提高能力

要完成一个农药残留的测定实验，从取样、样品的提取、样品的浓缩、净化、过滤、上机检测，每一步骤都需要仔细的操作，这对学生掌握课堂的知识和基本实验技能非常必要。在没有设立创新性实验之前，课程中安排的都是综合性实验，这类实验是本课程的重点所在，如液相色谱法测定蔬菜中单种农药残留、气相色谱法测定谷物中单种有机磷农药残留和气相色谱法测定农药多残留。通过这几个实验让学生掌握农药残留测定的全部流程以及液相色谱仪和气相色谱仪的原理和基本使用方法。完成了这些实验，学生对农药残留测定过程中的取样称量、旋转蒸发浓缩、固相微萃取以及色谱仪器软件的实验操作能力都会有很大的提高[4-6]。

由于这些实验是教师精心组织和安排的，在这一过程中，学生只是按照实验指导，一步一步的去完成，在实验设计中我们会制备不同农药残留量的样品，每组的结果会不同，尽管这样依然不能够充分调动起学生的主动性和积极性，只是完成实验，交实验报告。

3 建立创新性实验拓展能力

创新性实验目的是让学生能够将课程中学到的实验技能和专业知识结合起来解决生产和生活遇到的涉及农药残留的问题，同时能够接触本学科最新的发展动态，从实验方案设计到样品测定、实验报告总结，提高学生应用知识分析问题和解决问题的能力，达到培养拔尖创新人才的目的[7]。创新性实验的题目设立采取多种途径：学生们自己感兴趣的问题；某一社会热点的农产品安全问题；教师拟提出的实验题目；大学生创新实践项目中涉及的检测分析问题等。由学生自行查阅文献，写出实验方案。实验方案由指导教师从设备和试剂的可行性和实验室安全角度进行审查。学生在开始实验前，首先进行实验室安全教育，按需要预先约定使用实验室及仪器的时间，由学生独立完成实验。在创新性实验教学过程中，教师由演示实验的角色转变为学生探索知识的导师，从而改变了学生由“看实验”变成“探究实验”，学习的积极性被完全调动起来。如市面上有很多降解农药残留的方法和仪器，有些学生就非常感兴趣，以此设立了不同清洗剂对果蔬表面有机磷农药残留去除的效果对比；紫外光照对果蔬表面农药残留去除的效果对比等多个实验，在此基础上，2011级的几名同学还申请到天津市大学生创新创业训练计划项目“O3处理对果蔬农残降解及品质的影响”。在过去的研究中，食品行业一直在使用臭氧增加食品的保质期，臭氧水已经被用于水果和蔬菜表面的消毒，臭氧应用于降解农药残留也有报道。然而，大多数研究并没有仔细评估经过臭氧处理后果蔬产品的品质。该项目小组通过该项目的实施，建立了不影响其品质又能有效地起到保鲜的作用，同时使果蔬中的农残得到降解的熏蒸处理方法。这个小组中5名同学中有2名在研究生面试环节中的实验技能考察中都取得了优秀，顺利被录取。

创新性实验能够设立较多的方向、内容上紧贴现实生活、生产需求和问题[8]，但是实验过程时间跨度较长，对实验室的实验设备管理以及安全管理都提出了新的要求，在实验室设立上急需建设创新实验室，提供开放的实验空间和实验经费，同时加强实验室的管理。创新性实验的目标是希望能够面向全校各学科学生开放，吸收不同专业的学生加入，共同申请创新创业训练计划项目，建立课题探讨学习方式，互相吸取不同专业的优势，促进学生突破目前实验教学的课程和内容的限制，学生自主发现问题、研究问题到解决问题，达到促进高素质创新人才脱颖而出的教学目的。

[1] 蒋曹德，廖志华，杨应斌，等. 分子生物学创新实验教学模式的探索[J]. 西南农业大学学报（社会科学版），2009，7（2）：200-202.

[2] 何军，马志卿，张兴. 农药残留对农业的影响及对策[J]. 西北农业学报，2006，15（6）：240-243.

[3] 纪淑娟，赵丽丽. 快速检测果菜类蔬菜有机磷农药残留结果分析[J]. 沈阳农业大学学报，2002，33（1）：14-16.

[4] 王小欣. 对《农药残留分析》教学的探讨[J]. 农业教育研究，2008（3）：35-36.

[5] 朱永哲，贾海飞. 《农药残留分析》课程教学特点分析与改革探讨[J]. 安徽农学通报，2015，21（9）：147-149.

[6] 侯如燕. 农药残留分析课程教学改革探讨[J]. 现代农业科技，2014（6）：324-325.

[7] 苏楠. 农产品检测专业农药残留分析课程教学改革探讨[J]. 郑州牧业工程高等专科学校学报，2013，33（4）：57-58.

[8] 刘海荣，蒋桂香，王明启，等. 本科园林专业综合实习的改革与实践[J]. 天津农学院学报，2014，21（2）：55-57.

责任编辑：杨霞

Teaching reform of pesticide residue analysis experiment for plant protection specialty

CUI Xin-yi, LI Ning, WANG Hai-feng, HU Qi

（College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

Pesticide residue analysis is a very practical subject. Since the experiment of pesticide residue analysis is complicated, and its operability is very strong, it is a typical course combining theory and practice. On how to improve students' experimental ability by improving the experimental system, this study suggests optimizing the experimental teaching structure and establishing innovative experiment, to improve the teaching quality of pesticide residue analysis and cultivate innovative talents.

pesticide residue analysis; innovative experiment; teaching reform

TU986.1；G642.44

B

1008-5394（2018）01-0094-02

10.19640/j.cnki.jtau.2018.01.021

2016-01-16

天津市普通高校教改项目（B01-0901）；天津农学院实验教学示范中心教学改革项目（2015SY038）

崔新仪（1977-），男，副教授，博士，主要从事农产品安全研究。E-mail：xycui2005@126.com。