“食品安全与检测”混合式实验教学模式探索与实践

刘 彦，刘睿思，律 涛，付 炎，李 程，蒋 晔

(河北医科大学 药学院，北京 石家庄 050017)

食品安全与检测课程是一门具有较强专业性、应用性、实践性的专业课程，课程内容将 “食品安全学”“食品卫生学” “食品分析”等学科知识有机地融合在一起，涉及知识点多、应用范围广[1]。该课程所对应的实验课也相应地具有应用性强、涉及面广等特点，其内容也是融合了多学科的实验方法和实验手段。如分析化学中所学的精密称量、溶液配制；药物化学中所学的样品的提取、分离和纯化；药物分析里所学的高效液相检测方法的应用等。而且，食品安全与检测实验课内容与实际应用及技术手段的发展紧密相关，在实验中也会使用近几年的新兴实验技术，如固相萃取、微波消解法等。由此可见，食品安全与检测实验课本身具有特殊性，内容涵盖知识点多、应用性强、涉及实验手段繁杂，若采用以往4～6学时传统验证性实验模式很难达到教学目的，且涉及多种操作、仪器设备的使用和实验场地的交换，对仪器设备数量和实验场地空置时间有更高要求，而目前河北医科大学医学院实验设备数量及实验场地使用均较为紧张，无法完全满足需要。若采用设计性、综合性实验模式，侧重点多为整体实验思路，又无法很好地突出新兴实验技术手段应用性的重点。所以，传统实验教学，或设计性、综合性实验模式并无法很好地解决食品安全与检测实验课所面临的问题[2－4]。基于该实验课程内容的特殊性，应为其建立一种新型教学模式，使得教与学的过程均能达到良好效果。

目前，较为新颖的线上教学手段如微课视频教学[5－8]，可解决食品安全与检测实验课内容多、耗时长的难点。然而，该门课程实用性强，若只是通过视频教学而学生无法亲自动手操作，就无法达到该实验课提高学生动手能力、分析解决问题能力的目的。因此，本课题建立一种线上－线下相结合的混合式实验教学体系，将新兴的微课教学模式与综合性实验教学模式相结合[9－11]，把食品安全与检测的实验课内容分为线上网络微视频部分、课上技术性操作部分、课上讨论部分，在缩短实验学时的同时还可以使学生亲历完整的实验过程，对实验项目有整体的认识和理解，不仅达到了提高学生动手能力的目的，同时还提高了学生的实践能力。

1 线上－线下相结合的混合式实验教学体系

食品安全与检测实验课程目标:针对本科四年级学生开设该门课程是为今后该专业学生从事食品科学、食品安全与质量检测工作做准备，因此，该实验课程的侧重点主要为应用性和科研性，希望学生通过该课程的学习能够熟练掌握食品安全与质量检测的方法及技术手段，并具有一定的科研思路和创新意识。

1.1 实验课程模式

该课程所涉及的每个实验均以网络平台互动、微视频及面对面的混合式教学模式进行，内容主要为网络微课视频、技术性实验操作(3学时)、实验结果讨论、汇报课(3学时)三大部分。

实验课的开展方式如下:

1)微课视频内容，将实验中操作简单但耗时长或之前学过的实验操作部分制作成微视频，发布在网站，学生可随时随地浏览该部分内容，方便快捷；

2)实验内容一，由教师讲解实验目的、原理，并对样品前处理的方法选择及操作进行重点讲解，学生选择性进行样品前处理操作；

3)实验内容二，学生亲自动手使用各类仪器进行分析、检测，并且就实验整体思路、操作步骤及注意事项进行讨论，使学生体会完整实验思路，最后由代表进行发言总结。

1.2 实验成绩评价

课程内容主要是由实验方案讲解、网络微课视频、技术性操作和实验讨论三部分构成，因此对学生实验课成绩评价也是分三部分来计算。

1)实验方案讲解，对学生评价主要从课上发言活跃度，对实验预习情况等方面来打分；

2)网络微课视频，通过网络技术手段统计学生登录情况、观看进度等；

3)技术性操作及实验讨论部分完成后，学生将整个实验过程撰写成论文格式的实验报告，通过报告中呈现的实验过程、结果及问题讨论，对其进行评价。

每部分成绩均在实验总成绩中占用一定比例，综合评价学生实验课上的表现。

2 “HPLC测定蜂蜜中4种四环素类抗生素残留”实验教学过程

2.1 网络视频教学内容的选择与设计

将实验中操作简单但耗时长或之前学过的实验操作部分制作成微视频，发布在网站，学生对将要进行的实验能有初步的了解。

重庆市委提出了“五大功能区”的发展布局，涪陵区委将旅游产业列入重大发展战略。武陵山乡政府也把武陵山大裂谷景区龙头旅游景区的建设发展目标写入工作报告。

在“HPLC测定蜂蜜中4种四环素类抗生素残留”实验中，将蜂蜜的提取、纯化操作过程制作成视频，通过网站发布实验视频内容，学生登录后进入学习中心学习，网站可以及时统计每位学生登录、观看视频进度等数据，并显示在网站首页，依靠 “网络”掌握学生学习情况。

2.2 蜂蜜样品前处理

2.2.1 提取

称取蜂蜜2 g，置于50 mL三角瓶中，加入20 mL Na2EDTA－Mcllvaine缓冲液，快速混合1 min，使样品完全溶解。将样品溶液倒入10 mL离心管中，以3 000 r/min离心5 min，待纯化。

该部分所需Na2EDTA－Mcllvaine缓冲液配制过程繁琐，对于经过无机化学、分析化学、药物分析、药物化学等实验训练的大四学生而言，无操作难度，因此蜂蜜的提取由实验教辅操作，并拍摄视频作为网络教学内容供学生自学，在实验课中直接为学生提供已提取待纯化的蜂蜜样品。

2.2.2 SPE纯化

1)SPE柱活化。

HLB固相萃取柱30 mg/1 mL；使用前分别用1 mL甲醇和1 mL水预处理，流速小于3 mL/min，保持柱体湿润。

2)上样。

3)冲洗。

待样品上清液完全流出后，用1 mL甲醇－水(1∶19)混合液洗脱，弃去全部流出液，在65 kPa的负压下，减压抽干20 min。

4)洗脱。

用0.01 mol/L草酸甲醇溶液1mL洗脱，收集洗脱液。

该部分内容是样品前处理的关键技能操作部分，虽然已作为网络视频教学内容上传，但仍需要学生亲自上手操作，掌握SPE纯化手段，而视频操作则可作为预习参考。

2.3 含量测定及数据处理

学生将纯化后的蜂蜜样品溶液进行液相分析，并记录蜂蜜面积、计算含量，实验结束后由学生独立完成高效液相色谱仪和色谱柱的清洗及维护。

该过程主要是锻炼学生独立使用高效液相色谱仪进行数据采集、数据分析整理及仪器维护的基本功，将理论与实际相结合，为其今后工作打下良好的基础。

2.4 实验方案及结果的分析和讨论

实验课学生总人数30，5人一组，共6组，标号为1～6。在第一次方案讨论结束后，各组抽2人轮到序号下一组，进行第二轮方案讨论；然后，每3组合并为一组，进行第三轮讨论；最后，每组指派一位学生代表来总结发言，阐述最终方案。

讨论部分采用小组交叉讨论的方式，该方式使每个学生都有更多的发言、参与的机会，调动学生的积极性[12]，对实验方案、过程、结果进行充分的总结、分析，集思广益，既可以拓展思路又可以培养学生的科研思维，为今后独立完成实验奠定基础。

2.5 实验成绩评价

实验课成绩评价主要由三部分来计算。

1)实验方案讲解。

①发言活跃度(1分)；②知识掌握程度(2分)；③知识面延伸情况(1分)。

2)网络微课视频。

内容掌握情况 (2分)。

3)技术性操作、实验讨论及书面报告。

①技术操作规范程度 (5分)；②团体合作、协调能力 (2分)；③讨论交流活跃度 (1分)；④实验报告完整性 (6分)。

通过综合手段对学生实验课上表现进行评价，不仅可以督促学生课前预习，还可以激发学生参与实验的积极性和踊跃度。另外，通过发言、讨论及认真操作，学生对实验内容有了更深入的理解，相对于简单地提高动手能力的实验模式，以及仅通过实验报告对实验课给予成绩评价的方式，该线上－线下混合式实验模式并结合综合性成绩评价手段，充分提高了学生在实验过程中的主观能动性，在获得实验应用性能力的同时逐步形成系统性、完整性的实验思路，达到培养其科研素养的目的。

3 结束语

从实验教学内容来看，食品安全与检测实验课涵盖药学专业内多个知识点，将分析化学、物理化学、药物分析等课程所学相关实验方法综合到一个实验中，有助于学生对所学专业知识的融会贯通，对多项实验手段和实验技能的综合运用，学会统筹全局、系统地看待问题，逐步形成综合分析问题、解决问题的思维方式。通过系统、完整地实验项目，还能使学生对科研思路有初步的认识和了解，进而发挥其主观能动性，提高创新意识和科研素质。

从实验教学体系来看，食品安全与检测实验课具有内容多、耗时长、操作方法繁杂的特点，采用线上－线下混合式教学体系，将实验内容、实验手段进行分类，常规性的、耗时长的、简单易懂的、一看就会的实验手段采用网络微视频教学方式，核心思想是不同问题采用不同的方式来解决，这样更利于学生接受知识、更利于保证学生的有效学习，同时在常规学时内使学生对实验的整体思路有完整的理解，对实验项目的设计步骤及操作细节有充分地认识，培养其科研思路及创新能力，对其以后独立完成实验打下了良好的基础。

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