果蔬采后生理学实验教学方法的改进与实践

茅林春， 赵晓晓， 罗自生， 李 莉

（浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州310058）

0 引 言

果蔬采后生理学是研究水果和蔬菜等生鲜农产品采收以后的生命活动规律的一门科学［1］，主要涉及果蔬成熟与衰老过程的生理代谢和品质变化及其调控原理，是农产品贮藏加工专业的基础课程［2］。相对于理论教学而言，实验教学对加强学生的课程知识体系和培养创新能力具有不可替代的作用［3］。然而，果蔬采后生理学的实验教学中尚存在诸多急需解决的问题［4］。针对这些问题，多年来作者对实验课程进行了不断改进，并取得了良好的教学效果。

1 存在的主要问题

（1）实验系统性不强。高校的实验教学一般以验证性实验为主要类型［5］。目前，果蔬采后生理学的实验主要由乙烯释放量、呼吸强度、色泽、硬度、电导率、可溶性固形物测定等若干个独立的小实验组成［6］，每周一次的实验一般是学习一项生理（品质）指标的测定方法，各次实验之间相对孤立缺乏有机联系，学生对课程实验的整体性和综合性认识不足［7］。

（2）动手操作机会较少。大部分实验所需的材料、试剂、器具都由教师在课前准备，上课时学生基本上是按照教师的示范动作重复一遍实验过程［8］。实验过程需要使用的贵重仪器数量有限，往往只有一台，如气相色谱仪（测定乙烯）、振动仪（模拟运输）、气体分析仪（测定呼吸强度）等，实验中基本上都由指导老师操作或者示范，从而难于掌握这些仪器操作的基本技能。这种状况在很大程度上限制了学生的动手操作机会［9］。

（3）实验结果分析薄弱。每次实验课结束后，学生提交一份实验报告，一般都是照抄实验指导书的实验步骤，再加上实验结果。各次实验报告形式基本一致，内容互相独立，实验结果的分析不够深入，不能从课程的知识体系上深入分析和理解每次实验结果之间的相互联系［8］。

（4）实验考核不够全面。目前实验成绩往往只是依据实验报告，也没有较为科学的实验考核评分标准，难于从实验准备、实验操作、实验结果分析等关键环节进行考核［10］，也不能准确反映学生的实验态度、科研素质和创新能力。

（5）指导教材内容陈旧。现有的果蔬采后生理学实验指导教材内容基本是验证性实验的模式，主要是介绍果蔬生理和品质指标的检测方法［6］，已很难适应综合性或者研究型实验的要求。

2 实验教学的改进方法

针对上述实验课教学中存在的普遍问题，根据科研工作的基本特点，着重学生科研能力的培养，对果蔬采后生理学的实验课程设置及授课方法进行了改进，技术路线如图1所示。

2.1 实验方案设计

研究型实验的研究内容必须与教师从事的科研项目和实验室条件紧密结合［11-12］，实验时间也要基本符合教学计划的安排。针对以往各个实验之间缺少有机联系的问题，将原先单一分散的实验整合为综合性实验，再增加果蔬保鲜处理的试验，形成一个较完整的研究果蔬保鲜生理和品质控制的科研型实验。果蔬保鲜处理的试验内容主要包括：不同贮藏温度、预冷、包装、气调浓度、振动、保鲜剂等，由各组学生查阅文献资料后自行选择确定。实验方案的内容主要包括：实验目的、材料与处理方法、研究内容、研究方法、参考文献等内容。

图1 果蔬采后生理学实验教学技术路线

2.2 开放实验室

由于教学计划规定的果蔬采后生理学实验学时数只有10学时、每周2学时，而且实验上课时间也有明确规定，很难满足研究型实验的时间要求，所以研究型实验的基本前提是开放实验室。学生可以根据自己的实际情况随时进入实验室开展实验，并在专人指导下使用重要的仪器和设备，享有研究生等同的实验条件，为学生科研能力的培养起到了保障作用。

2.3 教师集中指导

本实验教学采用基本内容集中指导和实验过程分组辅导相结合。第一堂实验课，在教师的指导下，学生集中学习所有实验仪器操作和所有指标检测的方法，同时对各组的果蔬保鲜处理方法进行详细的介绍。通过集中指导，使学生初步掌握科研型实验的研究方法，了解实验工作纪律和实验仪器的使用。

2.4 助教全程辅导

研究生作为助教全程参与本科生的实验过程，主要负责实验室的开放管理、实验仪器的使用和维护、疑难问题的分析解答、实验过程的跟踪记录、实验结果的汇总整理等任务，从而可以确保科研型实验的顺利进行。

2.5 论文代替实验报告

全部实验结束后，每位学生必须限期提交一篇研究论文，论文的格式和内容主要包括：题目、作者、摘要、关键词、引言、材料与方法、结果与分析、讨论、参考文献。指导教师讲解论文写作方法，并用以往本科生发表的研究论文作为范本，具体介绍论文的写作方法和要求。

2.6 实验论文交流

果蔬采后生理学的期末最后一次课是实验论文交流，由于上课时间的限制，论文交流采用“小组实验汇报＋教师点评论文”的形式。首先是以小组为单位选派同学上台展示实验结果，然后是指导教师点评每篇论文。通过论文点评，使同学更为深刻理解研究内容和检测结果的科学意义，进一步了解科研论文的写作方法，较完整地掌握果蔬采后生理学的知识体系，也是一次课程知识的期末考前复习。

2.7 实验综合考评

实验成绩采用综合评分的方法，由实验指导教师和研究生共同参与。成绩主要由实验操作（30）、实验论文（60）和综合表现（10）等3部分组成，具体评分标准见表1。实验成绩考核方法在实验课开始前向学生公布，使学生提前理解实验各环节的重要性。对于优秀的实验论文，在进一步修改的基础上，推荐投送到专业杂志，争取公开发表。

表1 实验成绩考核评分标准（总分100）

2.8 改进实验教材

根据研究型实验要求和实验室条件，对传统实验教材进行改革和修正，重点补充了研究果蔬采后成熟衰老和贮藏保鲜的处理方法及其原理等内容（如贮藏温度、预冷、包装、气调浓度、振动、保鲜剂等），增加了主要仪器设备的使用方法与注意事项，规定了实验论文写作的基本要求。

3 改进后出现的新问题及解决方法

3.1 实验材料消耗剧增

由于各组的实验内容有所不同，实验时间也不完全一致，学生操作不当而损耗的现象也比较普遍，实验材料的消耗量大幅度增加。目前，我校对开设研究型实验的课程都有相应的经费资助，所以实验经费能得到基本保证。

3.2 工作量大幅度增加

研究型实验对教师的工作量会有较大幅度的增加，特别是在实验准备、实验室管理、仪器设备维护、实验论文指导和答辩等环节需要大量的工作投入［13］。目前，本实验主要采用研究生参与实验辅导的方法来缓解教师的工作压力，研究生全程参与本科生实验的辅助工作，主要承担实验试剂的配制、实验室开放管理、仪器设备的使用和维护、实验结果汇总整理、实验论文交流等任务。对于参与助教工作的研究生，给予适当的津贴补助。

3.3 教学计划时间冲突

按照教学计划，果蔬采后生理学实验课共分5次，每周一次2个学时。由于各组学生的实验材料处理方法有所差异，大型仪器设备（如模拟运输振动仪、气相色谱仪、气调包装机等）数量限制，实验时间往往很难与规定的教学计划一致，很多实验时间需要安排在课余时间甚至晚上。为此，实验室全部向学生开放，确保学生可以随时进入实验室开展工作。

4 结 语

8年来，果蔬采后生理学实验教学方法在不断改进，并在2010～2016级食品科学与工程专业本科生中进行了科研型实验的探索。100%的同学赞同这种实验教学方式，其中96%的同学认为新的实验教学方法能较快地熟悉实验原理和实验操作，明显提高科学实验的兴趣；95%的同学认为论文写作能力有了显著提升。已有4篇本科生实验论文分别发表在中国食品学报［14］、食品科学［15］、保鲜与加工［16-17］等专业杂志上。