《仪器分析》实验课程教学改革与探讨*

韩晓江,王 涛

(商洛学院健康管理学院,陕西 商洛 726000)

仪器分析课程是涉及化学、物理、数学、计算机等多门学科的课程，是公共卫生、化学、生物、环境、检验等相关专业开设的必修课程，仪器分析实验更是把仪器理论过渡实际的桥梁，实验课程质量的高低直接影响该课程的效果。商洛学院食品卫生与营养学专业是培养德智体美劳全面发展，掌握预防医学、营养学、食品安全、食品卫生与检验等方面的基本知识和理论，具备疾病预防、营养指导干预、健康服务与管理等方面的能力，能在社区卫生服务中心、医院、疾病预防控制中心、营养咨询机构、食品检测机构、食品生产企业等单位从事营养调查、营养咨询、营养相关疾病控制、健康管理服务、食品卫生检验、食品质量监督的高素质应用型专业人才。为了满足服务地方人才市场的需求，商洛学院以培养应用型人才为教学宗旨，针对仪器分析实验教学中存在的问题，对其实验教学内容和方法进行改革与探讨，以期提高学生的实践操作能力，培养学生综合设计实验的开放思维模式，为将来从事食品营养因子检测、卫生评价相关工作打下坚实的基础。

1 仪器分析实验存在的问题

食品卫生与营养学专业培养目标要求该专业学生能够利用现代科学仪器对公共卫生的污染因子，食品食物中有效成分、营养因子等检验检测，并做出安全卫生性评价，培育应用型人才。目前仪器分析实验课程主要面临问题一则是大型仪器设备不足、数量较少，再加上现代仪器分析实验课中普遍存在的共性问题，学生无法全部上机操作。学生接触机会相对较少，加上仪器设备价格昂贵、维修困难，一般本科生每人实际操作相对困难。二则是目前常用的现代仪器分析教材大都存在内容专属性不强，实验教材内容陈旧，实验内容未能及时更新，内容以基础性、验证性为主，都是在实验老师配备好样品、写好操作步骤，知道实验结果的前提下让学生进行重复，很难培养学生设计综合性的应用型能力。鉴于上述原因，加上实验内容与社会需求脱节，不能很好的服务商洛地方经济发展，学生参与实验的积极性不高，不利于学生创新能力的提高，与应用型技术人才的培养目标不相符。三则是和社会所需人才有所脱轨，在企业、检验机构等工作人员，要求从源头采样、样品预处理、上样检测、结果分析，包括检测过程影响因素分析及控制等，都需要该技术人员独立完成，并不知道实验结果，都是综合设计型实验，对其发现问题解决问题的能力要求比较高，传统的仪器分析实验很难培养学生该能力。基于目前所存在地问题，结合商洛学院自身优势，利用教学基地及资源条件，对仪器分析实验课程进行改革与探讨，旨在培养学生发现问题解决问题能力、动手能力、综合评价食品安全卫生营养的能力，实现对应用型人才的培养。

2 仪器分析实验教学改革研究

仪器分析实验是对理论教学的检验和应用，在掌握理论知识的前提下，把所学知识能够应用于社会实践中，打破传统实验教学模式及方法，结合应用型人才培养目标，通过理论教师、单位工程师(“双师制”)教学，把食品安全、卫生、营养等相关社会现实问题融入实验课堂，从学生到专业技术人员的转变，开展实施实验过程，既提高参与实验的积极性，也符合应用型人才的培育。

2.1 明确课程目标

食品卫生与营养学专业开设《仪器分析》理论课时32学时，实验课程16学时，不像食品科学、化学、材料等学科课时较多。根据食品卫生与营养学专业特点，该专业对仪器分析所有内容并不是都做严格要求，加上课时有限，所以只能针对性讲解。对仪器分析实验内容进行调整，加上大型仪器本身涉及学科较多，该专业学生学习起来较为困难，如果对每部分都重点讲解，课时不够，并且该专业实际过程也用不到，比如电化学分析。根据专业特点及实际应用，在大纲要求前提下重点对紫外-可见分光光度法、原子吸收法、红外光谱法、气相色谱法、液相色谱法重点讲解，核磁共振、质谱法辅助讲解。仪器在该专业是作为工具存在，实用性较强，所以更加注重其应用，重点掌握仪器组成，应用范围，要求学生能够检测不同食品中成分选择对应的仪器，能够设计检测方法，对其结果进行分析。为避免实验内容与社会需求脱节，更好的服务商洛地方经济发展，提高学生参与实验的积极性，符合应用型技术人才的培养。让学生走出校园，通过建立的校企平台，让学生进入商洛市产品质量监督检验所(质检所)开展实验，融入社会，从市场取样，以市场样品为实验对象，独立设计实验分析市场上食品的安全性、营养价值，达到产教融合的目的。

2.2 教学方法的改进

传统的实验课程都是实验教师对内容进行讲解，操作流程以书面形式呈现，试剂配备完毕等，学生好比“顾客是上帝”身份一般，容易造成自主学习、自主创新意识薄弱，既然该专业以培养应用型人才为目标，就要求学生从始至末参与其中。首先对教学方法进行改进，为激发学生兴趣，从被动学习转变主动学习，让学生自己设计试验，老师评判的教学模式。作为教师，应把握社会热点、实际问题，并要把实际问题带进课堂，同时带领学生探索如何解决这些问题。实验的实效性能够激励学生的学习热情，让学生感觉所学能够应用于实践，能够参与解决实际社会事件。对班级学生3～5人分为一小组，改变了班级15人一组做实验的现象，每小组采用大型仪器设备相同，但每组从社会采取样品不同，处理方法不同，避免了浑水摸鱼的现象，督促每位同学都必须参与其中，亲自操作。每小组分别定题，诸如蔬菜中农药是否残留超标？超市果汁中维生素C含量多少？乳制品中真菌毒素如何检测？如何根据酒类风味物质判断酒的品质？采样的白酒是否含有甲醇？活生生把实际问题留给小组学生，让学生以专业技术人员角色去探索如何解决。通过自行设计实验、可行性分析，实验操作流程等，完成设计，以报告形式呈现老师评阅。指导教师根据学生设计实验可行性，对此打分，并对出现的错误加以矫正，最终帮助学生能够独立设计，发现此举学生不仅能够巩固理论知识，同时锻炼了学生查阅资料、分析解决问题的能力。同时避免了浑水摸鱼的发生，打乱了传统实验报告抄袭的现象。

2.3 “双师制”教师的建立

传统的师资配比，无非是理论、实验是同一教师，或者实验、理论教师为多人，但也都是校内教师。都是校内教师在讲述实验课程中，所作实验要么是给学生演示一遍，或者派出小组代表操作，并且都是已知实验结果。因此，为了避免和实际脱轨，仪器分析实验课程建立了“双师制”教师，理论由校内教师担任，实验教师由校外单位——商洛市产品质量监督检验所(质检所)工程师担任，理论教师辅助。所做实验在教学大纲的前提下，所做实验全部为综合性设计实验，不再是对单一样品单一指标进行检测，而是同一样品会对里面很多指标同时检测，使用多种仪器，从而对该样品做出安全卫生性评价。诸如在十四运召开期间，商洛市作为其中比赛场地之一，为了保障运动员的饭菜卫生营养，工程师会带领学生深入酒店对其饭菜抽样，进行样品处理，对微生物、重金属、蛋白质、维生素等多指标检测，同时利用了原子吸收光谱法、液相色谱法、气相色谱法等。综合结果对该样品做出评价，撰写实验报告。在教学方法的改进下，学生进入实验场所在采样之后，能够较快的设计处检测步骤，不再像传统学生试验起来一头雾水，操作缓慢，大大提高了实验效率。

2.4 导师制的实施

传统的仪器分析实验上课进行分组，少则七八人一组，多则十五六人一组，每人操作仪器机会几乎没有，“走马观花”式实验达不到应用型实验效果。通过前面建立的双师制教师模式，在实验过程中实施小班化，即每组学生五人，五人分别由五位校外导师负责，每位导师负责一类大型仪器，实行轮岗制，在质检所开展仪器分析实验，一对一的实操模式，不仅让每位同学都能亲自操作各个仪器，还能对实验过程中出现的影响因素独立解决，并且有专门老师带领。在每批抽样过程中，跟随不同老师，有的学生利用分子荧光法测定茶叶中硒，有的同学利用离子色谱法测定饮用水中的Na+、K+、Ca2+，有的使用液相色谱法检测蔬菜中的维生素等，一批检测完毕，进行轮岗实验，从而使学生达到亲自动手操作，独立完成实验，提高学生对实验过程中发现问题、解决问题的能力。诸如在使用高效液相色谱仪过程中，得到色谱峰如果出现鬼峰现象，是样品问题还是流动性污染原因？如果保留时间发生漂移，是系统压力不稳定、色谱柱性能问题还是柱温问题？导师制的建立下，学生能够带着实际问题向指导老师请教解决。如果峰宽度变宽，甚至发生重叠现象，学生能够通过改变流速、调节流动性比例、更换柱子等方法调节得出理想峰谱图，对学生解决问题的能力得到了检验。

2.5 新考核机制的应用

考核机制是对学生学习、教师教学结果的评价，建立合理完善的考核机制，至关重要，传统的仪器分析实验成绩判定，由实验报告、课堂表现、课堂考勤构成，但会致使实验报告千篇一律，很难避免抄袭现象，对学生成绩档次区分不开，同时也检验不出学生的操作能力，知识应用能力，不符合应用型人才的培养。在传统模式考核体系基础之上，从开始自主设计实验的开始，再通过仪器分析实验一对一实验操作，每位同学所做样品不同，得到的数据结果不同，避免了实验报告的抄袭。同时操作过程及可能遇到的问题不同，调动学生的主动性，如何解决问题的能力得到了检验。最后对实验结果分析，撰写报告，结合实际应用，对市场抽取样品做出卫生学评价，打破传统的实验报告模式。综合五大方面共同对实验成绩判定，具体评价标准及权重如表1所示。

表1 仪器分析实验成绩构成及权重Table 1 Composition and weight of instrumental analysis experiment results

3 结 语

仪器分析是一门实践性较强的课程，加上食品卫生与营养学自身特点，根据专业培养目标，结合学校自身优势及资源，调整实验上课形式，积极采取多样化教学，以设计性实验为主，和社会实际结合起来，探索出一条培养学生综合设计思维能力和动手解决实践能力的仪器分析实验课程教学体系，达到产教融合，很大程度上提高了学生应用型能力，实验教学效果得到了很大的提升。为地方院校食品卫生与营养学应用技术型人才仪器分析实验教学改革提供了一些有益的经验。