食品專業課程實驗教學改革與實踐

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【摘要】從西藏農業高等院校的實際出發，滿足西藏農牧學院食品科學學院食品專業本科人才的培養目標，對現代儀器分析實驗教學中存在的問題，提出其實驗教學內容改革及方法的幾點意見。在其內容上，結合現代儀器分析實驗課程操作性和應用性強，充實其實驗課教學內容，及時更新實驗國標內容；在其實驗教學方法上，采用網絡資源的應用和實驗課交叉分組，培養學生學習主觀能動性，提高其實驗能力和應用能力。

【關鍵詞】實驗能力；現代儀器分析實驗教學；實驗教學改革

現代儀器分析課屬于高等農業院校及一些職校的專業核心課，以被測物的物理或物理化學性質為基礎，利用特殊的儀器，對其進行定性及定量分析，具有快速、取樣量少、靈敏度高、準確度高等優點及操作性和應用性強的特點。隨著科技的迅猛發展，已廣泛用于食品、生命科學、環境科學、宇宙科學、能源科學、藥學、醫學等領域。對學生掌握現代儀器分析的原理、結構、特點、方法及應用，為今后的學生大創實驗、畢業論文、從事食品分析相關的工作奠定基礎，對培養應用型技術人才有著舉足輕重的作用。對現代儀器分析的教學改革有虛擬仿真驗室及虛擬教育與V-learning應用的推廣[1]、微助教輔助教學及微助教考核模式[2]、“六位一體”[3]、微課及微信公眾號[4]、教學方法[2,5,6]、教學內容[6]、課程考評方式[5,6]、“三段式實驗教學法”[7]、三定式”的實驗教學[8]，鑒于我校大型分析儀器數量少、缺少專業技術人員的實際和我院培養“適應西藏食品行業發展需要，具備食品科學的基本理論及基本知識，農產品加工技術和農產品質量檢驗與品質控制等面的基本知識及技能的應用型技術人才”的人才培養目標以及《現代儀器分析》課程特點，利用虛擬仿真實驗室、開放實驗室、微信公眾號或QQ群等進行實驗教學改革，充分利用網絡資源，采取實驗課交叉分組等方法，培養學生學習主觀能動性，提高其發現問題和解決問題的能力。實驗學時從20.8%（10學時實驗/48總學時）提高到62.5%（30學時實驗/48總學時）。

1現代儀器分析實驗教學目前存在的問題

《現代儀器分析》課程是我院“食品科學與工程”專業和“食品質量與安全”專業的專業核心課程，我院食品科學與工程專業2004年開始招生，食品質量與安全專業2011年開始招生，按每屆招80名學生計，共有320人，現有教學實驗室面積為160m2，學生生均實驗面積僅為0.5m2，生均實驗室面積不足。課程內容主要包括吸收光譜法（紫外－可見吸收光譜法、紅外吸收光譜法、原子吸收光譜法）、發射光譜法（分子發光分析法）、色譜法（液相色譜法、氣相色譜法、離子色譜法、電泳色譜法）、質譜法（有機質譜法、無機質譜法）等。目前常用的現代儀器分析教材大都存在內容專屬性不強，內容陳舊、實驗內容未能及時更新，再加上現代儀器分析實驗課中普遍存在的共性問題，如：大型分析儀器數量少且更新慢，學生無法全部上機操作[7]；缺少操作大型儀器的技術人員，重理論課輕實驗課，即使高校配置大型儀器，多是教師做實驗[5]；儀器容易出故障，維修費用不菲，特別在西藏，維修的周期長且費用貴；不同品牌的相同大型分析儀器的軟件在使用上存在一定的差異，如安捷倫液相工作站和島津液相工作站，在做校正曲線，還是有差異的，會造學生在相關分析工作崗位的不適應；一些實驗未按最新的中國國標方法進行等。鑒于上述原因，加上實驗內容與社會需求脫節，不能很好的服務西藏地方經濟發展，學生參與實驗的積極性不高，不利于學生創新能力的提高，與應用型技術人才的培養目標不相符。

2現代儀器分析實驗課教學改革

2.1實驗課教學內容改革。由于《現代儀器分析》課程實驗教學存在諸多問題，我院院食品科學與工程教研室多次召開《現代儀器分析》實驗課教學內容改革會議，對課程實驗內容改革如下：實驗課由10學時增加到30學時，根據食品科學與工程實驗室和食品安全檢測實驗室現有儀器設備，選用GB5009系列等最新國家標準，選擇了9個適用性強且實驗效果好的分析實驗，不斷強化食品專業使用頻率較高的儀器，如紫外－可見光分光度計－Unico2012PCS、傅立葉變換紅外光譜儀－AgilentCary660FT-IR、高效液相色譜儀－Agilent1260、分子熒光光譜儀－PerkinElmerLS55、氣相色譜儀－VarianCP3800、原子吸收光譜儀－東西電子AA7000的使用。增開基礎性實驗－溴化鉀壓片法的中紅外定性實驗及高效液相色譜柱參數的測定實驗、綜合性必修實驗－火焰法原子吸收測鐵、石墨爐原子吸收測鉛及高效液相色譜法測食品乳酸含量、設計性實驗－紅外標準圖庫的制作及應用、氣相色譜測乙酸。上述實驗直接對接社會需求，可服務于林芝市及西藏地方經濟發展，學生對所學內容感興趣，促使學生由被動學習變主動學習，有利于學生充分發揮主觀能動性和自我創造性，以及應用型技術人才目標的達成。2.2網絡資源的應用。改變現有實驗課由實驗課教師完全講解授實驗課內容后，學生再做實驗的模式，充分利用網絡資源，將實驗課所用的儀器2012PCS、Carry660、Agilent1260、AA7000、CP3800、LS55的儀器構造、使用說明書、測定過程視頻、儀器操作維護等相關視頻和教師實驗課件提前上傳至學生所在班級的QQ群或微信群，讓學生提前熟悉實驗課所用的儀器的操作規程。實驗內容涉及的一些食品國標的分析方法實驗及設計性實驗，提前在QQ群或微信群里要求學生去百度上查找并下載相應的國標及中國知網上查找并下載，按所下載的資料進行相應的實驗。實驗課前教師隨機抽選幾道涉及到實驗課重要知識點的題輸入到手機“微課堂”平臺上，讓學生通過手機加入網上課堂班級，然后在線答題，這些平臺會自動將學生答題對錯情況快速反饋給教師，教師可因地制宜地有針對性地為學生解答錯題和疑問，實驗課教師可以真正掌握學生學習實驗課重要知識點的實際情況。通過以上方法讓學生更容易理解實驗課堂內容，避免無效實驗課堂的產生。針對課程所用的儀器如液相色譜存在設備較復雜、價格昂貴等問題，充分利用高效液相虛擬仿真平臺資源，學生在不懂高校液相如何操作的條件下，可通過該平臺的使用能更好的熟悉高效液相的操作流程。2.3實驗課分批交叉分組。現代儀器分析實驗課的目的在于對學生的實驗能力、實踐能力和綜合應用能力的培養，我院每年開設《現代儀器分析》課程的學生通常為兩個專業80人，實驗中常用的大型儀器設備為6臺，如果按專業班級分兩批，則為40人用一臺，能操作到儀器的學生少之又少。如果在分批的基礎上采用交叉分組的方法進行實驗教學（即一個班同時以大型儀器的使用為目的，分成6組，每組約7人，輪流使用不同的儀器），通過分批較交叉分組的方法，每臺儀器設備每次由一個組的7名同學使用，可以較好的克服儀器數量少和生均實驗室面積不足的問題。但一個老師要同時兼顧使用六臺儀器的六個小組是一件有挑戰的事，為此我們的解決方案是平時利用教師的教研或科研項目，重點培養對上述儀器使用感興趣的3-5名學生，讓其熟悉上述儀器設備的操作和注意事項，上實驗課時由實驗教師和兩名學生分別負責兩臺儀器設備的使用，做到有條不紊。2.4開放實驗室。該課程實驗圍繞上述6臺儀器進行實驗教學，從實驗配標液、樣品處理、儀器操作、數據處理，都要求學生自主去完成。這樣開設實驗，學生實驗能力及儀器操作能力增加了，但實驗課的時間也會增加，要求學生利用空余的時間去完成該實驗課的內容，該課程實驗教學必然要求開放食品科學與工程和食品安全檢測實驗室，可以提高學生對實驗課學習的積極性、自動性、自覺性和實驗能力。它可以克服無法近距離接觸使用儀器和實驗室面積偏少的弊端，又對設計性實驗及大學生創新實驗的開展提供了條件，開放上述的6臺件儀器設備，學生既可以在實驗教師的指導下開展綜合性及設計性實驗，也可以做一些實驗教材上比較成熟的實驗，為學生實驗教學提供便利條件。

3結論

現代儀器分析課程具有實驗性，操作性及應用性強的特點，其實驗課的開設極為重要，針對現代儀器分析實驗教學目前存在的問題，通過《現代儀器分析》實驗課教學內容改革、網絡資源的應用、實驗課采用交叉分組方式、開放實驗室等措施，既克服了存在的問題，又使學生對現代儀器分析實驗課可以近距離接觸和使用大型儀器，使學生對現代儀器分析實驗課的基礎知識的簡單認知逐漸過渡到掌握一些儀器的使用、實驗設計和獨立完成課程實驗教學內容，可以全面調動學生的主動思考和實驗能力，從而提高該課程實驗教學質量，以滿足培養適應西藏自治區經濟社會發展需要的應用型人才需求。

參考文獻

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作者:馬長中 羅章 楊林 辜雪冬 池福敏 田惠鑫 單位:西藏農牧學院食品科學學院