開放式食品分析課程體系的建立與實(shí)踐

孟利++李夢洋++孫慶申++李沖偉

摘要：食品分析是高校食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)課，該課程綜合運(yùn)用了無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、儀器分析、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、大學(xué)物理等課程知識，內(nèi)容涉及食品生產(chǎn)、研發(fā)、流通過程中食品的品質(zhì)及安全性分析。目前食品分析技術(shù)迅速發(fā)展，食品分析課程體系、實(shí)踐教學(xué)體系、考試模式改革、雙語教學(xué)有待優(yōu)化和改革，不斷更新，以體現(xiàn)新技術(shù)、新發(fā)展，適應(yīng)社會需求。

關(guān)鍵詞：食品分析；課程體系；開放式

高校教育要以人才培養(yǎng)為核心，食品科學(xué)與工程專業(yè)是應(yīng)用類專業(yè)，如何培養(yǎng)出符合社會需要的食品類人才是食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)首要解決的問題。食品分析課程是食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程之一，是體現(xiàn)食品科學(xué)與工程專門人才課程，主要為食品類企業(yè)、食品質(zhì)量監(jiān)督管理部門、科學(xué)研究領(lǐng)域輸送人才。隨著分子生物學(xué)、儀器科學(xué)的進(jìn)步，食品分析手段不斷更新，食品分析課程體系需要做相應(yīng)的改變。如何梳理出教學(xué)目標(biāo)明確、層次分明的食品分析課程體系，并在此課程體系基礎(chǔ)上，能夠吸納最新科技發(fā)展成果，培養(yǎng)出訓(xùn)練有素、功夫到家，既有扎實(shí)理論知識，又有很強(qiáng)實(shí)踐、創(chuàng)新能力的食品分析人才是亟待解決的問題。實(shí)踐性是食品分析課程的首要特征，這需要食品分析課程探索一個特殊的教學(xué)模式。食品分析課程不但要有一個完整的課程體系，而且要有一個完整的實(shí)踐教學(xué)體系，充分調(diào)動學(xué)生將理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去，以提高學(xué)生獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)的能力。

本課程體系在參考國內(nèi)外食品分析類教材基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外食品分析領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，國內(nèi)外食品分析標(biāo)準(zhǔn)的最新更新，在現(xiàn)有學(xué)時基礎(chǔ)上（45學(xué)時，實(shí)驗(yàn)課45學(xué)時），重新梳理食品分析課程體系，適當(dāng)拓展教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，進(jìn)一步探索和完善多種形式的實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，以建立一個體現(xiàn)現(xiàn)代分析技術(shù)的、完整的、能夠主動吸納新技術(shù)的開放式食品分析新課程體系。

一、食品分析課程體系改革

食品分析課程的實(shí)踐性非常突出，綜合運(yùn)用無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、儀器分析、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、大學(xué)物理等課程知識，內(nèi)容龐雜。現(xiàn)有方法會隨著上述基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，不斷更新和完善。這要求食品分析課程把龐雜的內(nèi)容系統(tǒng)化，建立有機(jī)的知識體系架構(gòu)，在此知識體系的基礎(chǔ)上，能夠不斷更新內(nèi)容，體現(xiàn)現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展水平。

首先對食品分析課程章節(jié)做合理調(diào)整，主要體現(xiàn)食品分析課程的數(shù)據(jù)處理、分析內(nèi)容及分析手段。原有章節(jié)為：樣品的采集與處理，食品的感官檢驗(yàn)法，食品的物理檢測法、水分、灰分、酸度的測定，脂類的測定，糖類的測定，蛋白質(zhì)和氨基酸的測定，維生素的測定，食品添加劑的測定，食品中限量元素的測定，食品中有害物質(zhì)的測定，食品分析中的質(zhì)量保障、實(shí)驗(yàn)方法評價與數(shù)據(jù)處理。經(jīng)過調(diào)整后的內(nèi)容安排為：食品分析中的質(zhì)量保障，實(shí)驗(yàn)方法評價與數(shù)據(jù)處理，樣品的采集與處理，水分、灰分、酸度的測定，脂類的測定，糖類的測定，蛋白質(zhì)和氨基酸的測定，維生素的測定，食品添加劑的測定，食品中限量元素的測定，食品中有害物質(zhì)的測定，食品的物理檢測法、食品的感官檢驗(yàn)法。其中主要調(diào)整之一為食品分析中質(zhì)量保障、實(shí)驗(yàn)方法評價與數(shù)據(jù)處理由最后兩章調(diào)整到第一章和第二章，其目的是首先讓學(xué)生明確掌握食品分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制基本原則及數(shù)據(jù)處理方法，在隨后開設(shè)的11個實(shí)驗(yàn)課上，每課獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，都須要按照第一章、第二章所學(xué)的知識執(zhí)行，養(yǎng)成良好的數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理習(xí)慣；主要調(diào)整之二是將食品物理檢測法、食品感官檢驗(yàn)法設(shè)為最后兩章，其原因是所使用的方法與前面幾章所用的理化分析及儀器分析方法有著本質(zhì)區(qū)別。

食品分析每章內(nèi)容的充實(shí)與強(qiáng)化，在保持原來使用教材對分析方法實(shí)驗(yàn)原理詳細(xì)闡述的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合原理，對操作步驟進(jìn)行講解，讓學(xué)生理解如何將一個實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)確地應(yīng)用到具體的食品分析項(xiàng)目當(dāng)中，使“學(xué)生知其然并知其所以然”。講解、歸納、比較不同方法中用到的類似食品分析手段，讓學(xué)生熟悉食品分析領(lǐng)域的“十八般武器”。在每一章中提煉出典型的食品分析儀器應(yīng)用，詳細(xì)講解儀器參數(shù)選擇、條件控制，讓學(xué)生逐漸將儀器分析課程學(xué)到的理論知識具體到食品分析當(dāng)中。

在理論講解時，增加熱點(diǎn)項(xiàng)目檢測知識內(nèi)容，如脂肪酸分析時，如何采用氣譜相色譜技術(shù)分析反式脂肪酸，講解測定反式脂肪酸與之前脂肪酸測定的區(qū)別和難點(diǎn)，讓學(xué)生思考問題，并學(xué)習(xí)問題的解決思路。在食品物性學(xué)分析中，質(zhì)構(gòu)分析在食品研究與開發(fā)中起到越來越重要的地位，重點(diǎn)強(qiáng)化質(zhì)構(gòu)儀的原理、構(gòu)造、數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用實(shí)例，增加大量的探頭圖片及應(yīng)用案例分析。增加流體食品的流變學(xué)測定，內(nèi)容包括流變儀基本原理構(gòu)造，特性粘度測定等為學(xué)生從事食品流變學(xué)研究打下基礎(chǔ)。優(yōu)化蛋白質(zhì)鑒定內(nèi)容，涵蓋質(zhì)譜技術(shù)及蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)內(nèi)容，將原有sanger測序方法調(diào)整為了解內(nèi)容。糖類測定增加離子色譜法測定糖及氣相色譜法測定糖的方法原理和儀器構(gòu)造，注重講解離子色譜在糖組分分析中的應(yīng)用。在硝酸鹽測定中增加離子色譜測定部分，同時增加離子色譜分析陰陽離子的原理、應(yīng)用及案例。

二、實(shí)踐教學(xué)體系改革

首先，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的選擇以配合理論課程體系為原則，盡量設(shè)計(jì)與理論課相應(yīng)教學(xué)任務(wù)對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課。內(nèi)容包括了水分活度、脂肪、蛋白質(zhì)、糖、維生素、礦物質(zhì)、氨基酸的測定，脂肪酸的測定，流變學(xué)特性和感官分析等內(nèi)容。

其次，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容要兼顧樣品前處理手段、所使用分析儀器種類的覆蓋面。食品分析是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課程，其教學(xué)方式必須結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程才能收到良好的效果。在學(xué)習(xí)食品分析之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、儀器分析、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、大學(xué)物理等基本操作技能。然而，學(xué)生的知識及技能是片段化的、孤立的，往往在上課時候提到已經(jīng)用過的技術(shù)，反復(fù)強(qiáng)調(diào)后，學(xué)生才能恍然大悟，原來我學(xué)過！如何讓學(xué)生融會貫通，熟練運(yùn)用所學(xué)知識和技能，完成一個又一個具體的食品分析任務(wù)，是食品分析首要任務(wù)。因此，本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在檢測方法中選擇了國標(biāo)方法，并兼顧實(shí)驗(yàn)手段的多樣，分析方法涉及滴定、pH計(jì)，紫外可見分光光度計(jì)、高效液相色譜儀、氣相色譜儀、熒光分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、凱氏定氮儀、水分活度儀、流變儀、質(zhì)構(gòu)儀、紅外光譜、液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)等內(nèi)容。樣本前處理方式包括灰化法、濕法消化法、吸附柱凈化、蛋白質(zhì)沉淀方法、萃取法、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、同時蒸餾萃取法等。在45學(xué)時的訓(xùn)練后，學(xué)生熟練掌握了上述分析方法，避免了在食品分析行業(yè)上出現(xiàn)“四體不勤、五谷不分”的現(xiàn)象，混淆所使用儀器的現(xiàn)象，從而使學(xué)生熟練使用上述儀器和方法，最終達(dá)到融會貫通，以提高其解決問題的能力。

再次，食品分析實(shí)驗(yàn)課每一個實(shí)驗(yàn)基本分成兩大部分，一部分為樣品前處理，另一部分為儀器測定獲得數(shù)據(jù)。在樣品前處理部分，3人一組，設(shè)平行樣，保障每位同學(xué)的基本操作技能得到充分訓(xùn)練，教師對其操作過程進(jìn)行監(jiān)控和指導(dǎo)。儀器測定部分，首先現(xiàn)場講解儀器的構(gòu)造、特點(diǎn)、操作，并現(xiàn)場演示，然后學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成試驗(yàn)，達(dá)到熟練掌握的目的，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生從儀器分析理論知識到具體運(yùn)用的跨越。

最后，有些最為前沿的儀器，學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握了該儀器的原理及構(gòu)造，卻沒有見過該儀器，而這些儀器不可能為一個實(shí)驗(yàn)室所囊括。本課程先通過聯(lián)系黑龍江省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品安全研究所、黑龍江省進(jìn)出口檢驗(yàn)檢疫局、哈爾濱市農(nóng)產(chǎn)品檢測中心，并制作了大量視頻短片作為教學(xué)資源。然后組織學(xué)生到相應(yīng)單位進(jìn)行短期實(shí)踐和參觀實(shí)習(xí)。最后利用網(wǎng)絡(luò)資源，搜集大量短片、圖片來講解儀器，增加內(nèi)容的形象性。通過上述三個舉措，彌補(bǔ)儀器上的不足，進(jìn)而開闊學(xué)生視野。

三、課程拓展能力培養(yǎng)

食品分析技術(shù)飛速發(fā)展，這需要一個開放和具有自我更新能力的教學(xué)方式。這要求食品分析新課程體系以既定完整的課程體系為前提，不斷吸納隨時出現(xiàn)的熱點(diǎn)問題、新技術(shù)、新方法。課程拓展在理論課堂上主要通過訓(xùn)練學(xué)生跟蹤文獻(xiàn)的能力實(shí)現(xiàn)。在這一環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生自己找到感興趣的與食品分析相關(guān)的問題，教會學(xué)生如何利用網(wǎng)絡(luò)資源，如中文期刊、英文期刊，設(shè)定關(guān)鍵詞、查文章、看文獻(xiàn)。學(xué)會查找國家標(biāo)準(zhǔn)、AOAC標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)食品分析標(biāo)準(zhǔn)。整理所查找的文獻(xiàn)，做PPT，準(zhǔn)備分鐘的講解，著重講解該方法的特色、解決的問題。讓學(xué)生明白如何解決在食品分析中遇到的問題，提升其運(yùn)用知識和解決問題的能力，同時鍛煉了學(xué)生表達(dá)的能力，增強(qiáng)了師生、生生互動。

四、考核方式的改革

由于食品分析內(nèi)容龐雜，在解決實(shí)際問題時需要查閱資料，因此把食品分析待考核內(nèi)容分為四個方面：（1）必須熟練掌握，建立基本架構(gòu)的知識，需要能夠背下來的，作為考試內(nèi)容，這是大部分內(nèi)容。（2）具體操作能力的訓(xùn)練及培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行考察，通過每一次試驗(yàn)報(bào)告的出勤、課堂表現(xiàn)、試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容來考察。（3）背不下來，也不需要背的，可以通過查資料、看文獻(xiàn)、利用網(wǎng)絡(luò)資源的知識運(yùn)用能力考察，采用對5分鐘的講解和提問來解決，也增加了課堂的討論氣氛，調(diào)動學(xué)生課堂參與的積極性。（4）平時成績，即平時的出勤等，用來督促易掉隊(duì)的學(xué)生。

五、豐富雙語教學(xué)內(nèi)容

由于全球經(jīng)濟(jì)一體化，食品分析行業(yè)要了解國際標(biāo)準(zhǔn)，食品分析所用的儀器很多為進(jìn)口，儀器說明書一般為英文的，很多方法的文獻(xiàn)也是英文撰寫的，因此，食品分析教學(xué)必須雙語化，為學(xué)生多打開一扇窗，使其在今后能盡快接受、發(fā)現(xiàn)甚至建立新的檢測分析方法。本文主要以普度大學(xué)的Food Analysis為參考書，實(shí)現(xiàn)雙語化。其雙語化體現(xiàn)在以下三方面：（1）在中文課件基礎(chǔ)上的關(guān)鍵詞上標(biāo)注英文課件，強(qiáng)調(diào)食品分析關(guān)鍵詞匯的學(xué)習(xí)。（2）盡量增加英文直接講解內(nèi)容，這部分用于有余力的同學(xué)參考。（3）強(qiáng)制學(xué)生翻譯一篇英文食品分析相關(guān)的文章。

六、設(shè)立開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題

傳統(tǒng)觀念中，只有研究生階段才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，參加科研活動。在我校面向全體探索以創(chuàng)新意識培養(yǎng)為主旨的創(chuàng)業(yè)教育模式的背景下，積極申報(bào)開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目食品分析研究課題，鼓勵學(xué)生申報(bào)食品分析相關(guān)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，吸引學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，逐漸形成理論知識指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐促進(jìn)理論知識學(xué)習(xí)的良性循環(huán)，加快學(xué)生由“我應(yīng)該學(xué)”到“我要學(xué)”的這一轉(zhuǎn)變過程。鍛煉學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施等從事科研的基本能力，激發(fā)其科研潛力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識。在這種理念下，鼓勵學(xué)生寫試驗(yàn)項(xiàng)目申請書，經(jīng)過教師的指導(dǎo)和修改，鍛煉學(xué)生提出問題和運(yùn)用食品分析基礎(chǔ)知識，提出問題解決方案的能力。申請書一經(jīng)審批之后，允許學(xué)生進(jìn)入食品分析實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成其試驗(yàn)內(nèi)容，在這期間鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考和動手能力。在項(xiàng)目結(jié)束后組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目答辯和撰寫結(jié)題報(bào)告，其結(jié)題報(bào)告參考發(fā)表學(xué)術(shù)論文的格式，并做PPT參加答辯，接受教師的提問，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力。通過開放性課題的申請到答辯的過程，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考、進(jìn)行科學(xué)研究的能力，是教學(xué)促科研的良好體現(xiàn)。另一方面，教師需要了解相應(yīng)的技術(shù)背景知識，這考驗(yàn)了教師的科研能力和水平，只有科研水平較高，長期從事一線試驗(yàn)工作的教師才能夠收到良好的效果，是典型的科研促進(jìn)教學(xué)的過程。開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題是將教學(xué)及科研有機(jī)結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新型、開放型人才培養(yǎng)不可或缺的環(huán)節(jié)。

七、建立食品分析試題庫

食品分析課程并非傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程，是近十年來發(fā)展起來的新興課程，逐漸被各學(xué)校重視，列為研究生復(fù)試的課程之一。因此有必要建立食品分析試題庫，有利于教師梳理本課程知識點(diǎn)，克服教師對教材處理的隨意性、主觀性及命題上的局限性，做到考教分離，提高本課程體系的科學(xué)性，正確反映學(xué)生知識點(diǎn)的掌握情況，使學(xué)生能夠在今后的研究生復(fù)試、面試中獲得良好成績。本題庫共20套題，包括選擇、判斷、計(jì)算、簡答等題型，參考國內(nèi)外教材及試題冊中的經(jīng)典試題，總結(jié)了食品分析課程的主要知識點(diǎn)，各章知識點(diǎn)分布均勻，能夠反映學(xué)生掌握食品分析知識的水平和理論知識的運(yùn)用能力。

食品分析理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)新體系不但體現(xiàn)了現(xiàn)有分析技術(shù)水平，而且能夠不斷吸納新知識、新技術(shù)，是一種開放式的食品分析課程體系。將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題、開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目、合作單位實(shí)踐實(shí)習(xí)納入課程體系當(dāng)中，以培養(yǎng)學(xué)生從事食品分析的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力。增加雙語教學(xué)比重，可有效提高學(xué)生利用國內(nèi)外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)新方法和建立新方法的能力。課上對翻譯知識的講解以及開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的申請，鍛煉了學(xué)生查閱資料、翻譯資料、寫學(xué)術(shù)論文、做PPT、有條理地講問題的能力。通過以上措施，建立了完整的開放性的食品分析人才培養(yǎng)課程體系，全面調(diào)動學(xué)生的積極性，增加學(xué)生參與課堂的機(jī)會，逐漸實(shí)現(xiàn)學(xué)生為主體的教學(xué)模式，為培養(yǎng)基礎(chǔ)知識扎實(shí)、動手能力強(qiáng)、具有研發(fā)新方法能力的食品分析人才提供了有力保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]張水華.食品分析[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

[2]王永華.食品分析[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2010.

[3]S.Suzanne Nielsen.Food Analysis Fourth Edition[M].Springer，2010.

編輯/岳 鳳