高職高專食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)“儀器分析”課程的教學(xué)改革初探

蘇杰　胡煒東　楊俊峰

摘 要 理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的“儀器分析”課程，是高職高專類食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)的一門核心課程。本文從合理安排教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和改革課程考核方式等方面對(duì)“儀器分析”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步的探討。

關(guān)鍵詞 儀器分析 教學(xué)改革 食品營養(yǎng)與檢測

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.049

1 “儀器分析”教學(xué)改革的重要性

1.1 食品安全問題備受關(guān)注

食品安全問題概括為以下幾個(gè)方面：農(nóng)藥、獸藥殘留超標(biāo)；工業(yè)污染導(dǎo)致的食品安全問題；違規(guī)使用食品添加劑和違法使用非食品添加劑；假冒偽劣食品等。近年來，我國食品安全事故頻發(fā)，如駭人聽聞的蘇丹紅事件、三聚氰胺事件、地溝油、瘦肉精、塑化劑等，引起了消費(fèi)者對(duì)食品品質(zhì)和食品安全的質(zhì)疑，也引起了各級(jí)政府部門極大關(guān)注。在這種形勢下，培養(yǎng)具有專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)技能的食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)人才顯得尤為重要。

1.2 “儀器分析”教學(xué)存在的問題

1.2.1 教材內(nèi)容對(duì)食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)的適用性不強(qiáng)

多年來多數(shù)教材的理論知識(shí)不能完全符合食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)的培養(yǎng)要求，且針對(duì)高職高專層次的學(xué)生內(nèi)容太過深?yuàn)W和繁冗；對(duì)于操作性很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)的知識(shí)尚未提及。教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及的儀器不能與實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器相匹配，且涉及到的食品分析檢測實(shí)驗(yàn)較少。

1.2.2 理論內(nèi)容繁冗復(fù)雜和考核方式單一，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃

儀器分析所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)及基本原理是比較復(fù)雜的，有時(shí)涉及物理領(lǐng)域光學(xué)和電學(xué)的知識(shí)，有時(shí)用到化學(xué)反應(yīng)的知識(shí)，有時(shí)甚至涉及到高等數(shù)學(xué)用微積分計(jì)算，這需要學(xué)生有較扎實(shí)的基礎(chǔ)。高職高專的學(xué)生的知識(shí)層次水平本來就較本科院校的學(xué)生低，遇到這些內(nèi)容如有一點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)的漏洞，就會(huì)感覺儀器分析內(nèi)容抽象，無法搞懂，從而不愿意對(duì)本課程努力鉆研和學(xué)習(xí)。另外，傳統(tǒng)的期末閉卷筆試的考核方式，以知識(shí)體系作為主要的考查對(duì)象。這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)沒有興趣，對(duì)于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)也是等到期末考試前兩周死記硬背以應(yīng)付考試。

1.2.3 實(shí)踐教學(xué)相對(duì)不足

“儀器分析”實(shí)踐教學(xué)中存在兩個(gè)問題。第一，儀器方面，雖然近幾年的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)取得了巨大的成就，但是大部分儀器比較昂貴，涉及到貴重儀器的實(shí)驗(yàn)只能由老師演示，學(xué)生參觀。第二，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多，沒有完全調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。學(xué)生只是機(jī)械地按照現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，很少對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行思考。

2 解決方案

2.1 針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，合理安排教學(xué)內(nèi)容和選擇教材

我院食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)的“儀器分析技術(shù)”課程共48學(xué)時(shí)，包括32學(xué)時(shí)的理論課和16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課。對(duì)于高職高專學(xué)生，這門課程是為食品檢測分析工作奠定理論和技能基礎(chǔ)的。我們本著“夠用、實(shí)用”的原則，調(diào)整了教學(xué)重點(diǎn)。突出了紫外—可見分光光度法、原子吸收光譜法、氣相色譜法、液相色譜法和電位分析法在食品營養(yǎng)檢測中的重要地位，①原因在于它們是對(duì)食品營養(yǎng)成分、金屬離子、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、食品添加劑等進(jìn)行分析的常用手段。對(duì)于紅外光譜、質(zhì)譜、X射線熒光分析等內(nèi)容要求學(xué)生一般了解。

我系儀器分析課程所選用的教材是由中國輕工業(yè)出版社出版的《現(xiàn)代儀器分析》，屬于高等職業(yè)教育“十二五”規(guī)劃教材。這本教材是教師們與同類教材相比較后精心選取的，這門教材所涉及的知識(shí)體系符合高職高專教育的“必須、夠用”的培養(yǎng)目標(biāo)，內(nèi)容上不繁允，基本知識(shí)條理清晰，層次分明。學(xué)生使用后反映該教材內(nèi)容通俗易懂，涵蓋了他們在課堂上涉及的知識(shí)，且課后有習(xí)題，能夠進(jìn)行隨堂練習(xí)和考查；每章后面還附有適合于食品專業(yè)學(xué)生操作的實(shí)驗(yàn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，是一本適合高職高專學(xué)生使用的教材。

2.2 運(yùn)用多種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

“儀器分析”是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，運(yùn)用傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)方法顯然不能收到良好的教學(xué)效果。這就要求我們不斷地發(fā)掘新的教學(xué)方法，應(yīng)用多種教學(xué)手段實(shí)施教學(xué)。目前，我們主要采用現(xiàn)場教學(xué)法、四階段教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，期間結(jié)合多媒體、板書等多種教學(xué)手段。

理論課上，在講解每一種分析方法時(shí)，我們結(jié)合目前的食品安全現(xiàn)狀，舉一些實(shí)例。例如在講液相色譜法的時(shí)候，先以講故事的形式講述有關(guān)豬肉的“瘦肉精”事件、嬰兒奶粉的“三聚氰胺”事件以及臺(tái)飲料起云劑的“塑化劑”事件，再以提問的形式讓學(xué)生思考這些有害物質(zhì)怎樣檢測，最后引入這些物質(zhì)的檢測方法——液相色譜法。這樣就可極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們覺得學(xué)有所用。然后采取現(xiàn)場教學(xué)法，讓學(xué)生親眼目睹儀器的形狀，大致講授儀器的相應(yīng)組成部件，使學(xué)生對(duì)儀器有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。接著回到教室，以板書與多媒體相結(jié)合的形式系統(tǒng)地講解儀器的基本工作原理，多媒體教學(xué)可以將儀器的結(jié)構(gòu)圖、圖譜和工作流程以圖片的形式直觀地展現(xiàn)出來，板書又可將所講內(nèi)容條理清晰地列在黑板上，做到重點(diǎn)突出，層次分明。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。首先讓學(xué)生確定做哪方面的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該如何準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生提出在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程會(huì)出現(xiàn)什么樣的問題，如何根據(jù)實(shí)際情況解決這些問題。接著教師演示儀器的基本操作，期間講清楚“做什么？”“怎樣做？”但要以啟發(fā)提問的方式使他們明白“為什么要這樣做”，再由學(xué)生操作，教師觀察學(xué)生的操作過程，對(duì)于錯(cuò)誤的操作給予糾正，對(duì)于得到的數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生能夠正確處理。最后教師予以評(píng)價(jià)和總結(jié)。

2.3 注重基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的開展，使學(xué)生具備基本的操作技能

高職高?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)開展的目的主要是讓學(xué)生們掌握基本的儀器實(shí)驗(yàn)技能，包括樣品的前處理、儀器的基本操作、數(shù)據(jù)的分析和處理以及簡單故障的排除能力。②根據(jù)我們的理論教學(xué)內(nèi)容，有目的性地開展了六個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：“茶飲料中茶多酚含量的測定”、“飲用水中硝酸鹽氮的測定”、“蔬菜中鈣含量的測定”、“面包中BHA和BHT的測定”、“牛乳中三聚氰胺的測定”“畜產(chǎn)品酸度的測定”。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目任務(wù)不同，例如前兩個(gè)項(xiàng)目雖然都屬于紫外-可見分光光度法的實(shí)驗(yàn)，但是“茶飲料中茶多酚含量的測定”的目的是培養(yǎng)學(xué)生使用722可見分光光度計(jì)，能夠根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行定量，同時(shí)通過此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀地觀察到理論課上提到過的“顯色反應(yīng)”；而“飲用水中硝酸鹽氮的測定”則使用TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計(jì)，因儀器與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，需要學(xué)生會(huì)使用工作站，培養(yǎng)學(xué)生通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法來進(jìn)行定量的能力。

2.4 與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

根據(jù)“儀器分析”實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少的特點(diǎn)，我們又增加了72學(xué)時(shí)的“儀器分析實(shí)訓(xùn)”課程。實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)施是在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，進(jìn)一步引入多個(gè)綜合性項(xiàng)目測。通過選定實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，使學(xué)生進(jìn)行探索性的研究，這樣便加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的自學(xué)能力和綜合素質(zhì)。

如在實(shí)訓(xùn)課上，指定一種實(shí)訓(xùn)材料如黃瓜，讓學(xué)生測定黃瓜的多項(xiàng)指標(biāo)如葉綠素、金屬離子以及農(nóng)藥殘留含量。這樣學(xué)生首先自己查閱資料，設(shè)計(jì)出適合本實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件的實(shí)驗(yàn)方法，自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)（包括配試劑、樣品前處理），自己操作儀器，從而測定出黃瓜的多項(xiàng)指標(biāo)。這樣一來，實(shí)驗(yàn)室涉及光譜法和色譜法的儀器幾乎都得到了充分的利用，學(xué)生的動(dòng)手能力有了極大的提高。

2.5 改革考核方式

期末考試“一考定乾坤”的傳統(tǒng)考核方式顯然已經(jīng)不能全面考查學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的學(xué)習(xí)效果，為了對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，我們改革了本課程的考核方式。

我們采取三方面的考核形式，分值分配比例是筆試成績占50%，實(shí)驗(yàn)成績占30%，平時(shí)成績占20%。筆試通過閉卷考試的形式進(jìn)行，內(nèi)容涉及儀器的工作原理、基本構(gòu)造、應(yīng)用范圍和特點(diǎn)等。實(shí)驗(yàn)考核兩方面內(nèi)容，一是實(shí)驗(yàn)操作技能，教師根據(jù)學(xué)生在操作動(dòng)作是否規(guī)范、操作過程是完整、合理進(jìn)行打分；二是實(shí)驗(yàn)報(bào)告，主要看學(xué)生是否按照規(guī)定的格式（實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論）書寫，重點(diǎn)是“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”的數(shù)據(jù)是否可靠，在“討論”中是否能合理分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，且是否能夠全面總結(jié)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。平時(shí)成績包括三方面的內(nèi)容，一是考勤成績，通過嚴(yán)抓考勤，減少了學(xué)生曠課、遲到和早退的情況；二是學(xué)生對(duì)上課提問的表現(xiàn)成績，通過上課提問，增加了教師與學(xué)生之間的互動(dòng)，提高了學(xué)生的主觀能動(dòng)性；三是專題論文成績，這一任務(wù)在本課程的第一節(jié)課布置，要求在期末上交，論文內(nèi)容要涉及當(dāng)今最先進(jìn)的儀器分析方法，且這一方法是所用教材中沒有提及的，這樣就使學(xué)生積極查閱前沿的儀器分析的新方法和新技術(shù)，使他們在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)掌握了科研發(fā)展的新動(dòng)態(tài)。

3 結(jié)語

通過師生們的共同努力，我系“儀器分析”課程的教學(xué)改革取得了階段性成績，使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上鍛煉了實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)激發(fā)了其創(chuàng)新精神?！皟x器分析”學(xué)科本身就有著發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，這就要求我們教師在今后的教學(xué)中仍要不斷地探索和鉆研，力求使所傳授的知識(shí)能夠與時(shí)俱進(jìn)。

*通訊作者：蘇杰

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院精品課程建設(shè)項(xiàng)目（201511YJPKC03）

注釋

① 劉梅.食品科學(xué)專業(yè)儀器分析課程教學(xué)改革的研究.農(nóng)產(chǎn)品加工，2015（5）：65-66.

② 鐘金鋒，覃小麗，張甫生等.食品儀器分析課程“應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)技能”教學(xué)體系改革探討.廣東化工，2015（18）：187-205.