“食品安全與檢測”混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索與實(shí)踐

劉 彥，劉睿思，律 濤，付 炎，李 程，蔣 曄

(河北醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，北京 石家莊 050017)

食品安全與檢測課程是一門具有較強(qiáng)專業(yè)性、應(yīng)用性、實(shí)踐性的專業(yè)課程，課程內(nèi)容將 “食品安全學(xué)”“食品衛(wèi)生學(xué)” “食品分析”等學(xué)科知識(shí)有機(jī)地融合在一起，涉及知識(shí)點(diǎn)多、應(yīng)用范圍廣[1]。該課程所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課也相應(yīng)地具有應(yīng)用性強(qiáng)、涉及面廣等特點(diǎn)，其內(nèi)容也是融合了多學(xué)科的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)手段。如分析化學(xué)中所學(xué)的精密稱量、溶液配制；藥物化學(xué)中所學(xué)的樣品的提取、分離和純化；藥物分析里所學(xué)的高效液相檢測方法的應(yīng)用等。而且，食品安全與檢測實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用及技術(shù)手段的發(fā)展緊密相關(guān)，在實(shí)驗(yàn)中也會(huì)使用近幾年的新興實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如固相萃取、微波消解法等。由此可見，食品安全與檢測實(shí)驗(yàn)課本身具有特殊性，內(nèi)容涵蓋知識(shí)點(diǎn)多、應(yīng)用性強(qiáng)、涉及實(shí)驗(yàn)手段繁雜，若采用以往4～6學(xué)時(shí)傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶茈y達(dá)到教學(xué)目的，且涉及多種操作、儀器設(shè)備的使用和實(shí)驗(yàn)場地的交換，對(duì)儀器設(shè)備數(shù)量和實(shí)驗(yàn)場地空置時(shí)間有更高要求，而目前河北醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量及實(shí)驗(yàn)場地使用均較為緊張，無法完全滿足需要。若采用設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑐?cè)重點(diǎn)多為整體實(shí)驗(yàn)思路，又無法很好地突出新興實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段應(yīng)用性的重點(diǎn)。所以，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，或設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲o法很好地解決食品安全與檢測實(shí)驗(yàn)課所面臨的問題[2－4]?；谠搶?shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的特殊性，應(yīng)為其建立一種新型教學(xué)模式，使得教與學(xué)的過程均能達(dá)到良好效果。

目前，較為新穎的線上教學(xué)手段如微課視頻教學(xué)[5－8]，可解決食品安全與檢測實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容多、耗時(shí)長的難點(diǎn)。然而，該門課程實(shí)用性強(qiáng)，若只是通過視頻教學(xué)而學(xué)生無法親自動(dòng)手操作，就無法達(dá)到該實(shí)驗(yàn)課提高學(xué)生動(dòng)手能力、分析解決問題能力的目的。因此，本課題建立一種線上－線下相結(jié)合的混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將新興的微課教學(xué)模式與綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相結(jié)合[9－11]，把食品安全與檢測的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容分為線上網(wǎng)絡(luò)微視頻部分、課上技術(shù)性操作部分、課上討論部分，在縮短實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的同時(shí)還可以使學(xué)生親歷完整的實(shí)驗(yàn)過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有整體的認(rèn)識(shí)和理解，不僅達(dá)到了提高學(xué)生動(dòng)手能力的目的，同時(shí)還提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

1 線上－線下相結(jié)合的混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

食品安全與檢測實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo):針對(duì)本科四年級(jí)學(xué)生開設(shè)該門課程是為今后該專業(yè)學(xué)生從事食品科學(xué)、食品安全與質(zhì)量檢測工作做準(zhǔn)備，因此，該實(shí)驗(yàn)課程的側(cè)重點(diǎn)主要為應(yīng)用性和科研性，希望學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)能夠熟練掌握食品安全與質(zhì)量檢測的方法及技術(shù)手段，并具有一定的科研思路和創(chuàng)新意識(shí)。

1.1 實(shí)驗(yàn)課程模式

該課程所涉及的每個(gè)實(shí)驗(yàn)均以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)互動(dòng)、微視頻及面對(duì)面的混合式教學(xué)模式進(jìn)行，內(nèi)容主要為網(wǎng)絡(luò)微課視頻、技術(shù)性實(shí)驗(yàn)操作(3學(xué)時(shí))、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論、匯報(bào)課(3學(xué)時(shí))三大部分。

實(shí)驗(yàn)課的開展方式如下:

1)微課視頻內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)中操作簡單但耗時(shí)長或之前學(xué)過的實(shí)驗(yàn)操作部分制作成微視頻，發(fā)布在網(wǎng)站，學(xué)生可隨時(shí)隨地瀏覽該部分內(nèi)容，方便快捷；

2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一，由教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理，并?duì)樣品前處理的方法選擇及操作進(jìn)行重點(diǎn)講解，學(xué)生選擇性進(jìn)行樣品前處理操作；

3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二，學(xué)生親自動(dòng)手使用各類儀器進(jìn)行分析、檢測，并且就實(shí)驗(yàn)整體思路、操作步驟及注意事項(xiàng)進(jìn)行討論，使學(xué)生體會(huì)完整實(shí)驗(yàn)思路，最后由代表進(jìn)行發(fā)言總結(jié)。

1.2 實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)價(jià)

課程內(nèi)容主要是由實(shí)驗(yàn)方案講解、網(wǎng)絡(luò)微課視頻、技術(shù)性操作和實(shí)驗(yàn)討論三部分構(gòu)成，因此對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課成績?cè)u(píng)價(jià)也是分三部分來計(jì)算。

1)實(shí)驗(yàn)方案講解，對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)主要從課上發(fā)言活躍度，對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況等方面來打分；

2)網(wǎng)絡(luò)微課視頻，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段統(tǒng)計(jì)學(xué)生登錄情況、觀看進(jìn)度等；

3)技術(shù)性操作及實(shí)驗(yàn)討論部分完成后，學(xué)生將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程撰寫成論文格式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過報(bào)告中呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果及問題討論，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。

每部分成績均在實(shí)驗(yàn)總成績中占用一定比例，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上的表現(xiàn)。

2 “HPLC測定蜂蜜中4種四環(huán)素類抗生素殘留”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

2.1 網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)內(nèi)容的選擇與設(shè)計(jì)

將實(shí)驗(yàn)中操作簡單但耗時(shí)長或之前學(xué)過的實(shí)驗(yàn)操作部分制作成微視頻，發(fā)布在網(wǎng)站，學(xué)生對(duì)將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)苡谐醪降牧私狻?/p>

重慶市委提出了“五大功能區(qū)”的發(fā)展布局，涪陵區(qū)委將旅游產(chǎn)業(yè)列入重大發(fā)展戰(zhàn)略。武陵山鄉(xiāng)政府也把武陵山大裂谷景區(qū)龍頭旅游景區(qū)的建設(shè)發(fā)展目標(biāo)寫入工作報(bào)告。

在“HPLC測定蜂蜜中4種四環(huán)素類抗生素殘留”實(shí)驗(yàn)中，將蜂蜜的提取、純化操作過程制作成視頻，通過網(wǎng)站發(fā)布實(shí)驗(yàn)視頻內(nèi)容，學(xué)生登錄后進(jìn)入學(xué)習(xí)中心學(xué)習(xí)，網(wǎng)站可以及時(shí)統(tǒng)計(jì)每位學(xué)生登錄、觀看視頻進(jìn)度等數(shù)據(jù)，并顯示在網(wǎng)站首頁，依靠 “網(wǎng)絡(luò)”掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

2.2 蜂蜜樣品前處理

2.2.1 提取

稱取蜂蜜2 g，置于50 mL三角瓶中，加入20 mL Na2EDTA－Mcllvaine緩沖液，快速混合1 min，使樣品完全溶解。將樣品溶液倒入10 mL離心管中，以3 000 r/min離心5 min，待純化。

該部分所需Na2EDTA－Mcllvaine緩沖液配制過程繁瑣，對(duì)于經(jīng)過無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、藥物分析、藥物化學(xué)等實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的大四學(xué)生而言，無操作難度，因此蜂蜜的提取由實(shí)驗(yàn)教輔操作，并拍攝視頻作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容供學(xué)生自學(xué)，在實(shí)驗(yàn)課中直接為學(xué)生提供已提取待純化的蜂蜜樣品。

2.2.2 SPE純化

1)SPE柱活化。

HLB固相萃取柱30 mg/1 mL；使用前分別用1 mL甲醇和1 mL水預(yù)處理，流速小于3 mL/min，保持柱體濕潤。

2)上樣。

3)沖洗。

待樣品上清液完全流出后，用1 mL甲醇－水(1∶19)混合液洗脫，棄去全部流出液，在65 kPa的負(fù)壓下，減壓抽干20 min。

4)洗脫。

用0.01 mol/L草酸甲醇溶液1mL洗脫，收集洗脫液。

該部分內(nèi)容是樣品前處理的關(guān)鍵技能操作部分，雖然已作為網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)內(nèi)容上傳，但仍需要學(xué)生親自上手操作，掌握SPE純化手段，而視頻操作則可作為預(yù)習(xí)參考。

2.3 含量測定及數(shù)據(jù)處理

學(xué)生將純化后的蜂蜜樣品溶液進(jìn)行液相分析，并記錄蜂蜜面積、計(jì)算含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后由學(xué)生獨(dú)立完成高效液相色譜儀和色譜柱的清洗及維護(hù)。

該過程主要是鍛煉學(xué)生獨(dú)立使用高效液相色譜儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析整理及儀器維護(hù)的基本功，將理論與實(shí)際相結(jié)合，為其今后工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.4 實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果的分析和討論

實(shí)驗(yàn)課學(xué)生總?cè)藬?shù)30，5人一組，共6組，標(biāo)號(hào)為1～6。在第一次方案討論結(jié)束后，各組抽2人輪到序號(hào)下一組，進(jìn)行第二輪方案討論；然后，每3組合并為一組，進(jìn)行第三輪討論；最后，每組指派一位學(xué)生代表來總結(jié)發(fā)言，闡述最終方案。

討論部分采用小組交叉討論的方式，該方式使每個(gè)學(xué)生都有更多的發(fā)言、參與的機(jī)會(huì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性[12]，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、過程、結(jié)果進(jìn)行充分的總結(jié)、分析，集思廣益，既可以拓展思路又可以培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，為今后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

2.5 實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)課成績?cè)u(píng)價(jià)主要由三部分來計(jì)算。

1)實(shí)驗(yàn)方案講解。

①發(fā)言活躍度(1分)；②知識(shí)掌握程度(2分)；③知識(shí)面延伸情況(1分)。

2)網(wǎng)絡(luò)微課視頻。

內(nèi)容掌握情況 (2分)。

3)技術(shù)性操作、實(shí)驗(yàn)討論及書面報(bào)告。

①技術(shù)操作規(guī)范程度 (5分)；②團(tuán)體合作、協(xié)調(diào)能力 (2分)；③討論交流活躍度 (1分)；④實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整性 (6分)。

通過綜合手段對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，不僅可以督促學(xué)生課前預(yù)習(xí)，還可以激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和踴躍度。另外，通過發(fā)言、討論及認(rèn)真操作，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有了更深入的理解，相對(duì)于簡單地提高動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，以及僅通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)實(shí)驗(yàn)課給予成績?cè)u(píng)價(jià)的方式，該線上－線下混合式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲⒔Y(jié)合綜合性成績?cè)u(píng)價(jià)手段，充分提高了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的主觀能動(dòng)性，在獲得實(shí)驗(yàn)應(yīng)用性能力的同時(shí)逐步形成系統(tǒng)性、完整性的實(shí)驗(yàn)思路，達(dá)到培養(yǎng)其科研素養(yǎng)的目的。

3 結(jié)束語

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容來看，食品安全與檢測實(shí)驗(yàn)課涵蓋藥學(xué)專業(yè)內(nèi)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，將分析化學(xué)、物理化學(xué)、藥物分析等課程所學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法綜合到一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的融會(huì)貫通，對(duì)多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)技能的綜合運(yùn)用，學(xué)會(huì)統(tǒng)籌全局、系統(tǒng)地看待問題，逐步形成綜合分析問題、解決問題的思維方式。通過系統(tǒng)、完整地實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還能使學(xué)生對(duì)科研思路有初步的認(rèn)識(shí)和了解，進(jìn)而發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，提高創(chuàng)新意識(shí)和科研素質(zhì)。

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系來看，食品安全與檢測實(shí)驗(yàn)課具有內(nèi)容多、耗時(shí)長、操作方法繁雜的特點(diǎn)，采用線上－線下混合式教學(xué)體系，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行分類，常規(guī)性的、耗時(shí)長的、簡單易懂的、一看就會(huì)的實(shí)驗(yàn)手段采用網(wǎng)絡(luò)微視頻教學(xué)方式，核心思想是不同問題采用不同的方式來解決，這樣更利于學(xué)生接受知識(shí)、更利于保證學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，同時(shí)在常規(guī)學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體思路有完整的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)步驟及操作細(xì)節(jié)有充分地認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)其科研思路及創(chuàng)新能力，對(duì)其以后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)打下了良好的基礎(chǔ)。

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