食品理化分析技術(shù)綜合大實驗教學(xué)的利與弊*

李 跑，李佳儀，鄭 郁，蔣立文，李尚科，楊清華

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128； 2 湖南師范大學(xué)醫(yī)學(xué)院，湖南 長沙 410006)

食品專業(yè)是一個集理科、工科、農(nóng)學(xué)的綜合型專業(yè)，其中《食品理化分析技術(shù)實驗》是食品專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)實驗課程。它是利用物理和化學(xué)手段，對食品中常規(guī)成分以及有害物質(zhì)進行定性定量分析，保證食品的質(zhì)量與安全[1-3]?，F(xiàn)階段該課程教學(xué)大多分為綜合大實驗教學(xué)與單一實驗教學(xué)兩種模式[4-6]。本文結(jié)合作者多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，針對食品專業(yè)特點，將綜合大實驗教學(xué)與單一實驗教學(xué)兩種模式進行了對比，分析《食品理化分析技術(shù)實驗》課程綜合大實驗教學(xué)模式的利與弊，并對其內(nèi)容和教學(xué)方式進行了改革，以期達到促進課程教學(xué)的效果。

1 單一實驗教學(xué)模式的不足

在單一實驗教學(xué)模式中，一次實驗課程只進行一個實驗，一個實驗大約4～5個課時。首先由老師對實驗原理、目的、適用范圍、試劑儀器的選擇、實驗步驟、結(jié)果計算、注意事項等進行講解，布置相關(guān)思考題，這部分大約持續(xù)1個課時；然后學(xué)生根據(jù)所聽課程知識進行實驗，記錄原始數(shù)據(jù)并計算相應(yīng)的結(jié)果；最后學(xué)生完成實驗報告，教師對其進行評分。以《食品中水分含量的測定——直接干燥法》課程為例，教師首先介紹測定食品中水分的意義，說明直接干燥法測定水分的基本原理，并介紹該方法的適用范圍——適合于在100 ℃不含其它揮發(fā)性成分的食品，也不適合于水分含量過低的食品中水分的測定。講解實驗?zāi)康暮驮硪院螅處熃榻B相關(guān)的儀器以及稱量瓶，并實際操作稱量瓶的擺放，說明本次實驗的實驗樣品，并講解實驗步驟。然后教師講解實驗計算公式，說明實驗注意事項。最后學(xué)生按照PPT以及實驗書上的實驗步驟進行實驗操作，教師在實驗過程中進行巡邏，不斷糾正學(xué)生實驗操作過程中的不當行為，學(xué)生根據(jù)所得到的實驗數(shù)據(jù)，計算所提供樣品中實際水分的含量，與教師提供的標準答案進行比對，分析測定結(jié)果偏低偏高的原因，并完成相應(yīng)思考題。這種模式是大多數(shù)學(xué)校開設(shè)《食品理化分析技術(shù)實驗》的模式，具有操作簡單、直觀、便于學(xué)生理解的優(yōu)點。

然而這種單一實驗教學(xué)模式存在幾個不足的地方。(1)學(xué)生不做實驗預(yù)習(xí)也可以順利進行實驗。同一個班的學(xué)生有優(yōu)生(動手能力強，認真準備實驗)和差生(動手能力差，不認真準備實驗)之分，大多數(shù)優(yōu)生會在課前仔細預(yù)習(xí)該實驗，而差生并不會去認真進行預(yù)習(xí)。教師為了讓所有學(xué)生順利完成實驗，實驗原理和步驟往往講解得非常詳細，因此這部分占據(jù)了大量的課程時間；(2)實驗中等待時間過多。同樣以《食品中水分含量的測定——直接干燥法》課程為例，學(xué)生首先要將稱量瓶加熱1小時，后冷卻0.5小時，重復(fù)干燥至恒重，然后放置樣品繼續(xù)加熱1小時，冷卻0.5小時，重復(fù)干燥至恒重，在這漫長的等待時間里，學(xué)生往往采用聊天、玩手機等形式打發(fā)時間，然而由于實驗時間限制，在這期間很難再安排第二個實驗；(3)不能鍛煉學(xué)生時間統(tǒng)籌能力。作者曾參加相關(guān)企事業(yè)單位招聘時發(fā)現(xiàn)，單位在實際操作考試中往往限制了實驗時間，如果只是按實驗操作一步步進行實驗，學(xué)生并不能按時完成實驗。只有合理安排時間，在前面實驗步驟空閑期去進行后續(xù)實驗步驟才能順利完成操作考試，然而單一實驗教學(xué)模式并不能起到鍛煉學(xué)生的時間統(tǒng)籌能力的作用；(4)學(xué)生對計算公式的不理解。作者在進行《食品理化分析》理論課程考試時發(fā)現(xiàn)，由于《食品理化分析技術(shù)實驗》課程中學(xué)生盲目套用公式，導(dǎo)致當遇到計算題時，即使涉及的是實驗課程中做過的實驗，由于不能像實驗教材那樣提供相應(yīng)的公式，學(xué)生這部分普遍得分偏低。

2 綜合大實驗教學(xué)模式的優(yōu)點

與單一實驗教學(xué)模式相比，綜合大實驗教學(xué)整合了多個實驗，優(yōu)化了實驗教學(xué)方法，具有實驗安排自由、課程內(nèi)容豐富、有利于學(xué)生時間統(tǒng)籌能力的提高等優(yōu)點。(1)實驗安排自由、課程內(nèi)容豐富。綜合大實驗教學(xué)課時較多，大多在8～12個課時/天，因此可以同時開設(shè)多個實驗，實驗安排更加自由。比如在《食品中水分含量的測定——直接干燥法》實驗課程中穿插了《食品中總灰分的測定》實驗，然后利用所得的灰分進行《食品中鈣含量的測定》以及《食品中鐵含量的測定》實驗，課程內(nèi)容更加豐富，實驗更加連貫；(2)有利于學(xué)生時間統(tǒng)籌能力的提高。雖然綜合大實驗教學(xué)課時較多，如果學(xué)生只是按書本上的實驗步驟一步步進行實驗，那么依舊很難按時完成實驗。學(xué)生需要利用前面步驟等待時間進行后續(xù)實驗，如在《食品中水分含量的測定——直接干燥法》中的加熱和冷卻等待時間里，進行《食品中總灰分的測定》的炭化步驟；在進行《食品中總灰分的測定》的灰化步驟(一般在4小時以上)，進行玻璃儀器的清洗、相關(guān)試劑的配制和稀釋、以及《食品中鈣含量的測定》和《食品中鐵含量的測定》實驗中標準曲線的建立等，這樣穿插的實驗大大提高了學(xué)生時間統(tǒng)籌能力，學(xué)生只有合理安排時間才能順利完成實驗。此外，由于綜合大實驗教學(xué)模式實驗內(nèi)容較多，一個學(xué)生較難完成全部實驗，因此需要學(xué)生進行組隊進行實驗，這樣也有利于學(xué)生的團結(jié)合作能力的提高。

3 綜合大實驗教學(xué)模式的不足

雖然綜合大實驗教學(xué)模式具有眾多優(yōu)點，但其同樣具有動手能力較差的學(xué)生跟不上實驗進度、出現(xiàn)“吃大鍋飯”的問題。綜合大實驗教學(xué)模式把實驗的主動權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給了學(xué)生，學(xué)生在實驗操作時具有很大的自由度。由于學(xué)生是進行組隊進行實驗，自然存在同一個組里既有優(yōu)生和差生的情況。由于動手能力強、準確充分的學(xué)生實驗預(yù)習(xí)較好，對實驗原理和步驟理解較深，便可以輕松完成實驗，這樣容易導(dǎo)致動手能力差、準備不充分的學(xué)生產(chǎn)生依賴心理，認為只要跟著動手能力強、準備充分的同學(xué)做實驗就行。因此容易出現(xiàn)差生跟不上實驗進度、“吃大鍋飯”的問題。這樣對動手能力較差的這部分學(xué)生實驗?zāi)芰Φ奶岣叻浅２焕讲粍邮謱嶒災(zāi)芰υ降貌坏教岣?。此外，由于這部分學(xué)生和組里其他同學(xué)的數(shù)據(jù)是一樣的，往往出現(xiàn)實驗報告抄襲的情況。

4 綜合大實驗教學(xué)模式的改進

本文結(jié)合作者多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，針對食品專業(yè)特點，提出了應(yīng)該合理整合實驗教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化實驗教學(xué)方法、將實驗內(nèi)容與科研緊密結(jié)合，并進行課程改革，提高教學(xué)效果。作者在多年教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自帶待測樣品的實驗動手積極性要比教師提供待測樣品的積極性高很多。《食品理化分析技術(shù)實驗》課程是一門應(yīng)用性極強的實驗課程，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程也是為了解決生活和社會中的食品質(zhì)量安全問題，因此在《食品中水分含量的測定——直接干燥法》、《食品中總灰分的測定》、《食品中鈣含量的測定》和《食品中鐵含量的測定》實驗中，我們鼓勵學(xué)生自己準備樣品，如可以準備奶粉、咖啡等，測定樣品中的鈣和鐵含量，通過與食品包裝上標注的含量進行對比，判斷食品的合格與否；在《食品中脂肪含量的測定——索氏提取法》實驗中，我們也鼓勵學(xué)生自帶薯片等，驗證薯片等油炸食品高脂肪易增肥的說法。此外，為了避免動手能力較差這部分學(xué)生產(chǎn)生依賴心理和惰性，教師鼓勵學(xué)生之間自主組隊進行實驗，并且每次實驗進行動態(tài)調(diào)整，充分調(diào)動學(xué)生的動手積極性。

5 結(jié) 語

《食品理化分析技術(shù)實驗》是食品專業(yè)非常重要的一門實驗課程，綜合大實驗教學(xué)具有實驗安排自由、課程內(nèi)容豐富、有利于學(xué)生時間統(tǒng)籌能力的提高等優(yōu)點，但是又存在差生跟不上實驗進度、“吃大鍋飯”的不足，這些都應(yīng)該引起教師和學(xué)生足夠的重視，合理整合實驗教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化實驗教學(xué)方法，將實驗內(nèi)容與探索實驗緊密結(jié)合，不斷提高和改進實驗教學(xué)，提高學(xué)生實際動手能力，最終為社會培養(yǎng)實用性食品人才。