食品分析和儀器分析課程教學(xué)融合改革

馬小媛 王周平

食品分析和儀器分析是食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全兩個專業(yè)本科生的核心課程。食品分析課程側(cè)重理論和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，要求學(xué)生熟悉物理、化學(xué)、生物、化學(xué)等基本知識，掌握應(yīng)用各種技術(shù)和方法，并能對原料、輔助材料、半成品及成品進(jìn)行檢驗(yàn)。儀器分析課程要求學(xué)生掌握分析儀器的基本原理、基本結(jié)構(gòu)，了解定性與定量方法及數(shù)據(jù)的分析處理。通過學(xué)習(xí)這兩門課程，學(xué)生能夠根據(jù)食品樣品基質(zhì)的性質(zhì)和待測物的特性，選擇合理的分析方法和合適的檢測儀器，并具備對檢測結(jié)果進(jìn)行有效分析的能力，能夠?yàn)閷W(xué)生今后從事食品生產(chǎn)、科學(xué)研究、食品監(jiān)控管理等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著分析儀器的飛速發(fā)展，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在線上教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，如何讓學(xué)生把食品分析和儀器分析兩門課程的內(nèi)容融會貫通，利用更先進(jìn)的儀器分析方法解決食品分析中的實(shí)際問題，同時充分利用互聯(lián)網(wǎng)的線上資源優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)線上線下資源互補(bǔ)，以更好地培養(yǎng)食品領(lǐng)域的應(yīng)用型人才，成為教師關(guān)注的熱點(diǎn)話題。本文首先分析了兩門課程教學(xué)中存在的問題，然后提出了教學(xué)改革措施，以期提升教學(xué)效果，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

一、食品分析和儀器分析

課程教學(xué)中存在的問題

1.教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)、剝離?；谂囵B(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才的需求，食品分析和儀器分析是兩門相輔相成的課程，理論與實(shí)驗(yàn)總學(xué)時數(shù)有限，教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度卻持續(xù)加強(qiáng)，如何在有限的學(xué)時內(nèi)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合是亟需解決的關(guān)鍵問題。這就需要在食品分析課程的教學(xué)過程中更多地融入儀器分析的內(nèi)容，以支撐培養(yǎng)食品工程人才的知識框架。

2.教學(xué)資源匱乏。傳統(tǒng)教學(xué)以任課教師主講課本知識、學(xué)生被動接受為主，隨著互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字媒體的發(fā)展，涌現(xiàn)出越來越多的優(yōu)質(zhì)課程資源及教學(xué)平臺，如慕課平臺、線上課程、微視頻、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目等，學(xué)習(xí)的模式和途徑更加豐富。如何精選課程學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，從多維度、多角度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，是需要任課教師進(jìn)一步探究的主要問題。

3.學(xué)生缺乏與時俱進(jìn)的實(shí)操訓(xùn)練。儀器是分析的手段，食品營養(yǎng)元素和有毒有害物質(zhì)是分析的對象。現(xiàn)如今，相關(guān)質(zhì)檢部門大多采用先進(jìn)的儀器分析方法，但學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課程仍然采用傳統(tǒng)的理化檢測方法，實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練與市場的監(jiān)管技術(shù)手段脫節(jié)，學(xué)生在校時不能接受先進(jìn)的儀器操作訓(xùn)練，難以滿足市場工作崗位對人才的技能需求。

二、食品分析和儀器分析

課程教學(xué)的改革措施

1.教學(xué)內(nèi)容的融合。在江南大學(xué)食品學(xué)院最新版的《食品專業(yè)人才培養(yǎng)方案》修訂中，儀器分析和食品分析課程均要求學(xué)生具備“問題分析和使用現(xiàn)代工具”的能力，這就需要教師融合食品分析和儀器分析兩門課程的相關(guān)內(nèi)容。新儀器的開發(fā)是為分析問題服務(wù)的，能夠使食品分析更加便捷；同時，在食品分析檢測過程中出現(xiàn)的新問題也能促進(jìn)儀器的不斷更新。傳統(tǒng)的食品分析課程介紹的理化檢測方法（包括酸堿滴定、氧化還原顯色等）老舊、耗時，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度均無法保證。現(xiàn)如今，包括色譜分析方法、光譜分析方法、質(zhì)譜分析方法在內(nèi)的儀器分析方法占據(jù)市場主導(dǎo)地位，在食品分析的各個領(lǐng)域均顯示出強(qiáng)大的檢測能力，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、靈敏度、時效性均不斷提升，這導(dǎo)致學(xué)校的課堂教學(xué)與檢測市場現(xiàn)狀脫節(jié)的問題日益突出。

為了改變這一現(xiàn)狀，教師應(yīng)整合兩門課程的相關(guān)內(nèi)容，更多地融入現(xiàn)代儀器分析的方法，通過實(shí)例對比突出儀器分析的方法的優(yōu)勢。比如，檢測礦物質(zhì)元素中鈣離子的高錳酸鉀滴定法、檢測鐵離子的硫氰酸鹽比色法，檢測耗時長且穩(wěn)定性差。而現(xiàn)代化的電感耦合等離子體質(zhì)譜法可以一次性檢測食品樣品中的多種離子，操作方便、結(jié)果準(zhǔn)確度高。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，分析儀器的基本原理和應(yīng)用等內(nèi)容不斷更新，理論與實(shí)際需要更好地對接教學(xué)。為此，教師應(yīng)建立儀器分析方法在食品分析中的應(yīng)用案例庫，從而讓學(xué)生能夠站在食品行業(yè)發(fā)展的最前沿，掌握最新的分析檢測技術(shù)，同時將學(xué)生的發(fā)展與食品學(xué)科的發(fā)展緊密結(jié)合，進(jìn)而培養(yǎng)具有實(shí)踐應(yīng)用型能力的食品專業(yè)人才。

2.教學(xué)模式的整合。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展為學(xué)習(xí)資源的開發(fā)提供了強(qiáng)大的服務(wù)保障。為提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)食品專業(yè)學(xué)生對儀器分析和食品分析兩門課程學(xué)習(xí)的積極性并保障學(xué)習(xí)效果，教師可以引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺和案例式教學(xué)等教學(xué)模式。

目前，江南大學(xué)食品學(xué)院的儀器分析和食品分析兩門課程均采用慕課平臺，任課教師在授課過程中，通過選擇優(yōu)質(zhì)的校內(nèi)外慕課資源，并結(jié)合學(xué)院教學(xué)中心新建的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，建立了“基礎(chǔ)性-綜合性-探索性”三大層次的“教學(xué)互進(jìn)系統(tǒng)”，從而更好地銜接大一、大二基礎(chǔ)課及大三、大四專業(yè)課程的內(nèi)容，使學(xué)生能夠適應(yīng)從基礎(chǔ)教育向?qū)I(yè)教育的轉(zhuǎn)變。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目則打破了時空局限，為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的空間和開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生在虛擬仿真平臺上可以進(jìn)行各種大型儀器的拆分，不僅能為實(shí)驗(yàn)室實(shí)景操作奠定基礎(chǔ)，更有利于將來在工作中應(yīng)用各種食品檢測技術(shù)。這種教學(xué)方式既克服了儀器設(shè)備不足的問題，又延伸了教學(xué)的廣度和深度，拓寬了學(xué)生視野，充分達(dá)到了教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的目的，也有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。

在教學(xué)過程中，教師改變了原來過多陳述性、單純的原理和數(shù)據(jù)分析部分的內(nèi)容，而是把儀器結(jié)構(gòu)、檢測原理等知識點(diǎn)融入一系列食品質(zhì)量、食品安全檢測的典型研究案例中。以典型范例或研究案例設(shè)計(jì)探究性課堂教學(xué)，這種方式有利于學(xué)生增強(qiáng)對課程內(nèi)容的理解和掌握，使其更快更好地適應(yīng)新環(huán)境，從而培養(yǎng)食品專業(yè)應(yīng)用型工程人才。

3.教學(xué)方法的設(shè)計(jì)。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們倡導(dǎo)將具體的教學(xué)任務(wù)置于循序漸進(jìn)的實(shí)際問題解決情境中來完成，即先向?qū)W生拋出問題，然后針對各項(xiàng)具體任務(wù)展開教學(xué)，接著展示如何將學(xué)到的具體知識運(yùn)用到解決問題或完成整體任務(wù)的過程中。具體包括：聚焦問題、激發(fā)興趣；激活舊知、引導(dǎo)入門；論證新知、啟發(fā)教學(xué)；應(yīng)用新知、輔導(dǎo)練習(xí)；融會貫通、考察應(yīng)用五個方面。

比如，在食品分析課堂中，首先應(yīng)聚焦傳統(tǒng)的檢測方法有哪些弊端，在實(shí)際的樣品檢測中存在哪些問題，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析方法的興趣。其次，帶領(lǐng)學(xué)生熟練掌握食品主要成分的物理化學(xué)性質(zhì)，然后借助多媒體教學(xué)手段展示、論證新的儀器分析方法在食品分析中的應(yīng)用。再次，通過實(shí)際樣品分析，提高學(xué)生將所學(xué)的儀器分析方法應(yīng)用于解決實(shí)際食品樣品分析的能力。最后，將所學(xué)方法融會貫通，比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，進(jìn)行有效的質(zhì)疑、反思和辨析。同時，將課程思政融入課堂教學(xué)與實(shí)踐中，讓食品專業(yè)的學(xué)生真正明白“民以食為天，食以安為先”的道理，明白所學(xué)的專業(yè)知識對食品行業(yè)、人民群眾生命安全的重要性，從而在遇到實(shí)際樣品分析案例時，能夠選擇最優(yōu)的儀器分析方法達(dá)成目標(biāo)，并鼓勵學(xué)生在實(shí)際情境中不斷改進(jìn)和探索新的分析方法。

4.教學(xué)評價的改進(jìn)。教學(xué)評價是以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)制定科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，然后對教學(xué)活動的過程及結(jié)果進(jìn)行評價。在教學(xué)中，我們開展的評價機(jī)制包括診斷性評價、形成性評價和總結(jié)性評價。在教學(xué)伊始，即對學(xué)生所掌握的食品分析的知識框架、實(shí)驗(yàn)技能等狀況進(jìn)行預(yù)測。在教學(xué)活動過程中，針對每一個知識點(diǎn)，通過課堂提問、小測驗(yàn)、課后作業(yè)等形式，隨時動態(tài)地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課程結(jié)束后，綜合教學(xué)各個環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和考核指標(biāo)進(jìn)行總結(jié)性評價。每種評價方式始終突出學(xué)生的主體地位，評價學(xué)生理解應(yīng)用新知識的能力，關(guān)注他們的學(xué)習(xí)過程、成果及課程結(jié)束后的學(xué)習(xí)效果，最終通過學(xué)生的發(fā)展?fàn)顩r反映教學(xué)質(zhì)量。

目前，食品行業(yè)對應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才有大量的需求，食品分析和儀器分析兩門課程都重在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和實(shí)際應(yīng)用技能，將兩者的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行融合，并開展線上線下教學(xué)，能夠提升教學(xué)效果，為食品行業(yè)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的應(yīng)用型人才。

基金項(xiàng)目：江南大學(xué)2021年本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目-教師卓越工程項(xiàng)目“以學(xué)生發(fā)展為核心的儀器分析與食品分析課程教學(xué)融合改革研究”（JG2021165）。

作者簡介：馬小媛（1983-），女，漢族，江蘇南京人，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)與工程、食品安全。

王周平（1974-），男，漢族，陜西寶雞人，教授，博士，研究方向?yàn)槭称钒踩c控制。