謝中國，王芙蓉　(湖南文理學院生命科學學院，湖南常德 415000)

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應用型本科食品類專業(yè)儀器分析教學改革探索與實踐

謝中國，王芙蓉(湖南文理學院生命科學學院，湖南常德 415000)

摘要儀器分析是應用型本科食品類專業(yè)人才培養(yǎng)的一門重要專業(yè)基礎課程。為了適應應用型本科的轉(zhuǎn)型和發(fā)展需要，從加強課程建設、創(chuàng)新教學方法和教學手段，以及改革課程考試方法等方面著手進行課程的教學改革與實踐，提升教學效果。強調(diào)優(yōu)化理論教學內(nèi)容，強化實踐教學環(huán)節(jié)，精心設計課程導入，有機結(jié)合動畫與視頻，結(jié)合案例式教學方法，使專業(yè)知識通俗化，以及利用網(wǎng)絡資源等。在課程考試方面應突出學生能力考核。

關鍵詞儀器分析；食品專業(yè)；教學改革；應用型本科

Teaching Reform and Practice of Instrumental Analysis for Food Science Specialty in Application-oriented Universities

XIE Zhong-guo, WANG Fu-rong

(College of Life Science, Hunan University of Arts and Science, Changde, Hunan 415000)

AbstractInstrumental analysis is an important foundation course for food science specialty in application-oriented universities. In order to meet the needs of application-oriented transformation and development, the teaching reform and practice were developed on the basis of strengthening curriculum development, innovating teaching methods and reforming curriculum examination. We emphasized the optimization of theoretical teaching content, intensifying the link of practical teaching, designed course introduction, organically combined with animation and video, made professional knowledge become popularization by combining with the case teaching method, and fully utilized the network resource. In the aspect of curriculum examination, we should pay attention to the ability assessment of students.

Key wordsInstrumental analysis; Specialty of food science; Teaching reform; Application-oriented universities

應用型本科教育是地方院校適應市場需要的必然選擇，目標是培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才。地方院校應用型本科人才培養(yǎng)模式需要從培養(yǎng)目標定位、教學計劃與課程體系設計、實現(xiàn)途徑、保障系統(tǒng)等方面進行全方位的改革[1]。應用型本科食品類專業(yè)人才的培養(yǎng)需要不斷深化教學改革，為食品行業(yè)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)應用型人才。

儀器分析是食品專業(yè)的主干核心課程，此課程既具有高度的抽象性，又具有很強的實踐性。食品儀器分析以“理論-實踐”一體化、行動導向教學為特點，突出課程的實用性、技術性和綜合性，使學生掌握現(xiàn)代儀器分析測試技術，具備從事儀器分析所必備的素質(zhì)、知識與技能和一定的分析問題、解決問題的能力。儀器分析課程在人才培養(yǎng)和提高學生科學素質(zhì)方面起著舉足輕重的作用。筆者結(jié)合教學經(jīng)驗，對應用型本科食品類專業(yè)儀器分析課程進行教學改革與實踐。

1加強課程建設

1.1優(yōu)化理論教學內(nèi)容儀器分析理論教學內(nèi)容涉及面廣、內(nèi)容豐富、不容易理解和掌握，傳統(tǒng)的教學現(xiàn)狀大多采用“教師一言堂”。由于該課程專業(yè)性強，內(nèi)容枯燥乏味，導致課堂氣氛沉悶，學生缺乏學習興趣，厭學情緒嚴重，對知識的記憶不牢，未能達到預期教學效果。

從應用型本科食品專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)方向看，主要是從事食品生產(chǎn)研發(fā)、分析檢測以及質(zhì)量控制等工作。這些工作所涉及的儀器主要是紫外分光光度計、原子吸收分光光度計、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、質(zhì)譜儀等儀器。鑒于此，對以前多而全的教學內(nèi)容進行了整合優(yōu)化，結(jié)合專業(yè)特點與重點，著重詳細地講授了紫外-可見分子吸收光譜法、原子吸收光譜法、氣相色譜法、液相色譜法、質(zhì)譜法等的原理和實驗技術方法，以及在痕量分析中應用較多的各種聯(lián)用技術。同時增加了教材中沒有但實際生產(chǎn)中常涉及的其他內(nèi)容項目，如氨基酸分析儀等。從不斷更新的食品類國家標準和行業(yè)標準等資料中豐富教學資源，參考國外優(yōu)質(zhì)適用教材和教學資源，“工學結(jié)合”，與行業(yè)企業(yè)專家探討人才培養(yǎng)模式，制定教學大綱，共同編寫特色教材和有規(guī)范的實習、實訓、實驗指導書[2]。

儀器分析與現(xiàn)代計算機智能化技術的有機融合實現(xiàn)人機對話，更使儀器分析聯(lián)用技術得到飛躍發(fā)展，這就要求儀器分析課程及時更新教學內(nèi)容，增加先進、前沿的儀器分析的新方法和新技術，突出學生能力培養(yǎng)，及時引入行業(yè)企業(yè)領域的新知識、新技能、新工藝，實現(xiàn)教學內(nèi)容與社會需求的有效銜接。

1.2強化實踐教學環(huán)節(jié)儀器分析是一門技術性、實踐性非常強的課程，只有將理論和實踐有機結(jié)合起來，才能達到應用型本科的人才培養(yǎng)目標，即培養(yǎng)出高層次、高技術、高技能的應用型人才。以前主要采用的教學方式是先介紹理論部分知識，然后去合作單位見習儀器的操作步驟，學生無法直接進行操作，收獲有限。現(xiàn)學校為加快本科轉(zhuǎn)型發(fā)展，基本配備了滿足相關專業(yè)技術技能訓練的各種儀器設備。利用實驗室已有的儀器設備，如原子發(fā)射光譜儀、液相色譜儀、氣相色譜儀、氨基酸分析儀等試驗儀器，開設試驗課程。學生在教師的指導下操作相關儀器，掌握操作技術和要領。同時與企業(yè)、行業(yè)緊密結(jié)合，建立校內(nèi)外實習實訓基地，部分學生在生產(chǎn)實習期能直接進入企業(yè)實驗室從事儀器操作。

實踐教學倡導從學生能力培養(yǎng)、工作實際需要出發(fā)，將“以能力為目標，任務或項目為載體，構(gòu)建學習情境，學生為主體”作為課程改革的突破口，以導向為主，激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)新意識，促使學生積極主動地學習，使獲得知識與技能的過程也成為理解儀器分析、進行科學探究、聯(lián)系生產(chǎn)生活實際和形成科學價值觀的過程[3]。

通過綜合實驗設計來實現(xiàn)實踐教學，結(jié)合社會熱點問題安排分析任務。學生根據(jù)分析對象的物化特性，結(jié)合已經(jīng)學習的理論，從分析方法和分析條件等方面制訂出合適的實驗方案，并最終實現(xiàn)檢測。如當前食品安全事件“鎘大米”、“毒膠囊”、“三聚氰胺奶粉”、“瘦肉精”、“染色饅頭”、“地溝油”等。以實訓項目作為載體，在每一個實訓環(huán)節(jié)中幫助學生獲取經(jīng)驗性知識，并滲透理論知識的講授。在完成數(shù)個任務的基礎上，再拓展相關技術理論知識，最后以技術理論知識指導各個綜合項目的完成。這種開放性實驗使學生在傳統(tǒng)實驗課中的角色由被動變?yōu)橹鲃?，注重培養(yǎng)學生獨立思考的能力，啟發(fā)學生的創(chuàng)造力。

鑒于實驗課學時的限制，本科生實際操作儀器的機會十分有限，不利于學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實行本科生導師制，實驗室開放制度以來，通過對實驗室的改造，建立電子門卡制度，增加視頻監(jiān)視等措施，為實驗室開放創(chuàng)造了條件。學生在教師的指導下，依托大學生科研創(chuàng)新項目和創(chuàng)業(yè)孵化項目，獨立設計一些實驗，在實驗室進行研究，提高了動手能力和科學研究能力，而且可以充分鍛煉獨立思考問題、分析問題和解決問題的科學思維能力，培養(yǎng)協(xié)作精神。

2創(chuàng)新教學方法和教學手段

2.1精心設計課程導入，激發(fā)學生的求知欲和學習興趣“工欲善其事，必先利其器”。儀器分析課程站立于科學的前沿，搭建理論與現(xiàn)實的橋梁，感知科技的強大魅力；洞悉毫厘之間，觸摸未來奧妙的世界。通過列舉一些與生活、專業(yè)密切相關的現(xiàn)象，如引起全社會高度關注的食品“塑化劑”超標事件，以實用性為亮點，引起學生的好奇心，激發(fā)學生的求知欲。學以致用，讓學生深刻體會到這門課程對將來參加科學研究或具體實際工作都大有裨益。

精彩的課堂導入是上好一堂課的良好開始，能否恰當?shù)匾胄抡n將直接影響教學效果，也與能否激起學生的課程學習興趣、調(diào)動學生探索的積極性密切相關[4]。在講述色譜的分離原理時，可以從“運動員在同一起跑線起跑，卻在不同時間到達終點；不同的人逛同一條街，有的人需3 h，有的人卻只需30 min；使用篩子可以使不同直徑的顆粒得到較好的分離”3個方面設計課程引入，分別總結(jié)“基于速度不同；基于商店對人的吸引力；基于分子直徑與篩孔的相對大小”的結(jié)論用來闡述色譜分離的原理，以達到深入淺出的效果，然后輔以茨維特植物色素分離的經(jīng)典動畫，讓學生對色譜的分離原理有更深入的理解和把握。講述質(zhì)譜課程時，以中國科學家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)治療瘧疾的青蒿素而榮獲諾貝爾醫(yī)學獎的新聞講起，從如何測出“青蒿素”這個分子的分子量進行課程引入，這就需要動用高端的現(xiàn)代儀器——有機質(zhì)譜儀。

2.2動畫與視頻有機結(jié)合，提高教學效果許多概念需要通過動態(tài)過程才能得到準確描述，如色譜儀的物質(zhì)分離、質(zhì)譜儀的離子化過程等[5]。儀器的內(nèi)部構(gòu)造很難觀測到，導致學生對儀器結(jié)構(gòu)性能的認識比較膚淺。將視頻和動畫穿插于課程的講授中可使學生更容易理解其中的原理和結(jié)構(gòu)。動畫形象逼真，引人入勝，更適合講述儀器的原理和結(jié)構(gòu)，簡明易懂，這樣就會強化學生的直覺思維，加深學生的理解程度；視頻則用于講述儀器的操作方法和使用，兩者相得益彰，把學生的感性認識和理性認識完美結(jié)合起來，從而讓學生能夠深刻理解，融會貫通，也使課堂教學因融入信息技術而富有現(xiàn)代氣息，有聲有色。

2.3采用案例式教學方式改革教學方法，以案例教學全面帶動啟發(fā)式、討論式、參與式教學，做到“教、學、做、評”一體化。教學內(nèi)容越來越多地引入一些與現(xiàn)實社會關注熱點相關的內(nèi)容，這些例子能夠起到加深理論理解和舉一反三的作用，尊重本科教育的特點，強調(diào)基礎的重要性，也照顧到社會實踐內(nèi)容。創(chuàng)設問題情境，開展新穎互動，啟發(fā)學生掌握“關鍵案例法”的精華。如高效液相色譜柱的內(nèi)徑都是一些很零碎的數(shù)字，如4.6 mm、3.9 mm，很少見到5 mm、10 mm這種整數(shù)，以這個現(xiàn)象進行啟發(fā)式教學，進而解釋色譜柱的柱效和流速的關系。

2.4專業(yè)知識通俗化的教學通俗化教學是在課堂上用通俗的語言講解深刻的道理。抽象的名詞形象化、通俗化、淺顯化，學生聽起來易懂，能收到較好的教學效果。教師的語言要準確、生動、形象、鮮明，最好還要幽默、詼諧，具有啟發(fā)性、引導性。例如在講述色譜的速率理論時，可以舉一個生活化的例子——汽車，線速度可以理解為汽車行駛的速度；流速可以理解為汽車燒油的速度，而不同內(nèi)徑的色譜柱可以理解為不同大小的汽車，越粗的色譜柱代表著越大的汽車，要開到相同的速度，燒的油就多，所以，更粗的色譜柱需要更大的體積流速才能產(chǎn)生與細色譜柱相同的線速度/分析速度。這樣類比的解釋方法，學生聽起來易懂，教學效果顯著。

2.5積極發(fā)揮“雙師型”教學模式應用技術型大學培養(yǎng)的學生專注于技術應用方面，這就需要“雙師型”教師的指導。要強化教師這方面的知識，采用“走出去”、“引進來”的策略?！白叱鋈ァ奔唇處熒钊氲缴a(chǎn)一線，對企業(yè)的知識進行更新?lián)Q代；“引進來”即引進生產(chǎn)技術方面的專家來傳授相關的知識和技術，來自企業(yè)的兼職教師把實踐中的新知識、新技術和新問題融入教學中，有助于培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力。近年來，湖南文理學院與所在地的金健米業(yè)、陽光乳業(yè)、德山酒業(yè)、武陵酒業(yè)、匯美食品等國內(nèi)外知名食品企業(yè)建立了緊密的校企合作關系，為“雙師型”教師培養(yǎng)奠定了基礎。

針對食品專業(yè)的特點，選擇性地邀請食品生產(chǎn)企業(yè)、檢驗檢疫局、畜牧水產(chǎn)局等單位從事儀器分析檢測一線的專家來校給學生講授具體的案例教學。建議科研應主要偏重應用，科研項目應專注于解決現(xiàn)實生產(chǎn)中的實際問題。加強高校與企業(yè)聯(lián)合申報科研項目，同時在項目的實施過程中，讓學生積極參與到項目中來，強化對學生的培養(yǎng)和鍛煉[6]。校企合作指導畢業(yè)設計，依托合作教育項目，聘請業(yè)界導師指導學生完成“真實課題”，有效實現(xiàn)“應用型”綜合訓練。

2.6利用網(wǎng)絡資源，提升教學效果給學生推薦合適的網(wǎng)站和精品網(wǎng)絡課程，如島津等儀器設備廠家的網(wǎng)站涵蓋了儀器分析教育課程、應用研究、體驗中心、在線學習等欄目，可以利用網(wǎng)絡資源提高學生自主學習的能力。開展虛擬實驗教學，比如模擬液相色譜分析過程，通過調(diào)整流動相的速度，可以得到不同的出峰時間和峰形；模擬紅外光譜法測定簡單有機化合物的結(jié)構(gòu)[7]。

2.7教學相長多運用師生互動的學習方法；讓學生走向講臺，增強學習的自主性。某學生在企業(yè)實習時用氣相色譜檢測甜蜜素，課堂上邀請該學生講述氣相色譜檢測甜蜜素的前處理和氣相色譜的操作，然后讓學生自主提問，活躍課堂氣氛。另則開展儀器分析課程的慕課、微課的教學嘗試，均取得良好的教學效果。

3改革課程考試方法

改進評價方式，突出學生能力考核。探索建立靈活多樣的考核評價方式，如開卷、閉卷、技能測試、撰寫實驗報告等[8]。該課程理論知識考核采用課堂提問、課堂練習、作業(yè)、研究性習題，輔以學習態(tài)度考核、階段性考核、期末綜合性考核等多種形式組合。階段性考核和期末綜合性考核可以是閉卷、開卷、半開卷等形式，考核內(nèi)容以應用為主，著力避免“死記硬背才能得高分”的現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的綜合應用能力。參照職業(yè)技能鑒定標準，精心設計操作技能考核評分表，在完成每個實訓項目的訓練后，要求學生按照評分標準自檢、互檢、教師檢，從而保證公平、公正地進行評價。以實際工作

為背景選擇任務，學生自行設計并實施任務的方案，記錄試驗、調(diào)查和資料收集篩選的結(jié)果，注重學生自我積累考核證據(jù)。

4結(jié)語

應用型本科人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)懂理論、會技術的本科層次的應用型人才。高素質(zhì)應用型食品類專業(yè)人才在突出應用特征的同時，還要突出高素質(zhì)特征。儀器分析的課程教學除了要注重理論素養(yǎng)的培養(yǎng)外，還要注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，需要在具體的教學實踐過程中不斷研究和探索，開拓創(chuàng)新。

參考文獻

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[8] 高雪麗，郭衛(wèi)蕓，王加華，等.應用型本科院校食品專業(yè)課程體系與教學內(nèi)容改革實踐[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015 (7):79-81.

中圖分類號S-01

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)06-324-03

收稿日期2016-01-22

作者簡介謝中國(1980- )，男，湖南常寧人，講師，博士，從事水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料研究。

基金項目湖南文理學院教學改革研究項目(JGYB1432)。