何堅 翟海燕

【摘 要】本文闡述食品質(zhì)檢專業(yè)引入設(shè)計性實驗的必要性，從設(shè)計性實驗的計劃與準備、方案的確定與實施、實驗數(shù)據(jù)分析、成果展示、考核等方面論述設(shè)計性實驗教學在食品綜合檢驗技術(shù)課程中的應(yīng)用步驟，并以“‘五毛食品是否安全—— 低價辣條食品安全性探討”課題為例介紹設(shè)計性實驗的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計性實驗 食品質(zhì)檢專業(yè) 實踐教學 食品綜合檢驗技術(shù)課程 應(yīng)用

設(shè)計性實驗是指結(jié)合課程教學相關(guān)內(nèi)容而進行的一種由學生主導完成的探索性實驗。其特點是實驗內(nèi)容的探研性與學生學習的主動性、合作性;其目的是培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性科學思維、開拓創(chuàng)新和團隊協(xié)作意識，激發(fā)學生的參與性和創(chuàng)造性，提高學生分析問題、解決問題和綜合應(yīng)用知識的能力，提升學生綜合素養(yǎng)。本文以食品綜合檢驗技術(shù)課程為例，探討設(shè)計性實驗在食品質(zhì)檢專業(yè)實踐教學中應(yīng)用。

一、食品質(zhì)檢專業(yè)引入設(shè)計性實驗的必要性

實踐教學是職業(yè)學校培養(yǎng)合格人才的基本環(huán)節(jié)，在學生能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提高方面有其獨特的作用。食品質(zhì)檢專業(yè)是一個實踐性很強的應(yīng)用型專業(yè)，在實際生產(chǎn)中，食品質(zhì)量的控制與監(jiān)測是全過程的，食品質(zhì)檢工作者必須面對食品生產(chǎn)原料的多樣性和特殊性、食品品質(zhì)的安全性、食品品種的多樣性，以及食品質(zhì)量檢測的復雜性等情況，必須具備較為全面的食品生產(chǎn)專業(yè)知識和食品質(zhì)檢專門技能。而這些知識僅僅通過課堂和小型實驗?zāi)M遠遠不能讓學生有效地掌握，必須有針對性地進行真正的實踐訓練。在傳統(tǒng)的教學體系中，實踐課作為課堂講授理論課程的依附或陪襯，實驗內(nèi)容也多以演示型和理論驗證為主，與食品企業(yè)的生產(chǎn)實踐脫節(jié)，不能滿足培養(yǎng)學生創(chuàng)新和實際應(yīng)用能力的要求，遠遠達不到食品質(zhì)檢專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。因此，有必要將設(shè)計性實驗應(yīng)用于食品質(zhì)檢專業(yè)實踐教學中。

學生在設(shè)計性實驗教學中可以根據(jù)自己的興趣選擇實驗課題，可以全程參與實驗檢驗標準的確定、實驗過程的設(shè)計、實驗材料的準備，以及實驗結(jié)果的分析，徹底將以往以老師為主的實踐教學模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔蠋熞龑АW生自主探索思考的創(chuàng)新性實踐教學模式。設(shè)計性實驗教學不但加深了學生對實驗原理的理解，而且鍛煉了學生的綜合思維能力，在培養(yǎng)具有實踐操作能力及科學思維能力的創(chuàng)新型、實用型人才方面具有重要意義。

二、設(shè)計性實驗教學的應(yīng)用步驟

食品質(zhì)檢專業(yè)學生在完成分析化學、微生物學、食品營養(yǎng)與保藏、食品安全學等專業(yè)基礎(chǔ)課程的學習后，已經(jīng)接受了 1～2 個學期及以上的基本實驗訓練，比較系統(tǒng)地掌握了食品檢驗相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程理論知識和實驗基本操作技能，具備了一定的實驗數(shù)據(jù)分析能力。在此基礎(chǔ)上，教師可以根據(jù)專業(yè)課程特點開展設(shè)計性實驗教學，安排學生進行一些難度較大的，具有綜合性、設(shè)計性及自主性特征的設(shè)計性實驗。本文以食品綜合檢驗技術(shù)課程為例，論述設(shè)計性實驗的具體操作步驟。

（一）設(shè)計性實驗的計劃與準備

1.以小組形式開展設(shè)計性實驗。學生自由組合的方式確定設(shè)計性實驗小組，每組 3～4 人。以小組的形式開展設(shè)計性實驗，既有利于培養(yǎng)學生的團隊合作精神，又有利于能力強的同學幫扶能力差的同學，小組成員共同進步。通過評分體系鼓勵成員間既合作又競爭。

2.確定范圍，自主選題。每個設(shè)計性實驗小組在經(jīng)過小組成員討論并與指導教師溝通交流的基礎(chǔ)上，自主確定一個研究課題。所選課題必須與食品行業(yè)相關(guān)，且能運用所學食品檢驗相關(guān)技術(shù)進行論證，從而保證設(shè)計性實驗教學的針對性和有效性。

鼓勵學生從生活、生產(chǎn)實踐、學習中發(fā)現(xiàn)問題，并把這些問題準確表述出來，作為本小組的設(shè)計性實驗的研究選題。例如，有一段時間網(wǎng)絡(luò)上熱烈討論學校校園周邊低價零食的衛(wèi)生問題，有一組學生對這個問題很感興趣，經(jīng)討論后確定了“‘五毛食品是否安全—— 低價辣條食品安全性探討”作為設(shè)計性實驗的研究選題。這樣的選題既緊跟社會熱點，又貼合學生的生活，能充分調(diào)動學生的學習興趣和熱情。

3.規(guī)定各個時間節(jié)點。設(shè)計性實驗的實施計劃要在課程開始階段讓學生熟知，特別是要明確設(shè)計性實驗的可行性答辯及成果展示這兩個時間節(jié)點。這樣有利于學生在課程的開始階段就帶著任務(wù)思考與選題相關(guān)的問題，確保設(shè)計性實驗教學能按時完成。

（二）設(shè)計性實驗實施方案的確定

1.查閱相關(guān)資料。學生選好課題后，教師可以安排1周左右的時間讓學生進行查閱相關(guān)資料（標準）的工作，并安排預(yù)留教師與學生溝通和探討的時間，要求學生在小組中相互學習和交流，增強學生對課題的理解，開闊視野，確保學生有目的地查閱文獻并獲取正確的資料（如正確的產(chǎn)品標準和技術(shù)標準），為設(shè)計性實驗方案的初步形成奠定堅實的基礎(chǔ)。

例如在“‘五毛食品是否安全—— 低價辣條食品安全性探討”這個設(shè)計性實驗中，需要查找辣條這種食品的產(chǎn)品標準，從而確定相關(guān)檢驗項目和指標。該小組學生通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)：辣條曾由原國家食品藥品管理總局發(fā)文歸類在調(diào)味面制品類別，且沒有國家標準，大部分的企業(yè)執(zhí)行的是企業(yè)標準。最后，學生采用了重慶市地方標準《DBS50/028—2017 食品安全地方標準 調(diào)味面制品》作為設(shè)計性實驗的依據(jù)。通過相關(guān)資料的查找，學生提高了查閱文獻并獲取正確的資料的能力。

2.設(shè)計實驗及研究方案?；谝延械膶嶒灄l件，在廣泛查閱文獻的基礎(chǔ)上根據(jù)各自小組的選題，對所查閱的文獻資料進行歸納總結(jié)，比較各種實驗方案并初步確定最佳方案，方案內(nèi)容主要包括課題名稱，實驗小組成員，課題研究的目的和意義，實驗所需試劑與器材，實驗主要的標準、方法與操作步驟，實驗計劃進度等。

例如在“‘五毛食品是否安全—— 低價辣條食品安全性探討”這個設(shè)計性實驗中，學生在明確課題名稱和研究目的、意義后，經(jīng)過討論和根據(jù)學校的實驗設(shè)備等具體情況，選擇菌落總數(shù)和大腸菌群兩個確保食品最基本衛(wèi)生安全的微生物指標作為檢驗項目，根據(jù)《DBS50/028—2017 食品安全地方標準 調(diào)味面制品》確定所需的實驗試劑和器材，設(shè)計采樣、實驗、分析等方法和步驟，最后制定詳細的實驗方案。

3.進行設(shè)計性實驗方案可行性答辯。為了保證設(shè)計性試驗的最終的效果，需要結(jié)合實際情況，進行設(shè)計性實驗方案可行性的論證。各小組設(shè)計出科學合理的實驗方案后要制作成PPT，參與專門組織的設(shè)計性實驗方案可行性答辯會，面對指導教師和其他小組同學針對本組設(shè)計性實驗方案提出的問題，小組成員需要進行討論并回答，最后根據(jù)指導教師的意見進行整改，合格的設(shè)計性實驗方案才能進入實施階段。

設(shè)計性實驗可行性答辯的環(huán)節(jié)不但能確保實驗方案的合理性、科學性和可行性，完善設(shè)計性實驗的方案，而且通過師生間的反復討論，進一步加深學生對自己設(shè)計性實驗方案的理解，豐富學生知識，提升學生的實驗?zāi)芰?。例如在“‘五毛食品是否安全—?低價辣條食品安全性探討”這個設(shè)計性實驗的可行性答辯中，指導老師要重點提醒學生注意樣品采樣的代表性、實驗過程中的無菌操作和實驗結(jié)果分析的科學性，指導和幫助學生提高設(shè)計性實驗的可行性，促進學生學習能力和實驗?zāi)芰Φ奶嵘?/p>

（三）設(shè)計性實驗方案的實施

設(shè)計性實驗就是讓學生自己去發(fā)現(xiàn)問題，主動去尋找答案，是替代傳統(tǒng)的學生被動接受知識的實踐教學模式。設(shè)計性實驗重在探索和實踐的過程，而不是只注重答案本身。因此，設(shè)計性實驗方案的實施是確保設(shè)計性實驗教學效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在設(shè)計性實驗方案的實施過程中，需要注意以下幾個原則。

1.嚴格按照方案實施設(shè)計性實驗，減少實驗誤差。學生應(yīng)根據(jù)本小組已經(jīng)完善后的實驗方案，準備好儀器和藥品，根據(jù)既定的試驗方案，嚴格依據(jù)實驗計劃進度、實驗步驟進行實驗操作，特別要注意相關(guān)標準的正確理解，以及嚴格按照標準規(guī)定的操作流程與要求進行實驗，減少實驗誤差，確保設(shè)計性實驗的完成度和準確性。

2.發(fā)揮學生的主體作用，增強學生團隊協(xié)作意識。在設(shè)計性實驗方案的設(shè)施過程中，學生是實驗的主體，是方案實施的承擔者。在實驗中遇到反?，F(xiàn)象和問題時，教師應(yīng)鼓勵學生自己思考和分析問題，培養(yǎng)學生獨立發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。并鼓勵和引導團隊中每個成員對問題展開討論，通過集體論證后改進設(shè)計性實驗方案，增強學生團隊協(xié)作意識，讓學生成為學習的主體，變成學習的承擔者。

3.指導教師全程保駕護航，保證實驗方案順利實施。在整個設(shè)計性實驗方案實施過程中，學生雖然是主體，但是指導教師并不是完全放手不管，而應(yīng)該是對各個小組方案的實施全過程進行全面的指導和幫助。指導教師應(yīng)該承擔起組織者、引導者、參與者的責任，特別是學生在設(shè)計性實驗實施過程中遇到困難，且經(jīng)過小組討論不能找到解決問題的關(guān)鍵時，指導教師應(yīng)及時提出意見和建議，充分發(fā)揮組織者、引導者、參與者的作用，幫助學生解決方案實施中遇到的困難，保證實驗方案能夠順利實施。例如在“‘五毛食品是否安全—— 低價辣條食品安全性探討”這個設(shè)計性實驗中，學生在查找資料階段就遇到困難，沒有國家標準，也查不到企業(yè)標準，沒有辦法找到檢驗依據(jù)。指導老師在這個節(jié)點及時介入，提醒學生轉(zhuǎn)換思路，查找辣條生產(chǎn)大省的地方標準，引導和幫助學生解決設(shè)計性實驗中遇到的困難。

（四）設(shè)計性實驗的實驗數(shù)據(jù)分析

這一階段學生已按照設(shè)計性實驗方案完成了實驗操作過程，獲得了相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)。在這個階段，教師要重點指導學生運用科學合理的方法整理原始實驗數(shù)據(jù)，要求學生對照實驗方案正確地分析與處理實驗的數(shù)據(jù)，獲得相應(yīng)的實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。例如在“‘五毛食品是否安全—— 低價辣條食品安全性探討”這個設(shè)計性實驗中，學生通過實驗取得各樣品的最終檢驗數(shù)據(jù)后，需和《DBS50/028—2017 食品安全地方標準 調(diào)味面制品》中的微生物限量指標進行比對，根據(jù)標準判定檢驗結(jié)果是否合格。

當出現(xiàn)與設(shè)計性實驗方案預(yù)期結(jié)論偏差較大的情況時，教師要重點指導學生進行實驗誤差分析，反思與總結(jié)實驗過程，討論影響實驗的關(guān)鍵因素，找到設(shè)計性實驗的改進方法，進一步改進與完善設(shè)計性實驗方案，為重新進行設(shè)計性實驗做好準備。

（五）設(shè)計性實驗成果展示

在得出設(shè)計性實驗結(jié)論后，各小組通過制作PPT向其他小組及教師展示本小組設(shè)計性實驗的研究成果，重點介紹本小組在設(shè)計性實驗設(shè)計實施過程中遇到的關(guān)鍵性問題及解決辦法，并分享本組的設(shè)計性實驗研究成果，以及提出可行的優(yōu)化方案。該階段既是本組的設(shè)計性實驗的考核前展示，又為各組間的相互學習搭建了平臺。例如“‘五毛食品是否安全—— 低價辣條食品安全性探討”這個設(shè)計性實驗小組在進行設(shè)計性實驗展示時，繪制了辣條樣品菌落總數(shù)檢驗結(jié)果柱狀圖，見圖 1。

通過這樣的展示，其他組的學生一目了然看到該組的實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論：低價辣條中正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品衛(wèi)生安全基本達標，而沒有生產(chǎn)許可證的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品菌落總數(shù)超標，衛(wèi)生安全不達標。這樣的設(shè)計性實驗展示既分享了食品檢驗的相關(guān)知識點，又為學生的日常生活提供了指導。

展示結(jié)束后，各小組按照科研論文的要求和格式，書寫完整的實驗報告，并上交給教師評分存檔。

（六）設(shè)計性實驗的考核

引入設(shè)計性實驗教學的課程必須設(shè)置有別于傳統(tǒng)實踐教學的考核方式，根據(jù)立項選題、實驗方案設(shè)計及答辯、實驗實施過程及設(shè)計性實驗匯報展示、實驗報告進行綜合評價，加大設(shè)計性實驗的課程分數(shù)所占比例，充分調(diào)動學生的主動性與積極性，提高學生的參與度。設(shè)計性實驗考核方式如下。

1.總分 100 分，由導師評分和學生評分兩部分組成。其中，導師評分分值為 50 分，學生評分分值為 50 分。

2.學生評分分值 50 分，由小組互評分、組員互評分和組員自評分組成。其中，小組互評分滿分 25 分，組員互評分滿分 15 分，組員自評分滿分 10 分。

3.小組互評分為其他小組根據(jù)該小組的成果展示情況給該小組評分的平均分（本小組不參與自己小組的打分），組員互評分為本小組成員按每個組員在設(shè)計性實驗中的貢獻值給每個組員的評分的平均分（組員不參與給自己的評分）。

4.每個小組給其他小組的小組互評分分數(shù)不能相同，最小差距要有 0.5 的分值;小組成員之間的互評分數(shù)亦不能相同，最小差距要有 0.5 的分值。

三、設(shè)計性實驗教學應(yīng)用的反思

第一，設(shè)計性實驗對學生提出更高的要求。設(shè)計性實驗教學的應(yīng)用對學生提出了更高的要求，從學生思考的邏輯性和條理性、創(chuàng)新能力、理論知識的掌握程度與綜合應(yīng)用能力、資料的收集整理與分析選擇能力、操作的規(guī)范性、團隊的合作精神等方面都提出了比常規(guī)性實驗更高的要求。學生能力的欠缺會直接影響到實際的實驗效果，指導教師必須全面了解學生的實際情況，在整個設(shè)計性實驗過程中對不同的學生進行有針對性的指導，確保設(shè)計性實驗教學的順利開展。

第二，設(shè)計性實驗對于指導教師是一個新的挑戰(zhàn)。教師在整個設(shè)計性實驗教學的過程中不但需要分析學生的實驗方案，審核設(shè)計性實驗的可行性，而且要指出其中的不足并且提出完善的建議。教師既要具備扎實的專業(yè)知識和實驗技能功底，又要通過不斷學習充實和提高自己，及時了解本領(lǐng)域內(nèi)最新知識動態(tài)，保證學生順利完成設(shè)計性實驗。除此之外，教師還需要具備現(xiàn)代化教學的技能，在PPT制作、電腦軟件應(yīng)用等方面給予學生指導。因此，指導教師專業(yè)能力水平和綜合素養(yǎng)直接影響到設(shè)計性實驗的教學效果。

第三，設(shè)計性實驗需要實驗室建設(shè)的及時跟進。設(shè)計性實驗?zāi)軌蛴行нM行與實驗室條件是分不開的。為了滿足設(shè)計性實驗開展基本要求，學校需要在實驗材料、設(shè)備、實驗室整體上加大資金投入，并開放學校實驗室，從而確保設(shè)計性實驗教學的順利進行。

【參考文獻】

[1]翟海燕，林 征.食品質(zhì)量檢驗[M].北京：中國質(zhì)量出版社，中國標準出版社，2018

[2]丁紅勝，董軍軍，吳 平.綜合性設(shè)計性實驗的教學思路探討[J].大學物理，2007（5）

[3]袁長梅，馬麗艷.食品質(zhì)量與安全專業(yè)的實驗教學改革[J].實驗技術(shù)與管理，2010（10）

[4]王艷君，陳 盛.生物化學教學改革的實踐探索[J].生物學雜志，2012（5）

[5]陳永敢，陳川平，范平杰，等.微生物學設(shè)計性實驗教學的探索[J].生物技術(shù)世界，2016（3）

（責編 劉 影）