謝中國，王芙蓉　(湖南文理學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，湖南常德 415000)

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應(yīng)用型本科食品類專業(yè)儀器分析教學(xué)改革探索與實(shí)踐

謝中國，王芙蓉(湖南文理學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，湖南常德 415000)

摘要儀器分析是應(yīng)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(chǔ)課程。為了適應(yīng)應(yīng)用型本科的轉(zhuǎn)型和發(fā)展需要，從加強(qiáng)課程建設(shè)、創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段，以及改革課程考試方法等方面著手進(jìn)行課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，提升教學(xué)效果。強(qiáng)調(diào)優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，精心設(shè)計(jì)課程導(dǎo)入，有機(jī)結(jié)合動(dòng)畫與視頻，結(jié)合案例式教學(xué)方法，使專業(yè)知識通俗化，以及利用網(wǎng)絡(luò)資源等。在課程考試方面應(yīng)突出學(xué)生能力考核。

關(guān)鍵詞儀器分析；食品專業(yè)；教學(xué)改革；應(yīng)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(yīng)用型本科教育是地方院校適應(yīng)市場需要的必然選擇，目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。地方院校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式需要從培養(yǎng)目標(biāo)定位、教學(xué)計(jì)劃與課程體系設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)途徑、保障系統(tǒng)等方面進(jìn)行全方位的改革[1]。應(yīng)用型本科食品類專業(yè)人才的培養(yǎng)需要不斷深化教學(xué)改革，為食品行業(yè)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)應(yīng)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(qiáng)的實(shí)踐性。食品儀器分析以“理論-實(shí)踐”一體化、行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)為特點(diǎn)，突出課程的實(shí)用性、技術(shù)性和綜合性，使學(xué)生掌握現(xiàn)代儀器分析測試技術(shù)，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(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面起著舉足輕重的作用。筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對應(yīng)用型本科食品類專業(yè)儀器分析課程進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐。

1加強(qiáng)課程建設(shè)

1.1優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容儀器分析理論教學(xué)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(xué)現(xiàn)狀大多采用“教師一言堂”。由于該課程專業(yè)性強(qiáng)，內(nèi)容枯燥乏味，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，厭學(xué)情緒嚴(yán)重，對知識的記憶不牢，未能達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。

從應(yīng)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(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、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(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合優(yōu)化，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)與重點(diǎn)，著重詳細(xì)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(shí)驗(yàn)技術(shù)方法，以及在痕量分析中應(yīng)用較多的各種聯(lián)用技術(shù)。同時(shí)增加了教材中沒有但實(shí)際生產(chǎn)中常涉及的其他內(nèi)容項(xiàng)目，如氨基酸分析儀等。從不斷更新的食品類國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等資料中豐富教學(xué)資源，參考國外優(yōu)質(zhì)適用教材和教學(xué)資源，“工學(xué)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(xué)大綱，共同編寫特色教材和有規(guī)范的實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書[2]。

儀器分析與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的有機(jī)融合實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，更使儀器分析聯(lián)用技術(shù)得到飛躍發(fā)展，這就要求儀器分析課程及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，增加先進(jìn)、前沿的儀器分析的新方法和新技術(shù)，突出學(xué)生能力培養(yǎng)，及時(shí)引入行業(yè)企業(yè)領(lǐng)域的新知識、新技能、新工藝，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與社會需求的有效銜接。

1.2強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)儀器分析是一門技術(shù)性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，只有將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，才能達(dá)到應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)，即培養(yǎng)出高層次、高技術(shù)、高技能的應(yīng)用型人才。以前主要采用的教學(xué)方式是先介紹理論部分知識，然后去合作單位見習(xí)儀器的操作步驟，學(xué)生無法直接進(jìn)行操作，收獲有限。現(xiàn)學(xué)校為加快本科轉(zhuǎn)型發(fā)展，基本配備了滿足相關(guān)專業(yè)技術(shù)技能訓(xùn)練的各種儀器設(shè)備。利用實(shí)驗(yàn)室已有的儀器設(shè)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(yàn)儀器，開設(shè)試驗(yàn)課程。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下操作相關(guān)儀器，掌握操作技術(shù)和要領(lǐng)。同時(shí)與企業(yè)、行業(yè)緊密結(jié)合，建立校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，部分學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)期能直接進(jìn)入企業(yè)實(shí)驗(yàn)室從事儀器操作。

實(shí)踐教學(xué)倡導(dǎo)從學(xué)生能力培養(yǎng)、工作實(shí)際需要出發(fā)，將“以能力為目標(biāo)，任務(wù)或項(xiàng)目為載體，構(gòu)建學(xué)習(xí)情境，學(xué)生為主體”作為課程改革的突破口，以導(dǎo)向?yàn)橹?，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新意識，促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，使獲得知識與技能的過程也成為理解儀器分析、進(jìn)行科學(xué)探究、聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際和形成科學(xué)價(jià)值觀的過程[3]。

通過綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)，結(jié)合社會熱點(diǎn)問題安排分析任務(wù)。學(xué)生根據(jù)分析對象的物化特性，結(jié)合已經(jīng)學(xué)習(xí)的理論，從分析方法和分析條件等方面制訂出合適的實(shí)驗(yàn)方案，并最終實(shí)現(xiàn)檢測。如當(dāng)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(shí)訓(xùn)項(xiàng)目作為載體，在每一個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中幫助學(xué)生獲取經(jīng)驗(yàn)性知識，并滲透理論知識的講授。在完成數(shù)個(gè)任務(wù)的基礎(chǔ)上，再拓展相關(guān)技術(shù)理論知識，最后以技術(shù)理論知識指導(dǎo)各個(gè)綜合項(xiàng)目的完成。這種開放性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課中的角色由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

鑒于實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)的限制，本科生實(shí)際操作儀器的機(jī)會十分有限，不利于學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)行本科生導(dǎo)師制，實(shí)驗(yàn)室開放制度以來，通過對實(shí)驗(yàn)室的改造，建立電子門卡制度，增加視頻監(jiān)視等措施，為實(shí)驗(yàn)室開放創(chuàng)造了條件。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，依托大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目和創(chuàng)業(yè)孵化項(xiàng)目，獨(dú)立設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究，提高了動(dòng)手能力和科學(xué)研究能力，而且可以充分鍛煉獨(dú)立思考問題、分析問題和解決問題的科學(xué)思維能力，培養(yǎng)協(xié)作精神。

2創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段

2.1精心設(shè)計(jì)課程導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣“工欲善其事，必先利其器”。儀器分析課程站立于科學(xué)的前沿，搭建理論與現(xiàn)實(shí)的橋梁，感知科技的強(qiáng)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(guān)的現(xiàn)象，如引起全社會高度關(guān)注的食品“塑化劑”超標(biāo)事件，以實(shí)用性為亮點(diǎn)，引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的求知欲。學(xué)以致用，讓學(xué)生深刻體會到這門課程對將來參加科學(xué)研究或具體實(shí)際工作都大有裨益。

精彩的課堂導(dǎo)入是上好一堂課的良好開始，能否恰當(dāng)?shù)匾胄抡n將直接影響教學(xué)效果，也與能否激起學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生探索的積極性密切相關(guān)[4]。在講述色譜的分離原理時(shí)，可以從“運(yùn)動(dòng)員在同一起跑線起跑，卻在不同時(shí)間到達(dá)終點(diǎn)；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(gè)方面設(shè)計(jì)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(dá)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(dòng)畫，讓學(xué)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(shí)，以中國科學(xué)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(xué)獎(jiǎng)的新聞講起，從如何測出“青蒿素”這個(gè)分子的分子量進(jìn)行課程引入，這就需要?jiǎng)佑酶叨说默F(xiàn)代儀器——有機(jī)質(zhì)譜儀。

2.2動(dòng)畫與視頻有機(jī)結(jié)合，提高教學(xué)效果許多概念需要通過動(dòng)態(tài)過程才能得到準(zhǔn)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(dǎo)致學(xué)生對儀器結(jié)構(gòu)性能的認(rèn)識比較膚淺。將視頻和動(dòng)畫穿插于課程的講授中可使學(xué)生更容易理解其中的原理和結(jié)構(gòu)。動(dòng)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(qiáng)化學(xué)生的直覺思維，加深學(xué)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(xué)生的感性認(rèn)識和理性認(rèn)識完美結(jié)合起來，從而讓學(xué)生能夠深刻理解，融會貫通，也使課堂教學(xué)因融入信息技術(shù)而富有現(xiàn)代氣息，有聲有色。

2.3采用案例式教學(xué)方式改革教學(xué)方法，以案例教學(xué)全面帶動(dòng)啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)，做到“教、學(xué)、做、評”一體化。教學(xué)內(nèi)容越來越多地引入一些與現(xiàn)實(shí)社會關(guān)注熱點(diǎn)相關(guān)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(diǎn)，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)的重要性，也照顧到社會實(shí)踐內(nèi)容。創(chuàng)設(shè)問題情境，開展新穎互動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生掌握“關(guān)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(gè)現(xiàn)象進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，進(jìn)而解釋色譜柱的柱效和流速的關(guān)系。

2.4專業(yè)知識通俗化的教學(xué)通俗化教學(xué)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(xué)生聽起來易懂，能收到較好的教學(xué)效果。教師的語言要準(zhǔn)確、生動(dòng)、形象、鮮明，最好還要幽默、詼諧，具有啟發(fā)性、引導(dǎo)性。例如在講述色譜的速率理論時(shí)，可以舉一個(gè)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(xì)色譜柱相同的線速度/分析速度。這樣類比的解釋方法，學(xué)生聽起來易懂，教學(xué)效果顯著。

2.5積極發(fā)揮“雙師型”教學(xué)模式應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生專注于技術(shù)應(yīng)用方面，這就需要“雙師型”教師的指導(dǎo)。要強(qiáng)化教師這方面的知識，采用“走出去”、“引進(jìn)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(jìn)行更新?lián)Q代；“引進(jìn)來”即引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)方面的專家來傳授相關(guān)的知識和技術(shù)，來自企業(yè)的兼職教師把實(shí)踐中的新知識、新技術(shù)和新問題融入教學(xué)中，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。近年來，湖南文理學(xué)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(guān)系，為“雙師型”教師培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

針對食品專業(yè)的特點(diǎn)，選擇性地邀請食品生產(chǎn)企業(yè)、檢驗(yàn)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(xué)生講授具體的案例教學(xué)。建議科研應(yīng)主要偏重應(yīng)用，科研項(xiàng)目應(yīng)專注于解決現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的實(shí)際問題。加強(qiáng)高校與企業(yè)聯(lián)合申報(bào)科研項(xiàng)目，同時(shí)在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，讓學(xué)生積極參與到項(xiàng)目中來，強(qiáng)化對學(xué)生的培養(yǎng)和鍛煉[6]。校企合作指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，依托合作教育項(xiàng)目，聘請業(yè)界導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生完成“真實(shí)課題”，有效實(shí)現(xiàn)“應(yīng)用型”綜合訓(xùn)練。

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

2.7教學(xué)相長多運(yùn)用師生互動(dòng)的學(xué)習(xí)方法；讓學(xué)生走向講臺，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自主性。某學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)用氣相色譜檢測甜蜜素，課堂上邀請?jiān)搶W(xué)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(xué)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(xué)嘗試，均取得良好的教學(xué)效果。

3改革課程考試方法

改進(jìn)評價(jià)方式，突出學(xué)生能力考核。探索建立靈活多樣的考核評價(jià)方式，如開卷、閉卷、技能測試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等[8]。該課程理論知識考核采用課堂提問、課堂練習(xí)、作業(yè)、研究性習(xí)題，輔以學(xué)習(xí)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(yīng)用為主，著力避免“死記硬背才能得高分”的現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。參照職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)，精心設(shè)計(jì)操作技能考核評分表，在完成每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的訓(xùn)練后，要求學(xué)生按照評分標(biāo)準(zhǔn)自檢、互檢、教師檢，從而保證公平、公正地進(jìn)行評價(jià)。以實(shí)際工作

為背景選擇任務(wù)，學(xué)生自行設(shè)計(jì)并實(shí)施任務(wù)的方案，記錄試驗(yàn)、調(diào)查和資料收集篩選的結(jié)果，注重學(xué)生自我積累考核證據(jù)。

4結(jié)語

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

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中圖分類號S-01

文獻(xiàn)標(biāo)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(dòng)物營養(yǎng)與飼料研究。

基金項(xiàng)目湖南文理學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目(JGYB1432)。