現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革在食品科學(xué)專業(yè)中的重要性

張馨如+黃漫青+王宗義

（北京農(nóng)學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，北京 102206）

摘要：為進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)高素質(zhì)食品專業(yè)人才，我們?yōu)槭称废嚓P(guān)專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)了現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)儀器分析實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索。

關(guān)鍵詞：儀器分析；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；食品科學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）18-0118-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校人才培養(yǎng)過(guò)程中不可缺少的重要組成部分，能鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和創(chuàng)新能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和科學(xué)作風(fēng)，是高等學(xué)校教學(xué)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)。為進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)高素質(zhì)的食品專業(yè)人才，我們?yōu)槭称房茖W(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)了現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)儀器分析實(shí)踐課程的目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索。

一、食品科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)儀器分析課程的重要性

國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）明確指出“樹(shù)立科學(xué)的教育質(zhì)量觀，把促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會(huì)需要作為衡量教育質(zhì)量的根本標(biāo)準(zhǔn)。堅(jiān)持能力為重，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，豐富社會(huì)實(shí)踐，強(qiáng)化能力培養(yǎng)。著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力”[1]。高等學(xué)校必須重視大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供舞臺(tái)，為其后續(xù)的科研發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)代儀器分析是一門具有多學(xué)科交叉性和前沿性的科學(xué)，是集化學(xué)、物理學(xué)、生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科為一體的綜合性學(xué)科，可解決自然科學(xué)領(lǐng)域中的關(guān)鍵問(wèn)題[2，3]。食品科學(xué)專業(yè)的學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)論文研究、研究生學(xué)習(xí)和科研活動(dòng)以及將來(lái)的科研和工作中都可能接觸到很多儀器。另外，食品相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展也對(duì)食品相關(guān)人才對(duì)大型精密儀器的掌握提出了更高的要求，所以有必要為食品科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)現(xiàn)代儀器分析課程。現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)是儀器分析課程非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生能夠熟悉各種儀器的基本結(jié)構(gòu)和操作方法，理解儀器分析方法的基本原理，使學(xué)生受到系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和動(dòng)手的能力[4，5]，為將來(lái)從事與儀器分析專業(yè)有關(guān)的工作或科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、明確現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)

現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)要有明確的教學(xué)目標(biāo)，有了目標(biāo)才能設(shè)計(jì)完善的教學(xué)程序。這門實(shí)踐課程的目標(biāo)是通過(guò)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生熟練掌握各種大型儀器操作的基本技能，同時(shí)突出該實(shí)踐課程在食品科學(xué)專業(yè)中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生對(duì)儀器分析實(shí)踐課程的興趣，提高學(xué)生運(yùn)用綜合知識(shí)能力和創(chuàng)新的能力[6]。

三、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力

精選儀器分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是上好實(shí)驗(yàn)課的先決條件，采用科學(xué)合理的方法和手段組織安排儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)是順利完成實(shí)驗(yàn)課的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，增設(shè)科研型實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供個(gè)性發(fā)展、獨(dú)立思考、科學(xué)創(chuàng)新以及提高綜合實(shí)驗(yàn)技能的平臺(tái)。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，提升學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，我們根據(jù)食品科學(xué)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中充分考慮將來(lái)學(xué)生參加工作或科研項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用需求，提出與實(shí)際生活或與食品安全、生活實(shí)際以及科學(xué)研究關(guān)系密切并有待解決的實(shí)際問(wèn)題[7]，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，帶著問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。開(kāi)設(shè)高效液相色譜、氣相色譜、原子吸收光譜等一些代表性的儀器分析實(shí)驗(yàn)技術(shù)，設(shè)置了題為食用油中脂肪酸的構(gòu)成、生活用水中鈣鎂等離子的檢測(cè)、蕎麥中蘆丁含量的測(cè)定等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。針對(duì)同一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還為學(xué)生提供不同的實(shí)驗(yàn)樣品，供其自主選擇，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、自主性和探索性，能使學(xué)生懷著解決實(shí)際問(wèn)題的心態(tài)投入實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)研究解決問(wèn)題，幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科研能力。

四、開(kāi)展現(xiàn)代儀器分析專題實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的科研能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的是使學(xué)生能夠利用所掌握的儀器分析理論和實(shí)驗(yàn)技能解決實(shí)際問(wèn)題。在以前的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)教師會(huì)在實(shí)驗(yàn)前選擇好測(cè)試體系和儀器測(cè)試條件，配置好標(biāo)準(zhǔn)溶液，學(xué)生需要做的就是簡(jiǎn)單操作并得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這會(huì)造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的樣品前處理過(guò)程完全不了解。為克服這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺點(diǎn)，充分利用實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生的科研能力，現(xiàn)代儀器分析實(shí)踐教學(xué)采取了分次專題研究的實(shí)驗(yàn)課程模式。在每次專題實(shí)踐中，安排學(xué)生體驗(yàn)?zāi)M科研實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)的一系列科研活動(dòng)，包括從實(shí)驗(yàn)原理講解、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、溶液的配置、樣品的前處理、儀器設(shè)備的參觀講解以及儀器設(shè)備的實(shí)際操作、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，并對(duì)同一專題實(shí)行連續(xù)化教學(xué)，讓學(xué)生在每個(gè)專題中都能感受到一次小的科研培訓(xùn)機(jī)會(huì)，使學(xué)生不但參與了實(shí)驗(yàn)，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高了科研實(shí)踐能力，為以后的工作和科研活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這種科研專題實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢W(xué)生可以很好地理解實(shí)驗(yàn)原理，深化科研能力的培養(yǎng)，其優(yōu)點(diǎn)在于：（1）將較為抽象、難以理解的儀器分析課程理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用、實(shí)際操作很好地結(jié)合起來(lái)，使理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作有連貫性，加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。（2）學(xué)生能在前處理過(guò)程中熟悉實(shí)驗(yàn)室常用儀器，如各種離心機(jī)、固相萃取裝置、漩渦混合器、抽濾裝置、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀和冷凝水循環(huán)機(jī)等，增加學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程的機(jī)會(huì)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐動(dòng)手能力的有效途徑。

五、將現(xiàn)代儀器分析與其他課程相結(jié)合，增加各種儀器的使用

在儀器分析實(shí)踐教學(xué)及改革過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)僅僅利用儀器分析的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力來(lái)說(shuō)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以我們?cè)趯?shí)際教學(xué)過(guò)程中將儀器分析的實(shí)踐內(nèi)容跟其他的一些實(shí)踐課程聯(lián)系起來(lái)，比如將儀器分析與我院的科研型食品理化檢測(cè)綜合大實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，在科研型食品理化檢測(cè)綜合大實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)題目中融入儀器分析的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如我們?cè)谑称防砘瘷z測(cè)大實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了實(shí)驗(yàn)題目，分別為食品中三聚氰胺檢測(cè)、食品中獸藥殘留的檢測(cè)、食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測(cè)以及食品中重金屬元素的檢測(cè)，這些實(shí)驗(yàn)中不但包括了取樣、樣品的預(yù)處理和樣品中有害物質(zhì)的提取等，還包括了高效液相色譜法、氣相色譜法、質(zhì)譜的方法檢測(cè)樣品中有害物質(zhì)等多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將儀器分析的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容延伸到其他相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，幫助學(xué)生進(jìn)一步熟悉儀器分析的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還能讓學(xué)生感受各種儀器在不同課程和不同科研項(xiàng)目中的應(yīng)用，適應(yīng)不同的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和思維方法。

六、小結(jié)

現(xiàn)代儀器分析是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，為了充分培養(yǎng)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，結(jié)合食品科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)特點(diǎn)，我們將食品安全等相關(guān)領(lǐng)域的前沿研究、熱點(diǎn)關(guān)注和發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)代儀器分析實(shí)踐課程內(nèi)容相結(jié)合，開(kāi)拓了學(xué)生的視野，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研興趣，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬金成，王海洪，王聲斌.生命科學(xué)研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討[J].生物學(xué)雜志，2013，30（2）：95-97，107.

[2]裴亞梅.食品檢驗(yàn)專業(yè)儀器分析課程教學(xué)改革探析[J].課程教育研究，2015，（20）：104-105.

[3]杜甫佑，阮貴華，李建平，等.以《儀器分析》食教學(xué)改革為契機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].廣州化工，2011，39（3）：177-178，189.

[4]于專妮，王強(qiáng).儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013，16（1）：69-70，73.

[5]王強(qiáng)，于專妮，師進(jìn)生.儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J].化工高等教育，2013（3）：56-58，75.

[6]王煥鋒.高校儀器分析教學(xué)改革探索與研究[J].科教導(dǎo)刊，2014：65-67.

[7]李然家，余長(zhǎng)春，史權(quán)等.儀器分析與實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的探索[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011，（12）：86-88.

收稿日期：2016-11-23

作者簡(jiǎn)介：張馨如（1979-），女（漢族），碩士，實(shí)驗(yàn)師，從事食品安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理工作。

通訊作者：黃漫青（1969-），女，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，從事食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理工作。