果蔬采后生理學實驗教學方法的改進與實踐

茅林春， 趙曉曉， 羅自生， 李 莉

（浙江大學生物系統工程與食品科學學院，杭州310058）

0 引 言

果蔬采后生理學是研究水果和蔬菜等生鮮農產品采收以后的生命活動規律的一門科學［1］，主要涉及果蔬成熟與衰老過程的生理代謝和品質變化及其調控原理，是農產品貯藏加工專業的基礎課程［2］。相對于理論教學而言，實驗教學對加強學生的課程知識體系和培養創新能力具有不可替代的作用［3］。然而，果蔬采后生理學的實驗教學中尚存在諸多急需解決的問題［4］。針對這些問題，多年來作者對實驗課程進行了不斷改進，并取得了良好的教學效果。

1 存在的主要問題

（1）實驗系統性不強。高校的實驗教學一般以驗證性實驗為主要類型［5］。目前，果蔬采后生理學的實驗主要由乙烯釋放量、呼吸強度、色澤、硬度、電導率、可溶性固形物測定等若干個獨立的小實驗組成［6］，每周一次的實驗一般是學習一項生理（品質）指標的測定方法，各次實驗之間相對孤立缺乏有機聯系，學生對課程實驗的整體性和綜合性認識不足［7］。

（2）動手操作機會較少。大部分實驗所需的材料、試劑、器具都由教師在課前準備，上課時學生基本上是按照教師的示范動作重復一遍實驗過程［8］。實驗過程需要使用的貴重儀器數量有限，往往只有一臺，如氣相色譜儀（測定乙烯）、振動儀（模擬運輸）、氣體分析儀（測定呼吸強度）等，實驗中基本上都由指導老師操作或者示范，從而難于掌握這些儀器操作的基本技能。這種狀況在很大程度上限制了學生的動手操作機會［9］。

（3）實驗結果分析薄弱。每次實驗課結束后，學生提交一份實驗報告，一般都是照抄實驗指導書的實驗步驟，再加上實驗結果。各次實驗報告形式基本一致，內容互相獨立，實驗結果的分析不夠深入，不能從課程的知識體系上深入分析和理解每次實驗結果之間的相互聯系［8］。

（4）實驗考核不夠全面。目前實驗成績往往只是依據實驗報告，也沒有較為科學的實驗考核評分標準，難于從實驗準備、實驗操作、實驗結果分析等關鍵環節進行考核［10］，也不能準確反映學生的實驗態度、科研素質和創新能力。

（5）指導教材內容陳舊。現有的果蔬采后生理學實驗指導教材內容基本是驗證性實驗的模式，主要是介紹果蔬生理和品質指標的檢測方法［6］，已很難適應綜合性或者研究型實驗的要求。

2 實驗教學的改進方法

針對上述實驗課教學中存在的普遍問題，根據科研工作的基本特點，著重學生科研能力的培養，對果蔬采后生理學的實驗課程設置及授課方法進行了改進，技術路線如圖1所示。

2.1 實驗方案設計

研究型實驗的研究內容必須與教師從事的科研項目和實驗室條件緊密結合［11-12］，實驗時間也要基本符合教學計劃的安排。針對以往各個實驗之間缺少有機聯系的問題，將原先單一分散的實驗整合為綜合性實驗，再增加果蔬保鮮處理的試驗，形成一個較完整的研究果蔬保鮮生理和品質控制的科研型實驗。果蔬保鮮處理的試驗內容主要包括：不同貯藏溫度、預冷、包裝、氣調濃度、振動、保鮮劑等，由各組學生查閱文獻資料后自行選擇確定。實驗方案的內容主要包括：實驗目的、材料與處理方法、研究內容、研究方法、參考文獻等內容。

圖1 果蔬采后生理學實驗教學技術路線

2.2 開放實驗室

由于教學計劃規定的果蔬采后生理學實驗學時數只有10學時、每周2學時，而且實驗上課時間也有明確規定，很難滿足研究型實驗的時間要求，所以研究型實驗的基本前提是開放實驗室。學生可以根據自己的實際情況隨時進入實驗室開展實驗，并在專人指導下使用重要的儀器和設備，享有研究生等同的實驗條件，為學生科研能力的培養起到了保障作用。

2.3 教師集中指導

本實驗教學采用基本內容集中指導和實驗過程分組輔導相結合。第一堂實驗課，在教師的指導下，學生集中學習所有實驗儀器操作和所有指標檢測的方法，同時對各組的果蔬保鮮處理方法進行詳細的介紹。通過集中指導，使學生初步掌握科研型實驗的研究方法，了解實驗工作紀律和實驗儀器的使用。

2.4 助教全程輔導

研究生作為助教全程參與本科生的實驗過程，主要負責實驗室的開放管理、實驗儀器的使用和維護、疑難問題的分析解答、實驗過程的跟蹤記錄、實驗結果的匯總整理等任務，從而可以確保科研型實驗的順利進行。

2.5 論文代替實驗報告

全部實驗結束后，每位學生必須限期提交一篇研究論文，論文的格式和內容主要包括：題目、作者、摘要、關鍵詞、引言、材料與方法、結果與分析、討論、參考文獻。指導教師講解論文寫作方法，并用以往本科生發表的研究論文作為范本，具體介紹論文的寫作方法和要求。

2.6 實驗論文交流

果蔬采后生理學的期末最后一次課是實驗論文交流，由于上課時間的限制，論文交流采用“小組實驗匯報＋教師點評論文”的形式。首先是以小組為單位選派同學上臺展示實驗結果，然后是指導教師點評每篇論文。通過論文點評，使同學更為深刻理解研究內容和檢測結果的科學意義，進一步了解科研論文的寫作方法，較完整地掌握果蔬采后生理學的知識體系，也是一次課程知識的期末考前復習。

2.7 實驗綜合考評

實驗成績采用綜合評分的方法，由實驗指導教師和研究生共同參與。成績主要由實驗操作（30）、實驗論文（60）和綜合表現（10）等3部分組成，具體評分標準見表1。實驗成績考核方法在實驗課開始前向學生公布，使學生提前理解實驗各環節的重要性。對于優秀的實驗論文，在進一步修改的基礎上，推薦投送到專業雜志，爭取公開發表。

表1 實驗成績考核評分標準（總分100）

2.8 改進實驗教材

根據研究型實驗要求和實驗室條件，對傳統實驗教材進行改革和修正，重點補充了研究果蔬采后成熟衰老和貯藏保鮮的處理方法及其原理等內容（如貯藏溫度、預冷、包裝、氣調濃度、振動、保鮮劑等），增加了主要儀器設備的使用方法與注意事項，規定了實驗論文寫作的基本要求。

3 改進后出現的新問題及解決方法

3.1 實驗材料消耗劇增

由于各組的實驗內容有所不同，實驗時間也不完全一致，學生操作不當而損耗的現象也比較普遍，實驗材料的消耗量大幅度增加。目前，我校對開設研究型實驗的課程都有相應的經費資助，所以實驗經費能得到基本保證。

3.2 工作量大幅度增加

研究型實驗對教師的工作量會有較大幅度的增加，特別是在實驗準備、實驗室管理、儀器設備維護、實驗論文指導和答辯等環節需要大量的工作投入［13］。目前，本實驗主要采用研究生參與實驗輔導的方法來緩解教師的工作壓力，研究生全程參與本科生實驗的輔助工作，主要承擔實驗試劑的配制、實驗室開放管理、儀器設備的使用和維護、實驗結果匯總整理、實驗論文交流等任務。對于參與助教工作的研究生，給予適當的津貼補助。

3.3 教學計劃時間沖突

按照教學計劃，果蔬采后生理學實驗課共分5次，每周一次2個學時。由于各組學生的實驗材料處理方法有所差異，大型儀器設備（如模擬運輸振動儀、氣相色譜儀、氣調包裝機等）數量限制，實驗時間往往很難與規定的教學計劃一致，很多實驗時間需要安排在課余時間甚至晚上。為此，實驗室全部向學生開放，確保學生可以隨時進入實驗室開展工作。

4 結 語

8年來，果蔬采后生理學實驗教學方法在不斷改進，并在2010～2016級食品科學與工程專業本科生中進行了科研型實驗的探索。100%的同學贊同這種實驗教學方式，其中96%的同學認為新的實驗教學方法能較快地熟悉實驗原理和實驗操作，明顯提高科學實驗的興趣；95%的同學認為論文寫作能力有了顯著提升。已有4篇本科生實驗論文分別發表在中國食品學報［14］、食品科學［15］、保鮮與加工［16-17］等專業雜志上。