食品分析大實驗的教學改革與實踐

魏海香等

摘要：以“火腿腸中脂肪、碳水化合物、蛋白質的測定”為主線，設計了由三個相互關聯(lián)，前后鏈接一體的綜合研究性實驗板塊：脂肪含量的測定、淀粉含量的測定、蛋白質的測定以及相應的計算及討論，嘗試對實驗教學的改革與實踐，旨在提高食品分析實驗的教學質量，提升學生的思考能力、實驗綜合設計能力和強化技能訓練。

關鍵詞：食品分析實驗；教學改革；實踐

中圖分類號：S-01 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-369-02

食品分析實驗是一門理論性、實踐性和技術性都很強的課程[1]，“它是一門從實踐中來到實踐中去，以解決實際問題為目的的學科。”是培養(yǎng)學生動手能力和科學研究能力的重要部分，也是高校食品專業(yè)的一門專業(yè)必修課程[2]。如何讓食品分析實驗課的教學能適應創(chuàng)新型人才和應用型人才培養(yǎng)的需要，是必須研究和探索的課題。目前，食品分析實驗教學中普遍存在以下幾個方面的問題：①實驗內容陳舊、起點低、基本上反映不出學科的發(fā)展現(xiàn)狀，小型驗證實驗多，大板塊綜合性實驗幾乎沒有；實驗內容簡單、重復。②實驗過程中，基本都是教師提前準備儀器和配好試劑。課堂上學生按規(guī)定操作進行，往往不去查資料，不用思考，只需“照方抓藥”一味地模仿操作，這樣極大程度地壓制了學生的想象力和主動的參與意識，使得學生對實驗課的興趣下降，重視程度降低，甚至不愿動手操作實驗，抄寫實驗報告和實驗結果。這樣必然會導致學生的分析問題和解決問題的能力得不到應有的培養(yǎng)，尤其是動手能力和創(chuàng)新能力不能得到充分的發(fā)展[3]。③現(xiàn)在實驗課的時間基本規(guī)定是三個課時，所以只安排獨立實驗，且實驗之間缺乏相應的聯(lián)系，導致學生對實驗課程沒有系統(tǒng)的認識。尤其是新升本的地方本科院校中，受先前教學方式的影響和實驗室條件限制，往往只能開設時間限定內的小型獨立實驗。針對以上問題，筆者嘗試在食品分析實驗課程教學開設綜合型大實驗，以提高實驗課程的綜合效果和連貫性，培養(yǎng)學生的綜合應用和解決實際問題的能力。該文通過實例探索食品分析實驗的教學改革和改善實驗教學方式，以火腿腸中主要營養(yǎng)素的測定為研究對象，設計四次實驗課，按照相互連接，前后銜接的思路，共同組成一個綜合型大實驗，代替分散獨立的小實驗，使食品分析實驗課程能前后有機的結合起來。

1 第一次實驗

第一次實驗為脂肪的測定，共計5學時。教師將學生分為5個人一小組，共4組，每組使用的樣品品種不同，分別為1、2組使用雙匯火腿腸，3、4組使用金鑼火腿腸。避免傳統(tǒng)的實驗課所用的樣品都一樣，容易造成一個組出了數(shù)據(jù)，其他組照搬照抄的現(xiàn)象。該實驗中四個小組選用兩種樣品，這樣不僅使實驗結果有區(qū)別，也使實驗結果具有可比性。同時，也能激發(fā)學生做實驗課的積極性。

1.1 測定方法的選擇 測定方法由學生通過討論自己確定。脂肪的測定有多種，主要包括索氏提取法、酸水解法、羅茲—哥特里法、巴布科克法和蓋勃法以及氯仿—甲醇提取法。這次實驗主要是以學生為主，傳統(tǒng)的實驗課是教師已經(jīng)選定好方法，該次改革是讓學生根據(jù)理論課講授的知識和自己的判斷，通過組內成員間相互交流溝通后選擇合適的方法。

1.2 樣品的制備、預處理、試劑的配制 每組學生根據(jù)教師的安排，稱取100 g火腿腸，切成1 mm×1 mm的小方丁后進行預處理。樣品預處理根據(jù)所選用的方法確定，試劑的配制也是根據(jù)所選方法來確定，共計課時1學時。

1.3 測定 學生通過討論確定測定脂肪的方法為酸水解法測定脂肪的含量。計算結果在課下進行，共計課時3學時。

1.4 總結與討論 教師根據(jù)每組所選的方法和實驗結果與學生進行互動交流和結果的評價，共計約1學時。例如該實驗中測定的火腿腸，如果用索氏提取法，顯然是不合適的。因為該法適合提取水分含量很少和游離脂肪含量高的樣品，并且耗時長達6 h以上。酸水解法適用范圍較廣，對水分含量沒有要求，固體和液體都可以測定。所以該實驗中選用酸水解法測定火腿腸中的脂肪是合適的。而羅茲哥特里法、巴布法和蓋勃氏法適合測定乳制品。氯仿—甲醇提取法適合提取海產(chǎn)品和肉制品、蛋及其制品。

2 第二次實驗

第二次實驗為淀粉的測定，共計4學時。

2.1 確定測定方法 淀粉是食品中主要營養(yǎng)成分之一，是可消化多糖。測定淀粉常用的方法有：酸水解法測定淀粉、酶水解法測定淀粉[4]、碘—淀粉比色法等，根據(jù)實驗室條件及樣品的特性，學生經(jīng)過討論后選擇酸水解法和酶水解法。教師安排第一組和第二組實驗用酸水解法來測定，第三組和第四組實驗用酶水解法進行測定。

2.2 樣品預處理及試劑配制 每組學生根據(jù)自己掌握的理論知識選擇預處理的方法，預處理直接影響到實驗的結果，并以組為單位進行討論。每組根據(jù)選擇的方法配制所需的試劑。所需試劑量根據(jù)具體的需要量配制，既要不造成浪費，也要滿足當天實驗所需，共計2學時。

2.3 測定和結果計算 結果計算在課下進行，共計1學時。

2.4 總結討論 該實驗中選用兩種方法測定兩個品種的樣品。第一組和第二組采用同一方法測定雙匯火腿腸樣品，第三組和第四組采用酶水解法測定金鑼火腿腸。每一種方法通過兩組做，實驗結果具有可比性。不僅鍛煉了學生的動手能力和調動團隊合作精神，而且通過實驗結果分析不同方法的優(yōu)缺點，加強了對理論課學習中每種方法的原理、適用范圍和優(yōu)缺點的理解。共計1學時。

3 第三次實驗

第三次實驗為蛋白質含量的測定，共計5學時。該實驗采用兩種方法來測定蛋白質的含量，即讓學生選擇一種新的方法和傳統(tǒng)的凱氏定氮法進行比較。根據(jù)實驗一中原料的分組情況，第一組和第三組采用凱氏定氮法，第二組和第四組用另一種方法來測定。這樣安排是為了進行探索研究性的實驗，使實驗教學突破驗證性實驗的格局，進一步提升為研究型的實驗。同時，學生可以在查閱資料尋找新方法的過程中培養(yǎng)自學和查閱文獻的能力，并通過精密度實驗和回收率的測定掌握如何評價新的分析方法，另外，掌握利用統(tǒng)計分析的T檢驗法和F檢驗法評價兩種方法的準確性[5]。

查閱資料和選擇方法在課外進行。試劑配制和樣品前處理按每組選用的方法進行，共3個課時。測定及結果計算，共計1個課時，結果計算在課下進行。老師參與分析與討論，約1個課時。

4 該實驗教學改革的特點

4.1 實驗要求學生客觀、真實記錄 整個實驗結束后，要求學生按照研究型論文的寫作方式寫出一份完整的實驗報告。同時，每組同學分別將試驗內容做成PPT格式，擇優(yōu)進行課堂講解（選擇1名學生）和討論，分析實驗中出現(xiàn)的各種問題，并對結果進行必要的歸納總結和理論探討，并將此部分內容進行整理歸納，附于實驗報告后再統(tǒng)一上交[6]，作為考生成績的一部分。

4.2 打破傳統(tǒng)的時間限制 根據(jù)大綱的要求將實驗課程集中安排在一段時間內完成，將分散的小實驗調整為相互聯(lián)系的綜合型大實驗，并安排學生在課前預習實驗課程的主要內容，在課堂上安排了學生討論的時間，給予學生充分的思考空間和溫習知識的時間。在綜合型大實驗教學過程中，學生的參與度高，互動程度也高。整個實驗過程中，學生不僅獲取了知識，提高了實驗操作技能，提升了自身的綜合素質，而且也增加了每個實驗小組的凝聚力和同學間的友誼，培養(yǎng)了團隊的合作精神。

4.3 使實驗課從過去的“教師主導型”轉化為“學生主導型” 以學生為主，從實驗設計和方法選擇、實驗中所需要的試劑、樣品處理等都是由學生自己來完成。這樣不僅可以鍛煉學生操作的基本技能，而且增強了學生的責任感和學習的主動性。在這一過程中，教師要對學生操作過程給以指導，隨時糾正、解決學生實驗中出現(xiàn)的問題，檢查學生的操作方法和實驗記錄，對學生操作過程中的普遍性問題或需要給予啟發(fā)的問題，及時指點講授，遇到實驗數(shù)據(jù)異常時，及時指導學生分析并找出產(chǎn)生異常的原因和解決問題的方法，使學生分析問題的能力得到訓練和提高；另外，對于實驗方法較多的實驗，測定方法由學生自己選擇，然后再通過討論比較選擇方法的可行性。學生選擇、比較方法時必然對所需理論課知識進行梳理，進一步理解各種方法的原理及適用性。這樣可以鞏固理論知識，也能充分的調動學生思考的積極性，讓理論—實踐—理論的過程在實驗教學中完成。有利于學生在實際操作中溫故知新，把前后所學知識融會貫通，讓實驗教學成為引導學生將知識轉化為能力的過程。

4.4 選擇的實驗樣品在食品中具有代表性 火腿腸中含有較多的蛋白質，同時也含有一定的淀粉和脂肪。完全可以滿足實驗改革的要求。只采用兩種品種的火腿腸原材料測定三種指標，既節(jié)省材料，又使三個實驗相互聯(lián)系，前后銜接為一體，避免了部分實驗步驟的重復操作。例如第三個實驗使用之前實驗測定完淀粉的剩余樣品再測定蛋白質，這樣在樣品預處理過程中就省去了除淀粉的步驟，起到了廢物再利用的效果，并且節(jié)約了時間。

4.5 具有靈活性和創(chuàng)新性 根據(jù)每次實驗的自身特點，采用不同的方式組織安排學生，如第一次實驗中分為四組，但使用兩種不同來源的材料，所以學生的實驗數(shù)據(jù)是不同的。第二次實驗中測定淀粉使用了兩種測定方法，材料也不同，所以四組的實驗結果都不一樣，避免了學生相互抄襲，互相依賴的心理。促使每組成員都必須親自動手操作和測定。另外，為了比較測定的結果，第三次實驗中，蛋白質的測定采用了兩組方法測定兩組品種的材料。第一組和第三組的實驗材料不同，方法一樣。第二組和第四組方法一樣，材料不同，有利于通過實驗結果來比較測定方法之間的差異，有利于學生掌握多種測定方法，并通過結果說明所用方法的準確度、精密度以及適用范圍等。學生可以通過交流，討論強化對各種測定方法更深的理解和掌握。通過親身體驗實踐激發(fā)學生的思維創(chuàng)造能力和探索精神。

參考文獻

[1] 李曉雁，甑潤英，梁鵬，等. 《食品分析》實驗課程教學改革的探索與實踐[J].天津農(nóng)學院學報，2010，17（1）： 48-64.

[2] 張旋，劉玲，紀淑娟，等. 食品分析實驗教學改革的探討與實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28（10）：114-116.

[3] 葉信治. 從美國大學教學特點看我國大學教學盲點[J].高等教育研究，2011（11）：68-75.

[4] 謝筆鈞，何慧. 食品分析[M].北京：科學出版社，2009：162-164.

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[6] 毛露甜，王紹芬. 微生物學實驗教學中開展設計性實驗的做法與體會[J]. 微生物學通報，2007，34（3）：614-616.