現代儀器分析實驗教學改革在食品科學專業中的重要性

張馨如+黃漫青+王宗義

（北京農學院 食品科學與工程學院，北京 102206）

摘要：為進一步提高學生的實踐應用能力和創新意識，培養高素質食品專業人才，我們為食品相關專業的學生開設了現代儀器分析實驗教學，根據儀器分析實驗的特點，針對實驗教學中存在的問題，在實踐過程中對現代儀器分析實驗教學內容和方法進行了實驗教學改革與探索。

關鍵詞：儀器分析；實驗；教學改革；食品科學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）18-0118-02

實驗教學是高等學校人才培養過程中不可缺少的重要組成部分，能鞏固學生所學的理論知識，訓練學生的實驗技能，培養學生理論聯系實際的能力和創新能力，有助于培養學生嚴謹的科學思維和科學作風，是高等學校教學活動中的重要環節。為進一步提高學生的實踐應用能力和創新意識，培養高素質的食品專業人才，我們為食品科學相關專業的學生開設了現代儀器分析實驗教學，根據儀器分析實踐課程的目標和實驗的特點，針對實驗教學中存在的問題，在實踐過程中對實驗教學內容和方法進行了實驗教學改革與探索。

一、食品科學相關專業學生開設儀器分析課程的重要性

國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）明確指出“樹立科學的教育質量觀，把促進人的全面發展、適應社會需要作為衡量教育質量的根本標準。堅持能力為重，優化知識結構，豐富社會實踐，強化能力培養。著力提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力”[1]。高等學校必須重視大學生創新實踐能力的培養，為學生創新意識和實踐能力的培養提供舞臺，為其后續的科研發展奠定良好的基礎。現代儀器分析是一門具有多學科交叉性和前沿性的科學，是集化學、物理學、生物化學、數學和計算機科學等多學科為一體的綜合性學科，可解決自然科學領域中的關鍵問題[2，3]。食品科學專業的學生在專業課程學習、畢業論文研究、研究生學習和科研活動以及將來的科研和工作中都可能接觸到很多儀器。另外，食品相關檢測技術的快速發展也對食品相關人才對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相關專業的學生開設現代儀器分析課程。現代儀器分析實驗教學是儀器分析課程非常重要的實踐性教學環節，通過儀器分析實驗教學，學生能夠熟悉各種儀器的基本結構和操作方法，理解儀器分析方法的基本原理，使學生受到系統的實驗技能訓練，培養學生理論聯系實際和動手的能力[4，5]，為將來從事與儀器分析專業有關的工作或科學研究打下堅實的基礎。

二、明確現代儀器分析實驗教學的目標

現代儀器分析實驗教學要有明確的教學目標，有了目標才能設計完善的教學程序。這門實踐課程的目標是通過儀器分析實驗教學，使學生熟練掌握各種大型儀器操作的基本技能，同時突出該實踐課程在食品科學專業中的應用，拓寬學生的知識面，激發學生對儀器分析實踐課程的興趣，提高學生運用綜合知識能力和創新的能力[6]。

三、合理設計實驗內容，培養學生學習興趣，提高實踐創新能力

精選儀器分析實驗內容是上好實驗課的先決條件，采用科學合理的方法和手段組織安排儀器分析實驗教學是順利完成實驗課的關鍵環節，改革實驗教學形式，增設科研型實驗可以為學生提供個性發展、獨立思考、科學創新以及提高綜合實驗技能的平臺。為了培養學生的學習興趣，提高學生的實踐創新能力，提升學習效果，培養應用型人才，我們根據食品科學專業的學科特點，在實驗課的實際教學過程中充分考慮將來學生參加工作或科研項目的實際應用需求，提出與實際生活或與食品安全、生活實際以及科學研究關系密切并有待解決的實際問題[7]，引導學生積極思考，帶著問題進行實驗。開設高效液相色譜、氣相色譜、原子吸收光譜等一些代表性的儀器分析實驗技術，設置了題為食用油中脂肪酸的構成、生活用水中鈣鎂等離子的檢測、蕎麥中蘆丁含量的測定等實驗項目。針對同一實驗項目，還為學生提供不同的實驗樣品，供其自主選擇，調動學生的積極性、自主性和探索性，能使學生懷著解決實際問題的心態投入實驗，在實驗中發現問題，通過研究解決問題，幫助學生掌握實驗科學的研究方法，培養學生的實踐能力和科研能力。

四、開展現代儀器分析專題實驗，提高學生的科研能力

實驗教學的最終目的是使學生能夠利用所掌握的儀器分析理論和實驗技能解決實際問題。在以前的實驗中，實驗教師會在實驗前選擇好測試體系和儀器測試條件，配置好標準溶液，學生需要做的就是簡單操作并得到實驗數據，這會造成學生對實驗的樣品前處理過程完全不了解。為克服這種實驗教學的缺點，充分利用實踐教學提高學生的科研能力，現代儀器分析實踐教學采取了分次專題研究的實驗課程模式。在每次專題實踐中，安排學生體驗模擬科研實驗研究設計的一系列科研活動，包括從實驗原理講解、實驗設計、溶液的配置、樣品的前處理、儀器設備的參觀講解以及儀器設備的實際操作、撰寫實驗報告等，并對同一專題實行連續化教學，讓學生在每個專題中都能感受到一次小的科研培訓機會，使學生不但參與了實驗，而且通過實驗提高了科研實踐能力，為以后的工作和科研活動打下堅實的基礎。通過這種科研專題實驗模式，學生可以很好地理解實驗原理，深化科研能力的培養，其優點在于：（1）將較為抽象、難以理解的儀器分析課程理論知識和實際應用、實際操作很好地結合起來，使理論知識學習和實踐操作有連貫性，加強學習效果。（2）學生能在前處理過程中熟悉實驗室常用儀器，如各種離心機、固相萃取裝置、漩渦混合器、抽濾裝置、旋轉蒸發儀和冷凝水循環機等，增加學生參與實驗過程的機會，是培養學生綜合利用所學知識分析問題、解決問題的實踐動手能力的有效途徑。

五、將現代儀器分析與其他課程相結合，增加各種儀器的使用

在儀器分析實踐教學及改革過程中，我們發現僅僅利用儀器分析的實驗學時對于培養學生的實踐能力來說還遠遠不夠，所以我們在實際教學過程中將儀器分析的實踐內容跟其他的一些實踐課程聯系起來，比如將儀器分析與我院的科研型食品理化檢測綜合大實驗結合起來，在科研型食品理化檢測綜合大實驗的實驗題目中融入儀器分析的實驗內容，比如我們在食品理化檢測大實驗中設置了實驗題目，分別為食品中三聚氰胺檢測、食品中獸藥殘留的檢測、食品中有機磷農藥殘留的檢測以及食品中重金屬元素的檢測，這些實驗中不但包括了取樣、樣品的預處理和樣品中有害物質的提取等，還包括了高效液相色譜法、氣相色譜法、質譜的方法檢測樣品中有害物質等多個實驗內容，將儀器分析的實驗內容延伸到其他相關的實驗課程，幫助學生進一步熟悉儀器分析的實驗內容，還能讓學生感受各種儀器在不同課程和不同科研項目中的應用，適應不同的科學實驗方法和思維方法。

六、小結

現代儀器分析是一門實踐性很強的課程，為了充分培養和調動學生的學習興趣，提高學生的實踐創新能力，結合食品科學相關專業學生的專業基礎和專業特點，我們將食品安全等相關領域的前沿研究、熱點關注和發展趨勢與現代儀器分析實踐課程內容相結合，開拓了學生的視野，極大地激發了學生的學習和科研興趣，取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]馬金成，王海洪，王聲斌.生命科學研究性實驗教學探討[J].生物學雜志，2013，30（2）：95-97，107.

[2]裴亞梅.食品檢驗專業儀器分析課程教學改革探析[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》食教學改革為契機，培養學生創新能力[J].廣州化工，2011，39（3）：177-178，189.

[4]于專妮，王強.儀器分析實驗教學的探索與研究[J].實驗室科學，2013，16（1）：69-70，73.

[5]王強，于專妮，師進生.儀器分析實驗教學改革的探討[J].化工高等教育，2013（3）：56-58，75.

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

[7]李然家，余長春，史權等.儀器分析與實驗課程教學改革的探索[J].中國石油大學學報（社會科學版），2011，（12）：86-88.

收稿日期：2016-11-23

作者簡介：張馨如（1979-），女（漢族），碩士，實驗師，從事食品安全實驗教學和實驗室管理工作。

通訊作者：黃漫青（1969-），女，碩士，高級實驗師，從事食品化學實驗教學和實驗室管理工作。