工科院校食品專業(yè)分析化學教學改革與實踐

葉泰+袁敏+曹慧+徐斐+于勁松

摘要：根據(jù)分析化學課程的特點，結(jié)合分析化學這門課在工科院校食品專業(yè)教學過程中的實際問題，對食品專業(yè)分析化學這門課進行教學改革探索。

關(guān)鍵詞：分析化學；教學改革；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0099-02

分析化學作為化學學科中的一個分支，曾是研究化學的開路先鋒，它對元素的發(fā)現(xiàn)、原子量的測定等化學基本定律的確定，礦產(chǎn)資源的勘察利用等，都做出重要的貢獻。在食品工程、食品質(zhì)量與安全等工科專業(yè)的課程設(shè)置中，分析化學同樣是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學生“定性”和“定量”分析的科學理念，并且通過分析化學中四大平衡理論和光、電、色等分析手段的學習，掌握分析化學中的基本實驗技巧和實驗設(shè)計方法。隨著分析方法和技術(shù)的發(fā)展，分析化學已從單一的化學學科分支，逐漸與食品、材料、物理等學科交叉，呈現(xiàn)豐富的學科融合特點。尤其是在食品質(zhì)量與安全問題日趨嚴重的今天，分析化學的實驗技術(shù)和方法越來越多地滲透到食品危害因子的分析檢測中。然而，食品專業(yè)的分析化學課程仍然停留于基本方法的講授，無法和最新食品質(zhì)量檢測的新技術(shù)和新方法銜接，部分學生無法形成完備的分析檢驗理念。因此，在新時期抓好食品專業(yè)分析化學課程改革，提高教學質(zhì)量，對于落實學校“做精品本科，打造一流學科”戰(zhàn)略具有重要意義。

一、明確教學目標

上海理工大學的食品學科研究始于20世紀80年代開展的食品冷凍冷藏、凍干研究，迄今已有三十年的歷史。由于創(chuàng)新性地提出并實施了多種食品的超快速冷卻技術(shù)，在國內(nèi)具有較大的影響力。深厚的工科背景積淀，使得我校是國內(nèi)較早開始食品供應(yīng)鏈質(zhì)量控制系統(tǒng)研究和較早開始食品安全檢測用生物傳感器開發(fā)的高校。這十幾年來，上海理工大學的食品質(zhì)量與安全專業(yè)立足上海，根據(jù)本校的教學優(yōu)勢與特色，已形成了以“食品基礎(chǔ)知識”、“分析檢測技術(shù)”和“科學管理”為核心的三大專業(yè)課程體系，并分別從課程實驗技能、專業(yè)綜合實驗、專業(yè)能力訓(xùn)練和專業(yè)實踐大平臺建設(shè)等4個方面入手設(shè)置了相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)，全面培養(yǎng)學生實際解決問題的能力。由于我們是理工科院校，工程的大背景較強；同時在專業(yè)研究方面，我們是國內(nèi)較早開始冷鏈食品質(zhì)量控制系統(tǒng)研究和較早開始食品安全檢測用生物傳感器開發(fā)的高校，并已經(jīng)取得一些高水平的研究成果。另外，本專業(yè)所屬學院——醫(yī)療器械與食品學院，是由國家食品藥品監(jiān)督管理局下屬的唯一的一所高等學校衍生發(fā)展而來的，有著較深厚的行業(yè)優(yōu)勢。這些都為我校食品專業(yè)形成自己的特色與優(yōu)勢奠定了堅實的基礎(chǔ)。正因為如此，在對食品質(zhì)量與安全本科專業(yè)規(guī)劃發(fā)展和定位時，我們以冷鏈食品生產(chǎn)流通中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制、食品安全快速檢測、食品安全信息化管理為重點和自己的特色。在此基礎(chǔ)上如何優(yōu)化我校食品專業(yè)的分析化學課程設(shè)計，如何使得分析化學這門專業(yè)基礎(chǔ)課服務(wù)于食品等工科院校專業(yè)的應(yīng)用型方向。我們認為需要從以下幾個方面著眼：首先，針對學科現(xiàn)有的資源，在分析化學課程的教學設(shè)計上應(yīng)結(jié)合食品質(zhì)量與安全專業(yè)的技能需求，突出分析化學中儀器分析部分的原子吸收，氣相、液相色譜，紫外—可見分光光度計等大型儀器的工作原理和操作技巧，淡化電化學等食品分析檢測中使用受限的技術(shù)方法。其次，不斷豐富分析化學課程的教學內(nèi)容。隨著分析技術(shù)的革新，分析儀器的換代升級，越來越多的新方法和新技術(shù)被采用到食品質(zhì)量安全評價指標的檢測中。給學生講授新的分析方法，不僅是對已有知識的綜合運用，更有助于工科學生了解行業(yè)的需求、明確專業(yè)的發(fā)展方向。

二、豐富教學手段

分析化學課程本身的知識點多，各知識點獨立成章。尤其是儀器分析的部分，大量儀器的工作原理和信號產(chǎn)生方式，涉及量子力學、分子軌道理論等知識點，給食品專業(yè)的學生造成一定的理解障礙。此外，同類分析方法中存在同質(zhì)性較高的知識點，容易造成知識點的混淆。因此，在教學中除了把握分析化學課程知識點的主線教學，利用動畫和視頻等手段，讓學生對多學科交叉的知識點有更加感性的認識，提高課堂教學的有效性。對于同質(zhì)性較高的知識點，則應(yīng)采用“聯(lián)想”、“類比”等方式，將知識點進行分類梳理，譬如原子吸收光譜和紫外吸收光譜、原子發(fā)射光譜和分子發(fā)射光譜、電化學中電流和電壓的分析方法等。通過不同知識點間模塊化的分類和交叉記憶，不僅能夠加深學生對知識點的理解，更能夠開闊學生眼界，激發(fā)其科研興趣。分析化學也是一門實驗和理論并重的課程，其實驗部分的講授是反應(yīng)該課程應(yīng)用性的一大特點。由于實驗空間和設(shè)備的限制，大量的分析化學實驗的內(nèi)容均是經(jīng)典實驗，其結(jié)果和操作過程相對唯一。在講授的過程中，學生以小組為單位進行實驗操作，這些因素導(dǎo)致學生容易產(chǎn)生懈怠心理，在實驗過程中“依葫蘆畫瓢”草草了事，上交的實驗報告也基本雷同，無法反應(yīng)真實的教學效果和教學質(zhì)量。尤其是儀器分析的實驗部分，由于實驗設(shè)備造價昂貴，通常是以教師操作演示，學生記錄的模式進行實驗講授，在一定程度上限制了教學的效果，并且削弱了學生對掌握知識技能的渴求。在實驗課程的設(shè)計方面，應(yīng)當以經(jīng)典實驗為主體，用于規(guī)范學生的實驗操作技能；逐漸增大研究型實驗、探索型實驗的比例，增強學生綜合運用所學知識點的能力，提高學生解決綜合問題的能力。由于食品專業(yè)本身的特點，可以針對性地設(shè)置更加貼近食品分析的探究性實驗，并且在實驗課的教學上可以引入研討的方式，學生提出方案，教師予以討論修改后進行相關(guān)實驗操作。在實驗課程中，給予學生更大的空間和動手操作的機會，有助于夯實學生的分析技能和技巧，加深對分析化學課程理論知識點的理解。上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院，是由國家食品藥品監(jiān)督管理局下屬的唯一的一所高等學校衍生發(fā)展而來的，有著較深厚的行業(yè)優(yōu)勢，同時借助上海的區(qū)位優(yōu)勢，和一些分析檢測方面的企事業(yè)單位聯(lián)合建設(shè)分析化學的實驗課程，依靠其優(yōu)秀的實驗平臺給學生創(chuàng)造更好的實驗條件，同時讓學生盡早了解所學技能在工作生產(chǎn)中的應(yīng)用途徑。

三、優(yōu)化考核方式

隨著教學內(nèi)容和教學方式的更新，現(xiàn)有的對學生知識掌握情況的考核方式也需要進一步優(yōu)化。目前，分析化學作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，書面考試仍是主要的考核方式和手段。但是，作為工科院校的分析化學課程不能局限于單一的考核模式，如何客觀地反應(yīng)學生綜合能力和創(chuàng)新能力的提高，是優(yōu)化考核方式的首要目標。首先是對學生平時的考核，包括學生課前對知識點的預(yù)習和理解，實驗課程前實驗方案的擬定，課堂討論環(huán)節(jié)學生的參與度，以及在課后作業(yè)外布置相關(guān)知識點的文獻閱讀情況；其次，實驗操作的規(guī)范性和實驗技能的熟練度是作為食品學科分析化學課程的重要考核要點之一。其考核內(nèi)容不僅要囊擴平時每次的實驗報告，還要在學期中段或期末的時候進行設(shè)計性實驗的考核，以綜合評價學生對知識點的掌握和綜合運用所學技能解決實際問題的能力；最后，期末考試試卷的題目設(shè)置方面，除了對基本概念和原理的考核外，壓縮部分客觀題的比重，采用更豐富和靈活的開放性試題對知識點的掌握進行評價。最終結(jié)合上述三類評價方式，給予合適的總分權(quán)重，取其加和的分值作為學生最后的評價結(jié)果，以期切實達到真實反應(yīng)教學質(zhì)量的效果。

四、結(jié)語

分析化學作為食品專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學過程中要不斷賦予其新的內(nèi)容和教學方法。但是，正確評價該課程教學質(zhì)量的好壞，仍舊需要以專業(yè)的市場需求為導(dǎo)向，堅持培養(yǎng)切實掌握堅實理論基礎(chǔ)和具備熟練操作能力及良好職業(yè)素養(yǎng)的學生。為達到這個目標，仍然需要一步一個腳印地推進課程改革和建設(shè)的步伐，要在日常的教學實踐中不斷地發(fā)現(xiàn)和完善問題。

參考文獻：

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Reform and Practice of Teaching of Analytical Chemistry in Food Majors of Engineering College

YE Tai，YUAN Min，CAO Hui，XU Fei，YU Jin-song

（College of Medical Instrumental and Food Engineering，University of Shanghai Science and Technology，Shanghai 200093，China）

Abstract：According to the characteristic of analytical chemistryand the hurdle in the practical teaching process in food majors of en