食品質量與安全專業(yè)無機及分析化學實驗教學改革與實踐

杜 藝，郭巧云，王良廣，金佳幸

(安順學院 化學化工學院，貴州 安順 561000)

近年來，隨著多起食品安全事件的曝光，食品的質量與安全問題引起了人們的高度重視，食品行業(yè)的質量監(jiān)控亟需相關部門加強監(jiān)督管理以及專業(yè)性人才的介入。順應社會需求與食品行業(yè)的發(fā)展趨勢，食品質量與安全專業(yè)的開設及其創(chuàng)新性應用型人才的培養(yǎng)顯得迫在眉睫。縱觀國內高校食品專業(yè)的課程體系開設情況，許多高校將無機化學與分析化學實驗整合為一門實驗課程，即無機及分析化學實驗[1]。對安順學院而言，無機及分析化學實驗作為該專業(yè)入校以來的第一門基礎實驗課程，在教學過程中存在著學生人數多、學生預習不充分、開設實驗項目專業(yè)針對性不強、考核模式單一、未遵循“綠色化學”原則等問題，從而導致教學效果不理想。因此，無機及分析化學實驗教學內容優(yōu)化、教學模式創(chuàng)新的思考與改革實踐，對提高學生動手能力、培養(yǎng)科學嚴謹的實驗素養(yǎng)、后續(xù)專業(yè)課程的開設都具有至關重要的作用。

1 教學現(xiàn)狀

1.1 學生人數較多，配備實驗教師較少

隨著普通高校擴招，西部地區(qū)地方性院校受限于地方性政府財政經濟增長緩慢與教育投入能力有限，其實驗基礎設備采購與師資力量的跟進與增長不足。這使得食品質量與安全專業(yè)實驗課程開設中，出現(xiàn)學生人數較多，但配備的實驗教師較少的現(xiàn)狀。通常1名教師指導20名控與教師的指導效果均無法得到保障。

1.2 學生對實驗重視程度不夠

受高中化學應試教育的影響，學生容易認為實驗課是理論課的附屬部分，所以學習積極性不高，重視程度不夠[2]。教學過程中發(fā)現(xiàn)，很多學生在實驗預習環(huán)節(jié)只顧照搬照抄實驗教材，不認真思考與準備；部分學生在實驗過程中盲目跟隨實驗步驟或模仿他人進行操作，實驗效率低下；少數學生在收集實驗數據與結果分析時抱著“差不多”、“將就”的不良態(tài)度，不認真對待實驗，有的甚至抄襲他人實驗數據。以上表現(xiàn)均體現(xiàn)出了學生對待實驗課程重視程度不夠，這將導致課程教學效果不好，達不到無機及分析化學實驗課程培養(yǎng)學生科學嚴謹的科學素養(yǎng)、熟練規(guī)范的實驗基本單元操作的教學目標。

1.3 實驗項目與食品專業(yè)的聯(lián)系不足

目前，無機及分析化學實驗教學內容只是將無機化學和分析化學實驗項目簡單的拼湊，項目之間的系統(tǒng)性與聯(lián)系性較差，與食品專業(yè)的聯(lián)系性也不足，難以激發(fā)起學生的學習興趣[3]。此外，開設的實驗項目大都為重復性、驗證性實驗，缺乏創(chuàng)新性、綜合性實驗項目，不能很好的激發(fā)學生理論聯(lián)系生產生活實際，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識以及“學以致用”的科學學習觀的樹立。

1.4 教學手段單一，考核模式簡單

受限于實驗室條件，無機及分析化學實驗課程的開設采用的是傳統(tǒng)的板書講授法結合演示法，但因學生實驗預習不充分，基本原理與概念的學習未及時鞏固，導致部分學生跟不上講授的節(jié)奏，對實驗過程中現(xiàn)象與結論一知半解；此外，老師進行實驗儀器與基本單元操作演示時，學生人數較多，易導致部分學生看不清教師的操作，導致教學效果不好。考核方面，因實驗學生人數眾多，以往對學生的考核往往重結果輕過程，考核評分的主要依據為學生的實驗報告，這樣易將實驗成績評定變成了學生字體、書寫規(guī)劃程度評定，不能很好的反應出學生的基本單元操作規(guī)范程度與動腦、動手能力高低。

2 教學改革措施

2.1 緊扣食品專業(yè)特點優(yōu)化實驗內容，激發(fā)學生學習興趣

大多數無機及分析化學實驗教材是基于化學基礎實驗而撰寫的，通常適用于化工、食品、農學、環(huán)境等眾多專業(yè)，缺乏專業(yè)的針對性，這樣易導致學生產生該課程與專業(yè)無關的誤解，造成學習態(tài)度松懈，實驗積極性下降等問題。結合食品質量與安全專業(yè)培養(yǎng)方向和目標，我們選擇了更符合專業(yè)培養(yǎng)要求的實驗內容，圍繞無機及分析化學基本原理以及規(guī)范學生基本單元操作來開設實驗項目，并對實驗內容進行了微調與修改，如表1所示。

表1 食品專業(yè)無機及分析化學實驗內容調整情況

通過實驗試劑的更換來調整實驗內容，使實驗教學與食品質量與安全專業(yè)緊密聯(lián)系起來，教會學生簡單制取待測樣的能力，為后期食品專業(yè)實驗課程的開設打好基礎；通過聯(lián)系專業(yè)與生活實際的方式，還能有效激發(fā)學生學習的興趣，建立起學習聯(lián)系生活實際的“學以致用”的思維意識，杜絕培養(yǎng)紙上談兵的學生。

2.2 傳統(tǒng)教學結合現(xiàn)代多媒體網絡技術，增強教學效果

傳統(tǒng)的實驗課堂，通常由教師先為學生講解原理與步驟，進行示范操作，最后學生“依葫蘆畫瓢”完成實驗過程[4]。然而整個過程，不利于培養(yǎng)學生獨立思考的能力，扼殺了學生的創(chuàng)新思維，若再加上學生預習效果較差，整個實驗教學效果就會收效甚微。為改善這一現(xiàn)狀，我們可將實驗演示過程拍成教學視頻，采用“翻轉課程”的理念，在學生預習環(huán)節(jié)提供給學生觀看學習，幫助學生事先了解基礎性或驗證性實驗的現(xiàn)象、過程及注意事項，有效提高實驗的效率；借助雨課堂等教學軟件，教師布置預習任務并對學生進行考核，只有通過了考核并完成預習報告的同學方能進入實驗室開展實驗，通過該辦法能有效督促學生重視實驗預習環(huán)節(jié)，增強預習效果。如滴定操作練習實驗，學生對指示終點的判斷是實驗的終點與難點，通過觀看演示視頻，先給予學生感觀認識，能有效的幫助學生學會判斷終點時溶液由無色變?yōu)榈奂t色，且2min內不褪色的實驗現(xiàn)象。

2.3 建立科學全面的考核方式

為了客觀合理的評價學生的實驗技能，加強教學質量監(jiān)控，避免“一紙評分”現(xiàn)象，我們建立了基于平時實驗成績、期末實驗考試成績相結合，注重實驗預習、操作過程、實驗報告多項指標的考核評分體系，使學生在實驗素養(yǎng)、操作技能等方面協(xié)調共發(fā)展。如圖1所示，學生最終成績由平時實驗成績與期末考試實驗成績共同決定，其中平時實驗占最終成績的70%，期末考試占30%；平時實驗多為基本單元操作練習或驗證性實驗，其成績又由網絡預習考核成績、實驗操作成績、實驗報告三項來評分，分別占據比重30%、30%、40%；期末考試實驗安排為綜合性/或設計性實驗，重在鍛煉學生獨立思考與解決問題能力，檢驗學生通過前期基礎性實驗教學后的收獲。期末考試成績認定由設計報告、實驗報告兩部分評定組成，權重各占50%。

圖1 實驗成績評定系統(tǒng)

2.4 倡導“綠色化學”實驗教學思想

無機及分析化學實驗具有涉及面廣，所需藥品試劑品種多且消耗大，部分試劑毒性大等特點。為了增強學生的環(huán)境保護意識，我們可將“綠色化學”的理念融入教學，在化學實驗過程中減少環(huán)境污染，這是化學實驗課程改革的新方向[5]。首先，優(yōu)化實驗內容的開設，在保證學生基本實驗技能得到鍛煉的前提下，盡量選擇毒性小、污染小、實驗成本低的藥品進行實驗，對分析實驗進行減量化，如莫爾法測定商購食鹽中氯含量實驗，將AgNO3標準溶液濃度由課本上的0.1 mol/L降至0.02 mol/L，實驗現(xiàn)象明顯未受影響。其次， 實驗教學中引入微波輔助等技術手段，通過與常規(guī)實驗對比，提高實驗效率的同時將綠色化學思想以生動實例教導給學生，如硫代硫酸鈉的制備實驗，引入微波技術輔助合成，相同產率的反應時間由40 min縮短至9 min[6]。最后，串聯(lián)實驗項目，整合成系列化實驗，減少重復性實驗及藥品試劑的浪費；如將EDTA溶液的標定與雞蛋殼中鈣含量測定實驗整合，能有效的減少EDTA溶液的消耗。

3 結束語

結合食品質量與安全專業(yè)的培養(yǎng)目標與專業(yè)特色，筆者對無機及分析化學實驗教學模式進行深入思考，從優(yōu)化實驗內容，創(chuàng)新教學手段，健全評分考核體系，積極倡導綠色化學實驗思想四方面進行改革，實踐證明改革措施有效地調動學生的學習積極性，為學生后繼專業(yè)課程的學習打下堅實的基礎。

[1]譚 微,熊建文,張佳艷.食品專業(yè)無機及分析化學實驗教學教學的探索[J].輕工科技,2017(3):158-159.

[2]陳尚龍,巫永華,張建萍.食品科學與工程專業(yè)《無機與分析化學實驗》教學改革研究[J].科技視界,2014(30):37.

[3]江雪清,李小平,王超英.“無機及分析化學實驗”課程教學改革與實驗[J].化學教育,2014(4):34-36.

[4]覃利琴,陳 淵,王榮芳,等.淺析精益思想在無機及分析化學實驗教學中的應用[J].廣州化工,2016,44(4):207-209.

[5]李利華,郭豫梅,夏冬輝,等.環(huán)境專業(yè)無機及分析化學實驗教學模式創(chuàng)新研究[J].山東化工,2016,45(2):112-113.

[6] 楊 駿,胡小莉,代永銳,等.微波合成硫代硫酸鈉實驗研究[J].西南師范大學學報,2012,37(1):114-117.