果蔬采后生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn)與實(shí)踐

茅林春， 趙曉曉， 羅自生， 李 莉

（浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，杭州310058）

0 引 言

果蔬采后生理學(xué)是研究水果和蔬菜等生鮮農(nóng)產(chǎn)品采收以后的生命活動(dòng)規(guī)律的一門(mén)科學(xué)［1］，主要涉及果蔬成熟與衰老過(guò)程的生理代謝和品質(zhì)變化及其調(diào)控原理，是農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程［2］。相對(duì)于理論教學(xué)而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)加強(qiáng)學(xué)生的課程知識(shí)體系和培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有不可替代的作用［3］。然而，果蔬采后生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中尚存在諸多急需解決的問(wèn)題［4］。針對(duì)這些問(wèn)題，多年來(lái)作者對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了不斷改進(jìn)，并取得了良好的教學(xué)效果。

1 存在的主要問(wèn)題

（1）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)性不強(qiáng)。高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主要類(lèi)型［5］。目前，果蔬采后生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)主要由乙烯釋放量、呼吸強(qiáng)度、色澤、硬度、電導(dǎo)率、可溶性固形物測(cè)定等若干個(gè)獨(dú)立的小實(shí)驗(yàn)組成［6］，每周一次的實(shí)驗(yàn)一般是學(xué)習(xí)一項(xiàng)生理（品質(zhì)）指標(biāo)的測(cè)定方法，各次實(shí)驗(yàn)之間相對(duì)孤立缺乏有機(jī)聯(lián)系，學(xué)生對(duì)課程實(shí)驗(yàn)的整體性和綜合性認(rèn)識(shí)不足［7］。

（2）動(dòng)手操作機(jī)會(huì)較少。大部分實(shí)驗(yàn)所需的材料、試劑、器具都由教師在課前準(zhǔn)備，上課時(shí)學(xué)生基本上是按照教師的示范動(dòng)作重復(fù)一遍實(shí)驗(yàn)過(guò)程［8］。實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要使用的貴重儀器數(shù)量有限，往往只有一臺(tái)，如氣相色譜儀（測(cè)定乙烯）、振動(dòng)儀（模擬運(yùn)輸）、氣體分析儀（測(cè)定呼吸強(qiáng)度）等，實(shí)驗(yàn)中基本上都由指導(dǎo)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(xué)生的動(dòng)手操作機(jī)會(huì)［9］。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析薄弱。每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一般都是照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的實(shí)驗(yàn)步驟，再加上實(shí)驗(yàn)結(jié)果。各次實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式基本一致，內(nèi)容互相獨(dú)立，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析不夠深入，不能從課程的知識(shí)體系上深入分析和理解每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的相互聯(lián)系［8］。

（4）實(shí)驗(yàn)考核不夠全面。目前實(shí)驗(yàn)成績(jī)往往只是依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也沒(méi)有較為科學(xué)的實(shí)驗(yàn)考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，難于從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行考核［10］，也不能準(zhǔn)確反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

（5）指導(dǎo)教材內(nèi)容陳舊。現(xiàn)有的果蔬采后生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材內(nèi)容基本是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的模式，主要是介紹果蔬生理和品質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)方法［6］，已很難適應(yīng)綜合性或者研究型實(shí)驗(yàn)的要求。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)方法

針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的普遍問(wèn)題，根據(jù)科研工作的基本特點(diǎn)，著重學(xué)生科研能力的培養(yǎng)，對(duì)果蔬采后生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置及授課方法進(jìn)行了改進(jìn)，技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示。

2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

研究型實(shí)驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容必須與教師從事的科研項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室條件緊密結(jié)合［11-12］，實(shí)驗(yàn)時(shí)間也要基本符合教學(xué)計(jì)劃的安排。針對(duì)以往各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間缺少有機(jī)聯(lián)系的問(wèn)題，將原先單一分散的實(shí)驗(yàn)整合為綜合性實(shí)驗(yàn)，再增加果蔬保鮮處理的試驗(yàn)，形成一個(gè)較完整的研究果蔬保鮮生理和品質(zhì)控制的科研型實(shí)驗(yàn)。果蔬保鮮處理的試驗(yàn)內(nèi)容主要包括：不同貯藏溫度、預(yù)冷、包裝、氣調(diào)濃度、振動(dòng)、保鮮劑等，由各組學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料后自行選擇確定。實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)容主要包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉牧吓c處理方法、研究?jī)?nèi)容、研究方法、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。

圖1 果蔬采后生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)路線(xiàn)

2.2 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

由于教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的果蔬采后生理學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)只有10學(xué)時(shí)、每周2學(xué)時(shí)，而且實(shí)驗(yàn)上課時(shí)間也有明確規(guī)定，很難滿(mǎn)足研究型實(shí)驗(yàn)的時(shí)間要求，所以研究型實(shí)驗(yàn)的基本前提是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，并在專(zhuān)人指導(dǎo)下使用重要的儀器和設(shè)備，享有研究生等同的實(shí)驗(yàn)條件，為學(xué)生科研能力的培養(yǎng)起到了保障作用。

2.3 教師集中指導(dǎo)

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用基本內(nèi)容集中指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程分組輔導(dǎo)相結(jié)合。第一堂實(shí)驗(yàn)課，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生集中學(xué)習(xí)所有實(shí)驗(yàn)儀器操作和所有指標(biāo)檢測(cè)的方法，同時(shí)對(duì)各組的果蔬保鮮處理方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。通過(guò)集中指導(dǎo)，使學(xué)生初步掌握科研型實(shí)驗(yàn)的研究方法，了解實(shí)驗(yàn)工作紀(jì)律和實(shí)驗(yàn)儀器的使用。

2.4 助教全程輔導(dǎo)

研究生作為助教全程參與本科生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放管理、實(shí)驗(yàn)儀器的使用和維護(hù)、疑難問(wèn)題的分析解答、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的跟蹤記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的匯總整理等任務(wù)，從而可以確保科研型實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

2.5 論文代替實(shí)驗(yàn)報(bào)告

全部實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每位學(xué)生必須限期提交一篇研究論文，論文的格式和內(nèi)容主要包括：題目、作者、摘要、關(guān)鍵詞、引言、材料與方法、結(jié)果與分析、討論、參考文獻(xiàn)。指導(dǎo)教師講解論文寫(xiě)作方法，并用以往本科生發(fā)表的研究論文作為范本，具體介紹論文的寫(xiě)作方法和要求。

2.6 實(shí)驗(yàn)論文交流

果蔬采后生理學(xué)的期末最后一次課是實(shí)驗(yàn)論文交流，由于上課時(shí)間的限制，論文交流采用“小組實(shí)驗(yàn)匯報(bào)＋教師點(diǎn)評(píng)論文”的形式。首先是以小組為單位選派同學(xué)上臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后是指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)每篇論文。通過(guò)論文點(diǎn)評(píng)，使同學(xué)更為深刻理解研究?jī)?nèi)容和檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)意義，進(jìn)一步了解科研論文的寫(xiě)作方法，較完整地掌握果蔬采后生理學(xué)的知識(shí)體系，也是一次課程知識(shí)的期末考前復(fù)習(xí)。

2.7 實(shí)驗(yàn)綜合考評(píng)

實(shí)驗(yàn)成績(jī)采用綜合評(píng)分的方法，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和研究生共同參與。成績(jī)主要由實(shí)驗(yàn)操作（30）、實(shí)驗(yàn)論文（60）和綜合表現(xiàn)（10）等3部分組成，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方法在實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始前向?qū)W生公布，使學(xué)生提前理解實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)的重要性。對(duì)于優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)論文，在進(jìn)一步修改的基礎(chǔ)上，推薦投送到專(zhuān)業(yè)雜志，爭(zhēng)取公開(kāi)發(fā)表。

表1 實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（總分100）

2.8 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教材

根據(jù)研究型實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)室條件，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行改革和修正，重點(diǎn)補(bǔ)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(nèi)容（如貯藏溫度、預(yù)冷、包裝、氣調(diào)濃度、振動(dòng)、保鮮劑等），增加了主要儀器設(shè)備的使用方法與注意事項(xiàng)，規(guī)定了實(shí)驗(yàn)論文寫(xiě)作的基本要求。

3 改進(jìn)后出現(xiàn)的新問(wèn)題及解決方法

3.1 實(shí)驗(yàn)材料消耗劇增

由于各組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所不同，實(shí)驗(yàn)時(shí)間也不完全一致，學(xué)生操作不當(dāng)而損耗的現(xiàn)象也比較普遍，實(shí)驗(yàn)材料的消耗量大幅度增加。目前，我校對(duì)開(kāi)設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)的課程都有相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)資助，所以實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)能得到基本保證。

3.2 工作量大幅度增加

研究型實(shí)驗(yàn)對(duì)教師的工作量會(huì)有較大幅度的增加，特別是在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)室管理、儀器設(shè)備維護(hù)、實(shí)驗(yàn)論文指導(dǎo)和答辯等環(huán)節(jié)需要大量的工作投入［13］。目前，本實(shí)驗(yàn)主要采用研究生參與實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)的方法來(lái)緩解教師的工作壓力，研究生全程參與本科生實(shí)驗(yàn)的輔助工作，主要承擔(dān)實(shí)驗(yàn)試劑的配制、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理、儀器設(shè)備的使用和維護(hù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總整理、實(shí)驗(yàn)論文交流等任務(wù)。對(duì)于參與助教工作的研究生，給予適當(dāng)?shù)慕蛸N補(bǔ)助。

3.3 教學(xué)計(jì)劃時(shí)間沖突

按照教學(xué)計(jì)劃，果蔬采后生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課共分5次，每周一次2個(gè)學(xué)時(shí)。由于各組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)材料處理方法有所差異，大型儀器設(shè)備（如模擬運(yùn)輸振動(dòng)儀、氣相色譜儀、氣調(diào)包裝機(jī)等）數(shù)量限制，實(shí)驗(yàn)時(shí)間往往很難與規(guī)定的教學(xué)計(jì)劃一致，很多實(shí)驗(yàn)時(shí)間需要安排在課余時(shí)間甚至晚上。為此，實(shí)驗(yàn)室全部向?qū)W生開(kāi)放，確保學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

8年來(lái)，果蔬采后生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在不斷改進(jìn)，并在2010～2016級(jí)食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生中進(jìn)行了科研型實(shí)驗(yàn)的探索。100%的同學(xué)贊同這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，其中96%的同學(xué)認(rèn)為新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法能較快地熟悉實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作，明顯提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣；95%的同學(xué)認(rèn)為論文寫(xiě)作能力有了顯著提升。已有4篇本科生實(shí)驗(yàn)論文分別發(fā)表在中國(guó)食品學(xué)報(bào)［14］、食品科學(xué)［15］、保鮮與加工［16-17］等專(zhuān)業(yè)雜志上。