《儀器分析》實驗課程教學改革與探討*

韓曉江,王 濤

(商洛學院健康管理學院,陜西 商洛 726000)

儀器分析課程是涉及化學、物理、數學、計算機等多門學科的課程，是公共衛生、化學、生物、環境、檢驗等相關專業開設的必修課程，儀器分析實驗更是把儀器理論過渡實際的橋梁，實驗課程質量的高低直接影響該課程的效果。商洛學院食品衛生與營養學專業是培養德智體美勞全面發展，掌握預防醫學、營養學、食品安全、食品衛生與檢驗等方面的基本知識和理論，具備疾病預防、營養指導干預、健康服務與管理等方面的能力，能在社區衛生服務中心、醫院、疾病預防控制中心、營養咨詢機構、食品檢測機構、食品生產企業等單位從事營養調查、營養咨詢、營養相關疾病控制、健康管理服務、食品衛生檢驗、食品質量監督的高素質應用型專業人才。為了滿足服務地方人才市場的需求，商洛學院以培養應用型人才為教學宗旨，針對儀器分析實驗教學中存在的問題，對其實驗教學內容和方法進行改革與探討，以期提高學生的實踐操作能力，培養學生綜合設計實驗的開放思維模式，為將來從事食品營養因子檢測、衛生評價相關工作打下堅實的基礎。

1 儀器分析實驗存在的問題

食品衛生與營養學專業培養目標要求該專業學生能夠利用現代科學儀器對公共衛生的污染因子，食品食物中有效成分、營養因子等檢驗檢測，并做出安全衛生性評價，培育應用型人才。目前儀器分析實驗課程主要面臨問題一則是大型儀器設備不足、數量較少，再加上現代儀器分析實驗課中普遍存在的共性問題，學生無法全部上機操作。學生接觸機會相對較少，加上儀器設備價格昂貴、維修困難，一般本科生每人實際操作相對困難。二則是目前常用的現代儀器分析教材大都存在內容專屬性不強，實驗教材內容陳舊，實驗內容未能及時更新，內容以基礎性、驗證性為主，都是在實驗老師配備好樣品、寫好操作步驟，知道實驗結果的前提下讓學生進行重復，很難培養學生設計綜合性的應用型能力。鑒于上述原因，加上實驗內容與社會需求脫節，不能很好的服務商洛地方經濟發展，學生參與實驗的積極性不高，不利于學生創新能力的提高，與應用型技術人才的培養目標不相符。三則是和社會所需人才有所脫軌，在企業、檢驗機構等工作人員，要求從源頭采樣、樣品預處理、上樣檢測、結果分析，包括檢測過程影響因素分析及控制等，都需要該技術人員獨立完成，并不知道實驗結果，都是綜合設計型實驗，對其發現問題解決問題的能力要求比較高，傳統的儀器分析實驗很難培養學生該能力。基于目前所存在地問題，結合商洛學院自身優勢，利用教學基地及資源條件，對儀器分析實驗課程進行改革與探討，旨在培養學生發現問題解決問題能力、動手能力、綜合評價食品安全衛生營養的能力，實現對應用型人才的培養。

2 儀器分析實驗教學改革研究

儀器分析實驗是對理論教學的檢驗和應用，在掌握理論知識的前提下，把所學知識能夠應用于社會實踐中，打破傳統實驗教學模式及方法，結合應用型人才培養目標，通過理論教師、單位工程師(“雙師制”)教學，把食品安全、衛生、營養等相關社會現實問題融入實驗課堂，從學生到專業技術人員的轉變，開展實施實驗過程，既提高參與實驗的積極性，也符合應用型人才的培育。

2.1 明確課程目標

食品衛生與營養學專業開設《儀器分析》理論課時32學時，實驗課程16學時，不像食品科學、化學、材料等學科課時較多。根據食品衛生與營養學專業特點，該專業對儀器分析所有內容并不是都做嚴格要求，加上課時有限，所以只能針對性講解。對儀器分析實驗內容進行調整，加上大型儀器本身涉及學科較多，該專業學生學習起來較為困難，如果對每部分都重點講解，課時不夠，并且該專業實際過程也用不到，比如電化學分析。根據專業特點及實際應用，在大綱要求前提下重點對紫外-可見分光光度法、原子吸收法、紅外光譜法、氣相色譜法、液相色譜法重點講解，核磁共振、質譜法輔助講解。儀器在該專業是作為工具存在，實用性較強，所以更加注重其應用，重點掌握儀器組成，應用范圍，要求學生能夠檢測不同食品中成分選擇對應的儀器，能夠設計檢測方法，對其結果進行分析。為避免實驗內容與社會需求脫節，更好的服務商洛地方經濟發展，提高學生參與實驗的積極性，符合應用型技術人才的培養。讓學生走出校園，通過建立的校企平臺，讓學生進入商洛市產品質量監督檢驗所(質檢所)開展實驗，融入社會，從市場取樣，以市場樣品為實驗對象，獨立設計實驗分析市場上食品的安全性、營養價值，達到產教融合的目的。

2.2 教學方法的改進

傳統的實驗課程都是實驗教師對內容進行講解，操作流程以書面形式呈現，試劑配備完畢等，學生好比“顧客是上帝”身份一般，容易造成自主學習、自主創新意識薄弱，既然該專業以培養應用型人才為目標，就要求學生從始至末參與其中。首先對教學方法進行改進，為激發學生興趣，從被動學習轉變主動學習，讓學生自己設計試驗，老師評判的教學模式。作為教師，應把握社會熱點、實際問題，并要把實際問題帶進課堂，同時帶領學生探索如何解決這些問題。實驗的實效性能夠激勵學生的學習熱情，讓學生感覺所學能夠應用于實踐，能夠參與解決實際社會事件。對班級學生3～5人分為一小組，改變了班級15人一組做實驗的現象，每小組采用大型儀器設備相同，但每組從社會采取樣品不同，處理方法不同，避免了渾水摸魚的現象，督促每位同學都必須參與其中，親自操作。每小組分別定題，諸如蔬菜中農藥是否殘留超標？超市果汁中維生素C含量多少？乳制品中真菌毒素如何檢測？如何根據酒類風味物質判斷酒的品質？采樣的白酒是否含有甲醇？活生生把實際問題留給小組學生，讓學生以專業技術人員角色去探索如何解決。通過自行設計實驗、可行性分析，實驗操作流程等，完成設計，以報告形式呈現老師評閱。指導教師根據學生設計實驗可行性，對此打分，并對出現的錯誤加以矯正，最終幫助學生能夠獨立設計，發現此舉學生不僅能夠鞏固理論知識，同時鍛煉了學生查閱資料、分析解決問題的能力。同時避免了渾水摸魚的發生，打亂了傳統實驗報告抄襲的現象。

2.3 “雙師制”教師的建立

傳統的師資配比，無非是理論、實驗是同一教師，或者實驗、理論教師為多人，但也都是校內教師。都是校內教師在講述實驗課程中，所作實驗要么是給學生演示一遍，或者派出小組代表操作，并且都是已知實驗結果。因此，為了避免和實際脫軌，儀器分析實驗課程建立了“雙師制”教師，理論由校內教師擔任，實驗教師由校外單位——商洛市產品質量監督檢驗所(質檢所)工程師擔任，理論教師輔助。所做實驗在教學大綱的前提下，所做實驗全部為綜合性設計實驗，不再是對單一樣品單一指標進行檢測，而是同一樣品會對里面很多指標同時檢測，使用多種儀器，從而對該樣品做出安全衛生性評價。諸如在十四運召開期間，商洛市作為其中比賽場地之一，為了保障運動員的飯菜衛生營養，工程師會帶領學生深入酒店對其飯菜抽樣，進行樣品處理，對微生物、重金屬、蛋白質、維生素等多指標檢測，同時利用了原子吸收光譜法、液相色譜法、氣相色譜法等。綜合結果對該樣品做出評價，撰寫實驗報告。在教學方法的改進下，學生進入實驗場所在采樣之后，能夠較快的設計處檢測步驟，不再像傳統學生試驗起來一頭霧水，操作緩慢，大大提高了實驗效率。

2.4 導師制的實施

傳統的儀器分析實驗上課進行分組，少則七八人一組，多則十五六人一組，每人操作儀器機會幾乎沒有，“走馬觀花”式實驗達不到應用型實驗效果。通過前面建立的雙師制教師模式，在實驗過程中實施小班化，即每組學生五人，五人分別由五位校外導師負責，每位導師負責一類大型儀器，實行輪崗制，在質檢所開展儀器分析實驗，一對一的實操模式，不僅讓每位同學都能親自操作各個儀器，還能對實驗過程中出現的影響因素獨立解決，并且有專門老師帶領。在每批抽樣過程中，跟隨不同老師，有的學生利用分子熒光法測定茶葉中硒，有的同學利用離子色譜法測定飲用水中的Na+、K+、Ca2+，有的使用液相色譜法檢測蔬菜中的維生素等，一批檢測完畢，進行輪崗實驗，從而使學生達到親自動手操作，獨立完成實驗，提高學生對實驗過程中發現問題、解決問題的能力。諸如在使用高效液相色譜儀過程中，得到色譜峰如果出現鬼峰現象，是樣品問題還是流動性污染原因？如果保留時間發生漂移，是系統壓力不穩定、色譜柱性能問題還是柱溫問題？導師制的建立下，學生能夠帶著實際問題向指導老師請教解決。如果峰寬度變寬，甚至發生重疊現象，學生能夠通過改變流速、調節流動性比例、更換柱子等方法調節得出理想峰譜圖，對學生解決問題的能力得到了檢驗。

2.5 新考核機制的應用

考核機制是對學生學習、教師教學結果的評價，建立合理完善的考核機制，至關重要，傳統的儀器分析實驗成績判定，由實驗報告、課堂表現、課堂考勤構成，但會致使實驗報告千篇一律，很難避免抄襲現象，對學生成績檔次區分不開，同時也檢驗不出學生的操作能力，知識應用能力，不符合應用型人才的培養。在傳統模式考核體系基礎之上，從開始自主設計實驗的開始，再通過儀器分析實驗一對一實驗操作，每位同學所做樣品不同，得到的數據結果不同，避免了實驗報告的抄襲。同時操作過程及可能遇到的問題不同，調動學生的主動性，如何解決問題的能力得到了檢驗。最后對實驗結果分析，撰寫報告，結合實際應用，對市場抽取樣品做出衛生學評價，打破傳統的實驗報告模式。綜合五大方面共同對實驗成績判定，具體評價標準及權重如表1所示。

表1 儀器分析實驗成績構成及權重Table 1 Composition and weight of instrumental analysis experiment results

3 結 語

儀器分析是一門實踐性較強的課程，加上食品衛生與營養學自身特點，根據專業培養目標，結合學校自身優勢及資源，調整實驗上課形式，積極采取多樣化教學，以設計性實驗為主，和社會實際結合起來，探索出一條培養學生綜合設計思維能力和動手解決實踐能力的儀器分析實驗課程教學體系，達到產教融合，很大程度上提高了學生應用型能力，實驗教學效果得到了很大的提升。為地方院校食品衛生與營養學應用技術型人才儀器分析實驗教學改革提供了一些有益的經驗。