食品專業(yè)畢業(yè)班“實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練”課程的改革與實(shí)踐

胡亞云，王云陽(yáng)，周元，馬翠翠，秦華，劉娜

西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（楊凌 712100）

食品類專業(yè)集理、工、農(nóng)等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)為一體，具有綜合應(yīng)用性、實(shí)踐性強(qiáng)、多學(xué)科交叉等特點(diǎn)[1-4]。其實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)決定學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）在其人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中的特殊地位和作用。西北農(nóng)林科技大學(xué)食品學(xué)院堅(jiān)持以學(xué)生為本的教學(xué)理念，多年來(lái)不斷進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，將科學(xué)研究的思路、方法和內(nèi)容融入本科生科技創(chuàng)新項(xiàng)目和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程。在學(xué)生即將畢業(yè)走上社會(huì)的當(dāng)口，自2011年起為大四本科生開(kāi)設(shè)為期2周的“創(chuàng)新（科研）訓(xùn)練”課程，旨在教會(huì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、技能，將其應(yīng)用于畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)際中綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能，不斷提高專業(yè)實(shí)際操作能力，從而培養(yǎng)能獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、質(zhì)量控制的食品工程技術(shù)人才，以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)人才的需求。訓(xùn)練的方式主要包括講座、文獻(xiàn)檢索、大型儀器操作與使用、研究方案設(shè)計(jì)與開(kāi)題論證、科研論文寫作等[5]。

實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練部分包括實(shí)驗(yàn)室基本操作規(guī)范和儀器設(shè)備的使用與維護(hù)，占總課時(shí)的50%，其目的是通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)踐技能訓(xùn)練，讓畢業(yè)生盡快熟悉實(shí)驗(yàn)室各種管理制度、安全制度及儀器設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、基本操作方法，理解儀器分析方法的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和初步的科學(xué)研究能力[6]，為畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行及將來(lái)從事與儀器分析專業(yè)有關(guān)的工作或科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。然而，多年來(lái)，由于大型儀器設(shè)備價(jià)值昂貴、操作復(fù)雜、數(shù)量不足、實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限、學(xué)生人數(shù)較多、參與培訓(xùn)的教師較少等因素的制約，本科生在實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練部分的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)受到一定限制，加上授課模式一直沿用傳統(tǒng)的演示教學(xué)模式進(jìn)行[7-9]，即采取分組循環(huán)的方式依照課表計(jì)劃開(kāi)展儀器技能培訓(xùn)，導(dǎo)致其結(jié)果并不理想，未實(shí)現(xiàn)開(kāi)設(shè)實(shí)踐課程的真正意義。因此，在對(duì)“創(chuàng)新（科研）訓(xùn)練”課程中實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)部分存在的基本問(wèn)題及教學(xué)模式反思的基礎(chǔ)上，借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)課程組的方案，確定堅(jiān)持以學(xué)生為本、以提高實(shí)驗(yàn)技能為目的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)符合社會(huì)要求的新型應(yīng)用型人才的課程目標(biāo)；并通過(guò)改革培訓(xùn)內(nèi)容、教學(xué)模式、開(kāi)課時(shí)間等方式，提升培訓(xùn)效果，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作技能[10-14]。

1 存在問(wèn)題

1.1 學(xué)生人數(shù)多、儀器數(shù)量少

以西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院為例，食品科學(xué)與工程及食品質(zhì)量與安全專業(yè)每年畢業(yè)學(xué)生10個(gè)班，約300人，上課以班級(jí)為單位，每班平均30人，而可供培訓(xùn)的儀器，尤其是大型儀器設(shè)備數(shù)量配備更少，大多僅此1臺(tái)，導(dǎo)致學(xué)生人數(shù)與儀器數(shù)量極不匹配。在培訓(xùn)中，盡管采用分組循環(huán)交替的教學(xué)模式進(jìn)行，但實(shí)際上并不能在有限時(shí)間內(nèi)保證每名學(xué)生完全按照實(shí)驗(yàn)要求充分進(jìn)行動(dòng)手操作，絕大多數(shù)學(xué)生只做了簡(jiǎn)單了解，動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)很少，導(dǎo)致不能很好地實(shí)現(xiàn)學(xué)會(huì)使用儀器及培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生的目標(biāo)[15]。

1.2 學(xué)科方向多、儀器種類少

食品專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）涉及面較廣，分食品工程、食品工藝、食品微生物、食品化學(xué)、食品營(yíng)養(yǎng)等不同研究方向，學(xué)生在做畢業(yè)論文過(guò)程中涉及儀器設(shè)備種類較多，如色譜、質(zhì)譜、光譜、物理性能測(cè)試、工藝類設(shè)備、分子生物學(xué)方面的儀器設(shè)備等，但以往用于實(shí)踐課程培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)儀器僅有高效液相色譜儀、氣相色譜儀、紅外光譜儀、物性測(cè)試儀，遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的需求，大多數(shù)學(xué)生在畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)中不涉及此類儀器，反而實(shí)驗(yàn)中所需儀器又無(wú)法提供，不能很好地滿足學(xué)生的個(gè)性化需求。

1.3 課時(shí)安排少、學(xué)生參與度低

儀器設(shè)備操作培訓(xùn)旨在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的能力，這就要求教師須從儀器構(gòu)造、基本原理、操作步驟及注意事項(xiàng)等多方面進(jìn)行綜合系統(tǒng)的講授，但每臺(tái)儀器2個(gè)學(xué)時(shí)的培訓(xùn)安排，根本不能達(dá)到全面系統(tǒng)講授的要求，加之儀器數(shù)量少，為了按時(shí)完成培訓(xùn)課程，從而不影響學(xué)生畢業(yè)實(shí)驗(yàn)，教師不得不采用最傳統(tǒng)的“滿堂灌”方式，進(jìn)行演示性教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生課堂參與不積極，學(xué)習(xí)效率也不高，不利于學(xué)生獨(dú)立思考與實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.4 上課時(shí)間安排欠妥，理論鋪墊少

“創(chuàng)新（科研）訓(xùn)練”課程一般安排在大四第一學(xué)期的開(kāi)學(xué)初進(jìn)行，此時(shí)學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）還未開(kāi)題，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案更無(wú)從談起，大部分學(xué)生因復(fù)習(xí)考研并未將全部精力放在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，平時(shí)對(duì)大型儀器設(shè)備的理論儲(chǔ)備不夠，參與儀器操作培訓(xùn)時(shí)，理論與實(shí)踐結(jié)合度不夠，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)原理的理解和掌握不深刻、不充分，從而挫傷學(xué)習(xí)積極性，影響培訓(xùn)效果及實(shí)踐課程目標(biāo)。近年來(lái)，從學(xué)生做畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)學(xué)生并沒(méi)有通過(guò)“創(chuàng)新（科研）訓(xùn)練”這門實(shí)踐課程學(xué)習(xí)和掌握應(yīng)有的操作大型儀器設(shè)備的相關(guān)知識(shí)和技能，個(gè)別學(xué)生甚至對(duì)某些儀器知之甚少。

2 改革與實(shí)踐

“創(chuàng)新（科研）訓(xùn)練”課程已開(kāi)設(shè)12年，最初4年采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行，之后根據(jù)實(shí)際加以改進(jìn)，具體是：采用分組授課的形式，將每個(gè)班由分2組變?yōu)?組，通過(guò)每組人數(shù)的控制，有效地改善上課效果，提升學(xué)生的儀器操作基本技能，但同時(shí)卻增加培訓(xùn)教師的工作強(qiáng)度，教師往往無(wú)法在有限的時(shí)間里完成教學(xué)任務(wù)。為降低這方面的影響，利用多媒體手段開(kāi)展教學(xué)，具體做法是：將投影儀與儀器電腦連接，通過(guò)投影放大儀器使用軟件，保證每位學(xué)生能夠清楚軟件使用過(guò)程，這樣的教學(xué)形式雖然一定程度上改進(jìn)授課效果，但因用于培訓(xùn)的儀器種類少，還不能達(dá)到讓每一位學(xué)生動(dòng)手操作的目的，且未必能解決學(xué)生在做畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題。鑒于此，本著以學(xué)生為本的教學(xué)理念，培養(yǎng)符合社會(huì)要求的新型應(yīng)用型人才的目標(biāo)，西北農(nóng)林科技大學(xué)通過(guò)合理設(shè)計(jì)培訓(xùn)內(nèi)容、培訓(xùn)時(shí)間等激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力和科學(xué)研究意識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)進(jìn)行5個(gè)方面的改革與實(shí)踐（圖1）。

圖1 畢業(yè)班實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練課程改革與實(shí)踐的途徑

2.1 增加可培訓(xùn)儀器設(shè)備種類及臺(tái)套數(shù)、擴(kuò)充培訓(xùn)內(nèi)容

通過(guò)對(duì)食品科學(xué)與工程和食品質(zhì)量與安全2個(gè)專業(yè)大四本科生往年使用大型儀器設(shè)備的情況進(jìn)行摸底，結(jié)果顯示本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中所涉及的儀器設(shè)備基本涵蓋學(xué)院現(xiàn)有的儀器設(shè)備。因此，為了不斷提升學(xué)生儀器設(shè)備操作技能，增加可培訓(xùn)儀器設(shè)備的種類及數(shù)量極為迫切和必要，將儀器設(shè)備數(shù)量從原來(lái)的4臺(tái)增加到25臺(tái)，用于實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)的儀器設(shè)備依次為高效液相色譜儀、氣相色譜儀、紅外光譜儀、物性測(cè)試儀、電子鼻、傅里葉變換紅外光譜儀、近紅外光譜儀、熒光分光光度計(jì)、可見(jiàn)紫外分光光度計(jì)2臺(tái)（不同型號(hào)）、色度儀2臺(tái)（不同型號(hào)）、差示量熱掃描儀、射頻阻抗分析儀、噴霧干燥機(jī)、冷凍干燥機(jī)、化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)、數(shù)碼拍照系統(tǒng)、凝膠成像系統(tǒng)、PCR儀、全自動(dòng)微生物生長(zhǎng)曲線分析儀、多功能酶標(biāo)儀、電泳儀、膜過(guò)濾試驗(yàn)機(jī)、黏度計(jì)，及其常規(guī)性儀器如搖床、烘箱、離心機(jī)等，通過(guò)儀器設(shè)備種類多樣化，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求及興趣愛(ài)好任意選擇儀器設(shè)備參與培訓(xùn)。

2.2 增加培訓(xùn)教師人數(shù)、提升師資力量

為保證培訓(xùn)效果、保證課時(shí)、降低教師工作強(qiáng)度，增加參與儀器設(shè)備培訓(xùn)的教師人數(shù)，教師人數(shù)由原來(lái)的2人增加到9人，并要求每位教師選擇自己比較熟悉的儀器進(jìn)行培訓(xùn)。同一時(shí)間段內(nèi)，多名教師可以同時(shí)開(kāi)課，學(xué)生根據(jù)自己的選課情況有針對(duì)性地參與學(xué)習(xí)培訓(xùn)。

2.3 調(diào)整開(kāi)課時(shí)間、滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求

該課程的開(kāi)課時(shí)間以往都在大四第一學(xué)期開(kāi)學(xué)初的2～3周，大多數(shù)學(xué)生還未完成試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，此時(shí)很多學(xué)生參與培訓(xùn)時(shí)不知所為，對(duì)于培訓(xùn)學(xué)習(xí)的儀器基本原理、基本構(gòu)造、用途等也不甚了解，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)興趣不積極，直接影響培訓(xùn)效果。為彌補(bǔ)這些缺失，讓學(xué)生不再盲目，能夠?qū)W以致用，做到有的放矢，將開(kāi)課時(shí)間調(diào)整到畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題之后，此時(shí)學(xué)生基本完成畢業(yè)課題試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，可有針對(duì)性地根據(jù)論文中涉及儀器設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的理論知識(shí)了解與儲(chǔ)備，從而更好地參與培訓(xùn)。

2.4 統(tǒng)籌安排課時(shí)、保證培訓(xùn)質(zhì)量

學(xué)生選課結(jié)束后，根據(jù)每臺(tái)儀器設(shè)備的選課人數(shù)及培訓(xùn)時(shí)間，靈活安排上課時(shí)間及培訓(xùn)時(shí)長(zhǎng)。培訓(xùn)總課時(shí)不局限于原來(lái)的80課時(shí)，而是根據(jù)每臺(tái)儀器選課人數(shù)多少安排上課次數(shù)，課時(shí)以保證培訓(xùn)效果為前提進(jìn)行合理安排，保證課程不沖突，沒(méi)有上限，通過(guò)改革，總課時(shí)比原來(lái)課時(shí)多出80%。在同一時(shí)間內(nèi)，多名教師可同時(shí)授課，學(xué)生根據(jù)選課情況靈活上課。通過(guò)統(tǒng)籌安排，有效避免學(xué)生因選擇培訓(xùn)儀器種類多而造成的上課時(shí)間沖突等問(wèn)題。

2.5 采用小組培訓(xùn)模式

根據(jù)儀器設(shè)備操作難易程度嚴(yán)格控制培訓(xùn)人數(shù)，常規(guī)性儀器每次最多10人，操作難度大且復(fù)雜的儀器每次最多6人。通過(guò)對(duì)參訓(xùn)人數(shù)的調(diào)整，學(xué)生上機(jī)操作機(jī)會(huì)增加，有利于教師和學(xué)生之間充分溝通交流，有利于在有限時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量完成培訓(xùn)。比如，在物性測(cè)試儀的培訓(xùn)中，學(xué)生可根據(jù)自己將要測(cè)試的食品種類及物理性質(zhì)，提前了解或請(qǐng)教教師該如何選擇探頭及測(cè)試模式，教師根據(jù)學(xué)生的個(gè)性需求逐一講授相對(duì)應(yīng)探頭的使用方法及測(cè)試模式的設(shè)定等。

3 改革與實(shí)踐初顯成效

3.1 樹(shù)立加強(qiáng)儀器培訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)的新理念

通過(guò)對(duì)該實(shí)踐課程的教學(xué)內(nèi)容、上課課時(shí)及時(shí)間、上課人數(shù)及教學(xué)模式等方面的改進(jìn)與實(shí)施，認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)儀器設(shè)備培訓(xùn)對(duì)于將學(xué)生職業(yè)能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)要求貫穿于教育教學(xué)，從而培養(yǎng)出有益于社會(huì)的應(yīng)用型人才具有非常重要的意義。通過(guò)強(qiáng)化培訓(xùn)，一方面，能有效提升教師高效管理大型儀器設(shè)備及深入研究探索儀器設(shè)備新功能的能力，使其在教學(xué)上精益求精；另一方面，學(xué)生使用儀器更加便捷和高效，有助于提高儀器設(shè)備的利用率。

3.2 調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高培訓(xùn)效果

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的課堂紀(jì)律明顯好轉(zhuǎn)，注意力集中，學(xué)習(xí)興趣濃厚，課堂參與積極性高，許多學(xué)生會(huì)根據(jù)自身畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，有針對(duì)性地向教師請(qǐng)教相關(guān)儀器設(shè)備使用方法及注意事項(xiàng)，教師對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)及建議，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。對(duì)此，學(xué)生普遍反映，這種實(shí)踐教學(xué)模式更為科學(xué)，不僅學(xué)習(xí)掌握儀器操作基本原理及技能，還可學(xué)習(xí)更多自己感興趣的儀器設(shè)備，不斷增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，拓展知識(shí)面，讓學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)更加合理地設(shè)計(jì)畢業(yè)論文試驗(yàn)方案，為求職就業(yè)及繼續(xù)深造奠定良好的科學(xué)研究基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

“創(chuàng)新（科研）訓(xùn)練”課程實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)部分是課程實(shí)踐教學(xué)改革的初步嘗試，取得一定成效，為學(xué)生后續(xù)的畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究工作奠定良好基礎(chǔ)。同時(shí)也對(duì)培訓(xùn)教師提出更高要求，使其能夠潛心鉆研，深入挖掘儀器新功能，研究?jī)x器設(shè)備操作培訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，在教學(xué)實(shí)踐中不斷創(chuàng)新，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和手段等。在互聯(lián)網(wǎng)大時(shí)代背景下，對(duì)這門課程將主要從更好地借助“互聯(lián)網(wǎng)+”優(yōu)勢(shì)、采用線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式開(kāi)展課程教學(xué)活動(dòng)[16]、建立健全學(xué)生考核體系建設(shè)等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新。