微課結合PBL 教學法在“農產品安全檢測”教學中的應用探索

關文碧

（肇慶學院食品與制藥工程學院，廣東肇慶 526061）

“農產品安全檢測”是肇慶學院食品質量與安全專業的選修課程，研究農產品生產、運輸、貯藏和加工過程中危害因子的產生與檢測技術的相關理論與實驗方法?！稗r產品安全檢測”是一門實踐性和應用性極強的課程，要求學生牢固掌握并綜合運用“食品化學”“食品分析”“現代儀器分析”等相關課程知識和實驗技能[1]，掌握典型的農產品質量安全檢測技術，為其后續從事農產品質量安全檢測、控制、監督等方面實習、工作提供知識與技能支持。學好“農產品安全檢測”能極大地提升學生的綜合實驗技能，為日后的就業做一個良好的銜接。如何在有限的教學時間內讓學生掌握并運用農產品危害因子的檢測原理和技術，是“農產品安全檢測”課程教學需要解決的一大難題。隨著時代的發展，微課教學法作為一種新型教學模式在近些年被廣泛應用于教學工作中，其以“網絡視頻課程”為主體表現形式，具有教學重點突出、授課時間不受限制、授課形式多、授課內容廣的特點[2]；以問題為基礎（Problem-based learning，PBL） 的教學方法是以學生為主體、以農產品安全檢測問題作為核心進行研究性學習。將對“農產品安全檢測”課程傳統教學的弊端進行分析，基于微課結合PBL 教學法探討“農產品安全檢測”的教學改革思路與措施，為該課程的教學改革提供參考。

1 “農產品安全檢測”傳統教學中存在的問題

在傳統的“農產品安全檢測”課堂及實驗教學過程中，學生缺乏自主性和選擇性[3]，部分學生學習興趣不高，很難切實提高實踐水平，最終導致學生對自身專業的信心不足，在走上工作崗位后對于食品安全檢測相關工作表現力不從心。分析原因主要包括以下2 個方面。

1.1 教學方式缺乏特色，教學和考核模式單一

“農產品安全檢測”課程涉及的知識面比較廣，傳統的理論課教學模式是教師主動講授、學生被動接受，學生不會主動將大量的新知識和已有知識串聯起來，在掌握新知識時會非常吃力，學習積極性大打折扣。再加上傳統教學模式的考核方法多為考試，學生抱著將考試應付過去的心態，很難將“農產品安全檢測”的原理和技術融會貫通，也無法具備食品安全檢測工作中所要求的解決實際問題的能力。

1.2 實驗課程學生的實際參與度低

目前，“農產品安全檢測”實驗課程依舊采用傳統授課模式，進行實驗之前教師先講解實驗原理、實驗步驟、實驗儀器的使用方法、注意事項等，學生按照實驗講義完成實驗。這種傳統的教學模式導致整個實驗過程中學生只是一名“操作工”，只要按實驗步驟完成操作即可，學生始終處于被動學習狀態，大部分學生并未主動思考為什么這么做、怎么能做得更好，導致學生不能真正掌握并應用農產品危害因子提取凈化的原理和方法去解決實際問題[4]；另一方面，該課程所用實驗設備均為大型檢測儀器，單價貴、維護要求高，實驗室往往只配備了1~2 臺[4]。教師在上課的時候，雖然能在儀器旁邊進行詳細講解，但是由于學生人數眾多，站在后面的學生很難看到檢測操作的細節，導致部分學生對儀器設備的使用掌握不夠到位[4]。

2 微課結合PBL 教學法在“農產品安全檢測”教學中的探索

PBL 教學法的核心是“以學生為主體、以問題為中心”，在教師整體設計和指導下，學生圍繞某個或某些具體問題，充分運用多種形式進行自學，強調學生的主動參與，非常適合實踐性極強的課程教學[5]。微課是指運用信息技術按照認知規律，呈現碎片化學習內容、過程及擴展素材的結構化數字資源。微課的時長一般不超過10 min，主要是為了突出課堂教學中某個知識點，或是反映課堂中某個教學環節、教學主題的教與學活動[2]。微課的構成具有“情景化”、類型多樣化等特點，使其非常適用于儀器構成、工作原理等需要具象化知識點的傳授。微課與PBL 教學法相結合，借助引導性問題調動學生學習積極性，借助微課資料方便學生利用零碎時間或課余時間進行學習，打破傳統教學模式中時間和空間的限制，有助于學生提高靈活運用理論知識、解決實際問題、獨立開展農產品安全檢測相關工作的能力。

微課與PBL 教學法相結合的教學模式在教學實踐中可通過以下4 個步驟予以實施：①引導性問題和微課資料的準備和推送；②學生進行獨立或分組學習；③通過生生討論、師生討論的形式進行課堂教學；④學習效果評價。

2.1 引導性問題的設置

“農產品安全檢測”課程中會以近年來標志性的農獸藥殘留引發的食品安全事件為案例，在貼合教學內容、契合學生專業特點的基礎上，進行引導性問題的設置。設置的引導性問題應該將理論教學和實驗教學合理地融合在一起，實現理論課搞懂技術原理、實驗課掌握技術操作的目標。該課程選取的食品安全事件包括海南豆角水胺硫磷事件、北京草莓乙草胺事件、魚中孔雀石綠殘留、豆芽中的無根劑—— 6 - 芐基腺嘌呤殘留。在設計教學案例時，教師先為學生提供以上事件的相關媒體報道，讓學生了解事件的發展過程。然后，以“危害因子的種類和特點→具體檢測目標→樣品前處理流程→實際樣品采集與檢測→數據分析”為線索準備案例問題。

以“海南毒豆角”事件為案例設置的引導性問題和關聯的知識點見表1。

表1 以“海南毒豆角”事件為案例設置的引導性問題和關聯的知識點

2.2 微課的錄制

微課視頻的質量影響著教學效果。在與設置的引導性問題相匹配的基礎上，該課程的微課內容從3 個方向進行選擇：①需要影像化呈現的實驗操作；②儀器構造和使用操作；③涉及檢出限、定量限、添加回收率的定義和計算。該課程錄制的微課主要內容包括不同類別樣品的特點及代表性農產品，Qu-EChERs 樣品前處理方法，液液分配萃取法，固相萃取法，氣相/液相的構造、進樣和積分操作，代表性樣品縮分和儲存，檢出限、定量限、添加回收率的定義和例題計算。此外，微課最好由任課教師來錄制，畫面中露出教師面容；微課的時長不超過10 min，便于學生集中注意力掌握微課的教學內容。例如，在錄制“分析方法的開發——樣品前處理技術”這一知識點中的微課時，可選擇固相萃取這個需要影像化的難點內容進行錄制，講解固相萃取的原理、萃取柱類型、固相萃取操作流程和實驗演示，將視頻時間控制在10 min 以內，以免造成學生的厭學情緒。

2.3 課程資料的推送

為了方便學生及時、有效地獲取學習資料，課程選擇了QQ 群和雨課堂這2 個可永久存儲文件資料的平臺進行微課資料、引導性問題和課件的推送，利用微信群的群公告功能提醒學生及時查看課程資料。

2.4 學生的學習與探究

教師將設計好的案例、引導性問題和輔助的學習資料提前2 周左右發給學生，對于難度系數較小的引導性問題或知識點，如農產品安全風險因子，安排學生獨自探究與學習；引導性問題的難度系數較大或所涉及的知識點較多時，安排學生針對案例組成小組進行探討和學習。教師將難度較大的問題進一步細化，如“如何進行豆角中水胺硫磷殘留分析方法的確證”這一問題，將會細化為7 個小問題：①分析方法的確證需要做哪幾個項目；②準確度、精密度、檢出限和定量限的概念是什么；③溶劑標準曲線和基質標準曲線的如何制作；④基質效應如何計算和評價；⑤驗證準確度和精密度的意義是什么；⑥添加濃度該如何設置；⑦精密度、檢出限和定量限如何計算。學生通過查找教材、輔助性資料和文獻，準備相關的問題的答案，整理成演示文檔，以便上課討論。學生在自主學習與探究的過程中難免會遇到問題，因此教師在推送資料時需要鼓勵學生通過微信或班級微信群向教師提問，同時教師要及時解答學生的疑問，保持學生學習的積極性，提升學生自主學習的便利性。

2.5 理論和實驗教學的安排

課堂教學中可通過生生討論、師生討論的形式進行。每組根據準備好的材料，由1 名學生對1 個問題進行發言，其他學生有不同觀點可隨時提出并討論。教師最后將每組的答案歸納總結，形成1 個合理的答案。在此過程中，教師主要充當引導者，只在學生偏離主題時及時糾正，在學生沉默時打開話題，對學生的發言盡量不予干涉。

實驗教學中教師根據分組情況給定多個檢測主題，每小組從給定的主題中選擇自己感興趣的檢測內容，確定實驗課的內容。教師給定的檢測主題包括：谷物果蔬中的農藥殘留分析，肉蛋奶中的獸藥殘留分析。實驗前2 周教師通過微信群和QQ 群公布實驗方案的要求和檢測任務，組織各組課后根據各自的實驗任務進行實驗方案的設計。檢測任務主要包括優化儀器檢測條件、優化樣品前處理條件、完成高、中、低3 個濃度的添加回收實驗，進行方法確證（獲得標準曲線、基質效應、添加回收率、相對標準偏差、檢出限、定量限等數據），采集3 組市場樣品檢測。在實驗前1 周教師和學生對實驗方案涉及的實驗原理、實驗條件、實驗操作和結果計算進行集中學習和討論，教師審定實驗方案后，各組按照自己制訂的實驗方案進行實驗。

2.6 學習效果的評價

教師對學生學習效果的評價主要包括課堂學習成效評價、期末考核和實驗考核3 個方面。課堂學習成效評價會通過隨機提問、學生口頭回答或隨堂測試的方式進行。該課程在“分析方法的開發——儀器分析檢測技術的應用”和“分析方法的確證”2 個章節的學習結束后，安排學生進行隨堂小測，主要考核學生是否掌握了氣相色譜和液相色譜，以及相應檢測器的應用、檢測限和添加回收率的計算這2 個較為重要的內容。課程學習結束后會進行閉卷測試，試題類型包括不定項選擇題、實驗設計題和計算題。測試內容除了特別需要記憶的知識點外，大部分都通過案例的形式進行考核，鼓勵學生對實際案例進行有根有據、條理清晰的分析和解答，考核學生理論知識的應用能力、分析解決具體問題的能力。實驗考核會以小組為單位，從給定的范圍中選擇一個檢測主題，撰寫檢測方案，通過小組討論，由任課教師審定實驗方案后給與指導并提供條件，最后以小組為單位進行實驗。教師對實驗表現、實驗結果和實驗報告3 個方面評定實驗考核的成績?！稗r產品安全檢測”課程的最終成績由課堂考核、期末考核和實驗考核3 個部分構成，比例分別為30%，30%和40%。

3 結語

微課與PBL 教學法相結合應用于“農產品安全檢測”的教學中，能夠更好地調動學生的積極性、合理高效地運用學習時間，促使學生掌握運用檢測人的思維解決實際檢測問題的方法。針對課程教學效果對學生進行問卷調查的結果顯示，78%的學生對總體教學效果表示很滿意，14%的學生表示滿意，8%表示教學效果一般；85%的學生表示該教學模式能調動自身學習的積極性和參與性，92%的學生表示能提高了應用理論知識解決實際問題的能力。

通過實施2 年的微課融合PBL 教學法的經驗積累，作者總結了以下5 點教學要求和存在問題：①文獻資源需豐富多樣，能為學生提供充足的參考資料；②常用重要儀器的數量和狀態需滿足本科實驗的需求，需要增加相應教學經費的投入；③PBL 教學法的實施需要有充足的教學時間，目前16 學時的理論課和16 學時的實驗課并不能滿足該教學法實施的需求，應增加相應的課時；④教師需提高應用多媒體技術的能力，投入時間進行微課的制作；⑤教師需要具有較高的專業素養和較強的課堂組織駕馭能力，才能正確引導并積極調動學生參與到課堂討論和學習中。