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食品专业现代仪器分析实验教学研究

2020/01/03 阅读:

【摘要】从西藏农业高等院校的实际出发,满足西藏农牧学院食品科学学院食品专业本科人才的培养目标,对现代仪器分析实验教学中存在的问题,提出其实验教学内容改革及方法的几点意见。在其内容上,结合现代仪器分析实验课程操作性和应用性强,充实其实验课教学内容,及时更新实验国标内容;在其实验教学方法上,采用网络资源的应用和实验课交叉分组,培养学生学习主观能动性,提高其实验能力和应用能力。

【关键词】实验能力;现代仪器分析实验教学;实验教学改革

现代仪器分析课属于高等农业院校及一些职校的专业核心课,以被测物的物理或物理化学性质为基础,利用特殊的仪器,对其进行定性及定量分析,具有快速、取样量少、灵敏度高、准确度高等优点及操作性和应用性强的特点。随着科技的迅猛发展,已广泛用于食品、生命科学、环境科学、宇宙科学、能源科学、药学、医学等领域。对学生掌握现代仪器分析的原理、结构、特点、方法及应用,为今后的学生大创实验、毕业论文、从事食品分析相关的工作奠定基础,对培养应用型技术人才有着举足轻重的作用。对现代仪器分析的教学改革有虚拟仿真验室及虚拟教育与V-learning应用的推广[1]、微助教辅助教学及微助教考核模式[2]、“六位一体”[3]、微课及微信公众号[4]、教学方法[2,5,6]、教学内容[6]、课程考评方式[5,6]、“三段式实验教学法”[7]、三定式”的实验教学[8],鉴于我校大型分析仪器数量少、缺少专业技术人员的实际和我院培养“适应西藏食品行业发展需要,具备食品科学的基本理论及基本知识,农产品加工技术和农产品质量检验与品质控制等面的基本知识及技能的应用型技术人才”的人才培养目标以及《现代仪器分析》课程特点,利用虚拟仿真实验室、开放实验室、微信公众号或QQ群等进行实验教学改革,充分利用网络资源,采取实验课交叉分组等方法,培养学生学习主观能动性,提高其发现问题和解决问题的能力。实验学时从20.8%(10学时实验/48总学时)提高到62.5%(30学时实验/48总学时)。

1现代仪器分析实验教学目前存在的问题

《现代仪器分析》课程是我院“食品科学与工程”专业和“食品质量与安全”专业的专业核心课程,我院食品科学与工程专业2004年开始招生,食品质量与安全专业2011年开始招生,按每届招80名学生计,共有320人,现有教学实验室面积为160m2,学生生均实验面积仅为0.5m2,生均实验室面积不足。课程内容主要包括吸收光谱法(紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法)、发射光谱法(分子发光分析法)、色谱法(液相色谱法、气相色谱法、离子色谱法、电泳色谱法)、质谱法(有机质谱法、无机质谱法)等。目前常用的现代仪器分析教材大都存在内容专属性不强,内容陈旧、实验内容未能及时更新,再加上现代仪器分析实验课中普遍存在的共性问题,如:大型分析仪器数量少且更新慢,学生无法全部上机操作[7];缺少操作大型仪器的技术人员,重理论课轻实验课,即使高校配置大型仪器,多是教师做实验[5];仪器容易出故障,维修费用不菲,特别在西藏,维修的周期长且费用贵;不同品牌的相同大型分析仪器的软件在使用上存在一定的差异,如安捷伦液相工作站和岛津液相工作站,在做校正曲线,还是有差异的,会造学生在相关分析工作岗位的不适应;一些实验未按最新的中国国标方法进行等。鉴于上述原因,加上实验内容与社会需求脱节,不能很好的服务西藏地方经济发展,学生参与实验的积极性不高,不利于学生创新能力的提高,与应用型技术人才的培养目标不相符。

2现代仪器分析实验课教学改革

2.1实验课教学内容改革

由于《现代仪器分析》课程实验教学存在诸多问题,我院院食品科学与工程教研室多次召开《现代仪器分析》实验课教学内容改革会议,对课程实验内容改革如下:实验课由10学时增加到30学时,根据食品科学与工程实验室和食品安全检测实验室现有仪器设备,选用GB5009系列等最新国家标准,选择了9个适用性强且实验效果好的分析实验,不断强化食品专业使用频率较高的仪器,如紫外-可见光分光度计-Unico2012PCS、傅立叶变换红外光谱仪-AgilentCary660FT-IR、高效液相色谱仪-Agilent1260、分子荧光光谱仪-PerkinElmerLS55、气相色谱仪-VarianCP3800、原子吸收光谱仪-东西电子AA7000的使用。增开基础性实验-溴化钾压片法的中红外定性实验及高效液相色谱柱参数的测定实验、综合性必修实验-火焰法原子吸收测铁、石墨炉原子吸收测铅及高效液相色谱法测食品乳酸含量、设计性实验-红外标准图库的制作及应用、气相色谱测乙酸。上述实验直接对接社会需求,可服务于林芝市及西藏地方经济发展,学生对所学内容感兴趣,促使学生由被动学习变主动学习,有利于学生充分发挥主观能动性和自我创造性,以及应用型技术人才目标的达成。

2.2网络资源的应用

改变现有实验课由实验课教师完全讲解授实验课内容后,学生再做实验的模式,充分利用网络资源,将实验课所用的仪器2012PCS、Carry660、Agilent1260、AA7000、CP3800、LS55的仪器构造、使用说明书、测定过程视频、仪器操作维护等相关视频和教师实验课件提前上传至学生所在班级的QQ群或微信群,让学生提前熟悉实验课所用的仪器的操作规程。实验内容涉及的一些食品国标的分析方法实验及设计性实验,提前在QQ群或微信群里要求学生去百度上查找并下载相应的国标及中国知网上查找并下载,按所下载的资料进行相应的实验。实验课前教师随机抽选几道涉及到实验课重要知识点的题输入到手机“微课堂”平台上,让学生通过手机加入网上课堂班级,然后在线答题,这些平台会自动将学生答题对错情况快速反馈给教师,教师可因地制宜地有针对性地为学生解答错题和疑问,实验课教师可以真正掌握学生学习实验课重要知识点的实际情况。通过以上方法让学生更容易理解实验课堂内容,避免无效实验课堂的产生。针对课程所用的仪器如液相色谱存在设备较复杂、价格昂贵等问题,充分利用高效液相虚拟仿真平台资源,学生在不懂高校液相如何操作的条件下,可通过该平台的使用能更好的熟悉高效液相的操作流程。

2.3实验课分批交叉分组

现代仪器分析实验课的目的在于对学生的实验能力、实践能力和综合应用能力的培养,我院每年开设《现代仪器分析》课程的学生通常为两个专业80人,实验中常用的大型仪器设备为6台,如果按专业班级分两批,则为40人用一台,能操作到仪器的学生少之又少。如果在分批的基础上采用交叉分组的方法进行实验教学(即一个班同时以大型仪器的使用为目的,分成6组,每组约7人,轮流使用不同的仪器),通过分批较交叉分组的方法,每台仪器设备每次由一个组的7名同学使用,可以较好的克服仪器数量少和生均实验室面积不足的问题。但一个老师要同时兼顾使用六台仪器的六个小组是一件有挑战的事,为此我们的解决方案是平时利用教师的教研或科研项目,重点培养对上述仪器使用感兴趣的3-5名学生,让其熟悉上述仪器设备的操作和注意事项,上实验课时由实验教师和两名学生分别负责两台仪器设备的使用,做到有条不紊。2.4开放实验室该课程实验围绕上述6台仪器进行实验教学,从实验配标液、样品处理、仪器操作、数据处理,都要求学生自主去完成。这样开设实验,学生实验能力及仪器操作能力增加了,但实验课的时间也会增加,要求学生利用空余的时间去完成该实验课的内容,该课程实验教学必然要求开放食品科学与工程和食品安全检测实验室,可以提高学生对实验课学习的积极性、自动性、自觉性和实验能力。它可以克服无法近距离接触使用仪器和实验室面积偏少的弊端,又对设计性实验及大学生创新实验的开展提供了条件,开放上述的6台件仪器设备,学生既可以在实验教师的指导下开展综合性及设计性实验,也可以做一些实验教材上比较成熟的实验,为学生实验教学提供便利条件。

3结论

现代仪器分析课程具有实验性,操作性及应用性强的特点,其实验课的开设极为重要,针对现代仪器分析实验教学目前存在的问题,通过《现代仪器分析》实验课教学内容改革、网络资源的应用、实验课采用交叉分组方式、开放实验室等措施,既克服了存在的问题,又使学生对现代仪器分析实验课可以近距离接触和使用大型仪器,使学生对现代仪器分析实验课的基础知识的简单认知逐渐过渡到掌握一些仪器的使用、实验设计和独立完成课程实验教学内容,可以全面调动学生的主动思考和实验能力,从而提高该课程实验教学质量,以满足培养适应西藏自治区经济社会发展需要的应用型人才需求。

参考文献

[1]江津津,董蕾,刘慧娟,等.高职专业课程《现代仪器分析》实践教学的改革与实践[J].教育教学论坛,2018(1):253-254.

[2]王立敏,赵林秀,邓德志,等.现代仪器分析教学改革与实践[J].广东化工,2017(17):187-190.

[3]范丛斌,郑春红.“六位一体”教学改革研究实践——以《现代仪器分析》为例[J].教育教学论坛,2017(44):60-61.

[4]丁海萍.微课在高职仪器分析教学改革中的应用研究[J].教育现代化,2018(30):91-92.

[5]侯丽,林天然,张宣晗,等.化学类专业仪器分析教学改革初探[J].广东化工,2018(18):184-188.

[6]郭永明,胡凤萍.转型高校现代仪器分析教学改革的设想[J].广州化工,2016(9):215-216.

[7]张大伟,韦军.现代仪器分析实验课教学改革与实践[J].实验技术与管理,2009,26(12):117-118.

[8]魏自民,李成.现代仪器分析教学改革与实践[J].东北农业大学学报(社会科学版),2007(2):50-51.

作者:马长中 罗章 杨林 辜雪冬 池福敏 田惠鑫 单位:西藏农牧学院食品科学学院

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