王 毅, 魏 娟, 李霽昕, 徐雅琴, 李永才
(甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院,甘肅蘭州 730070)
“食品營養(yǎng)與分析綜合實驗”教學的改革與探索
王 毅, 魏 娟, 李霽昕, 徐雅琴, 李永才*
(甘肅農業(yè)大學食品科學與工程學院,甘肅蘭州 730070)
食品營養(yǎng)學和食品分析是食品科學與工程專業(yè)的主干課程,而實驗教學環(huán)節(jié)則是理論與實踐結合的重要紐帶。為鞏固學生的專業(yè)知識,促進對實驗技能的掌握,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力,我們從教學內容、教學方法和實驗考核等方面對“食品營養(yǎng)和分析綜合實驗”課程進行了改革與探索。實踐證明,這些改革措施激發(fā)了學生的興趣,調動了學生的積極性,提高了課程教學質量。
食品營養(yǎng); 食品分析; 綜合實驗; 改革與探索
隨著社會的進步和生活水平的不斷提高,人們不再滿足于“吃飽、吃好”的追求,而對食品安全、科學、營養(yǎng)均衡的生活理念要求日益增強。因此,消費者迫切需要各種富有營養(yǎng)、安全可口、味道鮮美、有益健康的高質量食品。所以,無論是食品企業(yè)、消費者、各級政府管理機構還是國內外的食品法規(guī),均要求食品科學工作者嚴密監(jiān)控食品的化學組成、物理性質和生物學特性,以確保食品的品質質量和安全性。
食品營養(yǎng)學和食品分析是高等農業(yè)院校食品專業(yè)的兩門主要專業(yè)基礎課程。食品營養(yǎng)學的主要教學目的是讓學生掌握營養(yǎng)學基本知識和主要食品的營養(yǎng)特點及各類人群對營養(yǎng)的需要。食品分析的主要教學目的是讓學生掌握食品原輔料、半成品及成品中主要營養(yǎng)成分理化分析的基本原理及具體操作方法,進而提高動手能力和解決實際問題的能力。開設這兩門課程的主要目的是為學生學習專業(yè)課以及將來從事食品生產(chǎn)、開發(fā)等工作打下良好的專業(yè)基礎。實驗教學環(huán)節(jié)則是理論與實踐結合的重要紐帶,也是這兩門課程的重要組成部分,對培養(yǎng)學生的實驗技能,鞏固專業(yè)知識以及知識的創(chuàng)新有著重要的作用[1]。因此,實驗教學質量的好壞是能否有效提高該課程教學質量的關鍵[2]。
筆者承擔著本院食品營養(yǎng)和食品分析實驗教學的任務,發(fā)現(xiàn)在以往的實驗教學中,由于多方面原因,多數(shù)學生都是被動做實驗,很少主動思考,導致實驗效果差,在做畢業(yè)論文時很難獨立承擔類似的實驗項目。分析原因主要有:
1.1各實驗項目單獨進行,樣品多樣,無連貫性
《食品營養(yǎng)學》和《食品分析》實驗均包含在相應的理論課程中,學生在完成相應實驗內容時不會過多的考慮兩門課程的關系。原有的食品分析實驗項目往往傾向于水分、灰分、還原糖、酸度、粗脂肪、粗蛋白的單獨測定,且均為驗證性實驗,每一實驗項目隨機選擇一種樣品,致使學生感覺實驗凌亂、不系統(tǒng),很難真正理解本實驗項目的測定意義。
1.2個別實驗項目耗時長,學生感覺枯燥無味
完成食品分析方面測試的水分、灰分、脂肪項目均需8小時以上,實際上操作很簡單,學生學到的知識點也不多,多數(shù)時間在等待,如水分測定時,干燥時間需4-5小時;灰分測定也需要高溫灼燒4-6小時;粗脂肪測定時索氏抽提時間亦在4小時以上。學生感覺到實驗枯燥無味,在此期間聊天、上網(wǎng)現(xiàn)象嚴重,部分學生甚至趁空閑時間溜出實驗室,學生缺乏興趣、參與積極性不高,實驗效率低、效果差。
1.3學生未參與實驗準備,實驗過程中缺乏思考,課后難以獨立承擔相應實驗任務
在以往的實驗教學中,實驗員老師會在實驗課前配好試劑,組裝和調試好儀器,學生在實驗過程中按實驗老師的指導照葫蘆畫瓢,甚至有學生上課時不知道做什么內容,邊看書邊做實驗,主動性和自覺性不強,只求獲得實驗結果。我們在教學中忽略了學生的主觀能動性,學生的思維能力在很大程度上受到束縛。當畢業(yè)實習要求獨立承擔實驗項目時要從試驗設計、配試劑、安裝儀器開始,而學生在上實驗課時缺乏相應的實踐機會,未系統(tǒng)地掌握科學的實驗方法,實際動手能力也未能得到培養(yǎng)和鍛煉,而實驗過程中缺乏思考,對實驗原理理解不深刻,操作印象不深,導致困難很多。
1.4操作欠規(guī)范,實驗報告抄襲現(xiàn)象嚴重,缺乏科學嚴謹?shù)脑囼瀾B(tài)度
實驗操作的規(guī)范與否直接影響著實驗結果的準確性,扎實的實驗技能是學生應具備的基本功。在平常試驗中部分學生不重視實驗過程,操作不夠規(guī)范,如做滴定操作時未先排氣泡,滴定實驗時不能正確讀數(shù),忽視用前檢查天平是否水平,此外,以往實驗報告在結課前提交教師,且教師主要根據(jù)實驗報告給出學生實驗成績。實驗過程中做數(shù)據(jù)記錄時隨便撕一張紙或是在實驗指導書上雜亂的標記,要提交實驗報告時找不到原始數(shù)據(jù),只能抄襲他人結果,導致一個班的實驗報告只有3到4個模板。教師很難公正的給出實驗成績,同時學生缺乏嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,對日后從事分析檢測或科研工作很不利。
針對上述情況,我們調整了實驗內容,改革了實驗教學方法與考核方式等,取得了良好的教學效果。
2.1改革和完善實驗教學內容
2.1.1整合實驗內容,增強實驗的系統(tǒng)性
由于食品中各營養(yǎng)成分含量的高低與其營養(yǎng)價值有密切的關系,分析測試食品中營養(yǎng)成分的含量對于判斷該食品的營養(yǎng)價值有非常重要的意義,因此我們開設食品營養(yǎng)和分析綜合實驗。該實驗課程包含兩個模塊,即:營養(yǎng)配餐和食品成分(水分、灰分、總糖、總酸、蛋白質、脂肪)檢測。將原有的食品營養(yǎng)學與食品分析實驗有機的整合在一起,增強了實驗的系統(tǒng)性,確保了學生知識的連貫性,有助于學生對理論課程知識的掌握,同時可培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。
營養(yǎng)學方面的實驗沒有成熟的指導書可供參考,在綜合實驗中教師在授課時闡明膳食營養(yǎng)調查和營養(yǎng)配餐的目的后,以案例式講授24h回顧法中調查問卷應涉及的內容和詢問技巧,要求學生自制調查問卷表并查閱食物成分表對家人或朋友的食譜進行計算分析,討論食譜的合理性及缺陷,并針對缺陷和根據(jù)食物的特點給出合理的建議或改善措施。通過教師的引導和學生的實踐,使學生對膳食營養(yǎng)調查和調查后結果的評價方法,有了深刻的理解和認識。同時,以大學生本人為例,講解營養(yǎng)配餐的步驟,極大地增加了學生的興趣。
通過改革和完善實驗教學內容,在綜合實驗中我們可同時測定豆粉或豆奶粉中水分、灰分、還原糖、酸度、粗脂肪、粗蛋白這幾個指標,也可測定其他樣品中相應指標,要求學生在實驗結束時列出相應產(chǎn)品的營養(yǎng)成分表,并根據(jù)相應理化指標結果和國標對產(chǎn)品進行分類,使整個實驗具有系統(tǒng)性和目的性,讓學生感受到學有所用,不僅提高了學習的積極性也認識到實驗課的重要意義。
2.1.2增設設計性試驗,提高學生創(chuàng)新能力
與以往驗證性實驗相比,為了激發(fā)學生的積極性、培養(yǎng)學生的主動性,我們增設了設計性的實驗。教師給出有關題目,例如,要求學生通過查閱文獻,擬定詳細的試驗方案,對黃酒中的pH、總酸、氨基酸態(tài)氮進行綜合分析。學生的試驗方案必須包括每個指標測定的原理、試驗時所需的儀器及試劑、操作步驟、結果計算方法及試驗中的注意事項。最后教師對學生的方案進行批改修正,由教師提供試驗所需的儀器、設備和藥品,學生則從試劑的配制開始獨立完成整個試驗,這樣學生不僅感到新鮮有趣,也會從每一個環(huán)節(jié)中了解影響試驗成敗的因素,同時可極大地提高學生的綜合分析能力。通過設計性試驗,不僅能起到鞏固學生專業(yè)基礎知識的作用,還有助于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),這對學生獨立試驗能力和從事科學研究能力的培養(yǎng)非常有利。
2.2探索和改進教學方法
2.2.1學生參與實驗準備,全面培養(yǎng)動手能力
教學改革后,教師只提出總的實驗要求,讓學生自己安排時間配制試劑、組裝儀器、處理試樣和調試設備,教師在實驗準備過程中隨時給予指導。同時要求學生根據(jù)實際需要,計算出每種試劑合適的用量范圍,以減少不必要的浪費,節(jié)約藥品,從而減少對環(huán)境的污染。通過準備實驗,可使學生得到一次全面鍛煉的機會,既掌握了試劑的配制方法,也對所用化學試劑的性能有所了解,并且學會了安裝調試實驗所用的儀器設備,也能做一些基本的維修處理,從而培養(yǎng)和提高了學生的實際動手能力,為將來從事食品分析工作打下了堅實基礎。
2.2.2實驗交叉進行,有效節(jié)約時間
教學改革后,我們在測水分樣品干燥時或測灰分樣品高溫灼燒時安排總糖測定,在測脂肪樣品抽提時,安排學生進行總酸的測定等,有效節(jié)約了時間。另外,根據(jù)被測物質的特性和檢測方法,首先測其水分,然后再測粗脂肪含量,這樣在減小實驗誤差的同時節(jié)省了粗脂肪的烘干時間。抽提脂肪后的樣品再測灰分,可以使炭化時樣品的起泡性降低,縮短實驗時間,從而不會使學生感到實驗枯燥無味。
2.2.3強調操作規(guī)范和原始數(shù)據(jù)記錄,培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度
在實驗過程中我們始終和學生在一起,對于基本操作實驗,及時提醒學生更正錯誤的操作,養(yǎng)成良好的實驗習慣。對于首次使用的儀器,要著重強調使用時的注意事項。此外,要求學生準確把握實驗過程中哪些藥品要準確稱量,哪些要準確量取等。從而改變了教師在傳統(tǒng)教學中的角色,由主體變?yōu)橹鲗В鞔_教師的作用在于引導、啟發(fā)和監(jiān)督這是教學改革的關鍵。
在教學中,要求學生在實驗中作好詳細記錄是培養(yǎng)學生科學態(tài)度的一個重要環(huán)節(jié)。我們在第一次實驗課前要求每一次實驗結束時上交當天實驗報告,最后一次實驗結束時上交被測樣品的營養(yǎng)成分表。由于各實驗間具有連續(xù)性,這就要求每個學生必須準備一本實驗專用的記錄本,避免隨便撕一張紙作記錄,到第二次撰寫實驗報告時,實驗數(shù)據(jù)即樣品的初始重量已丟失的現(xiàn)象。此外,我們對實驗記錄做出了嚴格要求,如每個學生的數(shù)據(jù)記錄本,要編上頁碼順序,不能隨便撕頁;原始數(shù)據(jù)不得隨意涂改,如需涂改,要注明涂改原因;實驗現(xiàn)象記錄要準確客觀。這些措施使實驗的結果有真實性,培養(yǎng)了學生實事求是的學習精神和科學嚴謹?shù)膶W術態(tài)度。
2.2.4鼓勵學生上講臺,增強學生的主動性和自覺性
一方面我們要求學生每次實驗前寫出預習報告,明確當天實驗所測指標的測定意義以及實驗每一步驟的目的。預習報告要按照自己的理解寫出原理、操作步驟及注意事項。結果學生們的預習報告形式多樣,有些用數(shù)字列出步驟順序,有些以箭頭表示整個實驗流程,也有學生用簡單的形象畫來代替器具名稱。另一方面,實驗課時鼓勵學生主動上講臺講解實驗內容,包括實驗目的、原理、步驟、數(shù)據(jù)處理和注意事項等。主講學生可以向其他同學提問,如測定該項指標的意義,某一步驟的作用等,通過提問不僅可以考察主講學生對實驗理解的情況,也可以考查非主講學生的預習情況。最后由老師進行點評、歸納總結,指出不足、幫助改進。這樣既打破了老師在臺上講,學生在臺下被動聽的傳統(tǒng)教學模式,也激發(fā)了學生的學習熱情、調動了課堂氣氛,同時增進了師生間以及學生間的交流。實驗過程中學生也能很好的統(tǒng)籌時間,操作步驟心中有數(shù),可以有條不紊地完成實驗,極大的提高了實驗效率。
2.2.5引導學生多觀察多思考,提高分析和解決問題的能力
在實驗教學中教師要發(fā)揮主導作用,對實驗過程中每一種試劑的作用、每一步操作的目的都要向學生提問,再引導學生思考有無其他處理辦法?然后再進行補充講解。如在分析方法的選擇時,提問學生:凱氏定氮法測蛋白質含量有哪些優(yōu)缺點?講解操作步驟時,提問學生:消化時樣品中加入硫酸鉀和硫酸鈉分別起什么作用,消化時的加樣次序是否可調換,如何確定消化終點?通過學生的回答,既可以檢查其預習的效果,又可以加深其對知識與技能的理解。實驗過程中提問學生:蒸餾這一步發(fā)生了什么化學反應,為什么反應室的顏色會為褐色或藍色?引起學生的好奇心,激發(fā)學生細心觀察和做實驗的興趣,也能培養(yǎng)學生觀察能力,還在潛移默化中增強了學生對理論知識的理解。
此外,對學生操作過程中的普遍性問題要及時指點講授,遇到測定結果異常時,要及時啟發(fā)學生分析并找出產(chǎn)生異?,F(xiàn)象的原因并及時糾正,以此來培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。如凱氏定氮法測蛋白質兩次滴定所消耗的鹽酸溶液體積相差較大時,提示學生分析儀器是否有密封不嚴導致的漏氣現(xiàn)象?或是在蒸餾開始時未將吸收液準備好?這樣不僅可以引導學生找到問題所在,使學生清楚細節(jié)決定成敗,也激發(fā)了學生的學習興趣,使學生的實驗技能有了顯著的提高。
2.2.6實驗結束前總結,調動學生實驗的自主性
確定每次實驗結束前10min為學生匯報及討論時間,讓學生將試驗過程中觀察到的現(xiàn)象進行分析,比如測蛋白質時樣品消化過程中內容物的顏色發(fā)生了什么變化?消化完成冷卻后為什么會有結晶產(chǎn)生?此外,讓學生將自己的實驗結果與產(chǎn)品包裝上的營養(yǎng)成分表進行對比分析,最后由教師總結、點評,對實驗中共性的問題集中講解,使學生既體驗到實驗成功的喜悅,又看到了自己存在的不足,這樣充分調動了學生實驗的自主性,激發(fā)了學生實驗的積極性。
2.2.7實驗報告重分析與討論,激發(fā)學生學習的潛能
實驗報告是對實驗內容的科學分析與總結,促使學生從實踐回歸理論的一個過程。每次實驗結束,要求學生及時完成實驗報告。對于實驗報告,要求學生在預習報告的基礎上添加實驗結果計算、分析與討論,思考題這三部分。我們強調“分析與討論”,做實驗只要用心觀察,必然會有與別人不同的經(jīng)驗和收獲,即使是失敗了,能正確的分析失敗的原因,也能夠從中得到更多益處。此外,我們鼓勵學生提出一些自己的見解,如:實驗方案的改進措施,實驗收獲或實驗失敗的教訓等。這一舉措能極大地激發(fā)學生潛能,培養(yǎng)他們活躍的思維和獨立思考問題的能力。
2.3改革實驗考核辦法,加強實驗效果綜合評定
考核是對實驗教學效果的檢驗,也是對學生實驗態(tài)度、技能、操作水平,以及綜合運用所學知識、解決實際問題能力的全面評定,而考核方式起著引導學生學習方式的作用[3]。因此,我們采用多樣化的綜合評價方式評定學生實驗成績。總成績中實驗準備占10%、預習報告占20%、實驗操作占20%,實驗設計占15%、隨堂理論(提問)及操作考核占10%、實驗報告占25%。這種評價方式一改以往偏重實驗報告的做法,要求學生認真地對待每一個實驗環(huán)節(jié),注重自身能力的提高。通過細致、全面地考核學生的素質和能力,給他們以較客觀、公正的成績,可促使學生按照教學要求認真努力地完成每個實驗,從而進一步促使學生養(yǎng)成良好的實驗習慣,提高其實驗操作技能、提升綜合素質。CFI
通過上述實驗教學內容和方法的改革,既提高了學生的學習興趣,又加深了學生對課程內容的理解,教學質量逐步提高。在整個教學過程中,學生學習主動,思維活躍,分析、解決問題能力和動手能力及綜合素質得到了很大程度的提高,為學生畢業(yè)后獨立開展工作奠定了基礎。
[1]陳計巒,焦揚,江英,等.實驗教學改革創(chuàng)新的幾點體會科技教育創(chuàng)新[J].中國科技信息,2006,(19):211-213
[2]張旋,劉玲,紀淑娟,白冰.“食品分析”實驗教學改革的探討與實踐[J].實驗室研究與探索,2009,28(10),114-116
[3]張彥民,韓文鳳,邱 潑.職業(yè)院校食品分析實驗課程的教改與實踐[J]. 農產(chǎn)品加工.學刊,2010,(3):92-93,96
Reformation and Exploration of “Comprehensive Experiment of Food Nutrition and Analysis”
Wang Yi, Wei Juan, Li Jixin, Xu Yaqin
(College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou, 730070, China)
∶ Both Food Nutrition and Food Analysis are the major courses of food science and engineering department. Experimental teaching serves as a link between theory and practice. In order to consolidatestudents' professional knowledge,promote the students to master the experimental techniques and cultivate students' creative ability, we reform and explore the teaching content, methods and experimental evaluation of the ‘comprehensive experiment of food nutrition and analysis ’course. These measures are proved to be helpful for triggering interest and arousing enthusiasm of students, and also enhance the teaching effect of experiment.
∶ Food Nutrition; Food Analysis; Comprehensive Experiment; Reformation and Exploration
王毅(1983-),博士,實驗師,研究方向:采后生物學與技術
李永才(1972-),男,博士,副教授,研究方向:采后生物學與技術