单位文秘网 2021-08-13 09:11:27 点击: 次
摘要:以“火腿肠中脂肪、碳水化合物、蛋白质的测定”为主线,设计了由三个相互关联,前后链接一体的综合研究性实验板块:脂肪含量的测定、淀粉含量的测定、蛋白质的测定以及相应的计算及讨论,尝试对实验教学的改革与实践,旨在提高食品分析实验的教学质量,提升学生的思考能力、实验综合设计能力和强化技能训练。
关键词:食品分析实验;教学改革;实践
中图分类号:S-01 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)08-369-02
食品分析实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程[1],“它是一门从实践中来到实践中去,以解决实际问题为目的的学科。”是培养学生动手能力和科学研究能力的重要部分,也是高校食品专业的一门专业必修课程[2]。如何让食品分析实验课的教学能适应创新型人才和应用型人才培养的需要,是必须研究和探索的课题。目前,食品分析实验教学中普遍存在以下几个方面的问题:①实验内容陈旧、起点低、基本上反映不出学科的发展现状,小型验证实验多,大板块综合性实验几乎没有;实验内容简单、重复。②实验过程中,基本都是教师提前准备仪器和配好试剂。课堂上学生按规定操作进行,往往不去查资料,不用思考,只需“照方抓药”一味地模仿操作,这样极大程度地压制了学生的想象力和主动的参与意识,使得学生对实验课的兴趣下降,重视程度降低,甚至不愿动手操作实验,抄写实验报告和实验结果。这样必然会导致学生的分析问题和解决问题的能力得不到应有的培养,尤其是动手能力和创新能力不能得到充分的发展[3]。③现在实验课的时间基本规定是三个课时,所以只安排独立实验,且实验之间缺乏相应的联系,导致学生对实验课程没有系统的认识。尤其是新升本的地方本科院校中,受先前教学方式的影响和实验室条件限制,往往只能开设时间限定内的小型独立实验。针对以上问题,笔者尝试在食品分析实验课程教学开设综合型大实验,以提高实验课程的综合效果和连贯性,培养学生的综合应用和解决实际问题的能力。该文通过实例探索食品分析实验的教学改革和改善实验教学方式,以火腿肠中主要营养素的测定为研究对象,设计四次实验课,按照相互连接,前后衔接的思路,共同组成一个综合型大实验,代替分散独立的小实验,使食品分析实验课程能前后有机的结合起来。
1 第一次实验
第一次实验为脂肪的测定,共计5学时。教师将学生分为5个人一小组,共4组,每组使用的样品品种不同,分别为1、2组使用双汇火腿肠,3、4组使用金锣火腿肠。避免传统的实验课所用的样品都一样,容易造成一个组出了数据,其他组照搬照抄的现象。该实验中四个小组选用两种样品,这样不仅使实验结果有区别,也使实验结果具有可比性。同时,也能激发学生做实验课的积极性。
1.1 测定方法的选择 测定方法由学生通过讨论自己确定。脂肪的测定有多种,主要包括索氏提取法、酸水解法、罗兹—哥特里法、巴布科克法和盖勃法以及氯仿—甲醇提取法。这次实验主要是以学生为主,传统的实验课是教师已经选定好方法,该次改革是让学生根据理论课讲授的知识和自己的判断,通过组内成员间相互交流沟通后选择合适的方法。
1.2 样品的制备、预处理、试剂的配制 每组学生根据教师的安排,称取100 g火腿肠,切成1 mm×1 mm的小方丁后进行预处理。样品预处理根据所选用的方法确定,试剂的配制也是根据所选方法来确定,共计课时1学时。
1.3 测定 学生通过讨论确定测定脂肪的方法为酸水解法测定脂肪的含量。计算结果在课下进行,共计课时3学时。
1.4 总结与讨论 教师根据每组所选的方法和实验结果与学生进行互动交流和结果的评价,共计约1学时。例如该实验中测定的火腿肠,如果用索氏提取法,显然是不合适的。因为该法适合提取水分含量很少和游离脂肪含量高的样品,并且耗时长达6 h以上。酸水解法适用范围较广,对水分含量没有要求,固体和液体都可以测定。所以该实验中选用酸水解法测定火腿肠中的脂肪是合适的。而罗兹哥特里法、巴布法和盖勃氏法适合测定乳制品。氯仿—甲醇提取法适合提取海产品和肉制品、蛋及其制品。
2 第二次实验
第二次实验为淀粉的测定,共计4学时。
2.1 确定测定方法 淀粉是食品中主要营养成分之一,是可消化多糖。测定淀粉常用的方法有:酸水解法测定淀粉、酶水解法测定淀粉[4]、碘—淀粉比色法等,根据实验室条件及样品的特性,学生经过讨论后选择酸水解法和酶水解法。教师安排第一组和第二组实验用酸水解法来测定,第三组和第四组实验用酶水解法进行测定。
2.2 样品预处理及试剂配制 每组学生根据自己掌握的理论知识选择预处理的方法,预处理直接影响到实验的结果,并以组为单位进行讨论。每组根据选择的方法配制所需的试剂。所需试剂量根据具体的需要量配制,既要不造成浪费,也要满足当天实验所需,共计2学时。
2.3 测定和结果计算 结果计算在课下进行,共计1学时。
2.4 总结讨论 该实验中选用两种方法测定两个品种的样品。第一组和第二组采用同一方法测定双汇火腿肠样品,第三组和第四组采用酶水解法测定金锣火腿肠。每一种方法通过两组做,实验结果具有可比性。不仅锻炼了学生的动手能力和调动团队合作精神,而且通过实验结果分析不同方法的优缺点,加强了对理论课学习中每种方法的原理、适用范围和优缺点的理解。共计1学时。
3 第三次实验
第三次实验为蛋白质含量的测定,共计5学时。该实验采用两种方法来测定蛋白质的含量,即让学生选择一种新的方法和传统的凯氏定氮法进行比较。根据实验一中原料的分组情况,第一组和第三组采用凯氏定氮法,第二组和第四组用另一种方法来测定。这样安排是为了进行探索研究性的实验,使实验教学突破验证性实验的格局,进一步提升为研究型的实验。同时,学生可以在查阅资料寻找新方法的过程中培养自学和查阅文献的能力,并通过精密度实验和回收率的测定掌握如何评价新的分析方法,另外,掌握利用统计分析的T检验法和F检验法评价两种方法的准确性[5]。
查阅资料和选择方法在课外进行。试剂配制和样品前处理按每组选用的方法进行,共3个课时。测定及结果计算,共计1个课时,结果计算在课下进行。老师参与分析与讨论,约1个课时。
4 该实验教学改革的特点
4.1 实验要求学生客观、真实记录 整个实验结束后,要求学生按照研究型论文的写作方式写出一份完整的实验报告。同时,每组同学分别将试验内容做成PPT格式,择优进行课堂讲解(选择1名学生)和讨论,分析实验中出现的各种问题,并对结果进行必要的归纳总结和理论探讨,并将此部分内容进行整理归纳,附于实验报告后再统一上交[6],作为考生成绩的一部分。
4.2 打破传统的时间限制 根据大纲的要求将实验课程集中安排在一段时间内完成,将分散的小实验调整为相互联系的综合型大实验,并安排学生在课前预习实验课程的主要内容,在课堂上安排了学生讨论的时间,给予学生充分的思考空间和温习知识的时间。在综合型大实验教学过程中,学生的参与度高,互动程度也高。整个实验过程中,学生不仅获取了知识,提高了实验操作技能,提升了自身的综合素质,而且也增加了每个实验小组的凝聚力和同学间的友谊,培养了团队的合作精神。
4.3 使实验课从过去的“教师主导型”转化为“学生主导型” 以学生为主,从实验设计和方法选择、实验中所需要的试剂、样品处理等都是由学生自己来完成。这样不仅可以锻炼学生操作的基本技能,而且增强了学生的责任感和学习的主动性。在这一过程中,教师要对学生操作过程给以指导,随时纠正、解决学生实验中出现的问题,检查学生的操作方法和实验记录,对学生操作过程中的普遍性问题或需要给予启发的问题,及时指点讲授,遇到实验数据异常时,及时指导学生分析并找出产生异常的原因和解决问题的方法,使学生分析问题的能力得到训练和提高;另外,对于实验方法较多的实验,测定方法由学生自己选择,然后再通过讨论比较选择方法的可行性。学生选择、比较方法时必然对所需理论课知识进行梳理,进一步理解各种方法的原理及适用性。这样可以巩固理论知识,也能充分的调动学生思考的积极性,让理论—实践—理论的过程在实验教学中完成。有利于学生在实际操作中温故知新,把前后所学知识融会贯通,让实验教学成为引导学生将知识转化为能力的过程。
4.4 选择的实验样品在食品中具有代表性 火腿肠中含有较多的蛋白质,同时也含有一定的淀粉和脂肪。完全可以满足实验改革的要求。只采用两种品种的火腿肠原材料测定三种指标,既节省材料,又使三个实验相互联系,前后衔接为一体,避免了部分实验步骤的重复操作。例如第三个实验使用之前实验测定完淀粉的剩余样品再测定蛋白质,这样在样品预处理过程中就省去了除淀粉的步骤,起到了废物再利用的效果,并且节约了时间。
4.5 具有灵活性和创新性 根据每次实验的自身特点,采用不同的方式组织安排学生,如第一次实验中分为四组,但使用两种不同来源的材料,所以学生的实验数据是不同的。第二次实验中测定淀粉使用了两种测定方法,材料也不同,所以四组的实验结果都不一样,避免了学生相互抄袭,互相依赖的心理。促使每组成员都必须亲自动手操作和测定。另外,为了比较测定的结果,第三次实验中,蛋白质的测定采用了两组方法测定两组品种的材料。第一组和第三组的实验材料不同,方法一样。第二组和第四组方法一样,材料不同,有利于通过实验结果来比较测定方法之间的差异,有利于学生掌握多种测定方法,并通过结果说明所用方法的准确度、精密度以及适用范围等。学生可以通过交流,讨论强化对各种测定方法更深的理解和掌握。通过亲身体验实践激发学生的思维创造能力和探索精神。
参考文献
[1] 李晓雁,甑润英,梁鹏,等. 《食品分析》实验课程教学改革的探索与实践[J].天津农学院学报,2010,17(1): 48-64.
[2] 张旋,刘玲,纪淑娟,等. 食品分析实验教学改革的探讨与实践[J].实验室研究与探索,2009,28(10):114-116.
[3] 叶信治. 从美国大学教学特点看我国大学教学盲点[J].高等教育研究,2011(11):68-75.
[4] 谢笔钧,何慧. 食品分析[M].北京:科学出版社,2009:162-164.
[5] 盖钧镒. 试验统计方法[M].北京:中国农业出版社,2008.
[6] 毛露甜,王绍芬. 微生物学实验教学中开展设计性实验的做法与体会[J]. 微生物学通报,2007,34(3):614-616.
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