开放式食品分析课程体系的建立与实践

孟利++李梦洋++孙庆申++李冲伟

摘要：食品分析是高校食品科学与工程专业的专业课，该课程综合运用了无机化学、有机化学、仪器分析、分子生物学、微生物学、大学物理等课程知识，内容涉及食品生产、研发、流通过程中食品的品质及安全性分析。目前食品分析技术迅速发展，食品分析课程体系、实践教学体系、考试模式改革、双语教学有待优化和改革，不断更新，以体现新技术、新发展，适应社会需求。

关键词：食品分析；课程体系；开放式

高校教育要以人才培养为核心，食品科学与工程专业是应用类专业，如何培养出符合社会需要的食品类人才是食品科学与工程专业人才培养首要解决的问题。食品分析课程是食品科学与工程专业的核心课程之一，是体现食品科学与工程专门人才课程，主要为食品类企业、食品质量监督管理部门、科学研究领域输送人才。随着分子生物学、仪器科学的进步，食品分析手段不断更新，食品分析课程体系需要做相应的改变。如何梳理出教学目标明确、层次分明的食品分析课程体系，并在此课程体系基础上，能够吸纳最新科技发展成果，培养出训练有素、功夫到家，既有扎实理论知识，又有很强实践、创新能力的食品分析人才是亟待解决的问题。实践性是食品分析课程的首要特征，这需要食品分析课程探索一个特殊的教学模式。食品分析课程不但要有一个完整的课程体系，而且要有一个完整的实践教学体系，充分调动学生将理论知识运用到实践中去，以提高学生独立开展实验的能力。

本课程体系在参考国内外食品分析类教材基础上，结合国内外食品分析领域研究现状，国内外食品分析标准的最新更新，在现有学时基础上（45学时，实验课45学时），重新梳理食品分析课程体系，适当拓展教学内容，优化实验课程内容，进一步探索和完善多种形式的实践训练环节，以建立一个体现现代分析技术的、完整的、能够主动吸纳新技术的开放式食品分析新课程体系。

一、食品分析课程体系改革

食品分析课程的实践性非常突出，综合运用无机化学、有机化学、仪器分析、分子生物学、微生物学、大学物理等课程知识，内容庞杂。现有方法会随着上述基础学科的发展，不断更新和完善。这要求食品分析课程把庞杂的内容系统化，建立有机的知识体系架构，在此知识体系的基础上，能够不断更新内容，体现现代分析技术的发展水平。

首先对食品分析课程章节做合理调整，主要体现食品分析课程的数据处理、分析内容及分析手段。原有章节为：样品的采集与处理，食品的感官检验法，食品的物理检测法、水分、灰分、酸度的测定，脂类的测定，糖类的测定，蛋白质和氨基酸的测定，维生素的测定，食品添加剂的测定，食品中限量元素的测定，食品中有害物质的测定，食品分析中的质量保障、实验方法评价与数据处理。经过调整后的内容安排为：食品分析中的质量保障，实验方法评价与数据处理，样品的采集与处理，水分、灰分、酸度的测定，脂类的测定，糖类的测定，蛋白质和氨基酸的测定，维生素的测定，食品添加剂的测定，食品中限量元素的测定，食品中有害物质的测定，食品的物理检测法、食品的感官检验法。其中主要调整之一为食品分析中质量保障、实验方法评价与数据处理由最后两章调整到第一章和第二章，其目的是首先让学生明确掌握食品分析实验室质量控制基本原则及数据处理方法，在随后开设的11个实验课上，每课获得的实验数据，都须要按照第一章、第二章所学的知识执行，养成良好的数据记录和数据处理习惯；主要调整之二是将食品物理检测法、食品感官检验法设为最后两章，其原因是所使用的方法与前面几章所用的理化分析及仪器分析方法有着本质区别。

食品分析每章内容的充实与强化，在保持原来使用教材对分析方法实验原理详细阐述的特点的基础上，结合原理，对操作步骤进行讲解，让学生理解如何将一个实验原理准确地应用到具体的食品分析项目当中，使“学生知其然并知其所以然”。讲解、归纳、比较不同方法中用到的类似食品分析手段，让学生熟悉食品分析领域的“十八般武器”。在每一章中提炼出典型的食品分析仪器应用，详细讲解仪器参数选择、条件控制，让学生逐渐将仪器分析课程学到的理论知识具体到食品分析当中。

在理论讲解时，增加热点项目检测知识内容，如脂肪酸分析时，如何采用气谱相色谱技术分析反式脂肪酸，讲解测定反式脂肪酸与之前脂肪酸测定的区别和难点，让学生思考问题，并学习问题的解决思路。在食品物性学分析中，质构分析在食品研究与开发中起到越来越重要的地位，重点强化质构仪的原理、构造、数据分析及应用实例，增加大量的探头图片及应用案例分析。增加流体食品的流变学测定，内容包括流变仪基本原理构造，特性粘度测定等为学生从事食品流变学研究打下基础。优化蛋白质鉴定内容，涵盖质谱技术及蛋白质组学技术内容，将原有sanger测序方法调整为了解内容。糖类测定增加离子色谱法测定糖及气相色谱法测定糖的方法原理和仪器构造，注重讲解离子色谱在糖组分分析中的应用。在硝酸盐测定中增加离子色谱测定部分，同时增加离子色谱分析阴阳离子的原理、应用及案例。

二、实践教学体系改革

首先，实验课内容的选择以配合理论课程体系为原则，尽量设计与理论课相应教学任务对应的实验课。内容包括了水分活度、脂肪、蛋白质、糖、维生素、矿物质、氨基酸的测定，脂肪酸的测定，流变学特性和感官分析等内容。

其次，实验课内容要兼顾样品前处理手段、所使用分析仪器种类的覆盖面。食品分析是实践性非常强的一门课程，其教学方式必须结合实验课程才能收到良好的效果。在学习食品分析之前，学生已经学习了无机化学、有机化学、仪器分析、分子生物学、微生物学、大学物理等基本操作技能。然而，学生的知识及技能是片段化的、孤立的，往往在上课时候提到已经用过的技术，反复强调后，学生才能恍然大悟，原来我学过！如何让学生融会贯通，熟练运用所学知识和技能，完成一个又一个具体的食品分析任务，是食品分析首要任务。因此，本实验内容在检测方法中选择了国标方法，并兼顾实验手段的多样，分析方法涉及滴定、pH计，紫外可见分光光度计、高效液相色谱仪、气相色谱仪、荧光分光光度计、原子吸收分光光度计、凯氏定氮仪、水分活度仪、流变仪、质构仪、红外光谱、液质联用技术等内容。样本前处理方式包括灰化法、湿法消化法、吸附柱净化、蛋白质沉淀方法、萃取法、旋转蒸发、同时蒸馏萃取法等。在45学时的训练后，学生熟练掌握了上述分析方法，避免了在食品分析行业上出现“四体不勤、五谷不分”的现象，混淆所使用仪器的现象，从而使学生熟练使用上述仪器和方法，最终达到融会贯通，以提高其解决问题的能力。

再次，食品分析实验课每一个实验基本分成两大部分，一部分为样品前处理，另一部分为仪器测定获得数据。在样品前处理部分，3人一组，设平行样，保障每位同学的基本操作技能得到充分训练，教师对其操作过程进行监控和指导。仪器测定部分，首先现场讲解仪器的构造、特点、操作，并现场演示，然后学生在教师指导下独立完成试验，达到熟练掌握的目的，从而实现学生从仪器分析理论知识到具体运用的跨越。

最后，有些最为前沿的仪器，学生学习并掌握了该仪器的原理及构造，却没有见过该仪器，而这些仪器不可能为一个实验室所囊括。本课程先通过联系黑龙江省农科院农产品安全研究所、黑龙江省进出口检验检疫局、哈尔滨市农产品检测中心，并制作了大量视频短片作为教学资源。然后组织学生到相应单位进行短期实践和参观实习。最后利用网络资源，搜集大量短片、图片来讲解仪器，增加内容的形象性。通过上述三个举措，弥补仪器上的不足，进而开阔学生视野。

三、课程拓展能力培养

食品分析技术飞速发展，这需要一个开放和具有自我更新能力的教学方式。这要求食品分析新课程体系以既定完整的课程体系为前提，不断吸纳随时出现的热点问题、新技术、新方法。课程拓展在理论课堂上主要通过训练学生跟踪文献的能力实现。在这一环节中，让学生自己找到感兴趣的与食品分析相关的问题，教会学生如何利用网络资源，如中文期刊、英文期刊，设定关键词、查文章、看文献。学会查找国家标准、AOAC标准等相关食品分析标准。整理所查找的文献，做PPT，准备分钟的讲解，着重讲解该方法的特色、解决的问题。让学生明白如何解决在食品分析中遇到的问题，提升其运用知识和解决问题的能力，同时锻炼了学生表达的能力，增强了师生、生生互动。

四、考核方式的改革

由于食品分析内容庞杂，在解决实际问题时需要查阅资料，因此把食品分析待考核内容分为四个方面：（1）必须熟练掌握，建立基本架构的知识，需要能够背下来的，作为考试内容，这是大部分内容。（2）具体操作能力的训练及培养，在实验课中进行考察，通过每一次试验报告的出勤、课堂表现、试验报告内容来考察。（3）背不下来，也不需要背的，可以通过查资料、看文献、利用网络资源的知识运用能力考察，采用对5分钟的讲解和提问来解决，也增加了课堂的讨论气氛，调动学生课堂参与的积极性。（4）平时成绩，即平时的出勤等，用来督促易掉队的学生。

五、丰富双语教学内容

由于全球经济一体化，食品分析行业要了解国际标准，食品分析所用的仪器很多为进口，仪器说明书一般为英文的，很多方法的文献也是英文撰写的，因此，食品分析教学必须双语化，为学生多打开一扇窗，使其在今后能尽快接受、发现甚至建立新的检测分析方法。本文主要以普度大学的Food Analysis为参考书，实现双语化。其双语化体现在以下三方面：（1）在中文课件基础上的关键词上标注英文课件，强调食品分析关键词汇的学习。（2）尽量增加英文直接讲解内容，这部分用于有余力的同学参考。（3）强制学生翻译一篇英文食品分析相关的文章。

六、设立开放实验室项目和创新创业课题

传统观念中，只有研究生阶段才能进入实验室，参加科研活动。在我校面向全体探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式的背景下，积极申报开放实验室项目食品分析研究课题，鼓励学生申报食品分析相关的创新创业项目，吸引学生进入实验室，逐渐形成理论知识指导实践，实践促进理论知识学习的良性循环，加快学生由“我应该学”到“我要学”的这一转变过程。锻炼学生独立设计实验方案、实施等从事科研的基本能力，激发其科研潜力，培养其创新意识。在这种理念下，鼓励学生写试验项目申请书，经过教师的指导和修改，锻炼学生提出问题和运用食品分析基础知识，提出问题解决方案的能力。申请书一经审批之后，允许学生进入食品分析实验室独立完成其试验内容，在这期间锻炼学生独立思考和动手能力。在项目结束后组织学生进行项目答辩和撰写结题报告，其结题报告参考发表学术论文的格式，并做PPT参加答辩，接受教师的提问，锻炼学生的表达能力。通过开放性课题的申请到答辩的过程，锻炼了学生独立思考、进行科学研究的能力，是教学促科研的良好体现。另一方面，教师需要了解相应的技术背景知识，这考验了教师的科研能力和水平，只有科研水平较高，长期从事一线试验工作的教师才能够收到良好的效果，是典型的科研促进教学的过程。开放实验室项目和创新创业课题是将教学及科研有机结合的重要环节，也是创新型、开放型人才培养不可或缺的环节。

七、建立食品分析试题库

食品分析课程并非传统的基础课程，是近十年来发展起来的新兴课程，逐渐被各学校重视，列为研究生复试的课程之一。因此有必要建立食品分析试题库，有利于教师梳理本课程知识点，克服教师对教材处理的随意性、主观性及命题上的局限性，做到考教分离，提高本课程体系的科学性，正确反映学生知识点的掌握情况，使学生能够在今后的研究生复试、面试中获得良好成绩。本题库共20套题，包括选择、判断、计算、简答等题型，参考国内外教材及试题册中的经典试题，总结了食品分析课程的主要知识点，各章知识点分布均匀，能够反映学生掌握食品分析知识的水平和理论知识的运用能力。

食品分析理论教学、实践教学新体系不但体现了现有分析技术水平，而且能够不断吸纳新知识、新技术，是一种开放式的食品分析课程体系。将创新创业课题、开放实验室项目、合作单位实践实习纳入课程体系当中，以培养学生从事食品分析的独立工作能力和创新能力。增加双语教学比重，可有效提高学生利用国内外文献发现新方法和建立新方法的能力。课上对翻译知识的讲解以及开放实验室项目的申请，锻炼了学生查阅资料、翻译资料、写学术论文、做PPT、有条理地讲问题的能力。通过以上措施，建立了完整的开放性的食品分析人才培养课程体系，全面调动学生的积极性，增加学生参与课堂的机会，逐渐实现学生为主体的教学模式，为培养基础知识扎实、动手能力强、具有研发新方法能力的食品分析人才提供了有力保障。

参考文献：

[1]张水华.食品分析[M].北京：中国轻工业出版社，2008.

[2]王永华.食品分析[M].北京：中国轻工业出版社，2010.

[3]S.Suzanne Nielsen.Food Analysis Fourth Edition[M].Springer，2010.

编辑/岳 凤