设计性实验在食品质检专业实践教学中的应用

何坚 翟海燕

【摘 要】本文阐述食品质检专业引入设计性实验的必要性，从设计性实验的计划与准备、方案的确定与实施、实验数据分析、成果展示、考核等方面论述设计性实验教学在食品综合检验技术课程中的应用步骤，并以“‘五毛食品是否安全—— 低价辣条食品安全性探讨”课题为例介绍设计性实验的具体应用。

【关键词】设计性实验 食品质检专业 实践教学 食品综合检验技术课程 应用

设计性实验是指结合课程教学相关内容而进行的一种由学生主导完成的探索性实验。其特点是实验内容的探研性与学生学习的主动性、合作性;其目的是培养学生的系统性科学思维、开拓创新和团队协作意识，激发学生的参与性和创造性，提高学生分析问题、解决问题和综合应用知识的能力，提升学生综合素养。本文以食品综合检验技术课程为例，探讨设计性实验在食品质检专业实践教学中应用。

一、食品质检专业引入设计性实验的必要性

实践教学是职业学校培养合格人才的基本环节，在学生能力培养和综合素质提高方面有其独特的作用。食品质检专业是一个实践性很强的应用型专业，在实际生产中，食品质量的控制与监测是全过程的，食品质检工作者必须面对食品生产原料的多样性和特殊性、食品品质的安全性、食品品种的多样性，以及食品质量检测的复杂性等情况，必须具备较为全面的食品生产专业知识和食品质检专门技能。而这些知识仅仅通过课堂和小型实验模拟远远不能让学生有效地掌握，必须有针对性地进行真正的实践训练。在传统的教学体系中，实践课作为课堂讲授理论课程的依附或陪衬，实验内容也多以演示型和理论验证为主，与食品企业的生产实践脱节，不能满足培养学生创新和实际应用能力的要求，远远达不到食品质检专业的人才培养目标。因此，有必要将设计性实验应用于食品质检专业实践教学中。

学生在设计性实验教学中可以根据自己的兴趣选择实验课题，可以全程参与实验检验标准的确定、实验过程的设计、实验材料的准备，以及实验结果的分析，彻底将以往以老师为主的实践教学模式转变为老师引导、学生自主探索思考的创新性实践教学模式。设计性实验教学不但加深了学生对实验原理的理解，而且锻炼了学生的综合思维能力，在培养具有实践操作能力及科学思维能力的创新型、实用型人才方面具有重要意义。

二、设计性实验教学的应用步骤

食品质检专业学生在完成分析化学、微生物学、食品营养与保藏、食品安全学等专业基础课程的学习后，已经接受了 1～2 个学期及以上的基本实验训练，比较系统地掌握了食品检验相关专业基础课程理论知识和实验基本操作技能，具备了一定的实验数据分析能力。在此基础上，教师可以根据专业课程特点开展设计性实验教学，安排学生进行一些难度较大的，具有综合性、设计性及自主性特征的设计性实验。本文以食品综合检验技术课程为例，论述设计性实验的具体操作步骤。

（一）设计性实验的计划与准备

1.以小组形式开展设计性实验。学生自由组合的方式确定设计性实验小组，每组 3～4 人。以小组的形式开展设计性实验，既有利于培养学生的团队合作精神，又有利于能力强的同学帮扶能力差的同学，小组成员共同进步。通过评分体系鼓励成员间既合作又竞争。

2.确定范围，自主选题。每个设计性实验小组在经过小组成员讨论并与指导教师沟通交流的基础上，自主确定一个研究课题。所选课题必须与食品行业相关，且能运用所学食品检验相关技术进行论证，从而保证设计性实验教学的针对性和有效性。

鼓励学生从生活、生产实践、学习中发现问题，并把这些问题准确表述出来，作为本小组的设计性实验的研究选题。例如，有一段时间网络上热烈讨论学校校园周边低价零食的卫生问题，有一组学生对这个问题很感兴趣，经讨论后确定了“‘五毛食品是否安全—— 低价辣条食品安全性探讨”作为设计性实验的研究选题。这样的选题既紧跟社会热点，又贴合学生的生活，能充分调动学生的学习兴趣和热情。

3.规定各个时间节点。设计性实验的实施计划要在课程开始阶段让学生熟知，特别是要明确设计性实验的可行性答辩及成果展示这两个时间节点。这样有利于学生在课程的开始阶段就带着任务思考与选题相关的问题，确保设计性实验教学能按时完成。

（二）设计性实验实施方案的确定

1.查阅相关资料。学生选好课题后，教师可以安排1周左右的时间让学生进行查阅相关资料（标准）的工作，并安排预留教师与学生沟通和探讨的时间，要求学生在小组中相互学习和交流，增强学生对课题的理解，开阔视野，确保学生有目的地查阅文献并获取正确的资料（如正确的产品标准和技术标准），为设计性实验方案的初步形成奠定坚实的基础。

例如在“‘五毛食品是否安全—— 低价辣条食品安全性探讨”这个设计性实验中，需要查找辣条这种食品的产品标准，从而确定相关检验项目和指标。该小组学生通过查阅相关资料发现：辣条曾由原国家食品药品管理总局发文归类在调味面制品类别，且没有国家标准，大部分的企业执行的是企业标准。最后，学生采用了重庆市地方标准《DBS50/028—2017 食品安全地方标准 调味面制品》作为设计性实验的依据。通过相关资料的查找，学生提高了查阅文献并获取正确的资料的能力。

2.设计实验及研究方案。基于已有的实验条件，在广泛查阅文献的基础上根据各自小组的选题，对所查阅的文献资料进行归纳总结，比较各种实验方案并初步确定最佳方案，方案内容主要包括课题名称，实验小组成员，课题研究的目的和意义，实验所需试剂与器材，实验主要的标准、方法与操作步骤，实验计划进度等。

例如在“‘五毛食品是否安全—— 低价辣条食品安全性探讨”这个设计性实验中，学生在明确课题名称和研究目的、意义后，经过讨论和根据学校的实验设备等具体情况，选择菌落总数和大肠菌群两个确保食品最基本卫生安全的微生物指标作为检验项目，根据《DBS50/028—2017 食品安全地方標准 调味面制品》确定所需的实验试剂和器材，设计采样、实验、分析等方法和步骤，最后制定详细的实验方案。

3.进行设计性实验方案可行性答辩。为了保证设计性试验的最终的效果，需要结合实际情况，进行设计性实验方案可行性的论证。各小组设计出科学合理的实验方案后要制作成PPT，参与专门组织的设计性实验方案可行性答辩会，面对指导教师和其他小组同学针对本组设计性实验方案提出的问题，小组成员需要进行讨论并回答，最后根据指导教师的意见进行整改，合格的设计性实验方案才能进入实施阶段。

设计性实验可行性答辩的环节不但能确保实验方案的合理性、科学性和可行性，完善设计性实验的方案，而且通过师生间的反复讨论，进一步加深学生对自己设计性实验方案的理解，丰富学生知识，提升学生的实验能力。例如在“‘五毛食品是否安全—— 低价辣条食品安全性探讨”这个设计性实验的可行性答辩中，指导老师要重点提醒学生注意样品采样的代表性、实验过程中的无菌操作和实验结果分析的科学性，指导和帮助学生提高设计性实验的可行性，促进学生学习能力和实验能力的提升。

（三）设计性实验方案的实施

设计性实验就是让学生自己去发现问题，主动去寻找答案，是替代传统的学生被动接受知识的实践教学模式。设计性实验重在探索和实践的过程，而不是只注重答案本身。因此，设计性实验方案的实施是确保设计性实验教学效果的关键环节。

在设计性实验方案的实施过程中，需要注意以下几个原则。

1.严格按照方案实施设计性实验，减少实验误差。学生应根据本小组已经完善后的实验方案，准备好仪器和药品，根据既定的试验方案，严格依据实验计划进度、实验步骤进行实验操作，特别要注意相关标准的正确理解，以及严格按照标准规定的操作流程与要求进行实验，减少实验误差，确保设计性实验的完成度和准确性。

2.发挥学生的主体作用，增强学生团队协作意识。在设计性实验方案的设施过程中，学生是实验的主体，是方案实施的承担者。在实验中遇到反常现象和问题时，教师应鼓励学生自己思考和分析问题，培养学生独立发现问题和解决问题的能力。并鼓励和引导团队中每个成员对问题展开讨论，通过集体论证后改进设计性实验方案，增强学生团队协作意识，让学生成为学习的主体，变成学习的承担者。

3.指导教师全程保驾护航，保证实验方案顺利实施。在整个设计性实验方案实施过程中，学生虽然是主体，但是指导教师并不是完全放手不管，而应该是对各个小组方案的实施全过程进行全面的指导和帮助。指导教师应该承担起组织者、引导者、参与者的责任，特别是学生在设计性实验实施过程中遇到困难，且经过小组讨论不能找到解决问题的关键时，指导教师应及时提出意见和建议，充分发挥组织者、引导者、参与者的作用，帮助学生解决方案实施中遇到的困难，保证实验方案能够顺利实施。例如在“‘五毛食品是否安全—— 低價辣条食品安全性探讨”这个设计性实验中，学生在查找资料阶段就遇到困难，没有国家标准，也查不到企业标准，没有办法找到检验依据。指导老师在这个节点及时介入，提醒学生转换思路，查找辣条生产大省的地方标准，引导和帮助学生解决设计性实验中遇到的困难。

（四）设计性实验的实验数据分析

这一阶段学生已按照设计性实验方案完成了实验操作过程，获得了相应的实验数据。在这个阶段，教师要重点指导学生运用科学合理的方法整理原始实验数据，要求学生对照实验方案正确地分析与处理实验的数据，获得相应的实验结果，得出实验结论。例如在“‘五毛食品是否安全—— 低价辣条食品安全性探讨”这个设计性实验中，学生通过实验取得各样品的最终检验数据后，需和《DBS50/028—2017 食品安全地方标准 调味面制品》中的微生物限量指标进行比对，根据标准判定检验结果是否合格。

当出现与设计性实验方案预期结论偏差较大的情况时，教师要重点指导学生进行实验误差分析，反思与总结实验过程，讨论影响实验的关键因素，找到设计性实验的改进方法，进一步改进与完善设计性实验方案，为重新进行设计性实验做好准备。

（五）设计性实验成果展示

在得出设计性实验结论后，各小组通过制作PPT向其他小组及教师展示本小组设计性实验的研究成果，重点介绍本小组在设计性实验设计实施过程中遇到的关键性问题及解决办法，并分享本组的设计性实验研究成果，以及提出可行的优化方案。该阶段既是本组的设计性实验的考核前展示，又为各组间的相互学习搭建了平台。例如“‘五毛食品是否安全—— 低价辣条食品安全性探讨”这个设计性实验小组在进行设计性实验展示时，绘制了辣条样品菌落总数检验结果柱状图，见图 1。

通过这样的展示，其他组的学生一目了然看到该组的实验数据，并根据实验数据得出实验结论：低价辣条中正规企业生产的产品卫生安全基本达标，而没有生产许可证的厂家生产的产品菌落总数超标，卫生安全不达标。这样的设计性实验展示既分享了食品检验的相关知识点，又为学生的日常生活提供了指导。

展示结束后，各小组按照科研论文的要求和格式，书写完整的实验报告，并上交给教师评分存档。

（六）设计性实验的考核

引入设计性实验教学的课程必须设置有别于传统实践教学的考核方式，根据立项选题、实验方案设计及答辩、实验实施过程及设计性实验汇报展示、实验报告进行综合评价，加大设计性实验的课程分数所占比例，充分调动学生的主动性与积极性，提高学生的参与度。设计性实验考核方式如下。

1.总分 100 分，由导师评分和学生评分两部分组成。其中，导师评分分值为 50 分，学生评分分值为 50 分。

2.学生评分分值 50 分，由小组互评分、组员互评分和组员自评分组成。其中，小组互评分满分 25 分，组员互评分满分 15 分，组员自评分满分 10 分。

3.小组互评分为其他小组根据该小组的成果展示情况给该小组评分的平均分（本小组不参与自己小组的打分），组员互评分为本小组成员按每个组员在设计性实验中的贡献值给每个组员的评分的平均分（组员不参与给自己的评分）。

4.每个小组给其他小组的小组互评分分数不能相同，最小差距要有 0.5 的分值;小组成员之间的互评分数亦不能相同，最小差距要有 0.5 的分值。

三、设计性实验教学应用的反思

第一，设计性实验对学生提出更高的要求。设计性实验教学的应用对学生提出了更高的要求，从学生思考的逻辑性和条理性、创新能力、理论知识的掌握程度与综合应用能力、资料的收集整理与分析选择能力、操作的规范性、团队的合作精神等方面都提出了比常规性实验更高的要求。学生能力的欠缺会直接影响到实际的实验效果，指导教师必须全面了解学生的实际情况，在整个设计性实验过程中对不同的学生进行有针对性的指导，确保设计性实验教学的顺利开展。

第二，设计性实验对于指导教师是一个新的挑战。教师在整个设计性实验教学的过程中不但需要分析学生的实验方案，审核设计性实验的可行性，而且要指出其中的不足并且提出完善的建议。教师既要具备扎实的专业知识和实验技能功底，又要通过不断学习充实和提高自己，及时了解本领域内最新知识动态，保证学生顺利完成设计性实验。除此之外，教师还需要具备现代化教学的技能，在PPT制作、电脑软件应用等方面给予学生指导。因此，指导教师专业能力水平和综合素养直接影响到设计性实验的教学效果。

第三，设计性实验需要实验室建设的及时跟进。设计性实验能够有效进行与实验室条件是分不开的。为了满足设计性实验开展基本要求，学校需要在实验材料、设备、实验室整体上加大资金投入，并开放学校实验室，从而确保设计性实验教学的顺利进行。

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（责编 刘 影）