“食品分析”课程融合食品专业实践教学体系的探索
2020-12-18张淑芬王惠琴林太凤郑大威胡利明
张淑芬,王惠琴,林太凤,郑大威,闫 红,胡利明
(北京工业大学生命科学与生物工程学院,北京 100124)
“食品分析”是食品质量与安全专业的一门核心课程,学校食品质量与安全专业以强检验为主要特色的专业定位决定了专业基础必修课“食品分析”在专业课程建设中具有十分突出的地位。党的十九大以来,食品安全成为国家战略,食品分析检测承担着为食品质量与安全保驾护航的重任,加之食品检测技术快速发展,形成社会对食品分析检测人才持续增长的需求。“食品分析”课程的重要性不断凸显。
“食品分析”课程的突出特点是理论与实践密切相关,实践是教学的终极指向。学校食品质量与安全专业实践教学体系包括认识实习→食品理化分析实验→食品检验实验→工作实习→食品分析综合设计实验→创新实践→毕业设计等系列循序渐进的教学环节。基于“食品分析”理论性强、实践性强、应用性强的突出特点,将“食品分析”理论课程与食品专业实践教学体系有效融合,做好顶层设计,做到循序渐进,注重理论教学与实践教学相结合、校内课堂与校外实习基地相结合、专业教育与行业需求相结合,探索理论、实验、实习、毕业设计“四位一体”的教学模式,并取得一定成效。
1 以认识实习为起点在专业认知中感知食品分析内涵
认识实习是学校食品质量与安全专业本科生进入大学后的第一个实践教学环节,也是学生第一次近距离接触食品行业。认识实习设置在第一学期,此时对于刚入校门的新生来说,对专业几乎没有了解,专业知识还不具备,对未来要学习的方向尚不明确,认识实习旨在通过对若干食品企业、食品检测或研究机构的认知参观,再加上食品领域知名专家的讲解,引领和启迪新生认识、认知并认同食品质量与安全专业。
而“食品分析”是食品行业从业的重要领域,筛选确定的校外参观单位,覆盖涉及“食品分析”课程中的食品原料验收、生产过程监控、食品出厂检验、市场监督抽检、第三方检测、食品研发分析等多种实习单位,使学生尽量多地了解食品分析的实际应用领域,在食品生产企业或食品检验机构,聆听专家介绍食品检测机构的分析检测内容和项目及相关食品热点问题。在参观通道,看到食品生产线上的在线监测,样品室内分区分类存放的用于市场监督抽查检验的各种样品,食品检测实验室内进行前处理或操作分析仪器的检测人员,学生可以看到食品行业工作岗位的实际情况,在专业认知的同时,潜移默化地引导学生建立对食品分析内涵的感性认识。增强新生后续学好“食品分析”理论及掌握食品分析实验技能的内驱力。
2 以理论课程为基础在课堂教学中夯实食品分析理论
“食品分析”课程是食品专业实践教学体系中,除认识实习外的其余各实践环节的先导和基础,同时课堂理论教学是为了实践教学环节的开展并最终走向实践。在多年“食品分析”理论教学中,以“学为所用、学有所用、学以致用”为教学导向,注重“食品分析”理论与实验、实习、毕业论文等实践教学各环节的相互联系,避免理论课与实践教学体系各自作为独立教学环节而脱节的弊端,探索以“食品分析”理论教学为主导,以专业实践教学体系为主线的理论与实践教学融合。即以“食品分析”课程串接实践教学体系,并通过相对应的实践教学不断将食品分析专业知识立体化,在解决实际问题的过程中,将理论知识系统化,夯实食品分析理论基础。
为达到理论与实践的有效融合,“食品分析”理论教学在找准融合点和挖掘探究点上下功夫。通过问题导向、项目教学、案例驱动等教学方法,将专业实践教学的实验现象、实习岗位职责、毕业设计课题等融入理论教学课堂。对于理论课与实验课的融合,不是简单地把实验课的内容搬到理论课上直截了当的介绍,或是在实验课上讲理论。而在于通过理论课的教学设计,使一些验证性实验体现出探究性,如理论课结合后续各项实验样品介绍食品样品的预处理方法,引导学生思考探究如何根据测定样品性质进行样品制备和前处理。以问题导向法将实验现象或疑惑问题化,贴合实际食品分析检测工作中发现思考问题、分析解决问题的过程展开教学。教学过程中将实践环节的真实问题迁移到“食品分析”理论课堂实施问题导向教学,即通过挖掘过往学生在实践教学环节经历的实验现象、异常、疑惑和问题等作为探究点,结合理论课特定教学内容,设置问题情境,以教师为主导,学生为主体进行自主探究,这种以真实的实践教学经验与教训通过案例的形式展现在理论教学课堂中,既提升学生主动探究的欲望和兴趣,又使学生从往届实践教学环节得到启发和借鉴,带着好奇和思考去迎接后续的实践教学课程。针对毕业设计,则是在“食品分析”课程讲授中,基本理论与实际应用并重,将往届食品分析检测相关毕业设计课题的内容融入食品分析检测理论的介绍中,使学生了解食品行业中的食品分析检测实际问题或研究课题,提前引导学生根据自己的兴趣专长,开始关注并思考毕业设计的方向,指导学生在学习“食品分析”理论的同时,发挥主观能动性,尽早规划毕业设计,实现“食品分析”课程与毕业设计的有效融合。
“食品分析”课程关注食品检测实际工作岗位的人才需求现状,以应用和就业为目标开展课程教学。通过多方面渠道拉近学生与现代食品分析技术发展的距离。不断调整优化教学内容,使基础教学接轨学科发展前沿。针对食品分析技术发展日新月异的特点,及时更新教学内容,不断融入学科的最新研究进展,并在保证教学内容的基础性、系统性、完整性的前提下,教学中注重融入食品行业研究成果和进展[1]。与认识实习参观中令学生印象深刻的“食品真实性”研究相呼应,在“食品分析”课程中介绍核磁共振波谱和同位素质谱等先进的食品检测技术和方法在“食品真实性”研究中运用。近年来,自动电位滴定法出现在许多更新的食品检测标准中,在实际应用中,越来越多的食品检测机构采用自动电位滴定法代替原有的手工滴定法进行测定,如油脂酸价和过氧化值等指标的测定,“食品分析”课程及时调整教学内容,适时增加对电位滴定法的原理和特点、自动电位滴定仪的介绍,后续食品专业实验课程也相应增加电位滴定法的测定内容,力求教学与食品检测行业现状及工作实际同步。为了让学生更真切地了解食品分析检测技术在食品行业的现实应用,把校外实习基地的食品检测领域专家和分析仪器厂商工程师请进课堂,结合分析检测工作实际和研究进展,介绍食品分析检测技术和方法的解决方案和实际应用、发展前沿和应用前景。
3 以专业实验为抓手 在实验教学中培养食品分析技能
实验教学是理论学习的延续和验证,着重培养学生的各种实验能力,包括观察能力、思维能力、动手能力、分析能力、解决问题能力、创新能力等[2]。以食品分析检验为核心内容的专业实验课程群,是学校以强检验为主要特色的食品质量与安全专业的重要支撑,分别设置在“食品分析”课程后续的各个学期。在学生系统学习食品分析方法和理论基础上,以系列专业实验为抓手,通过循序渐进的实验课程,多层次、多方位地培养学生的食品分析检验实验技能。
基于“食品分析”理论与实验密切相关,为达到两者的有效融合,对食品专业实验课程群进行整体设计,循序渐进地实施单一方法验证→特定食品综合→实际课题设计等实验课程。学校食品专业实验课程主要包括“食品理化分析实验”“食品检验实验”和“食品分析综合设计实验”等依次递进的实验课程。再者注重“食品分析”理论课与实验课在教学内容与教学方法上互通互融。与理论教学一致,实验教学同样推崇以教师为主导、以学生为主体的探究式教学。教师发挥主导作用,充分挖掘实验教学中的各种探究元素,让专业实验体现探究性,让学生探究领悟到探索和解决问题的方法和技巧,在实验教学中占据主体地位。
“食品理化分析实验”是与“食品分析”理论课配套的专业入门实验课程,设置在与“食品分析”理论课程同一学期的后半段,实验内容主要涵盖食品分析理论课重点讲授的干燥法和蒸馏法测定食品中的水分、索氏抽提法测定粗脂肪、直接滴定法测定还原糖、凯氏定氮法测定蛋白质含量等食品检测常规分析方法,旨在加深对各种食品分析方法基本原理的理解,掌握食品分析基本实验操作。“食品理化分析实验”课程以验证性实验为主,学生2人一组,指导教师全程观察实验过程及进程,并重点实验操作,旨在明晰食品分析实验的一般过程和方法,规范食品分析实验的各项基本操作,意在引导学生将实验操作规范逐步成为习惯,为后续设计性和综合性专业实验课程打牢基础。
综合性实验是基础实验的运用和升华,是实验方法多元化的体现。后续的食品检验实验针对特定食品的多种成分进行综合分析,多采用现行食品检测国标中常用的各种方法,如pH值计法、自动电位滴定法等,实验比较同一食品的不同预处理及检测方法;食品分析综合设计实验则是面对实际问题设计实验方案,解决实际问题,突出食品分析的综合性和设计性。模拟实际食品分析检测流程,学生需从方法选择、样品处理、样品检测和数据处理与评价等环节开展实验,更多地涉及食品分析检测中的各种仪器分析方法,如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、高效液相色谱法等,以及微生物检验方法,是多课程、多知识、多技能的综合运用与锻炼。例如理论课程的教学方法,综合性实验鼓励学生进行开放性思维,提高自主思考的能力。实验内容具有较强探索性、趣味性,学生自主性高,可以提高学生对实验的兴趣和完成实验后的成就感,充分发挥学生的主观能动性。
4 以工作实习为契机 在行业体验中走近食品分析领域
工作实习是加强专业知识教育、增加学生的感性认识、培养学生实践知识、实践能力和综合素质的重要综合性训练环节[3]。学校食品质量与安全专业本科生的工作实习是第二门校外集中实践教学环节,设置在基本完成基础课和专业课学习后的三年级期末,为期4周。与新生认识实习前后呼应的工作实习,让学生第一次近距离接触食品分析领域,是学生在学习期间进行的重要行业体验,是把所学理论知识应用于实践的关键环节,对于培养学生综合实践能力和专业核心技能有重要作用。
建立在学生对专业和行业有一定了解并具备一定专业知识与实验技能基础上的工作实习宗旨在学以致用,学校食品专业学生的工作实习内容围绕“食品分析”检验行业认知与实践展开,通过深入食品生产企业或食品检测研究机构,以助岗或顶岗的方式参与到实习单位的工作中,面对实际的食品分析检测问题,身处真实的食品检测实验室,获得运用所学检验所用的亲身体验;在食品行业真实环境里,加强对食品生产加工工艺、过程控制、产品检测、质量管理及流通监管、法律法规、抽样检验、产品评价、风险评估等专业应用的认知与体验,感受食品分析检验与其他专业知识共同解决食品行业实际问题的方法与过程,了解社会和食品行业对食品专业人才知识、能力及素质的具体要求,获得自我客观评价并明确自身不足及未来努力方向。
针对校外工作实习存在的轮岗锻炼不太现实、教学氛围不够浓厚、实习考核易走过场等问题,改进以往实习结束只提交实习报告的做法,增加根据岗位的不同进行分组总结的环节,各组以PPT形式图文并茂地进行总结交流,分享不同实习岗位的体验与思考。同时,要求学生在实习报告和分组交流中融入对先修“食品分析”理论课和实验课教学的回顾和反思,据此进行学生互评和教师评价,避免流于形式走过场。
5 以毕业设计为实战 在课题实践中触探食品分析应用
毕业设计是专业实践教学体系的最后一个教学环节,也是大学本科教育阶段的收官之战,是学生综合运用已学专业基础知识与技能,在教师的指导下,完成具有较强实践性和挑战性的综合性实践教学任务。基于“食品分析”理论教学与实践教学体系的有机融合,学生已在前期“食品分析”课程中了解往届校内外食品分析检测相关毕业设计课题的内容及分析方法,引导学生发挥主观能动性对毕业设计早了解、早思考、早规划,减少了毕业设计课题选择时的随意性和盲目性。有些学生则是在三年级工作实习结束时就有了继续在实习单位完成毕业设计的意向。
为突出毕业设计内容的行业相关性和课题真实性,使学生能够真正触探到食品分析的实际应用,除校内教师承担的毕业设计任务,每年还在校外实习基地中为学生联系校外毕业设计单位,选取食品检测研究机构在研或预研的食品分析检测方面的真实课题,校内外毕业设计课题涉及各种食品分析检验方法的建立与应用、复杂食品体系中物质检测方法的研究、食品非法添加快速检测、食品加工中有害物质形成及检测、食品产品开发质量控制与评价等相关内容,与社会对食品行业人才特别是食品分析检测专门人才的工作需求十分贴近。这种毕业设计校企结合方式,使学生有更多机会接触到现实存在亟需解决的食品分析检测领域的真实课题,在校内外导师的共同指导下,学生凭借扎实的“食品分析”理论知识与实验技能,真题真做,实战实练,顺利完成毕业设计任务。对接食品行业需求与研究热点的毕业设计课题,使学生学习和掌握的“食品分析”课程理论知识和实验技能有了真正的用武之地,也是一次学以致用、检验成效的实战考验。
理论教学与毕业设计有效融合的探索,使学校在毕业设计与就业有机结合方面亦取得实效,并形成校企合作、互帮互利的良性循环。实践证明,毕业设计不仅是学生完成学业、顺利毕业的一种凭证,更重要的是可以成为学生就业的有力支撑[4]。由于各食品检测机构对学校食品专业学生的校外毕业设计满意度较高,加之食品行业对食品分析检测专门人才需求的增长,近年不乏校外毕业设计单位成为学生后续就业单位的情况,食品检测机构和学生在工作实习期间,特别是毕业设计阶段即开始磨合、双向选择,最终实现共赢。学生就业后很快适应相应的分析检测岗位。用人单位对学校食品专业从事食品分析检测的毕业生“基础牢、技能好、上手早、素质高”的评价,增强了继续探索理论与实践有效融合的信心和动力。
6 结语
“食品分析”课程融合专业实践教学体系的教学探索与实践,由入学认知开端,用融合探究贯穿,以毕业设计实战收官,有效提升了“食品分析”专业课程与社会需求和行业实际的契合度,助力食品专业学生综合实践能力的提高和专业核心技能的培养。